of 16 /16
MODUL PERKULIAHAN Pneumatik Hidrolik + Praktikum Sistem perkuliahan. Pendahuluan. Fakultas Program Studi Tatap Muka Kode MK Disusun Oleh Fakultas Teknik Teknik Mesin 1 13034 R. Ariosuko Dh., MT. Abstrak Kompetensi Pneumatik adalah salah satu cara memanfa'atkan gaya yg ditimbulkan dari udara yg dimanpatkan. Mahasiswa memahami 'kontrak perkuliahan' sejak awal semester. Mahasiswa memahami target kuliah ini.

Modul Pneumatik Hidrolik Pratikum [TM1]

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Modul pneumatic hidrolik

Citation preview

Page 1: Modul Pneumatik Hidrolik Pratikum [TM1]

MODUL PERKULIAHAN

Pneumatik Hidrolik + Praktikum

Sistem perkuliahan.Pendahuluan.

Fakultas Program Studi Tatap Muka

Kode MK Disusun Oleh

Fakultas Teknik Teknik Mesin

113034 R. Ariosuko Dh., MT.

Abstrak KompetensiPneumatik adalah salah satu cara memanfa'atkan gaya yg ditimbulkan dari udara yg dimanpatkan.

Mahasiswa memahami 'kontrak perkuliahan' sejak awal semester.Mahasiswa memahami target kuliah ini.

Page 2: Modul Pneumatik Hidrolik Pratikum [TM1]

Daftar Isi (Modul ini)Daftar Isi

Tentang perkuliahan

1. Deskripsi

2. Tujuan

3. Kompetensi

4. Referensi

Sistem Perkuliahan

1. Sistem penilaian + kontrak perkuliahan

2. Data dosen

Materi 1

1. Definisi “pneumatik”

2. Aplikasi pneumatik

3. Sifat/karakteristik udara bertekanan

4. Satuan-satuan

5. Hukum-hukum fisika pd pneumatik

6. Pertimbangan memilih sistem pneumatik

Referensi

1. Festo : “Pneumatik tingkat dasar”, Festo Didactic, 1994.

2. Festo : “Elektropneumatik tingkat dasar”, Festo Didactic, 1994.

3. Parr, Andrew : “Hidrolika & Pneumatika, Pedoman utk Teknik & Insinyur”, Erlangga,

2003.

4. Patient, Peter : “Pengantar Ilmu Teknik Pneumatika”, Gramedia, 1983.

5. PMS-ITB : “Pneumatik Hidrolik, diktat kuliah”, 1978.

Okt-2014 2

Pneumatik Hidrolik + PraktikumPusat Bahan Ajar dan eLearning

R. Ariosuko Dh., MT. http://www.mercubuana.ac.id

Page 3: Modul Pneumatik Hidrolik Pratikum [TM1]

Tentang perkuliahanA. Deskripsi

Pneumatik & Hidrolik merupakan dua metode menghasilkan gerak dari beberapa alternatif

lain seperti motor bakar, motor listrik, dll.

Tipe kuliah ini membutuhkan Imaginasi – Penalaran – Ketrampilan (”skill”) → banyak di lab

Dari sisi tingkat kesulitan, mk ini tdk terlalu sulit, tp perlu rajin, tekun & mandiri.

A. Pokok materi :

1. Pneumatik

a. Dasar Pneumatik

b. Elektropneumatik

c. Disain Elektropneumatik

2. Hidrolik

a. Dasar Hidrolik

b. Elektrohidrollik

c. Disain Elektrohidrolik

B. Sarana kuliah

1. Kuliah ini idealnya 70% diselenggarakan di lab komputer, dg rasio 1 mahasiswa

1 komputer, dengan piranti lunak Simulator Pneumatik Hidrolik yang sudah

diinstal.

2. Beberapa jenis simulator :

a. Simulator dari FESTO, ada 2 macam :

i. Versi demo (resmi)

◦ hasil kerja kita tdk bisa disimpan

◦ Simbol-simbol lengkap → langsung tersedia

◦ Format cd-rom 650-700 MB

ii. Versi “copy” (tdk resmi)

◦ Hasil kerja kita bisa disimpan

◦ Simbol-simbol tdk lengkap → bisa di'customize'

◦ Format *.zip ~ 2 MB

b. Simulator dari Lab Volt :

i. LVSIMHYD

ii. LVSIMPNEU

3. Workbench Festo :

i. Di ruang D-101 → utk prakt. Elektropneumatik

Okt-2014 3

Pneumatik Hidrolik + PraktikumPusat Bahan Ajar dan eLearning

R. Ariosuko Dh., MT. http://www.mercubuana.ac.id

Page 4: Modul Pneumatik Hidrolik Pratikum [TM1]

ii. Milik bersama Mesin, Elektro, & Industri

iii. Ada 3 meja, tapi yg siap pakai 2 meja @ 5 mhs

◦ Kelas harus AC, dilengkapi sound-system, proyektor + remote, white-board +

spidol.

C. Kompetensi :

1. Mahasiswa mampu merancang suatu alat menggunakan sistem pneumatik &

hidrolik.

2. Agar mahasiswa mampu mengoptimalkan simulator pneumatik hidrolik sebagai

alat bantu disain.

D. Mata kuliah prasyarat :

1. Aplikasi Komputer.

E. Mata kuliah lanjutan :

1. Mekatronika

B. Referensi

A. Buku

1. Festo : “Pneumatik tingkat dasar”, Festo Didactic, 1994.

2. Festo : “Elektropneumatik tingkat dasar”, Festo Didactic, 1994.

3. Parr, Andrew : “Hidrolika & Pneumatika, Pedoman utk Teknik & Insinyur”,

Erlangga, 2003.

4. Patient, Peter : “Pengantar Ilmu Teknik Pneumatika”, Gramedia, 1983.

5. PMS-ITB : “Pneumatik Hidrolik, diktat kuliah”, 1978.

Okt-2014 4

Pneumatik Hidrolik + PraktikumPusat Bahan Ajar dan eLearning

R. Ariosuko Dh., MT. http://www.mercubuana.ac.id

Page 5: Modul Pneumatik Hidrolik Pratikum [TM1]

Sistem Perkuliahan Dosen ( wajib dibaca ! )

A. Deskripsi

1. ABSEN ~ bobot 20 - 25%

Mahasiswa harus hadir secara fisik dg kriteria minimal sesuai kriteria UMB, nilai

kehadiran akan dikonversi menjadi nilai praktikum. Izin absen ;

◦ Izin dilakukan sebelum mk berlangsung.

◦ Izin saat atau sesudah kuliah berlangsung, bukanlah izin, melainkan dianggap

pemberitahuan, & tetap dianggap alpa.

◦ Izin hanya via sms ke nomor 08999719977.

◦ SMS harus jelas; nama anda, mata kuliah apa, jam brp (utk kelas paralel), alasan

/ penyebab tdk hadir.

◦ Izin hanya diberikan pada pertemuan 1 s/d. 7, setelah UTS tdk menerima izin

lagi.

2. TUGAS ~ hasil kerja setiap minggu ~ bobot 20 - 25%

Setiap perkuliahan di lab, pastinya mahasiswa menghasilkan minimal 1 file hasil

kerja. Hasil kerja setiap minggu harus dikirim via e-mail, apalagi tugas-tugas khusus

sesuai yg diminta pengajar.

◦ File tugas yg berupa hasil duplikat dari teman ataupun sekedar mengembalikan

file dari dosen, dianggap tdk membuat tugas.

◦ Tugas dikumpul sesuai tgl yg diminta, jika melebihi tgl yg diminta akan ditolak !

▪ Tugas pra-UTS dikumpul paling lambat H -1 dari tanggal UTS.

▪ Tugas pra-UAS dikumpul paling lambat H -1 dari tanggal UAS.

◦ Format penamaan file tugas yg berupa softcopy, harus sesuai dg ketentuan

dosen. Tdk ikut aturan dianggap tdk kumpul. Nama file tugas harus mengandung

unsur :

▪ Singkatan mata kuliah, dalam hal ini adalah PH atau ph.

▪ Nomor urut tugas, dalam format 2 digit angka.

▪ Nama singkat (bukan nama panggilan) mahasiswa pembuat.

▪ NIM tdk harus, krn akan sangat panjang.

▪ Nama file tugas harus 1 kata (tanpa spasi).

Contoh format penamaan file tugas :

▪ PH_NOMORTUGAS_NamaANDA_NAMATUGAS.* atau

▪ nomortugas_PH_Namasingkatanda

Okt-2014 5

Pneumatik Hidrolik + PraktikumPusat Bahan Ajar dan eLearning

R. Ariosuko Dh., MT. http://www.mercubuana.ac.id

Page 6: Modul Pneumatik Hidrolik Pratikum [TM1]

▪ Extension biarkan otomatis dari program anda.

▪ Contoh :

• ph_01_Lasito_SPU.docx

• 01_ph_Lasito_SPU.pdf

• 02_PH_Lasito_Aktuator.ct

◦ Alamat email utk pengiriman tugas : [email protected]

◦ Subject harus jelas, dianjurkan memakai spasi !

▪ Contoh subjek :

• PH 01 Lasito → boleh ada spasi.

• 01 PH Ahmad

◦ Pengumpulan tugas HARUS berupa 'attachment' atau lampiran.

◦ Jawaban tugas tidak diketik di dalam e-mail.

◦ File tugas tidak berupa sharing atau link di googledrive, krn cara ini hanya

berfungsi jika sesama gmail.

3. PERSENTASE NILAI

◦ Absen ~ nilai praktikum → 20 - 25%

◦ Tugas → 25% --> hasil kerja setiap minggu

◦ UTS → 25%

◦ UAS → 25 - 30%

4. REVISI NILAI

Revisi nilai tdk akan dilakukan bila letak kesalahan ada di pihak mahasiswa.

5. PERINGATAN peduli kesibukan anda, krn anda sudah komitmen utk mata kuliah ini,

maka tata tertib harus diikuti.

◦ Ingat, semua mata kuliah yg saya ajar : SANGAT JARANG meluluskan 100%

◦ Belajarlah dg serius

6. PENUTUP

Demikian kontrak perkuliahan ini dibuat, agar maklum adanya Ariosuko © Oktober

2014.

Okt-2014 6

Pneumatik Hidrolik + PraktikumPusat Bahan Ajar dan eLearning

R. Ariosuko Dh., MT. http://www.mercubuana.ac.id

Page 7: Modul Pneumatik Hidrolik Pratikum [TM1]

B. Data Dosen

1. Nama : R. Ariosuko Dh., MT.

2. Ruang kerja : D-106.

3. Telpon → dilarang menelpon !

4. SMS 08999719977.

5. Email : [email protected]

6. Keberadaan di kampus ( berubah setiap semester )

a. Sabtu jam 13 – 18.

b. Ahad jam 10 – 16.

c. Kamis jam 13 – 16

Okt-2014 7

Pneumatik Hidrolik + PraktikumPusat Bahan Ajar dan eLearning

R. Ariosuko Dh., MT. http://www.mercubuana.ac.id

Page 8: Modul Pneumatik Hidrolik Pratikum [TM1]

Materi 1 : Dasar-dasar PneumatikaA. Definisi “pneumatik”

Secara istilah, kata 'pneuma' berasal dari kata dalam bahasa Yunani kuno yg artinya ;

'tiupan angin'.

Namun secara definisi, artinya ; “Salah satu cabang ilmu fisika yg mempelajari fenomena

udara yg dimampatkan (bertekanan) sehingga tekanan yg terjadi akan menghasilkan gaya

sebagai penyebab gerak / aktuasi pd aktuator”.

B. Aplikasi pneumatik

Sebagian besar aplikasi, memanfa'atkan pneumatik sbg satu / lebih fungsi dari :

1. Sebagai aktuator = penghasil gerak.

2. Sebagai elemen kontrol (mekanis) = memberi informasi ke komponen lain.

3. Sebagai sensor (mekanis/non-mekanis) = sbg pemberi informasi / status proses.

C. Sifat/karakteristik udara bertekanan

Gambaran umum karakteristik Pneumatik

1. Keunggulan dan karakteristik khas dari udara bertekanan :

a. Ketersediaan : Udara praktis terdapat dimana-mana dalam jumlah yang tidak

terbatas.

b. Transportasi : Udara dengan sangat mudah dapat ditransportasikan melalui pipa

saluran sampai jarak yang jauh.

c. Penyimpanan : Udara-bertekanan dari kompresor dapat disimpan dalam tabung

untuk dipergunakan, sehingga kompresor tidak perlu hidup terus-menerus. Selain

itu tangki (botol) penyimpan mudah dipindah-pindah. Udara-bertekanan relatif

tidak peka terhadap perubahan temperatur. Hal ini menjamin pengoperasian

yang handal, bahkan dalam kondisi yang ekstrim sekalipun.

d. Tahan Ledakan : Udara-bertekanan tidak mengandung resiko terbakar atau

meledak.

e. Bersih : Udara-bertekanan tanpa lubrikasi adalah bersih. Meskipun ada yang

keluar dari Kebocoran pipa atau komponen) tidak akan menyebabkan

pencemaran terhadap lingkungan. Ini penting sekali dalam industri makanan,

kayu, dan tekstil.

f. Konstruksi : Elemen kerja mempunyai konstruksi komponen yang sederhana

dengan demikian harganya murah.

Okt-2014 8

Pneumatik Hidrolik + PraktikumPusat Bahan Ajar dan eLearning

R. Ariosuko Dh., MT. http://www.mercubuana.ac.id

Page 9: Modul Pneumatik Hidrolik Pratikum [TM1]

g. Kecepatan : Udara bertekanan merupakan media kerja yang cepat. Kecepatan

kerja yang tinggi dapat tercapai.

h. Pengaturan : Dengan menggunakan komponen-komponen udara bertekanan,

kecepatan dan gaya dapat diatur.

i. Aman terhadap beban berlebih : Perkakas & elemen kerja pneumatik akan tetap

aman terhadap beban berlebih yang diberikan. Peralatan akan berhenti, tanpa

ada kerusakan sedikitpun.

2. Kekurangan pneumatik

Agar dapat lebih cermat menentukan cakupan dari aplikasi pneumatik, tentu harus

diketahui pula kekurangan-kekurangannya :

j. Pengadaan : Udara-bertekanan harus disiapkan dengan baik untuk mencegah

timbulnya resiko keausan komponen pneumatik yang terlalu cepat karena

partikel debu dan kondensasi.

k. Mampu dimampatkan (Kompresibel) : Udara-bertekanan dapat dimampatkan,

sehingga tidak mungkin diperoleh kecepatan piston yang teratur dan konstan.

l. Gaya : Udara-bertekanan hanya efisien sampai kebutuhan gaya tertentu. Pada

tekanan kerja normal antara 6 sampai 7bar (600 - 700kPa) dan kondisi lintasan

dan kecepatan tertentu, maka gaya berkisar antara 20.000 sampai dengan

30.000 Newton.

m. Gangguan suara : Udara buangan menimbulkan suara yang sangat bising.

Tetapi masalah ini dapat diatasi secara baik dengan adanya material peredam

suara dan silencer.

n. Biaya : Pemakaian udara bertekanan memerlukan biaya yang relatif mahal Biaya

energi yang mahal dikompensasi oleh harga komponen yang murah dan prestasi

kerja yang tinggi.

D. Besaran & Satuan

1. Sifat-sifat fisika udara

Permukaan bumi ini ditutupi oleh mantel udara. Udara adalah campuran gas yang

terdiri atas senyawa :

a. Sekitar 78% dari volum adalah nitrogen

b. Sekitar 21% dari volum adalah oksigen

c. Sisanya adalah campuran karbon dioksida, argon, hidrogen neon, helium,

krypton dan xenon.

Untuk memahami susunannya dengan lebih baik, berikut disertakan besaran

fisikanya. Data-data ini berdasarkan "Sistem Satuan Internasional", disingkat SI.

Okt-2014 9

Pneumatik Hidrolik + PraktikumPusat Bahan Ajar dan eLearning

R. Ariosuko Dh., MT. http://www.mercubuana.ac.id

Page 10: Modul Pneumatik Hidrolik Pratikum [TM1]

Tabel 1.1 Satuan Dasar

Besaran Simbol Satuan

Panjang l meter (m)

Massa m kilogram (kg)

Waktu t detik (s)

Temperatur T Kelvin (K), 00C = 273 K

Tabel 1.2 Satuan Turunan

Besaran Simbol Satuan

Gaya F newton (N), 1 N = 1 kg.m/s2

Luas A meter persegi (m2)

Volume V meter kubik (m3)

Volume aliran Q (m3/s)

Tekanan P pascal (Pa), 1 Pa = 1 N/m2, 1 bar = 105 Pa

Gambar 1.1. Satuan dasar [1]

Okt-2014 10

Pneumatik Hidrolik + PraktikumPusat Bahan Ajar dan eLearning

R. Ariosuko Dh., MT. http://www.mercubuana.ac.id

Page 11: Modul Pneumatik Hidrolik Pratikum [TM1]

1. Segitiga p-F-A

Segitiga rumus untuk mempermudah diingat.

Gambar 1.2. Segitiga p-F-A.

a. Beberapa pengertian tekanan, p = tekanan (pressure)

Karena segala sesuatu di bumi ini menerima tekanan yaitu tekanan absolut

atmosfir (pat), maka tekanan ini tidak bisa dirasakan. Pada umumnya tekanan

atmosfir dianggap sebagai tekanan dasar, sedangkan yang bervariasi (akibat

penyimpangan nilai) adalah:

i. Tekanan ukur = pg

ii. Tekanan vakum = pv

iii. Tekanan absolut = pabs

Hal ini digambarkan pada diagram di bawah :

Tekanan atsmorfier tergantung pada letak geografis dan iklimnya. Daerah dari

garis nol tekanan absolut sampai garis tekanan atmosfir disebut daerah vakum

dan diatas garis tekanan atmosfir adalah daerah tekanan.

Gambar 1.3. Perbedaan istilah tekanan [2]

Tekanan absolut terdiri atas tekanan atmosfir pat dan tekanan ukur pg. Tekanan

absolut biasanya 1 bar (100 kPa) lebih besar dari tekanan relatif pg.

Okt-2014 11

Pneumatik Hidrolik + PraktikumPusat Bahan Ajar dan eLearning

R. Ariosuko Dh., MT. http://www.mercubuana.ac.id

Page 12: Modul Pneumatik Hidrolik Pratikum [TM1]

Gambar 1.4. Satuan tekanan [1]

1 Pascal sama dengan tekanan vertikal sebesar 1N pada bidang 1m2 dan 100

kPa sama dengan 14,5 psi.

b. F = gaya (force)

Gambar 1.5. Satuan gaya [1]

c. A = luas penampang (area)

Luas penampang menyesuaikan dg bentuk penampang bejana atau saluran.

Okt-2014 12

Pneumatik Hidrolik + PraktikumPusat Bahan Ajar dan eLearning

R. Ariosuko Dh., MT. http://www.mercubuana.ac.id

Page 13: Modul Pneumatik Hidrolik Pratikum [TM1]

E. Karakteristik Udara

1. Tidak punya bentuk khusus

Sebagai mana umumnya gas, udara juga tidak mempunyai bentuk yang khusus.

Bentuknya mudah berubah karena tahanannya kecil. Udara akan berubah bentuk

sesuai dengan tempatnya.

2. Kompresibel

Udara dapat dimampatkan dan selalu berusaha untuk mengembang. Sifat ini pula yg

menyebabkan suatu sistem pneumatik perlu trik khusus untuk mengatur pergerakan

presisi.

3. Tekanan homogen

Berbeda dg tekana pd fluida cair, maka tekanan fluida udara akan sama rata di

semua sudut, khususnya bila berada dalam suatu 'ruang'.

F. Hukum-hukum fisika pd pneumatik

1. Hukum Newton

Gaya = Massa x percepatan → F = m.a

Dengan ;

a = percepatan grafitasi = 9,81 m/s2 (nilai rata-rata di Indonesia).

2. Hukum Boyle Mariote

Menjelaskan sifat: Volume dari massa gas yang tertutup pada temperatur konstan

adalah berbanding terbalik dengan tekanan absolut atau hasil kali dari volume dan

tekanan absoiut adalah konstan untuk masa gas tertentu.

p1 * V1 = p2 * V2 = p3 * V3 = konstan

Gambar 1.6. Hukum Boyle-Mariotte [2]

Okt-2014 13

Pneumatik Hidrolik + PraktikumPusat Bahan Ajar dan eLearning

R. Ariosuko Dh., MT. http://www.mercubuana.ac.id

Page 14: Modul Pneumatik Hidrolik Pratikum [TM1]

a. Contoh perhitungan:

Udara dipampatkan pada tekanan atmosfir menjadi 1/7 dari volumenya. Tekanan

apakah yang muncul apabila temperatur tetap konstan ?

▪ p1 * V1 = p2 * V2

▪ p2 = (V1A/2)*p1 catatan: V2/V1 =1/7

▪ p1 = p atm = 1 bar = 100 kPa

▪ p2 = 1 * 7 = 7 bar = 700 kPa absolut

Hasilnya = pg = pukur - pabs - patm = 7 - 1 = 6 bar = 600 kPa

Sebuah kompresor yang menghasilkan tekanan diatas atmosfir 6 bar (600 kPa),

mempunyai sifat pemampatan 1:7, ini dianggap jika tekanan atmosfir patm 1 bar

(100kPa).

3. Hukum Pascal

Khususnya pada bejana berhubungan

Gambar 1.7. Keuntungan mekanik (hukum Pascal) [1]

G. Pertimbangan memilih sistem pneumatik

Dibandingkan dengan bentuk energi yang lain, maka pneumatik perlu dipertimbangkan

sebagai alternatif untuk media kendali atau kerja. Penilaian ini mencakup seluruh total

sistem mulai dari sinyal input (sensor) melalui bagian kontrol (prosesor) ke peralatan

keluaran (aktuator).

Semua faktor berikut harus dipertimbangkan yaitu :

1. Kebutuhan kerja atau keluaran ~ besar gaya maximum yg dibutuhkan oleh disain.

2. Metoda kontrol yang diinginkan

a. Mekanik

b. Listrik

c. Elektronik

d. Pneumatik, tekanan normal

e. Pneumatik, tekanan rendah

f. HidraulikOkt-2014 14

Pneumatik Hidrolik + PraktikumPusat Bahan Ajar dan eLearning

R. Ariosuko Dh., MT. http://www.mercubuana.ac.id

Page 15: Modul Pneumatik Hidrolik Pratikum [TM1]

3. Sumber daya dan pengetahuan teknik yang memadai

4. Keterpaduan antara sistem yang ada dengan yang akan dipilih.

Berbagai pilihan media kerja (pesaing pneumatik) yaitu:

1. Listrik

2. Hidraulik

3. Pneumatik

4. Gabungan media di atas

Kriteria pemilihan media kerja berdasarkan

1. Gaya

2. Langkah kerja

3. Jenis gerakan (lurus, berayun, berputar)

4. Kecepatan

5. Ukuran

6. Usia pemakaian

7. Kepekaan

8. Keamanan dan keandalan

9. Biaya energi

10. Penanganan

11. Pengaturan

12. Penyimpanan

Kriteria pemilihan dan sifat sistem yang perlu dipertimbangkan dalam penerapan :

• Keandalan komponen

• Kepekaan terhadap pengaruh lingkungan

• Kemudahan dalam pemeliharaan dan perbaikan

• Waktu hubung komponen

• Kecepatan sinyal

• Kebutuhan tempat

• Usia pemakaian

• Persyaratan pelatihan bagi operator dan petugas perawatan

• Kemungkinan modifikasi dari sistem kontrol

Okt-2014 15

Pneumatik Hidrolik + PraktikumPusat Bahan Ajar dan eLearning

R. Ariosuko Dh., MT. http://www.mercubuana.ac.id

Page 16: Modul Pneumatik Hidrolik Pratikum [TM1]

Referensi

A. Daftar Pustaka

Festo : “Pneumatik tingkat dasar”, Festo Didactic, 1994.

Festo : “Elektropneumatik tingkat dasar”, Festo Didactic, 1994.

Parr, Andrew : “Hidrolika & Pneumatika, Pedoman utk Teknik & Insinyur”, Erlangga,

2003.

Patient, Peter : “Pengantar Ilmu Teknik Pneumatika”, Gramedia, 1983.

PMS-ITB : “Pneumatik Hidrolik, diktat kuliah”, 1978.

B. Daftar Acuan

1. Parr, Andrew : “Hidrolika & Pneumatika, Pedoman utk Teknik & Insinyur”, Erlangga,

2003.

2. Festo : “Pneumatik tingkat dasar”, Festo Didactic, 1994.

Okt-2014 16

Pneumatik Hidrolik + PraktikumPusat Bahan Ajar dan eLearning

R. Ariosuko Dh., MT. http://www.mercubuana.ac.id