Hady Fathanuary

23411141

SMTM-03

Pneumatik Manual

Pneumatik berasal dari bahasa Yunani yang berarti udara atau angin. Semua sistem yang

menggunakan tenaga yang disimpan dalam bentuk udara yang dimampatkan untuk menghasilkan

suatu kerja disebut pneumatik. Dalam penerapannya, sistem pneumatik digunakan sebagai

sistem otomatis.

Dalam suatu rangakaian pneumatik, udara diluar dihisap ke dalam kompressor dan

mengalami kompresi, sehingga memiliki bentuk energi yang kemudian diubah menjadi gerak

mekanik (gerak piston).

Berkaitan dengan ilmu pneumatik yang terus berkembang maka pada kesempatan kali ini

kita akan mencoba untuk mempraktikan bagaimana sebenarnya udara itu dimampatkan dan

dengan alat bantu apa sehingga semua gagasan mengenai pemanfaatan udara ini bisa

diwujudkan.

Kelebihan sistem Pneumatik antara lain :

Fluida kerja yang mudah didapat untuk ditransfer.

Dapat disimpan dengan baik.

Penurunan tekanan relatif lebih kecil dibandingkan dengan hidrolik.

Viskositas fluida yang lebih kecil sehingga gesekan dapat diabaikan.

Aman terhadap kebakaran.

Kekurangan sistem Pneumatik antara lain :

Gangguan udara yang bising.

Gaya yang ditramsfer terbatas.

Dapat terjadi pengembunan.

Gambar 1. Diagram Aliran Sinyal dan Susunan Hardware Sistim Pneumatik

Komponen Pendukung Sistem Pneumatik

1. Kompresor

Kompresor digunakan untuk menghisap udara atmosfer dan memampatkannya ke dalam

tangki penampung atau receiver, kondisi udara pada atmosfer dipengaruhi oleh suhu dan

tekanan, sehingga berlaku :

Dimana : P = Tekanan (Pa)

V = Volume yang dibutuhkan oleh gas (m2)

M = Massa molar

R1 = Konstanta gas spesifik = 287 j/kg.ºK

T = Temperatur absolut (ºK)

Simbol :

P . V = M . R1 . T

2. Kompresor Air Filter

Kompressor air filter berfungsi sebagai penyaring udara yang digunakan pada sistem

dengan memisahkan partikel – partikel air dan debu dari udara.

Simbol :

3. Katup 3/2 (3/2 Way Valve)

Berfungsi sebagai saklar, yaitu untuk mengatur arah aliran dari fluida.

Simbol :

4. Katup 5/2 (5/2 Valve)

Berfungsi sebagai saklar, yaitu untuk mengatur arah aliran dari fluida.

Simbol :

Gambar Kompressor Air Filter

Gambar Macam macam Katup 3/2

Model Push Button

2

1 3

Model Roller

2

1 3

2

1 3

Model Pedal

4 2

5 1 3

Gambar Katup 5/2

5. Katup Pengatur Aliran Searah (One Way Flow Control)

Berfungsi sebagai pengatur debit aliran fluida, sehingga dapat mempengaruhi kecepatan

silinder.

Simbol :

6. Katup gerbang Logika “AND”

Berfungsi sebagai switch yang berkerja apabila terjadi tekanan pada kedua lubangnya.

Simbol :

7. Katup Gerbang Logika “OR”

Berfrungsi sebagai switch yang berkerja apabila terjadi tekanan pada salah satu

lubangnya saja.

Simbol :

8. Time Delay Valve

Berfungsi untuk menunda kerja dari silinder.

Simbol :

A B

Gambar Katup Pengatur Aliran Searah

Gambar Katup Gerbang Logika “AND”

Gambar Katup Gerbang Logika “OR”

Gambar Time Delay Valve

9. Tabung Gerak Tunggal (Single Acting Cylinder)

Berfungsi sebagai elemen penggerak akhir. Pada SAC ini silinder bergerak maju dengan

tekanan dan kembali secara otomatis karena pengaruh kerja pegas di dalamnya.

Simbol :

10. Tabung Gerak Ganda (Double Acting Cylinder)

Berfungsi sebagai elemen penggerak akhir. Pada DAC ini silinder bergerak maju tanpa

bisa kembali lagi secara otomatis, silinder ini akan kembali ke posisi awalnya setelah

mendapatkan tekanan fluida dari arah yang berlawanan.

Simbol :

11. Pressure Relief

Berfungsi sebagai saklar otomatis, komponen ini berkerja apabila tekanan pada tabung di

dalam komponen telah mencapai tekanan maksimum, maka udara akan mengalir dan

mengaktifkan katup 3/2 yang juga terdapat di dalam komponen pressure relief ini.

Simbol :

Gambar Tabung Gerak Tunggal (SAC)

Gambar Tabung Gerak Ganda (DAC)

Gambar Pressure Relief

12. Pressure Gauge

Berfungsi sebagai alat pengukur tekanan fluida (udara) pada sistem pengontrol

pneumatik.

Simbol :

Aplikasi Sistem Pneumatik Manual

Gambar 2. Contoh Aplikasi Sistim Pneumatik untuk Penyimpanan Benda Kerja

Gambar 2 menunjukkan contoh aplikasi sistim pneumatik di industri, dimana sebuah

silinder pneumatik dipakai untuk mendorong/mengeluarkan benda kerja dari tempat

penyimpanan benda kerja.

Gambar Pressure Gauge

Pneumatik Elektrik

Pengertian

Pengembangan dari penumatik

Prinsip kerja : media kerja (tenaga penggerak = energi penumatik

Media kontrol = sinyal elektrik maupun elektronik

Prinsip Kerja

Sinyal elektrik dialirkan ke kumparan yang terpasang pada katup pneumatik.

Sinyal yang dikirimkan tadi akan menghasilkan medan elektromagnetik dan akan

mengaktifkan katup pengatur arah sebagai elemen akhir pada rangkaian kerja pneumatik.

Media kerja pneumatik akan mengaktifkan elemen kerja pneumatik seperti motor

pneumatik yang menjalankan sistem

Tenaga fluida adalah istilah yang mencakup pembangkitan, kendali dan aplikasi dari fluida

bertekanan yang digunakan untuk memberikan gerak. Berdasarkan fluida yang digunakan tenaga

fluida dibagi menjadi pneumatik, yang menggunakan udara, serta hidrolik, yang menggunakan

cairan.

Dasar dari aktuator tenaga fluida adalah bahwa fluida mempunyai tekanan yang sama ke

segala arah. Dalam sistem pneumatik, aktuator berupa batang piston mendapat tekanan udara

dari katup masuk, yang kemudian memberikan gaya kepadanya.

Gaya inilah yang menggerakkan piston pneumatik, baik maju atau mundur. Pada

dasarnya sistem pneumatik dan hidrolik tidaklah jauh berbeda. Pembeda utama keduanya adalah

sifat dari fluida kerja yang digunakan. Cairan adalah fluida yang tidak dapat ditekan

(incompressible fluid) sedangkan udara adalah fluida yang dapat terkompresi (compressible

fluid).

Komponen Pneumatik Elektrik

Pada sistem kontrol elektro pneumatik terdapat empat kelompok komponen yaitu :

1. Energi Supply (Pemasok Energi), yang meliputi arus listrik dan udara bertekanan.

2. Komponen  Input (Sensor-Sensor), yang meliputi limit switch, tombol tekan dan proximity

sensor.

3. Komponen Pemroses (Prosessor), yang meliputi switching logic, katup selenoid dan konverter

dari pneumatik ke elektrik.

4. Aktuator dan Komponen Kontrol Akhir, yang meliputi silinder, motor listrik dan katup kontrol

akhir.

Untuk lebih jelasnya mengenai komponen-komponen tersebut silahkan lihat gambar berikut ini.

Gambar Komponen-Komponen Elektro Pneumatik

          Komponen-komponen peralatan kontrol yang telah disebutkan di atas digambarkan oleh

simbol-simbol yang mewakili fungsinya.

Aplikasi Pneumatik Elektrik

menunjukkan struktur dan modus operandi dari suatu kontroler elektropneumatik

• Bagian kontrol sinyal elektrik menghidupkan katup kontrol arah yang diaktuasikan secara

elektris.

• Katup kontrol arah menyebabkan batang piston/torak untuk maju dan mundur.

• Posisi dari batang piston/torak dilaporkan kepada bagian kontrol sinyal elektrik oleh saklar

proksimitas/jarak.

Hidrolik Manual

Hidrolik merupakan suatu sistem yang memanfaatkan energi dari fluida (cairan) yang

dimampatkan sehingga menghasilkan energi mekanik/gerak mekanik (gerak piston). Mekanika

fluida dan hidrolik merupakan ilmu yang berkaitan dengan fluida dalam keadaan statis atau

dinamis. Fluida adalah zat yang memiliki kemampuan untuk mengalir dan menyesuaikan diri

dengan tempatnya. Fluida diklasifikasikan menjadi dua jenis, yaitu fluida mampu mampat

(compressible) dan fluida tak mampu mampat (non-compressible). Dalam sistem pneumatik

fluida compressible dimanfaatkan untuk menggerakkan silinder. Sedangkan pada sistem hidrolik

digunakan fluida non-compressible.

Kelebihan sistem hidrolik antara lain :

Ketelitian dalam penyetelan posisi.

Dapat menahan beban yang besar.

Dapat mentransfer energi yang besar.

Kekurangan sistem hidrolik antara lai :

Reaksi yang dikerjakan lambat.

Sensitif terhadap kebocoran.

Sisa cairan hidrolik yang menimbulkan limbah.

Gambar diagram aliran sistem hidrolik

Komponen Pendukung Sistem Hidrolik

1. Katup (valve).

Katup dalam sistem hidrolik dibedakan atas fungsi desain, dan cara kerja katup. Untuk

pembagian katup berdasarkan fungsi, terdiri atas :

Katup tekanan (pressure relief valve)

Katup arah aliran (direction control valve)

Katup aliran searah (non return valve)

Katup pengaturan debit aliran (flow control valve)

a. Katup tekanan (pressure relief).

Komponen ini berfungsi sebagai saklar otomatis pada sistem hidrolik, katup ini

akan membuka apabila tekanan dalam tabungnya telah mencapai tekanan maksimum

sesuai dengan yang telah diatur fluida masuk melalui P dan keluar di T.

Simbol :

b. Katup 4/3 (Direction Control Valve)

Komponen ini berfungsi sebagai pengatur arah aliran fluida yang fungsinya sama

seperti pada katup 3/2 pada rangkaian Pneumatik, dimana fluida masuk melalui P dan

keluar pada titik A dan B, sedangkan T sebagai tempat keluaran sisa fluida yang

digunakan untuk kemudian ditampung kembali di receiver tank.

Simbol :

c. Katup Aliran Searah (Non Return Valve)

Pada komponen ini aliran fluida hanya bisa mengalir pada satu arah. fluida yang

telah mengalir tidak dapat kembali melawan arah aliran. Komponen ini disebut juga

penyearah aliran fluida.

Simbol :

T

P

Gambar Katup Tekanan (Pressure Valve)

Gambar Katup 4/3 (Direction Control Valve)

P T

A B

Gambar Katup Aliran Searah

d. Katup Pengatur Debit Aliran (Flow Control Valve)

Komponen ini berfungsi untuk mengatur kecepatan aliran fluida dalam rangkaian.

Simbol :

2. Silinder Hidrolik

Silinder hidrolik berfungsi untuk mengubah energi yang dimiliki oleh cairan menjadi

energi gerak/mekanik. Jenis silinder hidrolik terbagi menjadi dua, yaitu :

a. Single Acting Cylinder (SAC).

SAC berfungsi sebagai komponen penggerak akhir, SAC bekerja dengan cara

apabila ada fluida yang menekannya, maka SAC akan bergerak maju.

Namun jika tidak ada tekanan yang masuk maka silindernya akan kembali

kembali seperti semula (mundur) secara otomatis.

Simbol :

b. Double Acting Cylinder (DAC).

DAC sama fungsinya seperti SAC, yaitu sebagai elemen penggerak akhir, hanya

saja dalam DAC silinder tidak kembali seperti semula seperti SAC, kecuali lubang kedua

DAC diberi tekanan fluida, karena DAC merupakan silinder yang memiliki kerka ganda

(maju dan mundur) Dan tidak kembali secara otomatis seperti pada SAC.

Simbol :

P A

Gambar Katup Pengatur Debit Aliran (Flow Control Valve)

Gambar Tabung Gerak Ganda (DAC)

Gambar Tabung Gerak Tunggal (SAC)

3. Motor hidrolik.

Pada motor hidrolik ini, berfungsi untuk mengubah energi tekanan cairan hidrolik

menjadi energi mekanik/putaran, ukuran dari motor ini dinyatakan dengan kapasitas perpindahan

geometrik (cm3) (V).

Simbol :

Ukuran besar kapasitas dirumuskan dengan :

Dimana : = Tekanan (Pa)

= Torsi (Nm)

= Perpindahan geometric (cm2)

= Debit aliran (L/min)

= Kecepatan putaran (rpm)

4. Pompa

Pompa digunakan untuk sejumlah volume cairan yang digunakan agar suatu cairan

tersebut memiliki bentuk energi. Berdasarkan prinsip kerjanya pompa dibagi dalam :

Positive displacement pump

Pompa dynamic

Simbol HPP (Horse Power Pack) :

Gambar Motor Hidrolik

P T

Gambar Horse Power Pack (HPP)

Pada sistem hidrolik, pompa yang digunakan adalah pompa gigi karena dapat

memindahkan sejumlah volume zat cair yang memiliki viskositas yang besar. Dalam penggunaan

pompa pada suatu sistem haruslah mempertimbangkan karakteristik dari pompa itu sendiri, salah

satu karakteristik yang penting adalah besar volume yang dipindahkan pompa (V) dirumuskan :

Dimana : = Volume yang dipindahkan (cm3/rpm)

= Debit aliran (L/min)

= Putaran pompa (rpm)

Aplikasi Hidrolik Manual

Dongkrak a l i a s L i f t H id ro l i k  

Cara kerja dongkrak alias lift hidrolik ditunjukkan pada gambar di bawah.

Gambar Prinsip Kerja Dongkrak

Dongkrak hidrolik terdiri dari sebuah bejana yang memiliki dua permukaan.Pada kedua

permukaan bejanaterdapat penghisap (piston), di mana luas permukaan piston di sebelah kiri

lebih kecil dari luaspermukaan piston di sebelah kanan. Luas permukaan piston disesuaikan

dengan luas permukaan bejana.Bejana diisi cairan,seperti pelumas (oli dkk).Apabila piston yang

luas permukaannya kecil ditekan ke bawah, maka setiap bagian cairan juga ikuttertekan.

Besarnya tekanan yang diberikanoleh piston yang permukaannya kecil (gambar kiri)diteruskan

ke seluruh bagian cairan.Akibatnya, cairan menekan piston yang luas permukaannya lebihbesar

(gambar kanan)hingga piston terdorong ke atas. Luas permukaan piston yangditekan

kecil,sehingga gaya yang diperlukan untuk menekan cairan juga kecil. Tapi karena tekanan

(Tekanan =gaya /satuan luas) diteruskan seluruh bagian cairan, maka gaya yang kecil tadi

berubahmenjadi sangat besarketika cairan menekan piston di sebelah kanan yang

luas permukaannya besar. Jarang sekali orangmemberikan gaya masuk pada piston yang

luas permukaannya besar, karena tidak menguntungkan.Pada bagian atas piston yang

luas permukaannya besar biasanya diletakan benda atau begian bendayang mau

diangkat(misalnya mobil dkk).

Hidrolik Elektrik

1. Tekanan Hidrolik menggunakan sebuah pompa (gear pump piston pump No.4) di dalam tangki

hidrolik yang digerakkan oleh sebuah motor yang terpasang vertikal diatas tangki hidrolik.

2. Minyak hidrolik didorong oleh Radial Piston Pump (No.4) melalui sebuah Check Valve (No.9)

yang berfungsi agar minyak hidrolik tidak kembali ke pompa penghisap menuju ke Pressure

Control Valve/Relief Valve (No. 7) melalui Four Way 2 Ball Valve-Manifold Block (No. 5).

3. Minyak hidrolik yang berada di dalam Pressure Control Valve dapat diatur secara manual oleh

sebuah Hand Control Valve (No.6) ini, berfungsi mengatur dengan tangan terhadap posisi

hidrolik silinder maju dan mundur, apabila sistem otomatis maju mundur tidak bisa bekerja lagi

atau rusak.

4.     Tekanan minyak dalam Pressure Control Valve (No.7) digabung dengan sebuah Solenoid

Unloading Valve (No.8) yang dipasang diatas Manifold Block (No.5) mendapat perintah dari

Amplifier Card (Relay Control) untuk membuka katupnya pada saat beban screw press naik dan

menutupnya pada saat beban screw press turun, sehingga sumbu silinder dapat maju mundur

sesuai dengan beban yang distel di amplifier card (relay control) yang dapat mendeteksi ampere

screw press melalui sebuah CT yang terpasang di dalam kotak starter.

5.      Silinder hidrolik mempunyai dua jalur sambungan, satu didepan dan satu di belakang. Tekanan

minyak yang masuk ke jalur depan, sumbu silinder hidroliknya mundur, dan yang masuk ke

jalur belakang sumbu hidroliknya maju.

6.     Minyak hidrolik dapat disirkulasi secara otomatis dan teratur oleh pompa hidrolik ke dalam

tangki hidrolik, didinginkan melalui sebuah Intergral Oil Cooler (No.17), kemudian disaring oleh

Return Line Filter (No.12). Minyak hidrolik harus tetap bersih dan tidak berkurang.

7.     Untuk menambah (atau berkurang) tekanan hidrolik dapat dibuka dengan cara memutar baut

yang terdapat di Pressure Control Valve/Relief Valve (No.7) secara perlahan-lahan hingga

mencapai 45 bar. Untuk mengetahui besarnya tekanan minyak dapat melihat penunjuknya pada

PressureGauge (No.11). Pressure Control Valve/Relief Valve (No.7) dan SolenoidUnloading

Valve (No.11) berfungsi untuk mengatur arus tekanan ke hidrolik silinder, dan Shut Off Valve

(No.10) yang berfungsi untuk menutup tekanan hidrolikke Pressure Gauge (No.11).

8.     Ketinggian level dan suhu minyak hidrolik didalam tangki dapat dilihat pada Fluid Level Gauge

(No.15).

9.     Pengoperasian sistem hidrolik tersebut diatas, jika menghendaki Elektro Motor Hidrolik (No.2)

dapat berhenti pada tekanan kerja tertentu dan berjalan kembali apabila tekanan kerja berkurang,

maka untuk itu harus dipasang sebuah Pressure Switch .

10. Untuk menstabilkan tekanan kerja agar tetap apabila elektro motor berhenti, harus pula dipasang

akumulator (integral oil cooler No.17 ditiadakan). (catatan: tanpa akumulator sistem hidrolik

diatas,tekanan kerja juga stabil dan konstan karena pompa hidrolik tetap bekerja).

11. (Point 9 dan 10 diatas) Dengan menggunakan pressure switch dan akumulator dalam sistem

hidrolik ini agar elektrik motor dan pompa hidrolik dapat berhenti sejenak (5-30detik) sangatlah

tidak efesien karena biaya perawatannya mahal dan tidak memperoleh hasil yang setimpal.

Adapun elektrik motor dan pompa hidrolik selalu dalm keadaan ON/OFF seketika karena beban

ampere teralu tinggi dan suhu panas sehingga mudah terbakar.

Pompa yang digerakkan via fleksibel kopling selalu disentakkan oleh ON/OFF electric motor,

maka gigi dan piston pompa cepat rusak dan sompel.

Perawatan akumulator tidak dapat dilakukan sendiri setelah beroperasi selam 1-2 tahun, karena

harus diulang dengan gas nitrogen setiap tahun dengan alat suntik khusus-charging kit.

Aplikasi Hidrolik Elektrik

EHSV dioperasikan secara elektrik katup yang mengontrol bagaimana cairan hidrolik di

porting ke aktuator . Servo katup dan Servo-Proporsional Katup yang elektro-hidrolik beroperasi

dengan mengubah sinyal input analog atau digital berubah menjadi satu set mulus gerakan dalam

silinder hidrolik. Katup servo dapat memberikan kontrol yang tepat posisi, tekanan kecepatan,

dan kekuatan dengan karakteristik gerakan posting yang baik redaman.

Gambar Electro hydraulic servo valve ( EHSV ) Model HTS 818