OTOMOTIF: Tugas terus

PNEUMATIK DAN HIDROLIK

Sistem pneumatik

Kata pneumatik diturunkan dari kata bahasa Yunani Pneuma yang berarti udara dan bahasa greek Pneum yang berarti udara, Atic yang berarti pergerakan. Lebih jauh, pneumatik didefenisikan sebagai suatu ilmu mengenai sistim-sistim udara bertekanan. Sebelum era 1950-an, sistim-sistim pneumatik telah dipergunakan dalam proses-proses mekanis sederhana. Sekarang ini, sistim-sistim pneumatik memainkan peranan yang sangat penting didalam bidang otomatisasi, hal ini ditunjang pula oleh perkembangan teknologi di bidang sensor, prosesor dan actuator.

Secara umum, pneumatik berarti suatu aplikasi udara bertekanan sebagai media kerja dan media kendali pada aplikasi-aplikasi industri. Silinder pneumatik merupakan jenis actuator yang umum digunakan sebagai actuator gerakan lurus, hal ini disebabkan karena silinder tersebut memiliki harga yang murah, mudah dipasang, konstruksi yang kuat dan tersedia dalam berbagai ukuran langkah kerja.

Bidang pneumatik di bagi menjadi 2 yaitu :

1. Compressor air ( udara termampat )

2. Vacum ( sedotan )

Prinsip prinsip yang berlaku dalam compressor air :

· Compressor (Pemampat)

· Receiver (Tangki)

· Drain Skru

· Pressure Switch

· Pressure Gauge

· Air Piping Sistem

· Air Service unit

Hukum boyle : Kalau isipadu udara dalam 1 bekas dikurangkan dengan pemampatan, tekanan akan bertambah.

Apabila isipadu dikurangkan tekanan akan bertambah.

Komponen komponen yang ada pada pneumatik yaitu :

Kompresor

Kompresor digunakan untuk menghisap udara di atmosfer dan menyimpannya kedalam tangki penampung atau receiver. Kondisi udara dalam atmosfer dipengaruhi oleh suhu dan tekanan.

Oil and Water Trap

Fungsi dari Oil and Water Trap adalah sebagai pemisah oli dan air dari udara yang masuk dari kompresor. Jumlah air persentasenya sangat kecil dalam udara yang masuk kedalam sistem Pneumatik, tetapi dapat menjadi penyebab serius dari tidak berfungsinya sistem.

Dehydrator

Fungsi unit ini adalah sebagai pemisah kimia untuk memisahkan sisa uap lembab yang mana boleh jadi tertinggal waktu udara melewati unit Oil and Water Trap.

The Air Filter

Setelah udara yang dikompresi melewati unit Oil and Water Trap dan unit Dehydrator, akhirnya udara yang dikompresi akan melewati Filter untuk memisahkan udara dari kemungkinan adanya debu dan kotoran yang mana mungkin tedapat dalam udara.

5 Pressure Regulator

Sistem tekanan udara siap masuk pada tekanan tinggi menambah tekanan pada bilik dan mendesak beban pada piston.

Restrictors

Restrictor adalah tipe dari pengontrol klep yang digunakan dalam sistem Pneumatik, Restrictor yang biasa digunakan ada dua (2) tipe, yaitu tipe Orifice dan Variable Restrictor.

Gambar 1. Alat Pengangkat Beban dengan Menggunkan Tenaga Pneumatik

Gambar 1. Alat Pengangkat Beban dengan Menggunkan Tenaga Pneumatik

Gambar 1 menunjukan suatu contoh sistim pneumatik yang digunakan untuk mengangkat/memindahkan beban (W). Sumber tenaga utama adalah kompresor, yang mengisap udara dari atmosfir dan menaikan tekanannya. Udara bertekanan tinggi ini selanjutnya disimpan didalam tangki penampung. Udara bertekanan terlebih dahulu disaring dan didinginkan sebelum disimpan pada tangki penampung. Kompresor digerakan dengan menggunakan motor listrik, sumber tenaga listrik untuk motor listrik penggerak kompresor dikendalikan dengan menggunakan saklar tekanan. Jika tekanan udara pada tangki penampung telah mencapai yang diinginkan maka saklar tekanan akan memutuskan sambungan daya listrik ke kompresor.

Sebaliknya jika tekanan pada tangki penampung turun dari nilai yang telah ditentukan, maka saklar tekanan akan menyambungkan daya listrik ke kompresor. Dengan demikian, tekanan udara di dalam tangki penampung dapat dijaga pada suatu tekanan yang relatif konstan. Selanjutnya udara bertekanan dialirkan melalui peralatan-peralatan pneumatik untuk dipakai mengangkat beban (W). Pada saat udara bertekanan mengalir melalui saluran masuk A, silinder pneumatik akan memanjang keatas, sehingga beban terangkat. Sebaliknya jika udara bertekanan dialirkan melalui saluran masuk B, maka silinder pneumatik akan memendek dan beban (W) dibawa turun. Saluran buang berguna untuk melepaskan udara bertekanan ke atmosfir setelah digunakan didalam silinder pneumatik.

Gambar 2. Contoh Aplikasi Sistim Pneumatik untuk Penyimpanan Benda Kerja

Gambar 2 menunjukkan contoh aplikasi sistim pneumatik di industri, dimana sebuah silinder pneumatik dipakai untuk mendorong/mengeluarkan benda kerja dari tempat penyimpanan benda kerja.

Gambar 3. Contoh Aplikasi Sistim Pneumatik untuk transport benda kerja

Aplikasi lain sistim pneumatik diperlihatkan juga pada Gambar 3. Disini sistim pneumatik digunakan pada sistim pengumpan berputar untuk benda kerja berupa lembaran-lembaran. Benda kerja yang berupa lembaran diambil dari tempat penyusunannya (8) oleh pengisap-pengisap (1) yang ditempatkan pada piringan yang dapat berputar (4), kemudian ditempatkan pada konveyor belt (2) untuk diproses lebih lanjut pada mesin (3). Alat pemutar (5) berfungsi untuk memutar pengisap-pengisap, sedangkan alat pengangkat (6) berfungsi untuk menggerakan alat transport naik - turun. Alat pengangkat elektromekanik (7) digerakan oleh penggerak (6) untuk bergerak naik – turun. Benda kerja yang berupa lembaran-lembaran disusun diatas dudukan pengangkat (10)

Pembagian Sistim Pneumatik Berdasarkan Tekanan yang Digunakan:

Sistim pneumatik tekanan rendah:
0 - 150 kPa (0 - 1.5 bar or 0 -21.78 psi)
Sistim pneumatik tekanan normal:
150 - 1000 kPa (1.5 - 16 bar or 21.75 -232 psi)
Sistim Pneumatik tekanan tinggi: 1600 kPa (16 bar or 232 psi)

Karakteristik umum silinder pneumatik:

Diameter: 6 - 320 mm
Panjang langkah (stroke): 1 - 2000 mm
Tenaga: 2 – 50 kN
Kecepatan torak: 0.02 – 1 m/s

Gambar 7. Instalasi Penyedia Udara Bertekanan

Pada Gambar 7, ditunjukkan layout perpipaan dari saluran distribusi udara bertekanan dengan gardien kemiringan sebesar 1 – 2 % yang bertujuan untuk menangkap air agar dapat mengalir keluar ke saluran pembuangan. Jika terjadi tingkat kondensasi yang tinggi pada udara bertekanan yang dihasilkan maka diperlukan untuk menggunakan alat pengering udara agar tingkat kelembaban dari udara yang dihasilkan dapat diatur sesuai kebutuhan. Kelembaban yang tinggi akan pada dari udara bertekanan dapat merusak suatu sistim pneumatik.

Udara dikompresi sehingga berkurang kerapatannya sebesar 1/7 dari ukuran semula. Kegagalan-kegagalan pada sistim pneumatik dapat dikurangi melalui penyiapan udara bertekanan untuk menggerakan sistim dengan benar. Beberapa hal yang perlu diperhatikan agar dapat menghasilkan udara bertekanan yang bermutu tinggi adalah hal-hal sebagai berikut:

· Tersedianya jumlah udara yang cukup untuk seluruh keperluan pemakaian.

· Tipe kompresor yang digunakan harus sesuai dengan yang diperlukan oleh sistim.

· Kapasitas tangki penyimpanan udara dengan volume yang sesuai untuk menyimpan udara bertekanan.

· Udara yang diisap masuk oleh kompresor harus benar-benar bersih.

· Pengawasan terhadap kandungan uap air dari udara yang dikompresi untuk mencegah korosi dan kelembaban pada instalasi pneumatik.

· Gunakan minyak pelumas jika diperlukan.

· Hindari benturan-benturan yang dapat berasal dari tekanan udara dan dari hal-hal lainnya. Hal ini mirip dengan menghindari fluktuasi tegangan didalam sitim kelistrikan.

· Persyaratan tekanan udara untuk operasi yang diminta harus dipenuhi.

· Saluran-saluran buang udara harus tersedia dengan baik.

· Rancangan sistim distribusi udara harus sesuai dengan standar teknis yang telah ditetapkan.

Komponen-komponen sistim pneumatik dirancang untuk beroperasi pada tekanan udara 8 – 10 bar maksimum. Dalam prakteknya, untuk alas an-alasan ekonomi dan keselamatan, maka komponen-komponen pneumatik dianjurkan untuk digunakan pada daerah tekanan udara antara 4 –6 bar atau 400 – 600 kPa. Untuk keperluan ini, kompresor harus dirancang untuk menghasilkan tekanan udara antara 4.5 – 6.5 bar untuk mengantisipasi kerugian-kerugian pada saluran distribusi yang terjadi. Suatu tangki penampun diperlukan untuk mengurangi efek fluktuasi tekanan udara. Tangki penampung difungsikan sebagai reservoir untuk jangka pendek, sehingga mengurangi siklus on-off dari kompresor.

· Saringan Udara (Filter)

Saringan berfungsi untuk memisahkan materi-materi yang tidak diinginkan dari udara bertekanan yang dihasilkan, sebelum didistribusikan ke peralatan penumatik. Saringan juga berfungsi untuk memisahkan air yang berasal dari kondensasi uap air di dalam udara bertekanan yang dihasilkan. Hasil penyaringan dari partikel-partikel yang tidak diinginkan dan air ditampung pada bagian dasar dari unit filter. Air dan partikel yang tertampung harus sering dibuang melalui saluran pembuangan untuk mencegahnya masuk ke dalam komponen-komponen pneumatik melalui udara bertekanan yang didistribusikan.

· Pengatur Tekanan Udara

Alat ini digunakan untuk mengatur besar-kecilnya tekanan udara sekunder dari udara bertekanan yang dikirim ke komponen pneumatik. Pengaturan tekanan dicapai melalui pengaturan sekrup pengatur yang terdapat pada bagian atas dari pengatur tekanan.

· Unit Pelumasan

Alat ini digunakan untuk mencampur dan mendistribusikan minyak pelumas dalam bentuk uap ke komponen-komponen sitim pneumatik. Minyak pelumas digunakan untuk melumasi bagian dalam dari komponen pneumatik untuk mengurangi gesekan dan mencegah korosi.

Diagram sisten pneumatic ( Penentuan Label Komponen ).

Terdapat dua jenis penentuan label kompoenen untuk menandai suatu komponen didalam diagram sistim pneumatik.

1. Penentuan label dengan menggunakan angka

2. Penentuan label dengan menggunakan huruf

Penggolongan Grup

Grup 0: diberikan kepada semua elemen-elemen sumber energi
Grup 1, 2, 3, … dialokasikan untuk rangakain kendali tunggal misalnya silinder.

Gambar 8. Contoh Diagram Sistim Pneumatik

· Penentuan Label Komponen

Terdapat dua jenis penentuan label kompoenen untuk menandai suatu komponen didalam diagram sistim pneumatik.

Penentuan label dengan menggunakan angka
Penentuan label dengan menggunakan huruf

· Penggolongan Grup :

Grup 0: diberikan kepada semua elemen-elemen sumber energi.

Grup 1, 2, 3, … dialokasikan untuk rangkain kendali tunggal misalnya silinder.

Gambar 8 menunjukkan pemberian angka-angka untuk pelabelan didalam suatu diagram pneumatik. Bagian bawah dari Gambar 8 menunjukan susunan untuk elemen pemasok tenaga udara bertekanan dengan nomor 0.1. Selanjutnya dua elemen input (tombol tekan) diberi label 1.2 dan 1.4. Komponen dengan label 1.3 adalah saklar roller yang dimanfaatkan sebagai sensor untuk mengindera keberadaan poros piston pada silider pneumatik.

Komponen dengan label 1.6 bekerja sebagai pengolah sinyal (signal processor) Hasil pengolahan sinyal dikirmkan melalui komponen dengan label 1.1 ke actuator (silinder pneumatik) dengan label 1.0. Komponen dengan label 1.1 merupakan elemen kendali akhir yang berupa katup kendali arah dengan 5 saluran (ports) masukan dan memiliki dua arah gerak. Sinyal hasil olahan pengolah sinyal diterima oleh komponen dengan label 1.0 dan sebagai hasilnya poros silinder pneumatik bergerak ke arah posisi sensor dengan label 1.3.