View
173
Download
4
Category
Preview:
Citation preview
BAB I
PENDAHULUAN
Kemajuan teknologi dewasa ini membuat indusri-industri modern
berupaya untuk meningkatkan kualitas, kuantitas dan efektivitas produk-produk
yang mereka hasilkan. Oleh karena itu industri-industri modern tersebut
memerlukan pengotomatisasian secara kontinyu dan sistem yang banyak
digunakan pada saat sekarang ini adalah pneumatik. Hal ini dikarenakan
pneumatik mempunyai beberapa keuntungan yang tidak dipunyai oleh sistem lain.
Walaupun dewasa ini dunia industri didalam pencapaian efisiensi yang tinggi,
menggabungkan sistem pneumatik dengan sistem elektrik, elektronik, hidrolik,
dan mekanik.
Udara merupakan sumber daya alam dan sangat mudah didapatkan
sehingga pada realisasi dan aplikasi teknik sekarang ini udara banyak digunakan
sebagai penggerak untuk mengontrol peralatan dan komponen – komponennya
yang kita kenal sekarang ini dengan PNEUMATIK. Perangkat pneumatic bekerja
dengan memanfaatkan udara yang dimampatkan (compressed air). Dalam hal ini
udara yang dimampatkan akan didistribusikan kepada system yang ada sehingga
kapasitas system terpenuhi. Untuk memenuhi kebutuhan udara yang dimampatkan
kita memerlukan Compressor (pembangkit udara bertekanan). Debit yang diukur
adalah m3/menit. Tekanan udara yang dibutuhkan pada alat pengontrol pneumatic
seperti silinder, katup serta peralatan lainnya adalah 6 bar, supaya efektif dan
efisien dalam penggunaannya (range alat 3–10 bar). Dan untuk memelihara
1
keawetan peralatan haruslah diperoleh udara kering, yaitu agar tidak terjadi korosi
pada pipa saluran udara, pelumasan yang ada tidak terbawa uap air, tidak terjadi
kontaminasi bila udara mampat langsung kontak dengan produk yang sensitive
seperti cat dan makanan.
Pneumatik dewasa ini memegang peranan penting dalam pengembangan
dan teknologi otomatisasi, disamping hidraulik dan elektronik/elektrik. Sebelum
1950, pneumatic banyak dipakai sebagai media kerja dalam bentuk energy
tersimpan. Tapi setelah 1950 dipakai dan dikembangkan sebagai elemen kerja.
2
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Definisi
Udara yang dimampatkan adalah udara yang diambil dari sekitar kita
kemudian ditiupkan secara paksa kedalam tempat yang ukurannya relatif kecil.
Udara mampat dapat disebut juga sebagai udara bertekanan, tentu saja
tekanan yang dimaksud di sini adalah tekanan yang memenuhi batas-batas
tertentu. Menurut hukum alam, udara yang bertekanan mempunyai energi dan
menurut sejarahnya udara bertekanan dapat dibuktikan sebagai salah satu bentuk
tenaga tertua yang dikenal manusia untuk mempertinggi kemampuan fisiknya.
Salah satu contoh pemakaian udara bertekanan yang sudah ditemukan nenek
moyang beberapa abad yang lalu dan sampai sekarang masih banyak digunakan di
Negara-negara ketiga sampai Negara-negara yang telah mempunyai teknologi
tinggi adalah baling-baling atau kipas angin. Energi yang didapat dari hembusan
udara, diubah menjadi energi mekanik (putar) lewat sudu-sudu atau kincir angin.
Energi mekanik di sini kemudian berfungsi untuk menggerakan pesawat-pesawat
pembangkit seperti generator listrik dan lain sebagainya. Penggunaan udara
sebagai media energi karena udara murah dan mudah didapat di alam atmosfer
dan juga mudah dibuang di sembarang tempat tanpa menimbulkan pencemaran di
lingkungan sekitarnya.
Pneumatik merupakan teori atau pengetahuan tentang udara yang
bergerak, keadaan-keadaan keseimbangan udara dan syarat-syarat keseimbangan.
3
Perkataan pneumatik itu berasal dari perkataan Yunani “pneuma” yang berarti
“napas” atau “udara”. Jadi pneumatik berarti : terisi udara atau digerakan oleh
udara mampat.
Pneumatik itu 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 dan aksi penggunaan udara mampat.
Orang pertama yang menggunakan alat pneumatik adalah orang Yunani
yang bernama KTESIBIOS. Lebih dari 2005 tahun yang lalu ia membangun
suatu perangkat yang menggunakan perangkat gerakan atau jepretan yang
ditimbulkan oleh udara mampat. Diantara buku-buku pertama mengenai teknik
pemakaian udara mampat sebagai energi adalah diawali pada abad pertama tarikh
masehi dan yang menggambarkan peralatan atau perlengkapan yang digerakan
oleh energi udara yaitu pesawat yang menggunakan energi panas.
Pneumatik menggunakan hukum-hukum aeromekanika, yang menentukan
keadaan keseimbangan gas dan uap (khususnya udara atmosfer) pada adanya
gaya-gaya luar (aerostatika), dan teori aliran (aerodinamika). Aeromekanika
mengenal bidang kejuruan teoritis dan bidang kejuruan teoritis dan bidang
kejuruan bersifat percobaan (eksperimental).
2.2 Sifat – Sifat
Udara mampat banyak digunakan karena mempunyai sifat-sifat yang
sangat menguntungkan, diantaranya:
4
1. Jumlah
Udara tersedia secara praktis dimana saja untuk dimampatkan dalam jumlah
yang tak terbatas.
2. Pengangkutan
Udara dengan mudah dapat diangkut dalam pipa-pipa saluran, sekalipun
dalam jarak yang jauh. Tidak perlu untuk mengembalikan udara mampat
tersebut ke tangki penyimpan semula, tetapi selesai dipakai kemudian dapat
langsung dibuang tanpa mengotori lingkungan.
3. Dapat Disimpan
Kompresor tidak perlu dihidupkan secara terus-menerus. Udara mampat dapat
disimpan dalam reservoir atau tabung penyimpan, dan sewaktu-waktu dapat
digunakan dari reservoir.
2.3 Sumber, Kegunaan dan Kerugian
Energi yang didapat dari hembusan udara, diubah menjadi energi mekanik
(putar) lewat sudut-sudut atau kincir angin. Energi mekanik di sini kemudian
berfungsi untuk menggerakan pesawat-pesawat pembangkit seperti generator
listrik dan lain sebagainya. Penggunaan udara sebagai media energi karena udara
murah dan mudah didapat di alam atmosfer dan juga mudah dibuang di
sembarang tempat tanpa menimbulkan pencemaran di lingkungan sekitarnya.
Kegunaan Udara mampat, diantaranya:
1. Fluida kerja yang mudah dapat diperoleh dan mudah dapat diangkut :
a. Udara dimana saja tersedia dalam jumlah yang tak terhingga.
5
b. Saluran-saluran balik tidak diperlukan, karena udara bekas (jadi udara
yang telah memuai dan telah menterahakan energinya) dapat dibuang
dengan bebas. System-sistem elektrik dan hidraulik memerlukan
saluran-saluran balik.
c. Udara mampat bahkan dapat diangkut dengan mudah melalui saluran-
saluran pada jarak yang besar sekali, jadi pembuangan udara mampat
dapat dipusatkian dan dengan mengggunakan saluran melingkar semua
semua pemakai dalam satu perusahaan dapat dilayani udara mampat
dengan tekanan yang tetap dan sama tinggi. Melalui saluran-saluran
cabang dan pipa-pipa selang energy udara mampat ini dapat disediakan
dimana saja dalam perusahaan.
2. Dapat disimpan dengan baik (kecocokan udara mampat untuk menyimpan
energy).
a. Sumber udara mampat (kompresor) hanya menyerahkan udara mampat
kalau udara ini memang digunakan, jadi kompresor ini tidak selalu
bekerja seperti halnya pada pompaaa suatu peralatan hidraulik.
b. Pengangkutan dan penyimpanan dalam tangki-tangki penampung juga
dimungkinkan.
c. Suatu daur (siklus) kerja (work-cycle) yang telah dimulai dapat
diselesaikan, demikian pula kalau penyedian listrik (elektrik) tiba-tiba
dihentikan.
6
3. Bersih dan kering.
a. Udara mampat adalah bersih, kalau ada kebocoran pada saluran piapa
benda-benda kerja maupun baha-bahan tidak akan ada menjadi kotor.
b. Udara mampat adalah kering: bila terdapat kerusakan pipa-pipa
tidakaakan ada pengotoran-pengotoran, bintik (stain) minyak dan
sebagainya.
c. Dalam industry pangan, kayu, kulit dan tenun dan pada mesin-mesin
pengepakan hal yang memang penting sekali adlah bahwa peralatan tetap
bersih selama bekerja. System-sistem pneumatic yang bocor bekerja
merugikan dilihat dari sudut ekonomis; tetapi dalam keadaan darurat
pekerjaan tetap dapat berlangsung. Tidak terdapat minyak bocoran yang
menggangu seperti pada system hidraulik.
4. Tidak peka terhadap suhu.
a. Udara bersih (tanpa uap air) dapat digunakan sepenuhnya pada suhu-suhu
yang tinggi atau pada nilai-nilai rendah, jauh dibawah titik beku (masing-
masing panas atau dingin).
b. Udara mampat juga dapat digunakan pada tempat-tempat yang sangat
panas, misalnya untuk pelayanan tempa tekan pintu-pintu dapur pijar,
dapur pengerasan atau dapur lumer.
c. Peralatan-peralatan atau saluran-saluran pipa dapat digunakan secara
aman dalam lngkungan yang panas sekali, misalnya pada industry-
industri baja atau bengkel-bengkel tuang (cor).
7
5. Aman terhadap kebakaran dan ledakan.
a. Keamanan kerja serta produksi besar dari udara mampt tidak mengandung
bahaya kebakaran maupun ledakan.
b. Dalam ruang-ruang dengan resiko timbulnya kebakaran atau adanya
peledakan atau dalam mana gas-gas yang dapt meledak dapat dibebaskan,
alat-alat pneumatic dapat digunakan tanpa dibutuhkan pengaman yang
mahal dan luas. Dalam ruang-ruang seperti elemen-elemen atau kendali
elektrik dalam kebanyakan hal tidak diinginkan. Setidak-tidaknya harus
dijaga agar baja dengan baja tidak saling bersentuhan banyak hal tidak.
6. Tidak diperlukan pendingin (penyegaran) Fluida kerja. Pembawa energy
(udara mampat) tidak perlu diganti sehingga untuk ini tidak dibutuhkan
biaya. Minyak setidak-tidaknya harus diganti setelah 100 sampai 125 jam
kerja.
7. Rasional (menguntungkan).
a. Pneumatika adalah empat puluh sampai lima puluh kali lebih murah
daripada tenaga otot. Hal ini sangat penting pada mekanisasi dan
otomatisasi produksi.
b. Komponen-komponen untuk peralatan pneumatic tanpa pengecualian
adalah lebih murah jika dibandingkan dengan komponen peralatan
hidraulik.
8. Kesederhanaan (mudah dipelihara).
a. Karena kontruksinya sangat sederhana, peralatan-peralatan udara mampat
hampir tidak peka ganguan.
8
b. Gerakan-gerakan lurus dilaksanakan secara sederhana tanpa komponen
mekanik, seperti tuas-tuas, eksentrik, cakera bubungan, pegas, poros
sekerup, dan roda gigi.
c. Kontruksinya yang sederhana menyebabkan waktu montase
(pemasangan) menjadi singkat, kerusakan-kerusakan seringkali dapat
direparasi sendiri, yaitu oleh operator setempat.
d. Komponen-komponennya sangat mudah dipasang dan setelah dibuka
dapat digunakan kembali untuk penggunaan-penggunaan lainnya.
9. Sifat dapat bergerak.
Selang-selang elastis memberi kebebasan pindah yang besar sekali dari
komponen pneumatic ini.
10. Aman.
Sama sekali tidak ada bahaya dalam hubungan penggunaan pneumatic, juga
tidak jika tidak digunakan dalam ruang-ruang lembab atau di udara luar. Pada
alat-alat elektrik ada bahaya hubungan singkat.
11. Dapat dibebani lebih (tahan pembebanan lebih).
a. Alat-alat udara mampat dan komponen-komponen berfungsi (functional)
dapat di tahan sedemmikian rupa (dibebani) hingga berhenti; dengan cara
itu komponen itu akan aman terhadap pembebanan lebih. Komponen ini
juga dapat direm sampai keadaan berhenti tanpa kerugian.
b. Pada pembebanan lebih alat-alat udara mampat memang akan berhenti,
tetapi tidak akan mengalami kerusakan. Alat-alat listrik terbakar pada
pembebanan lebih.
9
c. Suatu jaringan udara mampat dapat diberi beban lebih, tanpa merusak.
d. Silinder-silinder gaya tak peka pembebanan lebih, dengan menggunakan
katup-katup khusus maka kecepatan torak dapat disetel tanpa bertingkat.
12. Jaminan kerja besar.
Jaminan bekerja besar dapat diperoleh karena:
a. Peralatan serta komponen bangunnanya sangat tahan aus.
b. Peralatan serta komponen pada suhu yang relative tinggi dapat digunakan
sepenuhnya dan tetap demikian.
c. Peralatan pada timbulnya naik turun suhu yang singkat tetap berfungsi.
d. Kebocoran-kebocoran yang mungkin ada tidak mempengaruhi ketentuan
bekerjanya suatu instalasi.
13. Biaya pemasangan murah.
a. Mengembalikan fluida kerja bekas (udara mampat) ke sumbernya
(kompresor) tidak perlu. Udara bekas (udara mampat yng telah
digunakan) dengan segera mengalir keluar memasuki atmosfer
(sehinggga tidak dibutuhkan saluran-saluran balik, hanya saluran-saluran
masuk).
b. Suatu peralatan udara mampat dengan kapasitas yang tepat, dapat
melayani semua pemakai dalam satu industry. Sebaliknya pengendalian-
pengendalian hidraulik memerlukan sumber energy untuk setiap instalasi
tersendiri (motor dan pompa).
10
14. Pengawasan (control).
Pengawasan tekanan-tekanan kerja dan gaya-gaya atas komponen udara
mampat yang berfungsi dengan mudah dapat dilaksanakan dengan pengukur-
pengukur tekanan (manometer).
15. Fluida kerja cepat.
a. Kecepatan-kecepatan udara yang sangat besar menjamin bekerjanya
elemen-elemen pneumatikj dengan cepat. Oleh sebab itu waktu
menghidupkan adalah singkat dan peruahan energy menjadi kerja
berjalan cepat.
b. Dengan udara mampat orang dapat melaksanakan jumlah perputaran yang
tinggi (motor udara mampat) dan kecepatan-kecepatan torak besar (silider
–silinder kerja).
c. Udara mampat dapat mencapai kecepatan alir sampai 1000m/min
(dibandingkan dengan energy hidraulik sampai 180m/min).
d. Dalam silinder pneumatic kecepatan silinder dari 1 sampai 2 m/det
mungkin saja (dalam pelaksanaan-pelaksanaan khusus malah sampai 15
m/det).
e. Kecepatan sinyal-sinyal kendali pada umumnya terletak antara 40 dan 70
m/det (2400 sampai 4200 m/min).
16. Dapat diatur tanpa bertingkat.
a. Dengan katup pengatur arus (katup penghambat) kecepatan gaya dapat di
atur tanpa bertingkat mulai dari suatu nilai minimum (yang ditentukan
11
oleh besarnya silinder) sampai nilai maksimum (tergantung dari katup
pengatur yang digunakan).
b. Tekanan udara dengan sederhana dan kalau dibutuhkan dalam keadaan
“sedang bekerja” dapat disesuaikan dengan keadaan.
c. Beda perkakas rentang tenaga jepitnya dapat disetel dengan
memvariasikan tekanan udara tanpa bertingkat dari 0 sampai 6 bar.
d. 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).
e. Seringkali memang juga menguntungkan bahwa tekanan udara baru
diwaktu akhir langkahnya meninggi secara elastis sampai mencapai nilai
maksimumnya dan pada saat itu berusaha agar dapat mencapai suatu
kecepatan akhir yang sebesar mungkin (tumbukan keras).
f. Perkakas-perkakas pneumatik yang berputar dapat diatur jumlah putaran
dan momen putarnya tanpa bertingkat.
17. Ringan sekali
Berat alat-alat pneumatik jauh lebih kecil daripada mesin-mesin yang
digerakan elektrik dan perkakas-perkakas konstruksi elektrik (hal ini sangat
penting pad perkakas tangan atau perkakas tumbuk). Perbandingan berat
(dengan gaya yang sama): motor pneumatik : motor elektrik = 1:8 (sampai
10). Motor pneumatik : motor frekuensi tinggi = 1:3 (sampai 4).
12
18. Kemungkinan penggunaan lagi (ulang).
Komponen-komponen pneumatik dapat digunakan lagi, misalnya kalau
komponen-komponen ini tidak lagi dibutuhkan lagi dalam mesin yang tua.
19. 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.
20. Fluida kerja murah
Pengangkut energi (udara) adalah gratis dan dapat diperoleh senantiasa dan
dimana saja. Yang harus dipililh adalah suatu kompresor yang tepat untuk
keperluan tertentu; jika seandainya kompresor yang dipilih itu tidak
memenuhi syarat, maka segala keuntungan pneumatik tidak ada lagi.
Kerugian / terbatasnya Pneumatik
1. Ketermampatan (udara).
a. 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)
13
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.
14
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
15
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.
2.4 Pekerja Yang Beresiko
2.5 Mekanisme 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.
2.6 Penilaian
16
2.7 Efek Klinis
Udara yang dingin seperti penggunaan AC atau pendingin ruangan juga
dapat menyebabkan timbulnya penyakit asma ini. Selain itu, udara yang dingin,
daerah pegunungan bisa mencetus timbulnya penyakit asma
2.8 Hubungan Paparan-Efek
Penyakit yang disebabkan oleh pekerjaan dalam udara yang bertekanan
lebih Pekerja resiko tinggi yakni, pekerja dalam terowongan udara mampat,
penyelam.
Penyakit yang disebabkan oleh radiasi elektromagnetik dan radiasi yang
mengion. Pekerja resiko tinggi yakni, pekerja penambangan uranium dan pabrik
pengolahannya, pekerja reaktor nuklir dan proyek energi atom, pekerja radiografi
industri, petugas kesehatan khusus (radiologis), pekerja produksi radionuklid,
ilmuwan yang menggunakan bahan radioaktif untuk riset.
2.9 Tindakan Pencegahan dan Pengendaliannya
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)
17
BAB III
KESIMPULAN DAN SARAN
3.1 Kesimpulan
Sistem control pneumatic merupakan jenis sistem kontrol yang digunakan
untuk mengendalikan secara otomatis dengan menggunakan udara mampat.
Sistem kontrol ini merupakan salah satu alternatif pemecahan masalah untuk
mengatasi kekurangan-kekurangan masih menggunakan sistem manual.
3.2 Saran
Agar dapat memanfaatkan sebaik mungkin teknologi yang ada khususnya
tentang penggunaan udara mampat. Selain itu penerapan teknologi dengan udara
mampat tidak hanya pada dunia usaha dan industry saja, tapi juga bisa
diaplikasikan pada tempat – tempat yang lain, seperti rumah atau perkantoran.
18
Recommended