18
POLITEKNIK NEGERI P O N T I A N A K PNEUMATIK DAN HIDROLIK Pneumatik Hal. - 6 BAB 2. KOMPONEN SISTEM PNEUMATIK PENDAHULUAN Pada bab ini dibahas struktur dan aliran sinyal serta berbagai komponen sistem kontrol pneumatik. Komponen sistem kontrol pneumatik tersebut antara lain; komponen pengadaan dan penyaluran udara yang berfungsi menyiapkan kebutuhan udara bertekanan, berbagai macam katup kontrol untuk pengontrolan pada sistem, silinder pneumatik sebagai elemen kerja pada sistem kontrol pneumatik tersebut. Hasil Pembelajaran Setelah berhasil menyelesaikan, melengkapi tugas-tugas dan latihan dari bab ini, saudara dapat ; Membuat struktur sistem pneumatik lengkap dengan fungsi komponen Menjelaskan persyaratan untuk memperoleh udara bertekanan yang berkualitas Mengklasifikasikan dan menjelaskan karakteristik berbagai macam katup kontrol pada sistem pneumatik Mengklasifikasikan dan mengidentifikasikan serta menjelaskan karakteristik silinder pneumatik Kriteria Penilaian Keberhasilan saudara dalam menguasai bab ini dapat diukur dengan kriteria kemampuan sebagai berikut: Dapat menjelaskan struktur sistem pneumatik dengan benar Dapat menjelaskan persyaratan untuk memperoleh udara bertekanan yang berkualitas Dapat menjelaskan dan mengidentifikasikan katup kontrol Dapat menjelaskan dan mengidentifikasikan aktuator Bab II – Komponen Sistem Pneumatik

BAB2.Pelatihan fasigenesis

Embed Size (px)

DESCRIPTION

prefer to compare and understanding prototipe project

Citation preview

Page 1: BAB2.Pelatihan fasigenesis

POLITEKNIK NEGERI P O N T I A N A K

PNEUMATIK DAN HIDROLIK

Pneumatik

Hal. - 6

BAB 2.

KOMPONEN SISTEM PNEUMATIK PENDAHULUAN

Pada bab ini dibahas struktur dan aliran sinyal serta berbagai komponen

sistem kontrol pneumatik. Komponen sistem kontrol pneumatik tersebut antara

lain; komponen pengadaan dan penyaluran udara yang berfungsi menyiapkan

kebutuhan udara bertekanan, berbagai macam katup kontrol untuk pengontrolan

pada sistem, silinder pneumatik sebagai elemen kerja pada sistem kontrol

pneumatik tersebut.

Hasil Pembelajaran

Setelah berhasil menyelesaikan, melengkapi tugas-tugas dan latihan dari bab

ini, saudara dapat ;

• Membuat struktur sistem pneumatik lengkap dengan fungsi komponen

• Menjelaskan persyaratan untuk memperoleh udara bertekanan yang berkualitas

• Mengklasifikasikan dan menjelaskan karakteristik berbagai macam katup

kontrol pada sistem pneumatik

• Mengklasifikasikan dan mengidentifikasikan serta menjelaskan karakteristik

silinder pneumatik

Kriteria Penilaian

Keberhasilan saudara dalam menguasai bab ini dapat diukur dengan kriteria

kemampuan sebagai berikut:

• Dapat menjelaskan struktur sistem pneumatik dengan benar

• Dapat menjelaskan persyaratan untuk memperoleh udara bertekanan yang

berkualitas

• Dapat menjelaskan dan mengidentifikasikan katup kontrol

H A D I M I ROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

• Dapat menjelaskan dan mengidentifikasikan aktuator

Bab II – Komponen Sistem Pneumatik

Page 2: BAB2.Pelatihan fasigenesis

POLITEKNIK NEGERI P O N T I A N A K

PNEUMATIK DAN HIDROLIK

Pneumatik

Hal. - 7

2.1. Struktur Sistem Pneumatik dan Aliran Sinyal Elemen dalam sistem pneumatik diwakili oleh simbol-simbol yang menunjukkan

fungsinya. Simbol tersebut dapat berupa gabungan beberapa simbol elemen dan

berfingsi tertentu. Pada tingkatan aktuator ditambahkan kontrol elemen untuk

melengkapi struktur. Kontrol elemen mengontrol aksi dari aktuator setelah

menerima sinyal yang dikirim oleh elemen pengolah

Elemen Pneumatik :

Katup kontrol arah (KKA) dapat sebagai sensor, pengolah atau pengontrol aktuator.

KKA sebagai pengontrol gerakan silinder, maka masuk grup aktuator bagian elemen kontrol

KKA sebagai elemen pengolah, maka masuk grup prosesor atau sensor.

Perbedaan fungsi biasanya berdasarkan cara pengoperasian dan tata letaknya didalam rangkaian.

Gambar: 2-1. Struktur sistem pneumatik

Diagram rangkaian dari elemen – elemen pneumatik dapat dilihat pada gambar

X Y

A

1.0

1.1

1.6

1.41.2

0.1

Z

Aktuator

Elemen kontrol akhir

Sinyal prosesor

Sinyal masukan ( sensor )

Pasokan energi ( Sumber )

Gambar: 2-2 Diagram rangkaian dari elemen – elemen pneumatik

H A D I M I

ROGRAM STUDI TEKNIK MESIN Bab II – Komponen Sistem Pneumatik

Page 3: BAB2.Pelatihan fasigenesis

POLITEKNIK NEGERI P O N T I A N A K

PNEUMATIK DAN HIDROLIK

Pneumatik

Hal. - 8

2.2 Pengadaan dan Penyaluran Udara Bertekanan

Udara bertekanan yang dibutuhkan pada sistem pneumatik harus memenuhi

kebutuhan baik ditinjau dari kuantitas maupun kualitasnya, termasuk didalamnya ;

udara yang bersih, kering dan tekanan yang tepat. Hal ini sangat berpengaruh

terhadap kinerja sistem pneumatik

Pengadaan dan penyaluran udara bertekanan memegang peranan sangat

penting dalam keberhasilan sistem kontrol pneumatik untuk melaksanakan

fungsinya. Agar diperoleh udara berkualitas sesuai dengan kebutuhan sistem

kontrol pneumatik, harus mempergunakan peralatan unit pemelihara udara ( air

service unit) sebelum digunakan kedalam sistem kontrol pneumatik. Untuk

memperoleh udara berkualitas perlu memperhatikan beberapa aspek berikut ini:

• Kuantitas udara udara harus memenuhi kebutuhan sistem.

• Jenis kompresor yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan sistem.

• Tangki penyimpanan udara yang memadai.

• Persyaratan udara yang bersih.

• Persyaratan pelumasan jika diperlukan.

• Tingkat kelembaban udara yang dapat mengurangi korosi dan lembab.

• Temperatur udara dan pengaruh lain yang rendah pada sistem

• Persyaratan tekanan kerja, ukuran katup dan saluran memenuhi kebutuhan

sistem

• Tersedianya sistem drainase dan saluran buang pada sistem distribusi

• Tata letak sistem pendistribusian udara yang sesuai.

Elemen yang dipergunakan dalam mempersiapkan udara bertekanan yang

dibutuhkan untuk sistem kontrol pneumatik :

• Kompresor udara

• Tangki udara

• Penyaring udara dengan pemisah air

• Pengering udara

• Pengatur tekanan

H A D I M I

ROGRAM STUDI TEKNIK MESIN Bab II – Komponen Sistem Pneumatik

Page 4: BAB2.Pelatihan fasigenesis

POLITEKNIK NEGERI P O N T I A N A K

PNEUMATIK DAN HIDROLIK

Pneumatik

Hal. - 9

• Pelumas

• Tempat pembuangan untuk kondensasi

Persiapan udara yang kurang baik akan mengakibatkan sering timbulnya

gangguan dan menurunkan daya tahan sistem pneumatik. Beberapa gejala yang

terjadi akibat kualitas udara yang kurang baik antara lain;

- Keausan yang cepat pada seal dan elemen yang bergerak pada sistem kontrol

pneumatik seperti pada katup dan silinder

- Terdapat pelumas pada katup

- Peredam udara yang kotor.

Desain komponen sistem kontrol pneumatik direncanakan untuk bekerja

pada tekanan operasi maksimum : 8 – 10 bar. Pada prakteknya dianjurkan pada

tekanan 5 – 6 bar untuk penggunaan yang ekonomis dan tekanan kompresor diatur

pada tekanan: 6,5 – 7 bar.

Pengadaan udara bertekanan yang dibutuhkan pada sistem kontrol

pneumatik sangat tergantung pada kompresor dan tangki penampungan.

Kompresor berfungsi untuk menghasilkan udara bertekanan, yang diperoleh

melalui pemadatan udara sampai pada tekanan kerja yang dinginkan. Jenis

kompresor yang digunakan tergantung pada syarat pemakaian yang harus

dipenuhi berkaitan dengan tekanan kerja dan volume udara yang akan

didistribusikan, misalnya ke katup, silinder dan sebagainya. Pada umumnya jenis

kompresor ada dua yaitu; kompresor torak dan kompresor aliran.

Tangki udara dipasang untuk menjaga turun naiknya tekanan serta sebagai

penyediaan udara darurat ke sistem jika tiba-tiba terjadi kegagalan pada sumber.

Dengan kata lain berfungsi untuk menstabilkan pemakaian udara bertekanan.

Permukaan tangki yang luas akan mendinginkan udara, sehingga embun

dalam udara akan menjadi air. Oleh karena itu, penting pada tangki bagian bawah

dipasang kran/katup untuk membuang air kondensasibtersebut.

Ukuran tangki udara bertekanan tergantung dari:

• Volume udara yang ditarik kedalam kompresor (debit kompresor)

• Pemakaian udara konsumen

• Ukuran saluran

H A D I M I

ROGRAM STUDI TEKNIK MESIN Bab II – Komponen Sistem Pneumatik

Page 5: BAB2.Pelatihan fasigenesis

POLITEKNIK NEGERI P O N T I A N A K

PNEUMATIK DAN HIDROLIK

Pneumatik

Hal. - 10

• Jenis dari pengaturan siklus kerja kompresor

• Penurunan tekanan yang diperkenankan dari jaringan saluran

Besarnya volume udara bertekanan yang dapat disimpan pada tangki

penyimpanan udara dapat diperoleh dengan memanfaatkan diagram tangki

penyimpanan udara seperti terlihat pada gambar dibawah ini:

Gambar: 2-3. Diagram tangki penyimpanan udara

Contoh :

Kapasitas udara yang ditarik ( kompresor ) ql = 20 m3/ menit

Banyaknya kontak / jam z = 20

Kerugian tekanan Δ p = 100 kPa ( 1 bar )

Hasil :

Besarnya tangki penyimpanan VB = 15 m3 ( lihat diagram ) H A D I M I

ROGRAM STUDI TEKNIK MESIN Bab II – Komponen Sistem Pneumatik

Page 6: BAB2.Pelatihan fasigenesis

POLITEKNIK NEGERI P O N T I A N A K

PNEUMATIK DAN HIDROLIK

Pneumatik

Hal. - 11

Unit Pemelihara udara bertekanan ( air service unit )

Unit pemelihara udara bertekanan ( air service unit ) terdiri dari beberapa komponen utama, seperti :

- Pelumasan udara bertekanan - Penyaring udara bertekanan - Pengatur tekanan udara

Pelumasan udara bertekanan

Pada prinsipnya, udara bertekanan harus kering, bebas dari minyak. Untuk

beberapa komponen udara berlubrikasi adalah merusak yang lain, tetapi untuk

komponen daya, lubrikasi sangat diperlukan.

Pelumasan yang diberikan pada udara bertekanan jangan berlebihan sebab

hal ini dapat menimbulkan masalah;

Gangguan pada komponen yang terlubrikasi secara berlebihan

Polusi pada lingkungan

Pengaretan terjadi setelah komponen diam dalam waktu yang lama

Kesulitan dalam pengaturan lubrikasi yang tepat.

Walaupun kemungkinan terjadinya suatu masalah karena pelumasan, tetapi

pelumasan tersebut sangat diperlukan untuk hal-hal berikut;

Gerakan bolak balik yang sangat cepat

Silinder diameter besar (125 mm keatas ).

Pelumasan udara bertekanan berfungsi untuk menjamin supaya bagian-

bagian yang bergesekan pada komponen sistem pneumatik (silinder, katup dsb)

dapat bekerja terus menerus. Keuntungan adanya sistem pelumasan antara lain;

terjadinya penurunan angka gesekan, perlindungan terhadap korosi, dan umur

pemakaian komponen lebih lama.

Penyaring udara bertekanan Penyaring udara bertekanan berfungsi untuk memperoleh udara yang

bersih. Termasuk menyaring air kondensat dari udara bertekanan yang mengalir

melaluinya. Parameter penyaring udara adalah ukuran porinya. Ukuran pori

penyaring menunjukkan ukuran partikel-partikel minimum yang dapat disaring

H A D I M I

ROGRAM STUDI TEKNIK MESIN Bab II – Komponen Sistem Pneumatik

Page 7: BAB2.Pelatihan fasigenesis

POLITEKNIK NEGERI P O N T I A N A K

PNEUMATIK DAN HIDROLIK

Pneumatik

Hal. - 12

dari udara bertekanan. Contoh; elemen penyaring 5 mikron akan menyaringsemua

partikel yang berdiameter lebih besar dari 0,005 mm.

Kondensasi karena adanya pemisahan udara dengan air yang terkumpul,

harus segera dibuang sebelum mencapai batas maksimum yang ditetapkan supaya

air kondensasi tidak masuk kembali kedalam aliran udara.

Kadar air dalam sistem pneumatik harus serendah mungkin, hal ini untuk

menghindari:

- Korosi dalam pipa, katup, silinder, dan elemen pneumatik lainnya. Ini akan

menambah biaya pemakaian dan perawatan

- Mencuci pelumas asli pada elemen yang bergerak

- Mengganggu fungsi kontak dari katup

- Mencemarkan dan merusak hal tertentu misalnya pada industri makanan dan

pengecatan.

Pengatur udara bertekanan

Udara bertekanan yang dihasilkan kompresor akan berfluktuasi. Hal ini

dapat berdampak negatif pada sifat-sifat katup, langkah silinder dan sipat waktu

dari katup kontrol aliran dan katup memeori.

Tekanan yang konstan merupakan salah satu prasyarat agar diperoleh

operasi kontrol pneumatik bebas dari kesalahan. Untuk memperoleh tekanan

udara yang konstan diperlukan pengatur tekanan.

Pengatur tekanan udara berfungsi untuk menjaga tekanan operasi

sebenarnya konstan tanpa melihat perubahan tekanan dalam saluran (primer) dan

pemakaian udara.

Tekanan pada sistem yang telah dibuktikan praktis secara ekonomi maupun

teknis antara pengadaan udara bertekanan dan efesisiensi komponen adalah;

- 6 bar pada bagian tenaga

- 4 bar pada bagian kontrol

Tekanan yang terlalu tinggi membawa energi yang tidak efisien dan

menambah pemakaian, sedangkan tekanan rendah membuat efisiensi rendah

terutama pada bgian tenaga.

H A D I M I

ROGRAM STUDI TEKNIK MESIN Bab II – Komponen Sistem Pneumatik

Page 8: BAB2.Pelatihan fasigenesis

POLITEKNIK NEGERI P O N T I A N A K

PNEUMATIK DAN HIDROLIK

Pneumatik

Hal. - 13

2.3 Katup

Fungsi utama katup adalah; untuk merubah, membangkitkan atau

membatalkan sinyal untuk tujuan penyensoran, pemrosesan dan pengontrolan.

Klasifikasinya menurut; jenis sinyal, cara aktif dan konstruksinya:

Katup kontrol arah

Katup satu arah

Katup kontrol aliran

Katup kontrol tekanan

Katup kombinasi

2.3.1. Katup kontrol arah

Katup kontrol arah merupakan bagian yang mempengaruhi jalannya aliran

udara. Katup kontrol arah mengontrol sinyal udara yang lewat dengan cara

membangkitkan, mengubah ataupun mengalihkan sinyal. Katup kontrol arah

adalah perlengkapan yang menggunakan lubang saluran kecil dihantarkan oleh

aliran udara, terutama start, stop, aliran.

Konstruksi dari katup kontrol arah ada 2 jenis yaitu; jenis poppet dan jenis geser.

Katup kontrol arah dinyatakan dari:

Jumlah saluran : 2, 3, 4, 5 saluran dst

Jumlah posisi kerja : 2, 3 posisi, dst

Cara mengaktipkan katup : manual, pilot udara, solenoid, dst

Cara pengembalian posisi kerja : pegas, udara, dst

Operasi tertentu

Contoh katup:

Katup tuas roller 3/2 tanpa idle return Katup tuas roller 3/2 dengan idle return/

kembali bebas Contoh lainnya lihat pada simbol komponen.

Gambar: 2-4 Katup 3/2 dengan aktuasi roller

H A D I M I

ROGRAM STUDI TEKNIK MESIN Bab II – Komponen Sistem Pneumatik

Page 9: BAB2.Pelatihan fasigenesis

POLITEKNIK NEGERI P O N T I A N A K

PNEUMATIK DAN HIDROLIK

Pneumatik

Hal. - 14

2.3.2. Katup satu arah ( Non return valve ) dan turunannya.

Katup satu arah merupakan dasar dari pengembangan berbagai kombinasi

komponen. Ada dua konfigurasi utama dari katup satu arah, yaitu; dengan pegas

atau tanpa pegas

Katup satu arah

Membolehkan sinyal mengalir melalui katup dalam satu arah saja dan arah sebaliknya disumbat. Katup tersebut antara lain seperti diperlihatkan disamping ;

Gambar: 2-5. Katup satu arah ( check valve)

Check valve dapat menutup aliran pada satu arah saja secara sempurna.

Pada arah berlawanan, udara mengalir dengan kerugian tekanan seminimal

mungkin. Penutupan satu arah dapat dilakukan dengan konis, bola, pelat atau

membran.

Shuttle valve (fungsi OR) dan Dual pressure valve (fungsi AND)

merupakan fungsi logika dengan dua saluran masuk yaitu X dan Y serta satu

saluran keluaran A. Pada katup fungsi OR, aliran keluaran ada udara jika salah

satu atau keduanya ada sinyal masuk, sedangkan pada katup fungsi AND, aliran

keluaran baru ada jika kedua saluran masuk ada udara.

Quick exhaust valve (katup pembuang cepat) digunakan untuk

meningkatkan kecepatan piston silinder

2.3.3. Katup Kontrol Aliran.

Sebagian besar katup kontrol aliran adalah dapat diatur. Katup kontrol aliran

satu arah mengontrol aliran dalam satu arah dengan cara ditambahkan katup

kontrol satu arah. Tanda panah menunjukkan bahwa komponen dapat diatur,

tetapi tidak menjelaskan arah aliran yang diatur.

H A D I M I

ROGRAM STUDI TEKNIK MESIN Bab II – Komponen Sistem Pneumatik

Page 10: BAB2.Pelatihan fasigenesis

POLITEKNIK NEGERI P O N T I A N A K

PNEUMATIK DAN HIDROLIK Hal. - 15

Pneumatik

Katup kontrol aliran Mempengaruhi volume aliran udara bertekanan pada dua arah. Untuk menghambat atau mencekik udara dalam arah tertentu atau untuk mengurangi laju aliran udara dan mengatur aliran sinyal dapat dipasang katuk satu arah .

Katup bisa terbuka penuh, sebagian ataupun tertutup.

Gambar: 2-6. Flow control valve

2.3.4. Katup kontrol Tekanan.

Katup pengontrol tekanan adalah elemen yang sangat mempengaruhi tekanan atau dikontrol oleh besarnya tekanan Ada tiga grup utama katup ini; - Katup pengatur tekanan - Katup pembatas tekanan - Katup sekuens tekanan

Gambar: 2-7. Katup kontrol tekanan

- Katup pengatur tekanan: mengatur tekanan kerja dalam rangkaian kontrol, dan

menjaga tekanan agar konstan

- Katup pembatas tekanan : sebagai faktor keamanan,dan menjamin tekanan

yang disupplai benar. ( pada sisi keluaran kompresor)

- Katup sekuens tekanan: menyensor tekanan saluran luar dan membandingkan

tekanan itu dengan tekanan yang diminta.bila terpenuhi maka katup akan

memberikan sinyal.

H A D I M I

ROGRAM STUDI TEKNIK MESIN Bab II – Komponen Sistem Pneumatik

Page 11: BAB2.Pelatihan fasigenesis

POLITEKNIK NEGERI P O N T I A N A K

PNEUMATIK DAN HIDROLIK

Pneumatik

Hal. - 16

2.3.5. Katup Kombinasi.

Elemen kombinasi Beberapa komponen dikombinasikan diperoleh fungsi yang baru. Salah satu contoh, adalah katup penunda waktu yang mengkombinasukan katup satu arah, tabung dan katup kontrol arah 3/2.

Gambar: 2-8. Katup kombinasi

2.3.6 Prosesor : Katup dan elemen logika.

Untuk melengkapi katup kontrol arah, pada elemen pengolah ada beberapa elemen tambahan yang mengkondisisikan sinyal kontrol untuk tugas tertentu, elemen itu adalah; - Dual pressure valve ( fungsi AND ) - Shuttle valve (fungsi OR)

2.4. Aktuator

Aktuator Aktuator adalah bagian keluaran untuk mengubah

energi suplai menjadi energi kerja yang dimanfaatkan. Sinyal keluaran dikontrol oleh sistem kontrol dan aktuator bertanggung jawab pada sinyal kontrol melalui elemen kontrol akhir. Aktuator digolongkan atas: • Aktuator gerak lurus:

- Silinder kerja tunggal - Silinder kerja ganda

• Aktuator gerak putar - Jenis ayun - Motor pneumatik

Gambar: 2-9. Silinder kerja (Aktuator)

H A D I M I

ROGRAM STUDI TEKNIK MESIN Bab II – Komponen Sistem Pneumatik

Page 12: BAB2.Pelatihan fasigenesis

POLITEKNIK NEGERI P O N T I A N A K

PNEUMATIK DAN HIDROLIK

Pneumatik

Hal. - 17

Silinder kerja Tunggal hanya bisa memberikan gaya kerja pada satu arah

saja ( maju ) sedangkan mundur dengan gaya pegas. Langkah kerja pada silinder

ini maksimum kira-kira 80 mm.

H A D I M I ROGRAM STUDI TEKNIK MESIN Bab II – Komponen Sistem Pneumatik

Menurut konstruksinya silinder kerja tunggal dapat

melaksanakan berbagai fungsi gerakan, seperti:

menjepit benda kerja, Pemotongan, Pengeluaran,

Pengepresan, Pemberian dan pengangkatan.

Untuk pengontrolannya biasanya menggunakan katup

1.12(A)

1(P) 3(R)

1.0

Gambar: 2-10. Rangkaian dengan silinder kerja tunggal

Silinder kerja Ganda: Gerakan maju dan mundur menggunakan fluida udara.

Dapat dibebani pada dua arah gerakan batang piston,

sehingga memungkinkan pemasangannya lebih

pleksibel. Gerakan pada arah keluar lebih besar

daripada gerakan masuknya.

Untuk mengontrol silinder kerja ganda biasanya

menggunakan katup 4/2 ataupun katup 5/2.

Gambar: 2-11. Rangkaian dengan silinder kerja ganda

2.4.1. Karakteristik Kinerja Silinder

Karakteristik penampilan silinder dapat ditentukan secara teori atau dengan

data – data dari pabriknya. Kedua metode ini dapat dilaksanakan, tetapi biasanya

untuk pelaksanaan dan penggunaan tertentu, data-data dari pabrik pembuat adalah

lebih relevan.

Gaya Piston

Gaya piston yang dihasilkan oleh silinder bergantung pada tekanan udara,

diameter silinder dan tahanan gesekan dari komponen perapat.

Gaya piston secara teoritis dapat dihitung dengan rumus:

Page 13: BAB2.Pelatihan fasigenesis

POLITEKNIK NEGERI P O N T I A N A K

PNEUMATIK DAN HIDROLIK

Pneumatik

Hal. - 18

Fth = A x P

Fth = Gaya piston teoritis ( N )

A = Luas piston yang terpakai ( m2 )

P = Tekanan kerja ( Pa )

Dalam prakteknya untuk kondisi normal ( 4 – 8 bar ) diasumsikan kerugian

10 %nya.

Gaya pada silinder kerja tunggal

Feff = ( A x p ) - ( Fr + F f )

Gaya pada silinder kerja ganda

Feff = ( A x p ) - Fr

Langkah maju A = 4

2 πxD Langkah mundur A = 4

)( 22 πdD −

Feff = gaya efektip piston ( N )

A = Luas permukaan piston ( m 2 ) ( lihat maju atau mundur )

P = Tekanan kerja ( Pa )

Fr = Gaya gesekan ( kira-kira 10 % dari Fth ( N )

Ff = gaya kembali spring ( N )

D = Diameter silinder ( m )

D = diameter rod silinder ( m )

Besarnya gaya dan tekanan yang dihasilkan oleh silinder dapat diketahui

juga melalui garfik berikut;

H A D I M I

ROGRAM STUDI TEKNIK MESIN Bab II – Komponen Sistem Pneumatik

Page 14: BAB2.Pelatihan fasigenesis

POLITEKNIK NEGERI P O N T I A N A K

PNEUMATIK DAN HIDROLIK Hal. - 19

Pneumatik

Gambar: 2-12. Grafik tekanan dan gaya

Panjang Langkah

Langkah silinder tidak boleh lebih dari 2 m. Langkah yang panjang dapat

menyebabkan tekanan mekanik batang piston dan bantalan menjadi lebih besar.

Untuk menghindari bahaya tekanan, diameter batang piston pada langkah yang

panjang harus sedikit lebih besar.

Dalam memilih panjang langkah perlu memperhatikan buckling yang

mungkin terjadi pada silinder. Diagram buckling seperti pada gambar:

H A D I M I ROGRAM STUDI TEKNIK MESIN Bab II – Komponen Sistem Pneumatik

Page 15: BAB2.Pelatihan fasigenesis

POLITEKNIK NEGERI P O N T I A N A K

PNEUMATIK DAN HIDROLIK Hal. - 20

Pneumatik

Gambar: 2-13. Diagram buckling pada silinder

Kecepatan Piston

Kecepatan silinder pneumatik tergantung pada: Beban, tekanan udara yang

ada, panjang saluran, penampang antara elemen kontrol terakhir dan elemen kerja

dan jumlah aliran udara yang melalui elemen kontrol terakhir serta peredam akhir

langkah.

Kecepatan piston rata-rata dari silinder standar = 0,1 - 1,5 m/s dan silinder

khusus dapat mencapai 10 m/s. Kecepatan silinder dapat diatur dengan katup

pengontrol aliran satu arah dan dapat ditingkatkan dengan katup pembuang cepat.

Rata – rata kecepatan piston dapat dilihat pada diagram berikut:

H A D I M I ROGRAM STUDI TEKNIK MESIN Bab II – Komponen Sistem Pneumatik

Page 16: BAB2.Pelatihan fasigenesis

POLITEKNIK NEGERI P O N T I A N A K

PNEUMATIK DAN HIDROLIK Hal. - 21

Pneumatik

Gambar: 2-14. Rata-rata kecepatan piston

Untuk penyiapan udara dan untuk mengetahui biaya pengadaan energi perlu

diketahui konsumsi udara pada sistem yaitu dengan rumus:

Konsumsi udara = Perb kompresi x luas bidang piston x panjang langkah

Perb kompresi = 031,1

)(ker031,1 barjaTek+

Rangkuman

1. Struktur sistem pneumatik dan aliran sinyalnya terdiri dari ; Sumber ( pasokan

energi), Sinyal sensor ( pengolah), Sinyal prosesor, Elemen kontrol akhir dan

Aktuator

2. Aliran sinyal mengalir dari bawah keatas

H A D I M I ROGRAM STUDI TEKNIK MESIN Bab II – Komponen Sistem Pneumatik

Page 17: BAB2.Pelatihan fasigenesis

POLITEKNIK NEGERI P O N T I A N A K

PNEUMATIK DAN HIDROLIK

Pneumatik

Hal. - 22

3. Air Service Unit dibutuhkan dalam penyediaan udara bertekanan yang bersih

dan berkualitas sesuai dengan kebutuhan sistem, karena memiliki filter udara,

lubrikator dan regulator udara

4. Fungsi utama katup adalah; untuk merubah, membangkitkan atau

membatalkan sinyal untuk tujuan penyensoran, pemrosesan dan pengontrolan.

Klasifikasinya menurut; jenis sinyal, cara aktif dan konstruksinya: Katup

kontrol arah, Katup satu arah, Katup kontrol aliran, Katup kontrol tekanan,

,Katup kombinasi, katup elemen logika

5. Aktuator adalah bagian keluaran untuk mengubah energi suplai menjadi energi

kerja yang dimanfaatkan. Aktuator diklasifikasikan atas; Aktuator gerak

lurusterdiri dari; Silinder kerja tunggal dan Silinder kerja ganda. Sedangkan

Aktuator gerak putar terdiri dari; Jenis ayun dan Motor pneumatik

6. Karakteristik kerja Aktuator (Piston) biasanya sudah ditentukan pabrik tetapi

dapat juga dihitung ataupun menggunakan nomogram yang ada. Karakteristik

tersebut antara lain;

Gaya piston : Fth = A x P

Panjang langkah piston t5idak boleh lebih dari 2 m, semakin panjang

langkahnya maka diameter piston harus dibuat lebih besar

Kecepatan piston standar sekitar 0,1 - 1,5 m/s dan silinder khusus dapat

mencapai 10 m/s. Kecepatan silinder dapat diatur dengan katup

pengontrol aliran satu arah dan dapat ditingkatkan dengan katup pembuang

cepat.

Soal Pelatihan

1. Jelaskan struktur aliran sinyal pada sistem kontrol pneumatik

2. Berikan penjelasan 7 dari 10 aspek yang perlu diperhatikan agar diperolrh

udara bertekanan yang berkualitas

3. Jelaskan fungsi air service unit

4. Berikan penjelasan klasifikasi katup pneumatik dan fungsinya.

H A D I M I

ROGRAM STUDI TEKNIK MESIN Bab II – Komponen Sistem Pneumatik

Page 18: BAB2.Pelatihan fasigenesis

POLITEKNIK NEGERI P O N T I A N A K

PNEUMATIK DAN HIDROLIK

Pneumatik

Hal. - 23

5. Shuttle valve fungsinya adalah; a. fungsi dan ( and), b fungsi atau ( or ), c

pembuang cepat

6. Jelaskan klasifikasi aktuator pneumatik

7. Jelaskan karakteristik silinder pneumatik

8. Jelaskan perbedaan silinder kerja tunggal dan silinder kerja ganda pada sistem

kontrol pneumatik

9. Berikan contoh penerapan sistem pneumatik sebagai otomasi pada dunia

industri.

Daftar Pustaka 1. Peter Croser , 1990; Pneumatics Textbook Basic Level, Festo didactic

2. Peter Croser , 1990; Pneumatics Workbook Basic Level, Festo didactic

3. PEDC Bandung, 1984; Dasar-Dasar Pneumatik, PEDC Bandung

4. Sugihartono, 1985, Dasar – dasar Kontrol Pneumatik, Bandung: Tarsito

H A D I M I

ROGRAM STUDI TEKNIK MESIN Bab II – Komponen Sistem Pneumatik