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