1. Pneumatik (bahasa
Yunani: πνευματικός, pneumatikos) berasal dari kata dasar
"pneu" yang berarti udara tekan dan "matik" yang berarti ilmu atau hal-hal yang
berhubungan dengan sesuatu; sehingga arti lengkap pnumatik adalah ilmu/hal-hal
yang berhubungan dengan udara bertekanan.
Pneumatik
merupakan teori atau pengetahuan tentang udara yang bergerak, keadaan-keadaan
keseimbangan udara dan syarat-syarat keseimbangan. Perkataan pneumatik berasal
bahasa Yunani “ pneuma “ yang berarti “napas” atau “udara”. Jadi pneumatik
berarti terisi udara atau digerakkan oleh udara mampat. Pneumatik merupakan
cabang teori aliran atau mekanika fluida dan tidak hanya meliputi penelitian
aliran-aliran udara melalui suatu sistem saluran, yang terdiri atas pipa-pipa,
selang-selang, gawai dan sebagainya, tetapi juga aksi dan penggunaan udara
mampat.
Pneumatik menggunakan hukum-hukum aeromekanika, yang menentukan keadaan keseimbangan gas dan uap (khususnya udara atmosfir) dengan adanya gaya-gaya luar (aerostatika) dan teori aliran (aerodinamika). Pneumatik dalam pelaksanaan teknik udara mampat dalam industri merupakan ilmu pengetahuan dari semua proses mekanik dimana udara memindahkan suatu gaya atau gerakan. Jadi pneumatik meliputi semua komponen mesin atau peralatan, dalam mana terjadi proses-proses pneumatik. Dalam bidang kejuruan teknik pneumatik dalam pengertian yang lebih sempit lagi adalah teknik udara mampat (udara bertekanan).
Komponen-komponen Pneumatik
Komponen pneumatik beroperasi pada tekanan 8 s.d. 10 bar, tetapi dalam praktik dianjurkan beroperasi pada tekanan 5 s.d. 6 bar untuk penggunaan yang ekonomis.
Beberapa bidang aplikasi di industri yang menggunakan media pneumatik dalam hal penangan material adalah sebagai berikut :
a. Pencekaman benda kerja
b. Penggeseran benda kerja
c. Pengaturan posisi benda kerja
d. Pengaturan arah benda kerja
Penerapan pneumatik secara umum :
a. Pengemasan (packaging)
b. Pemakanan (feeding)
c. Pengukuran (metering)
d. Pengaturan buka dan tutup (door or chute control)
e. Pemindahan material (transfer of materials)
f. Pemutaran dan pembalikan benda kerja (turning and inverting of parts)
g. Pemilahan bahan (sorting of parts)
h. Penyusunan benda kerja (stacking of components)
i. Pencetakan benda kerja (stamping and embosing of components)
Susunan sistem pneumatik adalah sebagai berikut :
a. Catu daya (energi supply)
b. Elemen masukan (sensors)
c. Elemen pengolah (processors)
d. Elemen kerja (actuators)
1.1 Alasan Pemakaian Pneumatik
Persaingan antara peralatan pneumatik dengan peralatan mekanik, hidrolik atau elektrik makin menjadi besar. Dalam penggunaannya sistem pneumatik diutamakan karena beberapa hal yaitu :
a. paling banyak dipertimbangkan untuk beberapa mekanisasi,
b. dapat bertahan lebih baik terhadap keadaan-keadaan tertentu
Sering kali suatu proses tertentu dengan cara pneumatik, berjalan lebih rapi (efisien) dibandingkan dengan cara lainnya. Contoh :
1). Palu-palu bor dan keling pneumatik adalah jauh lebih baik dibandingkan dengan perkakas-perkakas elektrik serupa karena lebih ringan, lebih ada kepastian kerja dan lebih sederhana dalam pelayanan.
2). Pesawat-pesawat pneumatik telah mengambil suatu kedudukan monopoli yang penting pada :
a). rem-rem udara bertekanan untuk mobil angkutan dan gerbong-gerbong kereta api, alat-alat angkat dan alat-alat angkut.
b). pistol-pistol ( alat cat semprot, mesin-mesin peniup kaca, berbagai jenis penyejukan udara, kepala-kepala asah kecepatan tinggi ).
Udara bertekanan memiliki banyak sekali keuntungan, tetapi dengan sendirinya juga terdapat segi-segi yang merugikan atau lebih baik pembatasan-pembatasan pada penggunaannya. Hal-hal yang menguntungkan dari pneumatik pada mekanisasi yang sesuai dengan tujuan sudah diakui oleh cabang-cabang industri yang lebih banyak lagi. Pneumatik mulai digunakan untuk pengendalian maupun penggerakan mesin-mesin dan alat-alat.
1.2 Keuntungan Pemakaian Pneumatik
a. Merupakan media/fluida kerja yang mudah didapat dan mudah diangkut :
1). Udara dimana saja tersedia dalam jumlah yang tak terhingga.
2). Saluran-saluran balik tidak diperlukan karena udara bekas dapat dibuang bebas ke atmosfir, sistem elektrik dan hidrolik memerlukan saluran balik.
3). Udara bertekanan dapat diangkut dengan mudah melalui saluran-saluran dengan jarak yang besar, jadi pembuangan udara bertekanan dapat dipusatkan dan menggunakan saluran melingkar semua pemakai dalam satu perusahaan dapat dilayani udara bertekanan dengan tekanan tetap dan sama besarnya. Melalui saluran-saluran cabang dan pipa-pipa selang, energi udara bertekanan dapat disediakan dimana saja dalam perusahaan.
b. Dapat disimpan dengan mudah :
1). Sumber udara bertekanan ( kompresor ) hanya menyerahkan udara bertekanan kalau udara bertekanan ini memang digunakan. Jadi kompresor tidak perlu bekerja seperti halnya pada pompa peralatan hidrolik.
2). Pengangkutan ke dan penyimpanan dalam tangki-tangki penampung juga dimungkinkan.
3). Suatu daur kerja yang telah dimulai selalu dapat diselesaikan, demikian pula kalau penyediaan listrik tiba-tiba dihentikan.
c. Bersih dan kering :
1). Udara bertekanan adalah bersih. Kalau ada kebocoran pada saluran pipa, benda-benda kerja maupun bahan-bahan disekelilingnya tidak akan menjadi kotor.
2). Udara bertekanan adalah kering. Bila terdapat kerusakan pipa-pipa tidak akan ada pengotoran-pengotoran, bintik minyak dansebagainya.
3). Dalam industri pangan , kayu , kulit dan tenun serta pada mesin-mesin pengepakan hal yang memang penting sekali adalah bahwa peralatan tetap bersih selama bekerja.
Sistem pneumatik yang bocor bekerja merugikan dilihat dari sudut ekonomis, tetapi dalam keadaan darurat pekerjaan tetap dapat berlangsung. Tidak terdapat minyak bocoran yang mengganggu seperti pada sistem hidrolik.
d. Tidak peka terhadap suhu
1). Udara bersih ( tanpa uap air ) dapat digunakan sepenuhnya pada suhu-suhu yang tinggi atau pada nilai-nilai yang rendah, jauh di bawah titik beku ( masing-masing panas atau dingin ).
2). Udara bertekanan juga dapat digunakan pada tempat-tempat yang sangat panas, misalnya untuk pelayanan tempa tekan, pintu-pintu dapur pijar, dapur pengerasan atau dapur lumer.
3). Peralatan-peralatan atau saluran-saluran pipa dapat digunakan secara aman dalam lingkungan yang panas sekali, misalnya pada industri-industri baja atau bengkel-bengkel tuang (cor).
e. Aman terhadap kebakaran dan ledakan
1). Keamanan kerja serta produksi besar dari udara bertekanan tidak mengandung bahaya kebakaran maupun ledakan.
2). Dalam ruang-ruang dengan resiko timbulnya kebakaran atau ledakan atau gas-gas yang dapat meledak dapat dibebaskan, alat-alat pneumatik dapat digunakan tanpa dibutuhkan pengamanan yang mahal dan luas. Dalam ruang seperti itu kendali elektrik dalam banyak hal tidak diinginkan.
f. Tidak diperlukan pendinginan fluida kerja
1). Pembawa energi (udara bertekanan) tidak perlu diganti sehingga untuk ini tidak dibutuhkan biaya. Minyak setidak-tidaknya harus diganti setelah 100 sampai 125 jam kerja.
g. Rasional (menguntungkan)
1). Pneumatik adalah 40 sampai 50 kali lebih murah daripada tenaga otot. Hal ini sangat penting pada mekanisasi dan otomatisasi produksi.
2). Komponen-komponen untuk peralatan pneumatik tanpa pengecualian adalah lebih murah jika dibandingkan dengan komponen-komponen peralatan hidrolik.
h. Kesederhanaan (mudah pemeliharaan)
1). Karena konstruksi sederhana, peralatan-peralatan udara bertekanan hampir tidak peka gangguan.
2). Gerakan-gerakan lurus dilaksanakan secara sederhana tanpa komponen mekanik, seperti tuas-tuas, eksentrik, cakera bubungan, pegas, poros sekerup dan roda gigi.
3). Konstruksinya yang sederhana menyebabkan waktu montase (pemasangan) menjadi singkat, kerusakan-kerusakan seringkali dapat direparasi sendiri, yaitu oleh ahli teknik, montir atau operator setempat.
4). Komponen-komponennya dengan mudah dapat dipasang dan setelah dibuka dapat digunakan kembali untuk penggunaan-penggunaan lainnya.
i. Sifat dapat bergerak
1). Selang-selang elastik memberi kebebasan pindah yang besar sekali dari komponen pneumatik ini.
j. Aman
1). Sama sekali tidak ada bahaya dalam hubungan penggunaan pneumatik, juga tidak jika digunakan dalam ruang-ruang lembab atau di udara luar. Pada alat-alat elektrik ada bahaya hubungan singkat.
k. Dapat dibebani lebih ( tahan pembebanan lebih )
Alat-alat udara bertekanan dan komponen-komponen berfungsi dapat ditahan sedemikian rupa hingga berhenti. Dengan cara ini komponen-komponen akan aman terhadap pembebanan lebih. Komponen-komponen ini juga dapat direm sampai keadaan berhenti tanpa kerugian.
1). Pada pembebanan lebih alat-alat udara bertekanan memang akan berhenti, tetapi tidak akan mengalami kerusakan. Alat-alat listrik terbakar pada pembebanan lebih.
2). Suatu jaringan udara bertekanan dapat diberi beban lebih tanpa rusak.
3). Silinder-silinder gaya tak peka pembebanan lebih dan dengan menggunakan katup-katup khusus maka kecepatan torak dapat disetel tanpa bertingkat.
l. Jaminan bekerja besar
Jaminan bekerja besar dapat diperoleh karena :
1). Peralatan serta komponen bangunannya sangat tahan aus.
2). Peralatan serta komponen pada suhu yang relatif tinggi dapat digunakan sepenuhnya dan tetap demikian.
3). Peralatan pada timbulnya naik turun suhu yang singkat tetap dapat berfungsi.
4). Kebocoran-kebocoran yang mungkin ada tidak mempengaruhi ketentuan bekerjanya suatu instalasi.
m. Biaya pemasangan murah
1). Mengembalikan udara bertekanan yang telah digunakan ke sumbernya (kompresor) tidak perlu dilakukan. Udara bekas dengan segera mengalir keluar ke atmosfir, sehingga tidak diperlukan saluran-saluran balik, hanya saluran masuk saja.
2). Suatu peralatan udara bertekanan dengan kapasitas yang tepat, dapat melayani semua pemakai dalam satu industri. Sebaliknya, pengendalian-pengendalian hidrolik memerlukan sumber energi untuk setiap instalasi tersendiri (motor dan pompa).
n. Pengawasan (kontrol)
1). Pengawasan tekanan kerja dan gaya-gaya atas komponen udara bertekanan yang berfungsi dengan mudah dapat dilaksanakan dengan pengukur-pengukur tekanan (manometer).
o. Fluida kerja cepat
1). Kecepatan-kecepatan udara yang sangat tinggi menjamin bekerjanya elemen-elemen pneumatik dengan cepat. Oleh sebab itu waktu menghidupkan adalah singkat dan perubahan energi menjadi kerja berjalan cepat.
2). Dengan udara mampat orang dapat melaksanakan jumlah perputaran yang tinggi ( Motor Udara ) dan kecepatan-kecepatan piston besar (silinder-silinder kerja ).
3). Udara bertekanan dapat mencapai kecepatan alir sampai 1000 m/min (dibandingkan dengan energi hidrolik sampai 180 m/min ).
4). Dalam silinder pneumatik kecepatan silinder dari 1 sampai 2 m/detik mungkin saja ( dalam pelaksanaan khusus malah sampai 15 m/detik ).
5). Kecepatan sinyal-sinyal kendali pada umumnya terletak antara 40 dan 70 m/detik (2400 sampai 4200 m/min)
p. Dapat diatur tanpa bertingkat
1). Dengan katup pengatur aliran, kecepatan dan gaya dapat diatur tanpa bertingkat mulai dari suatu nilai minimum (ditentukan oleh besarnya silinder) sampai maksimum (tergantung katup pengatur yang digunakan).
2). Tekanan udara dengan sederhana dan kalau dibutuhkan dalam keadaan sedang bekerja dapat disesuaikan dengan keadaan.
3). Beda perkakas rentang tenaga jepitnya dapat disetel dengan memvariasikan tekanan udara tanpa bertingkat dari 0 sampai 6 bar.
4). Tumpuan-tumpuan dapat disetel guna mengatur panjang langkah silinder kerja yang dapat disetel terus-menerus (panjang langkah ini dapat bervariasi sembarang antara kedua kedudukan akhirnya).
5). Perkakas-perkakas pneumatik yang berputar dapat diatur jumlah putaran dan momen putarnya tanpa bertingkat.
q. Ringan sekali
Berat alat-alat pneumatik jauh lebih kecil daripada mesin yang digerakkan elektrik dan perkakas-perkakas konstruksi elektrik (hal ini sangat penting pada perkakas tangan atau perkakas tumbuk). Perbandingan berat (dengan daya yang sama) antara :
• motor pneumatik : motor elektrik = 1 : 8 (sampai 10)
• motor pneumatik : motor frekuensi tinggi = 1 : 3 (sampai 4)
r. Kemungkinan penggunaan lagi (ulang)
Komponen-komponen pneumatik dapat digunakan lagi, misalnya kalau komponen-komponen ini tidak dibutuhkan lagi dalam mesin tua.
r. Konstruksi kokoh
Pada umumnya komponen pneumatik ini dikonstruksikan secara kompak dan kokoh, dan oleh karena itu hampir tidak peka terhadap gangguan dan tahan terhadap perlakuan-perlakuan kasar.
s. Fluida kerja murah
Pengangkut energi (udara) adalah gratis dan dapat diperoleh senantiasa dan dimana saja. Yang harus dipilih adalah suatu kompresor yang tepat untuk keperluan tertentu; jika seandainya kompresor yang dipilih tidak memenuhi syarat, maka segala keuntungan pneumatik tidak ada lagi.
1.3 Kerugian / terbatasnya Pneumatik
a. Ketermampatan (udara).
Udara dapat dimampatkan. Oleh sebab itu adalah tidak mungkin untuk mewujudkan kecepatan-kecepatan piston dan pengisian yang perlahan-lahan dan tetap, tergantung dari bebannya.
Pemecahan :
• kesulitan ini seringkali diberikan dengan mengikutsertakan elemen hidrolik dalam hubungan bersangkutan, tertama pada pengerjaan-pengerjaan cermat ( bor, bubut atau frais ) hal ini merupakan suatu alat bantu yang seringkali digunakan.
b. Gangguan Suara (Bising)
Udara yang ditiup ke luar menyebabkan kebisingan (desisan) mengalir ke luar, terutama dalam ruang-ruang kerja sangat mengganggu.
Pemecahan :
• dengan memberi peredam suara (silincer)
c. Kegerbakan (volatile)
Udara bertekanan sangat gerbak (volatile). Terutama dalam jaringan-jaringan udara bertekanan yang besar dan luas dapat terjadi kebocoran-kebocoran yang banyak, sehingga udara bertekanan mengalir keluar. Oleh karena itu pemakaian udara bertekanan dapat meningkat secara luar biasa dan karenanya harga pokok energi “berguna” sangat tinggi.
Pemecahan :
• dapat dilakukan dengan menggunakan perapat-perapat berkualitas tinggi.
d. Kelembaban udara
Kelembaban udara dalam udara bertekanan pada waktu suhu menurun dan tekanan meningkat dipisahkan sebagai tetesan air (air embun).
Pemecahan :
• penggunaan filter-filter untuk pemisahan air embun (dan juga untuk penyaring kotoran-kotoran).
e. Bahaya pembekuan
Pada waktu pemuaian tiba-tiba (dibelakang pemakai udara bertekanan) dan penurunan suhu yang bertalian dengan pemuaian tiba-tiba ini, dapat terjadi pembentukan es.
Pemecahan :
• Batasi pemuaian udara bertekanan dalam perkakas-perkakas pneumatik.
• Biarkan udara memuai sepenuhnya pada saat diadakan peniupan ke luar.
f. Kehilangan energi dalam bentuk kalor.
Energi kompresi adiabatik dibuang dalam bentuk kalor dalam pendingin antara dan akhir. Kalor ini hilang sama sekali dan kerugian ini hampir tidak dapat dikurangi.
g. Pelumasan udara bertekanan
Oleh karena tidak adanya sistem pelumasan untuk bagian-bagian yang bergerak, maka bahan pelumas ini dimasukkan bersamaan dengan udara yang mengalir, untuk itu bahan pelumas harus dikabutkan dalam udara bertekanan.
h. Gaya tekan terbatas
1). Dengan udara bertekanan hanya dapat dibangkitkan gaya yang terbatas saja. Untuk gaya yang besar, pada tekanan jaringan normal dibutuhkan diameter piston yang besar.
2). Penyerapan energi pada tekanan-tekanan kejutan hidrolik dapat memberi jalan keluar.
i. Ketidakteraturan
Suatu gerakan teratur hampir tidak dapat diwujudkan :
1). Pada pembebanan berganti-ganti
2). Pada kecepatan-kecepatan kecil (kurang dari 0,25 cm/det) dapat timbul ‘stick-slip effect’.
j. Tidak ada sinkronisasi
Menjalankan dua silinder atau lebih paralel sangat sulit dilakukan.
k. Biaya energi tinggi
Biaya produksi udara bertekanan adalah tinggi. Oleh karena itu untuk produksi dan distribusi dibutuhkan peralatan-peralatan khusus. Setidak-tidaknya biaya ini lebih tinggi dibandingkan dengan penggerak elektrik.
Perbandingan biaya ( tergantung dari cara penggerak ) :
• Elektrik : Pneumatik = 1 : 10 (sampai 12)
• Elektrik : Hidrolik = 1 : 8 (sampai 10)
• Elektrik : Tangan = 1 : 400 (sampai 500)
1.4 Pemecahan Kerugian Pneumatik
Pada umumnya, hal-hal yang merugikan dapat dikurangi atau dikompensasi dengan :
a. Peragaman yang cocok dari komponen-komponen maupun alat pneumatik.
b. Pemilihan sebaik mungkin sistem pneumatik yang dibutuhkan.
c. Kombinasi yang sesuai dengan tujuannya dari berbagai sistem penggerakan dan pengendalian (elektrik, pneumatik dan hidrolik).
(Sumber Drs. Sudaryono, VEDC Malang)
(InsyaAllah DIsambung lagi nanti. mohon maaf jika ada kesalahan).
Pneumatik menggunakan hukum-hukum aeromekanika, yang menentukan keadaan keseimbangan gas dan uap (khususnya udara atmosfir) dengan adanya gaya-gaya luar (aerostatika) dan teori aliran (aerodinamika). Pneumatik dalam pelaksanaan teknik udara mampat dalam industri merupakan ilmu pengetahuan dari semua proses mekanik dimana udara memindahkan suatu gaya atau gerakan. Jadi pneumatik meliputi semua komponen mesin atau peralatan, dalam mana terjadi proses-proses pneumatik. Dalam bidang kejuruan teknik pneumatik dalam pengertian yang lebih sempit lagi adalah teknik udara mampat (udara bertekanan).
Komponen-komponen Pneumatik
Komponen pneumatik beroperasi pada tekanan 8 s.d. 10 bar, tetapi dalam praktik dianjurkan beroperasi pada tekanan 5 s.d. 6 bar untuk penggunaan yang ekonomis.
Beberapa bidang aplikasi di industri yang menggunakan media pneumatik dalam hal penangan material adalah sebagai berikut :
a. Pencekaman benda kerja
b. Penggeseran benda kerja
c. Pengaturan posisi benda kerja
d. Pengaturan arah benda kerja
Penerapan pneumatik secara umum :
a. Pengemasan (packaging)
b. Pemakanan (feeding)
c. Pengukuran (metering)
d. Pengaturan buka dan tutup (door or chute control)
e. Pemindahan material (transfer of materials)
f. Pemutaran dan pembalikan benda kerja (turning and inverting of parts)
g. Pemilahan bahan (sorting of parts)
h. Penyusunan benda kerja (stacking of components)
i. Pencetakan benda kerja (stamping and embosing of components)
Susunan sistem pneumatik adalah sebagai berikut :
a. Catu daya (energi supply)
b. Elemen masukan (sensors)
c. Elemen pengolah (processors)
d. Elemen kerja (actuators)
1.1 Alasan Pemakaian Pneumatik
Persaingan antara peralatan pneumatik dengan peralatan mekanik, hidrolik atau elektrik makin menjadi besar. Dalam penggunaannya sistem pneumatik diutamakan karena beberapa hal yaitu :
a. paling banyak dipertimbangkan untuk beberapa mekanisasi,
b. dapat bertahan lebih baik terhadap keadaan-keadaan tertentu
Sering kali suatu proses tertentu dengan cara pneumatik, berjalan lebih rapi (efisien) dibandingkan dengan cara lainnya. Contoh :
1). Palu-palu bor dan keling pneumatik adalah jauh lebih baik dibandingkan dengan perkakas-perkakas elektrik serupa karena lebih ringan, lebih ada kepastian kerja dan lebih sederhana dalam pelayanan.
2). Pesawat-pesawat pneumatik telah mengambil suatu kedudukan monopoli yang penting pada :
a). rem-rem udara bertekanan untuk mobil angkutan dan gerbong-gerbong kereta api, alat-alat angkat dan alat-alat angkut.
b). pistol-pistol ( alat cat semprot, mesin-mesin peniup kaca, berbagai jenis penyejukan udara, kepala-kepala asah kecepatan tinggi ).
Udara bertekanan memiliki banyak sekali keuntungan, tetapi dengan sendirinya juga terdapat segi-segi yang merugikan atau lebih baik pembatasan-pembatasan pada penggunaannya. Hal-hal yang menguntungkan dari pneumatik pada mekanisasi yang sesuai dengan tujuan sudah diakui oleh cabang-cabang industri yang lebih banyak lagi. Pneumatik mulai digunakan untuk pengendalian maupun penggerakan mesin-mesin dan alat-alat.
1.2 Keuntungan Pemakaian Pneumatik
a. Merupakan media/fluida kerja yang mudah didapat dan mudah diangkut :
1). Udara dimana saja tersedia dalam jumlah yang tak terhingga.
2). Saluran-saluran balik tidak diperlukan karena udara bekas dapat dibuang bebas ke atmosfir, sistem elektrik dan hidrolik memerlukan saluran balik.
3). Udara bertekanan dapat diangkut dengan mudah melalui saluran-saluran dengan jarak yang besar, jadi pembuangan udara bertekanan dapat dipusatkan dan menggunakan saluran melingkar semua pemakai dalam satu perusahaan dapat dilayani udara bertekanan dengan tekanan tetap dan sama besarnya. Melalui saluran-saluran cabang dan pipa-pipa selang, energi udara bertekanan dapat disediakan dimana saja dalam perusahaan.
b. Dapat disimpan dengan mudah :
1). Sumber udara bertekanan ( kompresor ) hanya menyerahkan udara bertekanan kalau udara bertekanan ini memang digunakan. Jadi kompresor tidak perlu bekerja seperti halnya pada pompa peralatan hidrolik.
2). Pengangkutan ke dan penyimpanan dalam tangki-tangki penampung juga dimungkinkan.
3). Suatu daur kerja yang telah dimulai selalu dapat diselesaikan, demikian pula kalau penyediaan listrik tiba-tiba dihentikan.
c. Bersih dan kering :
1). Udara bertekanan adalah bersih. Kalau ada kebocoran pada saluran pipa, benda-benda kerja maupun bahan-bahan disekelilingnya tidak akan menjadi kotor.
2). Udara bertekanan adalah kering. Bila terdapat kerusakan pipa-pipa tidak akan ada pengotoran-pengotoran, bintik minyak dansebagainya.
3). Dalam industri pangan , kayu , kulit dan tenun serta pada mesin-mesin pengepakan hal yang memang penting sekali adalah bahwa peralatan tetap bersih selama bekerja.
Sistem pneumatik yang bocor bekerja merugikan dilihat dari sudut ekonomis, tetapi dalam keadaan darurat pekerjaan tetap dapat berlangsung. Tidak terdapat minyak bocoran yang mengganggu seperti pada sistem hidrolik.
d. Tidak peka terhadap suhu
1). Udara bersih ( tanpa uap air ) dapat digunakan sepenuhnya pada suhu-suhu yang tinggi atau pada nilai-nilai yang rendah, jauh di bawah titik beku ( masing-masing panas atau dingin ).
2). Udara bertekanan juga dapat digunakan pada tempat-tempat yang sangat panas, misalnya untuk pelayanan tempa tekan, pintu-pintu dapur pijar, dapur pengerasan atau dapur lumer.
3). Peralatan-peralatan atau saluran-saluran pipa dapat digunakan secara aman dalam lingkungan yang panas sekali, misalnya pada industri-industri baja atau bengkel-bengkel tuang (cor).
e. Aman terhadap kebakaran dan ledakan
1). Keamanan kerja serta produksi besar dari udara bertekanan tidak mengandung bahaya kebakaran maupun ledakan.
2). Dalam ruang-ruang dengan resiko timbulnya kebakaran atau ledakan atau gas-gas yang dapat meledak dapat dibebaskan, alat-alat pneumatik dapat digunakan tanpa dibutuhkan pengamanan yang mahal dan luas. Dalam ruang seperti itu kendali elektrik dalam banyak hal tidak diinginkan.
f. Tidak diperlukan pendinginan fluida kerja
1). Pembawa energi (udara bertekanan) tidak perlu diganti sehingga untuk ini tidak dibutuhkan biaya. Minyak setidak-tidaknya harus diganti setelah 100 sampai 125 jam kerja.
g. Rasional (menguntungkan)
1). Pneumatik adalah 40 sampai 50 kali lebih murah daripada tenaga otot. Hal ini sangat penting pada mekanisasi dan otomatisasi produksi.
2). Komponen-komponen untuk peralatan pneumatik tanpa pengecualian adalah lebih murah jika dibandingkan dengan komponen-komponen peralatan hidrolik.
h. Kesederhanaan (mudah pemeliharaan)
1). Karena konstruksi sederhana, peralatan-peralatan udara bertekanan hampir tidak peka gangguan.
2). Gerakan-gerakan lurus dilaksanakan secara sederhana tanpa komponen mekanik, seperti tuas-tuas, eksentrik, cakera bubungan, pegas, poros sekerup dan roda gigi.
3). Konstruksinya yang sederhana menyebabkan waktu montase (pemasangan) menjadi singkat, kerusakan-kerusakan seringkali dapat direparasi sendiri, yaitu oleh ahli teknik, montir atau operator setempat.
4). Komponen-komponennya dengan mudah dapat dipasang dan setelah dibuka dapat digunakan kembali untuk penggunaan-penggunaan lainnya.
i. Sifat dapat bergerak
1). Selang-selang elastik memberi kebebasan pindah yang besar sekali dari komponen pneumatik ini.
j. Aman
1). Sama sekali tidak ada bahaya dalam hubungan penggunaan pneumatik, juga tidak jika digunakan dalam ruang-ruang lembab atau di udara luar. Pada alat-alat elektrik ada bahaya hubungan singkat.
k. Dapat dibebani lebih ( tahan pembebanan lebih )
Alat-alat udara bertekanan dan komponen-komponen berfungsi dapat ditahan sedemikian rupa hingga berhenti. Dengan cara ini komponen-komponen akan aman terhadap pembebanan lebih. Komponen-komponen ini juga dapat direm sampai keadaan berhenti tanpa kerugian.
1). Pada pembebanan lebih alat-alat udara bertekanan memang akan berhenti, tetapi tidak akan mengalami kerusakan. Alat-alat listrik terbakar pada pembebanan lebih.
2). Suatu jaringan udara bertekanan dapat diberi beban lebih tanpa rusak.
3). Silinder-silinder gaya tak peka pembebanan lebih dan dengan menggunakan katup-katup khusus maka kecepatan torak dapat disetel tanpa bertingkat.
l. Jaminan bekerja besar
Jaminan bekerja besar dapat diperoleh karena :
1). Peralatan serta komponen bangunannya sangat tahan aus.
2). Peralatan serta komponen pada suhu yang relatif tinggi dapat digunakan sepenuhnya dan tetap demikian.
3). Peralatan pada timbulnya naik turun suhu yang singkat tetap dapat berfungsi.
4). Kebocoran-kebocoran yang mungkin ada tidak mempengaruhi ketentuan bekerjanya suatu instalasi.
m. Biaya pemasangan murah
1). Mengembalikan udara bertekanan yang telah digunakan ke sumbernya (kompresor) tidak perlu dilakukan. Udara bekas dengan segera mengalir keluar ke atmosfir, sehingga tidak diperlukan saluran-saluran balik, hanya saluran masuk saja.
2). Suatu peralatan udara bertekanan dengan kapasitas yang tepat, dapat melayani semua pemakai dalam satu industri. Sebaliknya, pengendalian-pengendalian hidrolik memerlukan sumber energi untuk setiap instalasi tersendiri (motor dan pompa).
n. Pengawasan (kontrol)
1). Pengawasan tekanan kerja dan gaya-gaya atas komponen udara bertekanan yang berfungsi dengan mudah dapat dilaksanakan dengan pengukur-pengukur tekanan (manometer).
o. Fluida kerja cepat
1). Kecepatan-kecepatan udara yang sangat tinggi menjamin bekerjanya elemen-elemen pneumatik dengan cepat. Oleh sebab itu waktu menghidupkan adalah singkat dan perubahan energi menjadi kerja berjalan cepat.
2). Dengan udara mampat orang dapat melaksanakan jumlah perputaran yang tinggi ( Motor Udara ) dan kecepatan-kecepatan piston besar (silinder-silinder kerja ).
3). Udara bertekanan dapat mencapai kecepatan alir sampai 1000 m/min (dibandingkan dengan energi hidrolik sampai 180 m/min ).
4). Dalam silinder pneumatik kecepatan silinder dari 1 sampai 2 m/detik mungkin saja ( dalam pelaksanaan khusus malah sampai 15 m/detik ).
5). Kecepatan sinyal-sinyal kendali pada umumnya terletak antara 40 dan 70 m/detik (2400 sampai 4200 m/min)
p. Dapat diatur tanpa bertingkat
1). Dengan katup pengatur aliran, kecepatan dan gaya dapat diatur tanpa bertingkat mulai dari suatu nilai minimum (ditentukan oleh besarnya silinder) sampai maksimum (tergantung katup pengatur yang digunakan).
2). Tekanan udara dengan sederhana dan kalau dibutuhkan dalam keadaan sedang bekerja dapat disesuaikan dengan keadaan.
3). Beda perkakas rentang tenaga jepitnya dapat disetel dengan memvariasikan tekanan udara tanpa bertingkat dari 0 sampai 6 bar.
4). Tumpuan-tumpuan dapat disetel guna mengatur panjang langkah silinder kerja yang dapat disetel terus-menerus (panjang langkah ini dapat bervariasi sembarang antara kedua kedudukan akhirnya).
5). Perkakas-perkakas pneumatik yang berputar dapat diatur jumlah putaran dan momen putarnya tanpa bertingkat.
q. Ringan sekali
Berat alat-alat pneumatik jauh lebih kecil daripada mesin yang digerakkan elektrik dan perkakas-perkakas konstruksi elektrik (hal ini sangat penting pada perkakas tangan atau perkakas tumbuk). Perbandingan berat (dengan daya yang sama) antara :
• motor pneumatik : motor elektrik = 1 : 8 (sampai 10)
• motor pneumatik : motor frekuensi tinggi = 1 : 3 (sampai 4)
r. Kemungkinan penggunaan lagi (ulang)
Komponen-komponen pneumatik dapat digunakan lagi, misalnya kalau komponen-komponen ini tidak dibutuhkan lagi dalam mesin tua.
r. Konstruksi kokoh
Pada umumnya komponen pneumatik ini dikonstruksikan secara kompak dan kokoh, dan oleh karena itu hampir tidak peka terhadap gangguan dan tahan terhadap perlakuan-perlakuan kasar.
s. Fluida kerja murah
Pengangkut energi (udara) adalah gratis dan dapat diperoleh senantiasa dan dimana saja. Yang harus dipilih adalah suatu kompresor yang tepat untuk keperluan tertentu; jika seandainya kompresor yang dipilih tidak memenuhi syarat, maka segala keuntungan pneumatik tidak ada lagi.
1.3 Kerugian / terbatasnya Pneumatik
a. Ketermampatan (udara).
Udara dapat dimampatkan. Oleh sebab itu adalah tidak mungkin untuk mewujudkan kecepatan-kecepatan piston dan pengisian yang perlahan-lahan dan tetap, tergantung dari bebannya.
Pemecahan :
• kesulitan ini seringkali diberikan dengan mengikutsertakan elemen hidrolik dalam hubungan bersangkutan, tertama pada pengerjaan-pengerjaan cermat ( bor, bubut atau frais ) hal ini merupakan suatu alat bantu yang seringkali digunakan.
b. Gangguan Suara (Bising)
Udara yang ditiup ke luar menyebabkan kebisingan (desisan) mengalir ke luar, terutama dalam ruang-ruang kerja sangat mengganggu.
Pemecahan :
• dengan memberi peredam suara (silincer)
c. Kegerbakan (volatile)
Udara bertekanan sangat gerbak (volatile). Terutama dalam jaringan-jaringan udara bertekanan yang besar dan luas dapat terjadi kebocoran-kebocoran yang banyak, sehingga udara bertekanan mengalir keluar. Oleh karena itu pemakaian udara bertekanan dapat meningkat secara luar biasa dan karenanya harga pokok energi “berguna” sangat tinggi.
Pemecahan :
• dapat dilakukan dengan menggunakan perapat-perapat berkualitas tinggi.
d. Kelembaban udara
Kelembaban udara dalam udara bertekanan pada waktu suhu menurun dan tekanan meningkat dipisahkan sebagai tetesan air (air embun).
Pemecahan :
• penggunaan filter-filter untuk pemisahan air embun (dan juga untuk penyaring kotoran-kotoran).
e. Bahaya pembekuan
Pada waktu pemuaian tiba-tiba (dibelakang pemakai udara bertekanan) dan penurunan suhu yang bertalian dengan pemuaian tiba-tiba ini, dapat terjadi pembentukan es.
Pemecahan :
• Batasi pemuaian udara bertekanan dalam perkakas-perkakas pneumatik.
• Biarkan udara memuai sepenuhnya pada saat diadakan peniupan ke luar.
f. Kehilangan energi dalam bentuk kalor.
Energi kompresi adiabatik dibuang dalam bentuk kalor dalam pendingin antara dan akhir. Kalor ini hilang sama sekali dan kerugian ini hampir tidak dapat dikurangi.
g. Pelumasan udara bertekanan
Oleh karena tidak adanya sistem pelumasan untuk bagian-bagian yang bergerak, maka bahan pelumas ini dimasukkan bersamaan dengan udara yang mengalir, untuk itu bahan pelumas harus dikabutkan dalam udara bertekanan.
h. Gaya tekan terbatas
1). Dengan udara bertekanan hanya dapat dibangkitkan gaya yang terbatas saja. Untuk gaya yang besar, pada tekanan jaringan normal dibutuhkan diameter piston yang besar.
2). Penyerapan energi pada tekanan-tekanan kejutan hidrolik dapat memberi jalan keluar.
i. Ketidakteraturan
Suatu gerakan teratur hampir tidak dapat diwujudkan :
1). Pada pembebanan berganti-ganti
2). Pada kecepatan-kecepatan kecil (kurang dari 0,25 cm/det) dapat timbul ‘stick-slip effect’.
j. Tidak ada sinkronisasi
Menjalankan dua silinder atau lebih paralel sangat sulit dilakukan.
k. Biaya energi tinggi
Biaya produksi udara bertekanan adalah tinggi. Oleh karena itu untuk produksi dan distribusi dibutuhkan peralatan-peralatan khusus. Setidak-tidaknya biaya ini lebih tinggi dibandingkan dengan penggerak elektrik.
Perbandingan biaya ( tergantung dari cara penggerak ) :
• Elektrik : Pneumatik = 1 : 10 (sampai 12)
• Elektrik : Hidrolik = 1 : 8 (sampai 10)
• Elektrik : Tangan = 1 : 400 (sampai 500)
1.4 Pemecahan Kerugian Pneumatik
Pada umumnya, hal-hal yang merugikan dapat dikurangi atau dikompensasi dengan :
a. Peragaman yang cocok dari komponen-komponen maupun alat pneumatik.
b. Pemilihan sebaik mungkin sistem pneumatik yang dibutuhkan.
c. Kombinasi yang sesuai dengan tujuannya dari berbagai sistem penggerakan dan pengendalian (elektrik, pneumatik dan hidrolik).
(Sumber Drs. Sudaryono, VEDC Malang)
(InsyaAllah DIsambung lagi nanti. mohon maaf jika ada kesalahan).
Pengertian Dan Fungsi Pneumatik
Pengertian Dan Fungsi Pneumatik
Pneumatik
merupakan teori atau pengetahuan tentang udara yang bergerak, keadaan-keadaan
keseimbangan udara dan syarat-syarat keseimbang-an. Orang pertama yang dikenal
dengan pasti telah menggunakan alat pneumatik adalah orang Yunani bernama
Ktesibio. Dengan demikian istilah pneumatik berasal dari Yunani kuno yaitu
pneuma yang artinya hembusan (tiupan). Bahkan dari ilmu filsafat atau secara
philosophi istilah pneuma dapat diartikan sebagai nyawa. Dengan kata lain
pneumatik berarti mempelajari tentang gerakan angin (udara) yang dapat
dimanfaatkan untuk menghasilkan tenaga dan kecepatan. (Drs. Suyanto, M.Pd, M.T,
2003 : 1)
Pneumatik
merupakan cabang teoritis aliran atau mekanika fluida dan tidak hanya meliputi
penelitian aliran-aliran udara melalui suatu sistem saluran, yang terdiri atas
pipa-pipa, selang-selang, gawai (device) dan sebagainya, tetapi juga aksi dan
penggunaan udara mampat. Udara yang dimampatkan adalah udara yang diambil dari
udara lingkungan yang kemudian ditiupkan secara paksa ke dalam tempat yang
ukurannya relatif kecil.
Pneumatik
dalam pelaksanaan teknik udara mampat dalam industri (dunia perusahaan) (dan
khususnya dalam teknik mesin) merupakan ilmu pengetahuan dari semua proses
mekanis dimana udara memindahkan suatu gaya atau suatu gerakan. Dalam
pengertian yang lebih sempit pneumatik dapat diartikan sebagai teknik udara
mampat (compressed air technology). Sedangkan dalam pengertian teknik pneumatik
meliputi : alat-alat penggerakan, pengukur-an, pengaturan, pengendalian,
penghubungan dan perentangan yang meminjam gaya dan penggeraknya dari udara
mampat. Dalam penggunaan sistem pneumatik semuanya menggunakan udara sebagai
fluida kerja dalam arti udara mampat sebagai pendukung, pengangkut, dan pemberi
tenaga.
Adapun
ciri-ciri dari para perangkat sistem pneumatik yang tidak dipunyai oleh sistem
alat yang lain, adalah sebagai berikut :
1.
Sistem pengempaan, yaitu udara disedot atau diisap dari atmosphere kemudian
dimampatkan (dikompresi) sampai batas tekanan kerja tertentu (sesuai dengan
yang diinginkan). Dimana selama terjadinya kompresi ini suhu udara menjadi
naik.
2.
Pendinginan dan penyimpanan, yaitu udara hasil kempaan yang naik suhunya harus
didinginkan dan disimpan dalam keadaan bertekanan sampai ke obyek yang
diperlukan.
3.
Ekspansi (pengembangan), yaitu udara diperbolehkan untuk berekspansi dan
melakukan kerja ketika diperlukan.
4.
Pembuangan, yaitu udara hasil ekspansi kemudian dibebaskan lagi ke atmosphere
(dibuang).
Kelebihan dan Kekurangan Pneumatik
Kelebihan
dari alat penumatik yang sangat menonjol adalah karena udara dapat mengembang
dengan begitu kuat dan cepat di ruangan yang sempit dalam waktu yang relatif
singkat. Berdasarkan itu maka peralatan pneumatik banyak digunakan di
indistri-industri dan pabrik-pabrik. Juga karena beberapa bukti yang nyata
bahwa dalam berbagai masalah untuk otomatisasi tidak ada media lain yang dapat
dipakai secara lebih mudah dan ekonomis.
Selain
dari kelebihan di atas, alat pneumatik juga mempunyai kelebihan-kelebihan lainnya
sehingga alat pneumatik seringkali diutamakan dibandingkan alat-alat yang lain.
Kelebihan-kelebihan itu antara lain bisa dilihat dari: (Thomas Krist, 1993 :
6-8) (Krist,T, 1993)
1.
Fluida kerja yang mudah diperoleh dan mudah ditransfer
a.
Udara dimana saja tersedia dalam jumlah yang tak terhingga.
b.
Saluran-saluran balik tidak diperlukan, karena udara bekas (udara yang telah
memuai dan telah menyerahkan energinya) dapat dibuang bebas.
2.
Dapat disimpan dengan baik.
a.
Sumber udara mampat (kompresor) hanya memproduksi udara mampat kalau udara itu
memang digunakan, jadi kompresor tidak selalu bekerja.
b.
Pengangkutan dan penyimpanan dari tangki-tangki penampungan juga dimungkinkan.
3.
Bersih dan kering.
a.
Udara mampat adalah bersih, jadi kalau ada kebocoran pada saluran pipa
benda-benda kerja ataupun bahan-bahan tidak akan menjadi kotor.
b.
Udara mampat adalah kering, jadi kalau ada kerusakan pipa-pipa tidak akan ada
pengotoran-pengotoran, bintik (stain) minyak dan sebagainya.
4.
Tidak peka terhadap suhu.
a.
Udara bersih dapat digunakan sepenuhnya pada suhu-suhu tinggi dan pada
nilai-nilai yang rendah.
b.
Udara mampat juga dapat digunakan di tempat-tempat yang sangat panas.
c.
Peralatan-peralatan atau saluran-saluran pipa dapat digunakan secara aman dalam
lingkungan yang panas sekali.
5.
Aman terhadap ledakan dan kebakaran.
a.
Keamanan kerja serta produksi besar dari udara mampat tidak mengandung bahaya
kebakaran maupun ledakan.
b.
Alat-alat pneumatik dapat digunakan tanpa dibutuhkan pengamanan yang mahal dan
luas.
6.
Kesederhanaan (mudah dipelihara)
a.
Karena kontruksinya sangat sederhana, peralatan-peralatan udara mampat hampir
tidak peka gangguan.
b.
Konstruksinya yang sederhana menyebabkan waktu motase (pemasangan) menjadi
singkat, kerusakan-kerusakan seringkali dapat diperbaiki sendiri.
c.
Komponen-komponennya dengan mudah dipasang dan setelah dibuka dapat digunakan
kembali untuk penggunaan-penggunaan lainnya.
7.
Konstruksi kokoh.
Pada
umumnya komponen pneumatik kostruksinya kokoh sehingga tahan terhadap gangguan
dan perlakuan-perlakuan kasar.
Namun
demikian, udara bertekanan dan peralatan pneumatik masih tetap juga mempunyai
kelemahan-kelemahan. Kekurangan dari sistem pneumatik antara lain: (Thomas
Krist, 1993 : 9-10)
1.
Gangguan suara (bising).
Udara
yang ditiup keluar menyebabkan kebisingan (desisan) terutama dalam ruang-ruang
kerja yang sangat mengganggu.
2.
Mudah menguap (volatile).
Udara
mampat mudah menguap (volatile). Terutama dalam jaringan udara-udara mampat
yang besar dan luas dapat terjadi kebocoran-kebocoran yang banyak dan
menyebabkan udara mampat mengalir keluar.
3.
Bahaya pembekuan.
Pada
waktu pemuaian (expansion) mendadak dan penurunan suhu yang berkaitan dengan
pemuaian mendadak ini, dapat terjadi pembentukan es.
4.
Gaya tekan terbatas.
Udara
mampat hanya dapat membangkitkan gaya yang terbatas. Untuk gaya-gaya yang besar
pada suatu tekanan bisa dalam jaringan, dan dibutuhkan diameter torak yang
besar.
5.
Biaya energi tinggi.
Biaya
produksi udara mampat tinggi, oleh karena itu untuk produksi dan distribusi
dibutuhkan peralatan-peralatan khusus.
Prinsip Dasar Kerja Pneumatik
Sistem
pneumatik adalah suatu sistem yang menggunakan udara sebagai media kerjanya,
dimana untuk menghasilkan kerja tersebut udara dimampatkan terlebih dahulu.
Sistem-sistem pneumatik terutama terdiri dari suatu kompresor udara atau
perapat udara (sumber udara mampat), motor-motor udara mampat (pemakai-pemakai
udara mampat) ditambah dengan bagian-bagian pengatur dan pengendali. Untuk
lebih jelasnya berikut adalah gambar sistem pneumatik secara rinci.
Gambar Sistem Peumatik
Keterangan
gambar:
1.
Kompresor adalah peralatan yang dipergunakan untuk menghasilkan udara kempa,
udara akan diserap dan dimampatkan oleh kompresor yang digerakkan oleh motor listrik.
2.
After Cooler, salah satu alat yang digunakan untuk mendinginkan udara kempa
dengan menggunaka air atau media lain yang dapat berfungsi sebagai pendingin
udara kempa.
3.
Main Line Air Filter, peralatan yang berfungsi untuk mengeleminir debu dan air
serta kandungan minyak pada udara kempa.
4.
Refrigerated Air Dryer, alat ini berfungsi untuk mengeringkan udara basah atau
udara yang masih mengandung embun atau titk air, sehingga dapat menghasilkan
udara kempa yang benar-benar kering.
5.
Air Filter, alat ini dipergunakan untuk menyaring debu yang terbawa oleh air.
6.
Air Pressure Reducing Valve, berfungsi untuk mereduksi udara kempa pada batas
yang dikehendaki dan menjaga agar tetap konstan pada saat digunakan.
7.
Air Lubricator, alat ini berfungsi untuk mensuplai pelumas kedalam udara kempa
dengan menggunakan aliran udara sehingga peralatan dapat bekerja dengan halus
dan bisa digunakan dalam jangka waktu yang panjang.
8.
Air Silincer, berfungsi untuk mereduksi nozel yang timbul sampai pada batas
yang aman.
9.
Air Flow (Change Selenoide Valve), berfungsi untuk merubah(mengubah) aliran
lkangsung dari kompresor dengan cara membuka atau menutup katup yang menerima
singnal elektrik.
10.
Speed Control Valve, berfungsi mengontrol kecepatan silinder dengan mengatur
valve aliran dari udara kempa.
11.
Air Cylinder, berfungsi untuk merubah energi udara kempa menjadi gaya yang
efektif dan gerakan.
Untuk
menstabilkan udara kempa, biasanya dibelakang kompresor disambungkan tangki
penampung, sehingga tekanan udara yang keluar menjadi stabil, selain itu
kompresor dapat dihemat kerjanya, karena hasil kerjanya dapat sewaktu-waktu
dipergunakan tanpa dibangkitkan terlebih dahulu.
Instalasi
pneumatik pada dasarnya terdiri dari perubah energi atau pengalihragaman
energi. Arus energi melalui suatu instalasi pneumatik mengalir seperti pada
bagan di bawah ini :
Gambar Instalasi Pneumatik Sebagai Perubah
Energi
Dari
bagan dapat dijelaskan bahwa :
1.
Perubahan energi mekanik dari penggerak (misalnya motor listrik, diesel dan
penggerak mekanis lainnya) menjadi energi pneumatik oleh kompresor udara
(sumber udara mampat).
Energi
pneumatik ini dapat dianggap sebagai energi potensial, energi kinetik fluida
kerja atau pengangkut (udara mampat).
2.
Perpindahan energi pneumatik oleh udara mampat yang mengalir dari kompresor
melalui bagian pengatur atau pengendali (sorong, katup).
a.
ke silinder yang bergerak bolak-balik.
b.
ke motor-motor udara mampat yang berotasi (berputar).
3.
Perubahan energi pneumatik menjadi energi mekanik oleh pemakai udara mampat
(silinder atau motor udara mampat). Unsur-unsur pneumatik ini mengubah energi
potensial dan energi kinetik dalam udara mampat menjadi energi mekanik yang
akan menggerakkan penggerak-penggerak suatu mesin produksi (mesin perkakas,
perkakas angkut, mesin produksi dan sebagainya).
Bagian
pengatur dan pengendali berfungsi sebagai pembawa arus udara mampat menurut
cara-cara yang telah ditetapkan untuk pemakaian-pemakaian udara mampat. Katup
(dengan dudukan katup atau dengan sorongan) dapat mengatur tekanan dan
kecepatan aliran.
Bagian Utama Sistem Pneumatik
Dalam
sistem pneumatik terdapat beberapa komponen utama, yang sering disebut sebagai
elemen kerja. Elemen kerja disini adalah suatu alat pneumatik yang digerakkan
dan akan menghasilkan suatu kerja dan usaha, seperti gerak lurus, gerak putar,
dan lain sebagainya. Umumnya disebut juga sebagai aktuator (actuator). Jadi
prinsipnya udara betekanan yaitu udara kempaan yang sering juga disebut sebagai
tenaga pneumatik dirubah menjadi gerakan lurus bolak-balik (straight line
reciprocating) oleh silinder pneumatik dan gerakan putar (rotary) oleh motor
pneumatik. Komponen-komponen atau elemen kerja yang terdapat dalam sistem
pneumatik dalam sistem pneumatik, antara lain :
Silinder Pneumatik
Silinder
pneumatik merupakan elemen kerja atau bagian pneumatik yang akan menghasilkan
gerak lurus bolak-balik, baik gerak itu beraturan maupun yang dapat diatur.
Berdasarkan prinsip kerjanya silinder pneumatik dapat dibedakan menjadi 2 yaitu
:
1.
Silinder kerja tunggal (single acting cylinder)
Silinder
kerja tunggal digerakkan hanya satu sisi arah saja. Oleh karenanya hanya akan
menghasilkan satu arah saja. Untuk gerak baliknya digunakan tenaga yang didapat
dari suatu pegas yang telah terpasang di dalam silinder tersebut, sehingga
besar kecepatannya tergantung dari pegas yang dipakai. Ukuran elemen ini
biasanya dilihat dari besarnya diameter dan panjang langkahnya. Panjang langkah
dari silinder kerja tunggal ini terbatas pada panjang pegas yang dipakai.
Ganbar silinder tunggal
Keterangan:
1.
Rumah silinder
2.
Lubang masuk udara bertekanan
3.
Piston
4.
Batang piston
5.
Pegas pengembali
1)
Prinsip kerja
Dengan
memberikan udara bertekan pada satu sisi permukaan piston, sisi yang lain
terbuka ke atmosfir. Silinder hanya bisa memberikan gaya kerja satu arah.
Gerakan piston kembali masuk diberikan oleh gaya pegas yang ada didalam
silinder direncanakan hanya untuk mengembalikan silinder ke posisi awal.
2)
Kegunaan
Menurut
konstruksinya, silinder kerja tunggal dapat melaksanakan berbagai fungus
gerakan:
a.
Menjepit benda kerja
b.
Pemotongan.
c.
Pengepressan
d.
penganggatan
3)
Macam-Macam Silinder Kerja Tunggal
a.
Silinder difragma
Kontruksi
silinder diafragma adalah tidak adanya gerakan geser dan pergeseran sepanjang
gerakannya sangat kecil sekali. Silinder ini banyak dipakai untuk gerakan
langkah yang pendek seperti untuk penjepitan, penstempelan, dan pengangkatan.
b.
Silinder rol diafragma
Konstruksi
silinder rol diafragma adalah serupa dengan silinder diapragma. Jika udara
bertekanan dimasukkan kedalam silinder, maka akan diterima oleh diapragma dan
akan membuka gulungan sepanjang dinding bagian dalam silinder. Seterusnya akan
menggerakkan batang torak ke depan (maju). Jenis silinder diapragma ini
memungkinkan langkah batang torak menjadi jauh lebih panjang (bisa mencapai 50
mm sampai dengan 80 mm).
Silinder kerja ganda (double acting cylinder)
Berbeda
dengan silinder kerja tunggal, elemen ini dapat digerakkan dari dua arah. Pada
waktu langkah maju dan mundur dapat dipakai untuk kerja, sehingga dalam hal ini
akan dapat digunakan semua langkah. Secara prinsip panjang langkah torak tidak
sampai mendekati ujungnya. Sama halnya pada silinder kerja tunggal, pistonnya
terbuat dari bahan fleksibel dan dipasang pada torak dari bahan logam.
Gambar silinder ganda
Keterangan:
1)
batang / rumah silinder.
2)
saluran masuk.
3)
saluran keluar
4)
batang piston
5)
seal
6)
bearing
7)
piston
Prinsip kerja
Dengan
memberikan udara bertekanan pada satu sisi permukaan piston ( arah maju )
sedangkan arah yang lain (arah mundur) terbuka ke atmosfir, maka gaya diberikan
pada sisi permukaan tersebut sehingga batang piston akan terdorong keluar
sampai mencapai batas maksimun dan berhenti. . Gerakan silinder kembali masuk,
diberikan oleh gaya pada sisi permukaan batang piston (arah mundur) dan sisi
permukaan piston (arah maju) udaranya terbuka ke atmosfir.
Keuntungan
silinder kerja ganda dapat dibebani pada kedua arah gerakan batang pistonnya.
Ini memungkinkan pemasangannya lebih fleksibel. Gaya yang diberikan pada batang
piston gerakan keluar lebih besar daripada gerakan masuk. Karena efektif
permukaandikurangi pada sisi batang piston oleh luas permukaan batang
piston
Macam-Macam Silinder Kerja Ganda
Adapun
macam-macam silinder kerja ganda sebagai berikut:
a.
Silinder berbantalan pelindung (double acting cylinder with end positioning
cushioning).
Yang
dimaksud dengan silinder berbantalan pelindung (double acting cylinder with end
positioning cushioning) adalah silinder pneumatik kerja ganda dengan bantalan
di kedua ujung (akhir) langkah. Hal ini dimaksudkan sebagai pencegah kerusakan
piston akibat tenaga yang cukup besar. Sebelum torak mencapai langkah maksimum
bantalan piston secara langsung akan menghambat keluarnya udara, sehingga
gerakan piston sudah akan diperlambat akibatnya tahanan udara di sisi yang
lain.
b.
Silinder tandem atau saling bergandengan.
Konstruksi
ini mencakup dua silinder kerja ganda yang dirakit menjadi satu unit
konstruksi. Melalui penataan seperti ini dan dengan masuknya piston secara
bersamaan, gaya pada batang piston menjadi berlipat ganda. Silinder jenis ini
dipasang disetiap tempat yang memerlukan gaya yang besar, tetapi diameter
silinder turut menentukan.
Katup Pneumatik
Sistem
kontrol pneumatik terdiri dari beberapa komponen sinyal dan bagian kerja.
Komponen-komponen sinyal dan kontrol menggunakan rangkaian atau urutan-urutan
kerja dari berbagai kerja yang disebut katup (valve ). Jadi katup pneumatik
adalah perlengkapan pengontrolan atupun pengatur, baik untuk memulai (start)
ataupun berhenti (stop). Arah aliran atau tekanan dari suatu perantara yang
dibawa oleh kompresor dan disimpan dalam suatu bejana. (Drs. Suyanto, M.Pd,
M.T,2003 : 40 ) (Suyanto,2003)
Pemasangan katup
Keandalan
sebuah pengontrolan bertahap sangat bergantung pada pemasangan katup batas (
limit switch ) yang benar. Untuk semua perencanaan pemasangan katup batas harus
bisa diatur posisi kedudukan dengan mudah agar supaya mendapatkan keserasian
koordinasi gerakan silinder dalam urutan kontrol.
Penempatan Katup
Pemilihan
katup yang cermat, penempatan yang benar adalah sebagai salah satu persyaratan
lanjutan, untuk keandalan sifat pensakelaran harus bebas gangguan
pengoperasiannya, hal ini memberikan kemudahan untuk mereparasi dan memelihara.
Pemakaian ini pada katup-katup dalam bagian daya dan katup-katup dalam bagian
kontrol.
Katup
yang diaktifkan secara manual untuk sinyal masukan pada umumnya ditempatkan
pada panel kontrol atau meja kontrol. Maka dari itu praktis dan tepat sekali
untuk memakai katup-katup dengan pengaktifan yang bisa ditempatkan pada katup
dasar. Variasi pengaktifan tersedia untuk macam yang luas dari fungsi masukan.
Penempatan
katup kontrol harus bisa diambil dengan mudah untuk mereparasi, mengeluarkan
atau memodifikasi kerjanya. Penomoran komponen dan pemakai indikator sebagai
penunjuk untuk sinyal kontrol merupakan hal yang paling penting guna untuk
mengurangi waktu tunda dan memudahkan pencarian kesalahan.
Katup-katup
daya mempunyai tugas pengaktifan pneumatik untuk mengatur sesuai dengan urutan
tahapan kontrol yang telah ditentukan. Persyaratan dasar untuk katup daya
adalah untuk membolehkan membalik aliran udara ke silinder begitu sinyal
kontrol telah diberikan. Katup daya sebaiknya ditempatkan sedekat mungkin
dengan silinder. Agar supaya panjang saluran bisa diperpendek dan juga waktu
pensakelaran seideal dan sependek mungkin . Katup daya bisa ditempatkan
langsung ke pengatur. Sebagai keuntungan tambahan adalah bahwa penyambung,
slang dan waktu pemasangan bisa dihemat.
Katup-katup
Pneumatik secara garis besar dibagi menjadi 5 (lima) kelompok menurut
fungsinya, yaitu: (Drs. Suyanto, M.Pd, M.T,2003 : 40 )
1)
katup pengarah ( direction way valve )
Katup
pengarah adalah perlengkapan yang menggunakan lubang-lubang saluran kecil yang
akan dilewati oleh aliran udara bertekanan, tereutama untuk memulai (start) dan
berhenti (stop) serta mengarahkan aliran itu.
2)
Katup pengontrol aliran ( flow control valve )
Katup
pengontrol aliran adalah peralatan pneumatic yang berfungsi sebagai pengatur
dan pengendali aliran udara bertekanan (pengendali angin) khususnya udara yang
harus masuk kedalam silinder-silinder pneumatik. Ada juga aliran angin tersebut
harus di kontrol untuk peralatan pengendali katup-katup pneumatik.
3)
Katup pengontrol dan pengatur tekanan (pressure control valve)
Katup
pengontrol dan pengtur tekanan adalah bagian dari komponen pneumatik yang
mempengaruhi tekanan atau dikontrol oleh besarnya tekanan.
Macam-macam
katup ini ada 3 kategori, yaitu:
a)
Katup pengatur tekanan (pressure regulating valve)
Katup
ini berfungsi untuk menjaga tekanan supaya terjadi tekanan yang tetap
(konstan). Aplikasi dari katup ini misalnya tekanan yang telah diatur (distel)
pada manometer harus dipindahkan pada batas konstan terhadap elemen kerja atau
penggerak walaupun tekanan yang disuplai berubah.
b)
Katup pembatas tekanan (pressure limiting valve)
Katup
ini digunakan utamanya sebagai katup pengaman. Kerja utamanya adalah mencegah
tekanan udara yang berlebihan dari sistem pneumatik yang ada. Jika tekanan
maksimum sudah tercapai pada bagian masuk dari katup, maka bagian keluar dari
katup terbuka sehingga udara bertekana akan keluar ke atmosfer.
c)
Katup rentenan atau katup rangkai (sequence valve)
Prinsip
kerja katup ini hampir sama dengan katup pembatas.
4)
Katup penutup (shut-off valve)
Katup
ini berfungsi sebagai pemberi atau pencegah aliran udara yang tak terbatas.
Artinya, jika aliran udara harus dihentikan, maka katup akan bertindak. Tetapi
jika di butuhkan aliran kecil, maka katup akan membuka sedikit saja. Pemakain
sederhana adalah pada keran air.
5)
Katup-katup kombinasi/gabungan (combination valve)
Katup
kombinasi merupakan katup pneumatik yang tersusun sedemikian rupa hingga
kerjanya menjadi sangat spesifik. Keberadaan katup-katup ini memang dirancang
untuk maksud-maksud tertentu yang tentunya disesuaikan dengan kebutuhan operasi
di segi otomatisasi.
Kompresor
kompresor
adalah mesin untuk memampatkan udara atau gas, Kompresor udara biasanya
mengisap udara dari atmosfir. Namun ada pula yang mengisap udara atau gas yang
bertekanan lebih tinggi dari tekanan atmosfir. Dalam hal ini kompresor bekerja
sebagai penguat (booster). Sebaliknya ada pula kompresor yang mengisap gas yang
bertekanan lebih rendah dari pada tekanan atmosfir.
Jenis-Jenis Kompresor
Adapun
jenis-jenis kompresor terdiri dari dua kelompok, yaitu:
Kelompok
pertama, adalah yang bekerja dengan prinsip pemindahan dimana udara dikompresi
(dimampatkan) dan diisikannya kedalam suatu ruangan. Kemudian mengurangi atau
memperkecil isi ruangan tersebut. Jenis ini disebut kompresor torak. (
reciprocating piston compressor, rotary piston compressor)
Kelompok
kedua, adalah bekerja dengan prinsip aliran udara yaitu dengan cara menyedot
udara masuk kedalam bagian suatu sisi dam memampatkannya dengan cara percepatan
massa seperti pada prinsip sebuah turbin.
Selain
jenis kompresor yang telah disebutkan diatas, kompresor juga diklasifikasikan
berdasarkan konstruksinya, yaitu:
1)
Klasifikasi berdasarkan jumlah tingkat kompresi:
-
satu tingkat, dua tingkat ........banyak tingkat
2)
Klasifikasi berdasarkan langkah kerja:
-
kerja tunggal (single acting), kerja ganda (double acting)
3)
Klasifikasi berdasarkan susunan silinder:
-
mendatar, tegak,bentuk L, bentuk V, bentuk bintang
4)
Klasifikasi berdasarkan cara pendinginan:
-
pendinginan air, pendinginan udara
5)
Klasifikasi berdasarkan transmisi gerak
-
sabuk V, roda gigi
6)
Klasifikasi berdasarkan penempatannya:
-
permanen (stationary), dapat dipindah (portable)
7)
Klasifikasi berdasarkan pelumasannya:
-
pelumasan minyak, tanpa minyak
Penggerak Mula (Motor)
Yang
dimaksud disini adalah tenaga penggerak utama (primer mover) dari kompresor.
Hal ini terutama tergantung dari syarat-syarat cara kerja kompresor tersebut.
Pada umumnya yang biasa dipakai sebagai penggerak kompreor untuk mendapatkan
udara mampat adalah motor listrik atau motor bakar torak.
Jenis-jenis
penggerak antara lain:
1.
Motor listrik
Secara
garis besar motor listrik diklasifikasikan menjadi dua, yaitu motor induksi dan
motor sinkron, motor induksi mempunyai faktor daya dan efisiensi yang lebih
rendah dari pada motor sinkron. Arus awal motor induksi juga sangat besar,
namun motor induksi sampai 600 kW banyak dipakai karena harganya relative murah
dan pemeliharaannya mudah.
Adapun
motor sinkron mempunyai faktor daya dan efisiensi sangt tinggi, namun harganya
mahal. Dengan demikian motor ini hanya dipakai bila diperlukan daya besar
dimana pemakaian daya merupakan faktor yang sangat menentukan.
2.
Motor bakar torak
Motor
bakar torak digerakkan sebagai penggerak kompresor bila tidak tersedia sumber
listrik di tempat pemasangan, atau bila kompresor tersebut merupakan kompresor
portabel. Untuk daya kecil sampai 5,5 kW dapat dipakai motor bensin, dan untuk
daya yang lebih besar dipakai motor diesel.
Bila
dipakai motor listrik sebagai penggerak, maka transmisi yang dapat digunakan
adalah sabuk-V, kopling tetap dan rotor terpadu. Bila dipakai motor torak dapat
digunakan sabuk-V, kopling tetap atau kopling gesek
Penampung Udara Kempaan (receiver)
Udara
yang diperoleh dari kompresor perlu adanya suatu pendinginan dan penyimpanan
dalam keadaan bertekanan sebelum digunakan untuk sesuatu pekerjaan system.
Sehingga fungsi dari penampung udara mampat tersebut adalah sebagai tempat
pendinginan dan penyimpanan udara mampat yang naik suhunya setelah dikompresi
oleh kompresor.
Penampung
udara bertekanan ini juga berfungsi untuk menstabilkan pemakaian angin.
Penampung udara bertekanan yang kebanyakan dipakai adalah tangki, karena tengki
mempunyai sifat akan memperhalus fluktuasi tekanan dalam jaringan ketika udara
dipakai oleh jaringan tersebut. Oleh karena itu, bagian dari uap lembab dalam
udara dipisahkan, seperti air, akan secara langsung mengembun didasar tangki.
Sedangkan ukuran dari penampung udara kempaaan tergantung pada:
a.
Penghantar volume kompresor (debit kompresor)
b.
Pemakaian udara
c.
Jaringan
d.
Perbedaan tekanan yang diijinkan dalam system.
Gambar Penampung udara bertekanan
Pressure gauge
Pressure
gauge merupakan alat untuk memantau besarnya tekanan yang terjadi pada sistem
pneumatik. Keberadaan pressure gauge dalam sistem pneumatik cukup vital karena
dengan adanya pressure gauge seorang operator akan tahu berapa tekanan yang
akan terjadi dalam sistem pneumatik ini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar