TEORI DASAR PNEUMATIK-HIDROLIKHERI KUSTANTO M.T.Progdi Teknik Mesin AKADEMI TEKNOLOGI WARGA SURAKARTA2013

PNEUMATIK Pneumatik berasal dari bahasa Yunani pneuma yang berarti udara atau angin. Semua sistem yang menggunakan tenaga yang disimpan dalam bentuk udara yang dimampatkan untuk menghasilkan suatu kerja disebut dengan sistem Pneumatik.

Jaman dahulu kebanyakan orang sering menggunakan udara bertekanan untuk berbagai keperluan yang masih terbatas, antara lain menambah tekanan udara ban mobil/motor, melepaskan ban mobil dari peleknya, membersihkan kotoran, dan sejenisnya.

Sekarang, sistem pneumatik memiliki apliaksi yang luas karena udara pneumatik bersih dan mudah didapat. Banyak industri yang menggunakan sistem pneumatik dalam proses produksi seperti industri makanan, industri obat-obatan, industri pengepakan barang maupun industri yang lain.

RANGKAIAN SISTEM PNEUMATIK

Klasifikasi Sistim Pneumatik

Penggunaan sistem Pneumatik lebih spesifik sebagai berikut :

a.Remb.Buka dan tutup Pintuc.Pelepas dan penarik roda-roda pendarat pesawat.d.Dan lain-lain.

Kelebihan sistem Pneumatik antara lain :

a. Fluida kerja mudah didapat dan ditransfer.b. Dapat disimpan dengan baikc. Penurunan tekanan relatif lebih kecil dibandingkan dengan sistem hidrolik.d. Viskositas fluida yang lebih kecil sehingga gesekan dapat diabaikan.e. Aman terhadap kebakaran.

Sedangkan kekurangan dari sistem Pneumatik antara lain:

a.Gangguan suara yang bising b. Gaya yang ditransfer terbatas c. Dapat terjadi pengembunan.

Dasar Perhitungan PneumatikDasar perhitungan pneumatik akan mendeskripsikan tentang perhitungan tekanan udara (P), perhitungan debit aliran udara (Q), kecepatan torak (V), Gaya Torak (F) dan dasar perhitungan daya motor. Sebelum masuk ke perhitungan pneumatik kita kenal dulu konversi-konversi satuan yang sering dipakai. Adapun konversi satuan tersebut antara lain : satuan panjang, satuan volume, satuan tekanan, satuan massa, satuan energi, satuan gaya dan satuan temperatur. Selengkapnya sbb :

Tekanan Udara

Udara yang mengalir ke saluran sistem pneumatik akan mengalami penurunan tekanan (head losses) akibat adanya gesekan sepanjang saluran dan belokan. Penurunan tekanan tersebut menurut Majumdar: 2001, memiliki persamaan :P = 1,6 x 10 x Q x L Pa d 5 x Pabs Dimana : L = panjang saluran (m) D = Diameter dalam saluran (m) Q = Debit aliran udara (m3/s) Pabs = Tekanan absolute dalam Pa (N/m2)Catatan : 1 bar = 105 (N/m2) = 105 Pa (Pascal)

Analisa Aliran Fluida (V)Udara yang melewati saluran dengan luas penampang A (m2) dengan kecepatan udara mengalir V (m/dtk), maka akan memiliki debit aliran Q (m3/dtk) sebesar A (m2) x V (m/dtk).Debit Aliran Udara (Q)Q (m3/dtk) = A (m2) . V (m/dtk)Bila melewati melalui saluran yang memiliki perbedaan luas penampang A, maka debit udara akan tetap, namun kecepatannya akan berubah, sebanding dengan perubahan luas penampangnya Q1 = Q2 , sehingga V 1 = A 2 V2 A1

Kecepatan Torak (V)Suatu silinder pneumatik memiliki torak dengan luas dan memiliki luas penampang stang torak, maka kecepatan torak saat maju akan lebih kecil dibandingkan dengan saat torak bergerak mundur.Vmaju = Q/ AVmundur = -Q/An

Dimana : V = kecepatan torak (m/s) Q = debit aliran udara (ltr/mnt) A = luas Penampang Torak (m2) An = A - Ak (m2)

Gaya Torak (F)F maju = Pe .A....(N) F mundur = Pe .A.....(N)Dimana:F = Gaya torak (N) Pe = Tekanan kerja/effektif (N/m2) A = Luas Penampang (m2)An = A-Ak (m2)Ak = Luas batang torak (m2)

Udara yang Diperlukan (Q)Q maju = A. S. n .(Pe + P atm ) =.....(ltr/mn) P atmQ mundur = An. S. n .(Pe + Patm ) = .....(lt/mnt) P atmDimana :S = Langkah torak (m)Pe = Tekanan (N/m2)A = Luas Penampang (m2)An = A-Ak (m2)Ak = Luas batang torak (m2)n = Banyaknya langkah (kali/menit)

Pengubahan TekananPe2 = Pe1 . A1 . A2Dimana : Pe1 = Tekanan awal (N/m2) Pe2 = Tekanan akhir (N/m2) A 1 = Luas Penampang 1A 2 = Luas Penampang 2

Sistem Tekanan Tinggi Untuk sistem tekanan tinggi, udara biasanya disimpan dalam tabung metal (Air Storage Cylinder) pada range tekanan dari 1000 3000 Psi, tergantung pada keadaan sistem.Tipe dari tabung ini mempunyai 2 katup, yang mana satu digunakan sebagai katup pengisian, dasar operasi Kompresor dapat dihubungkan pada katup ini untuk penambahan udara kedalam tabung. Katup lainnya sebagai katup pengontrol. Katup ini dapat sebagai katup penutup dan juga menjaga tekanan udara dalam tabung selama sistem dioperasikan.

Sistem Tekanan Sedang. Sistem Pneumatik tekanan sedang mempunyai range tekanan antara 100 150 Psi, biasanya tidak menggunakan tabung udara. Sistem ini umumnya mengambil udara terkompresi langsung dari motor kompresor.

Sistem Tekanan Rendah. Tekanan udara rendah didapatkan dari pompa udara tipe Vane. Demikian pompa udara mengeluarkan tekanan udara secara kontinu dengan tekanan sebesar 1 10 Psi. ke sistem Pneumatik.

KOMPONEN SISTEM PNEUMATIK

Kompresor Kompresor digunakan untuk menghisap udara dan menyimpannya kedalam tangki penampung atau tabung.

Filter Udara udara yang dikompresi akan melewati Filter untuk memisahkan udara dari kemungkinan adanya debu dan kotoran yang mana mungkin tedapat dalam udara.

Pressure Regulator. Sistem tekanan udara siap masuk pada tekanan tinggi menambah tekanan pada bilik dan mendesak beban pada piston/pengatur tekanan kerja.

Perawatan sistem Pneumatik terdiri dari memperbaiki, mencari gangguan, pembersihan dan pemasangan komponen, dan uji coba pengoperasian.Tindakan pencegahan untuk menjaga udara dalam sistem selalu terjaga kebersihannya. Saringan dalam komponen harus selalu dibersihkan dari partikel-partikel metal yang mana hal tersebut dapat menyebabkan keausan pada komponen.Setiap memasang komponen Pneumatik harus dijaga kebersihannya dan diproteksi dengan pita penutup atau penutup debu dengan segera setelah pembersihan. Memastikan ketika memasang kembali komponen tidak ada partikel metal yang masuk kedalam sistem.

Perawatan Sistem Pneumatik.

Sangat penting mencegah masuknya air, karena dapat menjadi penyebab sistem tidak dapat memberikan tekanan. Operasi dalam temperatur rendah, walaupun terdapat jumlah air yang sangat kecil dapat menjadi penyebab serius tidak berfungsinya sistem. Setiap tahap perawatan harus memperhatikan masuknya air kedalam sistem.Kebocoran bagian dalam komponen, selama kebocoran pada O-Ring atau posisinya, yang mana ketika pemasangan tidak sempurna atau tergores oleh partikel metal atau sudah batas pemakaian.

SISTEM HIDROLIK Bertahun-tahun lalu manusia telah menemukan kekuatan dari perpindahan air, meskipun mereka tidak mengetahui hal tersebut merupakan prinsip hidrolik. Sejak pertama digunakan prinsip ini, mereka terus menerus mengaplikasikan prinsip ini untuk banyak hal untuk kemajuan dan kemudahan umat manusia.Hidrolik adalah ilmu pergerakan fluida, tidak terbatas hanya pada fluida air. Jarang dalam keseharian kita tidak menggunakan prinsip hidrolik, tiap kali kita minum air, tiap kali kita menginjak rem kita mengaplikasikan prinsip hidrolik.

RANGKAIAN SISTEM HIDROLIK

Rangkaian Hydrolik dalam Penampang dan Skema

Keuntungan Sistem HidrolikSistem hidrolik banyak memiliki keuntungan. Sebagai sumber kekuatan untuk banyak variasi pengoperasian. Keuntungan sistem hidrolik antara lain: - Fleksibel dalam penempatan komponen transmisi tenaga. - Gaya yang sangat kecil dapat digunakan untuk mengangkut gaya yang besar. - Penerus gaya (oli) juga berfungsi sebagai pelumas. - Beban dengan mudah bisa dikontrol dengan menggunakan katup pengatur tekanan (relief valve). - Dapat dioperasikan pada kecepatan yang berubah-ubah. - Arah operasi dapat dibalik seketika. - Lebih aman jika beroperasi pada beban berlebih.

Kelemahan Sistem HidrolikSistem hidrolik membutuhkan suatu lingkungan yang betul-betul bersih. Komponen-komponennya sangat peka terhadap kerusakan-kerusakan yang diakibatkan oleh debu, korosi dan kotoran-kotoran lain, serta panas yang mempengaruhi sifat-sifat minyak hidrolik.

Prinsip dasar sistem Hidrolik

Dalam sistem hidrolik fluida cair berfungsi sebagai penerus gaya. Minyak mineral adalah jenis fluida cair yang umum dipakai.

Sifat dari zat cair : - Tidak mempunyai bentuk yang tetap, selalu menyesuaikan bentuk yang ditempatinya. - Zat cair tidak dapat dikompresi. - Meneruskan tekanan ke segala arah.

Dasar-Dasar Perhitungan Hydrolik2

Prinsip Hukum Pascal

Motor Hidrolik Motor hidrolik berfungsi untuk mengubah energi tekanan cairan hidrolik menjadi energi mekanik. Komponen Sistem Hidrolik Aliran Minyak hydrolik yang bertekanan tinggi akan diteruskan memutar roda gigi yang terdapat dalam ruangan pompa selanjutnya akan dirubah menjadi gerak rotasi untuk berbagai keperluan.Motor Hydrolik Roda Gigi

Pompa Hidrolik. Pompa umumnya digunakan untuk memindahkan sejumlah volume cairan yang digunakan agar suatu cairan tersebut memiliki bentuk energi.

Pompa SekrupPompa Torak RadialPompa Hydrolik Torak AksialPompa Hydrolik Sirip BurungPompa Hydrolik Roda Gigi

Katup (Valve) Katup pada sistem dibedakan atas fungsi, disain dan cara kerja katup Katup pembatas tekanan

Silinder Hydrolik Gerak Ganda Silinder Hydrolik Aplikasi penggunaan sistim Hydrolik pada alat berat

Aktuator hydrolik dapat berupa silinder hydrolikbergerak secara translasi sedangkan Silinder Hydrolik penggerak ganda akan melakukan gerakan maju dan mundur akibat adanya aliran fluida/oli hydrolik yang dimasukkan pada sisi kiri (maju) dan sisi kanan (mundur).

Perawatan Sistem Hidrolik Perawatan dari sistem hidrolik, memerlukan penggunaan fluida hidrolik yang layak, pemilihan tube dan seal yang layak. Dan kita harus dapat mengetahui bagaimana pengecekan untuk kebersihan nya yang layak.Perbaikan pada sistem hidrolik, adanya satu prosedur perawatan dilakukan pada mekanik hidrolik. Sebelum perbaikan dimulai, spesifikasi tipe fluida harus diketahui . warna dari fluida pada sistem dapat juga digunakan sebagai penentu dari tipe fluida.

Perawatan efektif dari sistem hidrolik yang diperlukan adalah melihat kelayakan seal, tube, selang yang digunakan. Untuk sistem hidrolik (3000 psi) digunakan tube stainless steel, dan untuk sistem hidrolik tekanan rendah dapat digunakan tube dari alumunium alloy.

Perbandingan sistem elektrik, hidrolik dan pneumatik

SEKIAN DAN TERIMA KASIH

**