Aktuator pneumatik adalah perangkat kunci yang banyak digunakan di bidang otomatisasi industri. Prinsip kerja mereka terutama didasarkan pada efek tekanan gas dan konversi struktur mekanis. Ketika udara terkompresi atau gas bertekanan lainnya memasuki ruang aktuator pneumatik, tekanan tertentu akan terbentuk di ruang tersebut. Perbedaan antara tekanan ini dan resistansi lingkungan eksternal atau bagian dalam aktuator memungkinkan piston, gigi atau bagian mekanis lainnya di dalam aktuator untuk bergerak secara efektif ketika tekanan mencapai ambang batas tertentu. Bergantung pada skenario desain dan aplikasi aktuator, gerakan ini bisa linier atau melingkar.
Struktur internal aktuator pneumatik biasanya berisi satu atau lebih ruang, yang secara efektif dikendalikan oleh sistem penyegelan dan katup yang tepat. Ketika gas memasuki ruang, ia mendorong piston atau diafragma di dalam ruang untuk bergerak ke arah yang berlawanan. Melalui transmisi bagian mekanis seperti batang dan roda gigi penghubung, gerakan ini pada akhirnya dikonversi menjadi rotasi atau gerakan linier pada ujung output aktuator. Misalnya, dalam aktuator pneumatik akting ganda standar, ketika udara terkompresi masuk dari port pipa A, gas mendorong piston ganda untuk bergerak secara linier di kedua ujungnya. Rak pada piston kemudian mengendarai gigi pada poros berputar untuk memutar berlawanan arah jarum jam, sehingga membuka katup. Ketika udara terkompresi masuk dari port pipa B, gas mendorong piston ganda untuk bergerak secara linier di tengah, dan rak pada piston menggerakkan gigi pada poros yang berputar untuk memutar searah jarum jam untuk menutup katup. Prinsip transmisi ini tidak hanya sederhana dalam struktur, tetapi juga memiliki keandalan dan stabilitas yang tinggi.
Selain aktuator pneumatik akting ganda, aktuator pneumatik akting tunggal juga merupakan bagian penting dari teknologi pneumatik. Aktuator pneumatik akting tunggal biasanya hanya memiliki satu ruang udara, salah satu tindakan switching mereka didorong oleh sumber udara, dan tindakan lainnya tergantung pada reset pegas. Desain ini memungkinkan aktuator pneumatik akting tunggal untuk mempertahankan posisi atau keadaan tertentu tanpa perlu pasokan udara berkelanjutan, sehingga secara efektif menghemat energi dan mengurangi biaya.
Prinsip kerja aktuator pneumatik juga melibatkan kompresibilitas dan dinamika gas. Karena tingginya kompresibilitas gas, kehalusan pergerakan aktuator pneumatik dapat dipengaruhi sampai batas tertentu ketika beban besar. Untuk meningkatkan kehalusan dan ketepatan gerakan, beberapa aktuator pneumatik kelas atas menggunakan teknologi seperti silinder redaman gas-cair untuk menggabungkan silinder udara dengan silinder hidrolik. Kombinasi ini tidak hanya dapat mencapai gerakan yang lebih halus dan presisi yang lebih tinggi, tetapi juga mencapai kecepatan yang dapat disesuaikan dan dikendalikan.