download

Komponen sistem Pneumatik
10. Persiapan udara Tekan
dan saluran transmisi
pneumatik
Komponen sistem pneumatik
Sistem pneumatik terdiri dari bbrp tingkat yang
menggambarkan perangkat keras serta aliran sinyalnya.
Alat aktuasi merupakan , elemen kontrol akhir,
menghasilkan output
·
Elemen pemproses berisi sinyal proses
·
Elemen masukan (input) yang mendapat sinyal
masukan
·
Pasokan energi yaitu sumber tenaga sistem pneumatik
·
Struktur sistem pneumatik dan aliran sinyal
Pada sistem pneumatik tingkat utama nya adalah:
Catu daya (energy supply)
Energi masukan (sensor)
Elemen pengolah (prosesor)
Elemen kerja (aktuator)
Pengadaan dan distribusi udara tekan
Syarat tekanan udara cukup
Kualitas udara baik
Udara dimampatkan dengan kompresor
Udara berkualitas baik untuk menghindarkan terjadinya
korosi dan kerusakan akibat kotoran maupun tekanan
kerja yang tidak sesuai
Persiapan berupa:
•Jenis kompresor , tekanan cukup, stabil
•Tangki penyimpanan yang memadai, tekanan cukup, stabil
•Mengurangi tingkat kelembaban udara,
•Karena Udara lembab penyebab korosi
Tekanan kerja sistem pneumatik
·
·
·
Ukuran katup (valve size)
Pemilihan bahan yang sesuai dengan lingkungan
Tersedianya titik2 draianase dan saluran buangan
pada saluran distribusi
Tata letak distribusi udara yang sesuai
Tekanan udara :
·
Desain sistem pneumatik :
·
Mampu untuk tekanan operasi 8-10 bar (800 – 1000 kPa)
·
Operasional kerja sistem pada tekanan 5-6 bar (500 – 600
kPa)
·
Kompresor menyalurkan udara, tekanan 6,5 – 7 bar
·
Tangki udara(reservoir) agar catu udara stabil
·
Kompresor tidak selalu bekerja terus jika tekanan tangki

cukup untuk memasok udara
Karakteristik udara bertekanan:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
ketersediaan(availability)
transportasi
penimpanan mudah
temperatur
tahan ledakan
bersih
kecepatan
pengaturan
beban berlebih
Hukum Boyle:
Hasil kali volume gas pada ruang tertutup dengan
tekanannya adalah konstan.
P.V = konstan
Sifat2 udara:
udara di permukaan bumi:
78% Nitrogen
21% oksigen
1% gas lainnya (CO2, Ar, H2, Helium, Kripton, Xenon)
Hukum Newton:
Gaya = massa x percepatan
1 Pascal = tekanan vertikal 1 N pada bidang 1 m2
100 kPa = 14.5 psi
Karakteristik udara:
•Seperti gas pada umumnya tidak punya bentuk khusus
•Bentuk mudah berubah karena tahanannya kecil
•Bentuk sesuai dengan tempatnya
•Udara dapat dimampatkan dan
•Selalu berusaha untuk mengembang
Pengadaan udara tekan dan distribusinya
Perlu disediakan udara dengan tekanan cukup dengan kualitas yang memadai.
Udara bersih, kering dan tekanan tepat untuk tekanan kerja sistem
Udara tekan dari kompresor
Disimpan di tangki udara
Perlu penyaring udara untuk membersihkan kotoran, debu dsb
Perlu pengering udara agar uap air terpisah tidak masuk sistem
Perlu pengatur tekanan udara agar diketahui tekanan untuk sistem
Perlunya pelumas pada sistem atau komponen pneumatik
Kompresor udara
Tangki udara
Tangki udara digunakan untuk menyimpan udara tekan sebagai reservoir catu energi.
Penyedia udara darurat ke sistem bila terjadi kompresor tiba2 off.
Volume simpan tangki udara
Volume udara tergantung pada pemakaian, ukuran saluran, siklus kerja kompresor, penurunan tekanan pada
jaringan.
Kapasitas penimpanan dapat diestimasi dengan diagram simpan tangki udara
Dengan input:
kapasitas udara yang ditarik[ m3/min]
Siklus saklar per jam [ ]
Drop tekanan [bar]
Pengering udara
Uap air (udara lembab) , oli dan kotoran (debu dsb) akan menyebabkan
kerusakan pada sistem pneumatik
Ada 3 cara untuk mengeringkan udara dari uap air dan oli:
1. Pengering temperatur rendah
2. Pengering adsorbsi
3. Pengering absorbsi
Pengering temperatur rendah
·
Paling banyak digunakan Operasi andal , ekonomis
·
Udara bertekanan masuk ke pengering melalui sistem penukar panas
(heat transfer) agar menurunkan sampai ke titik cair dan air kondensasi akan
jatuh dan udara kering dialirkan ke luar memasuki sistem saluran pneumatik
·
Titik cair adalah temperatur saat uap air berkondensasi.
·
Suhu cair biasanya antara 20C - 50 C
·
Setelah berada di titik cair udara dipanaskan lagi agar temperatur udara
naik sekitar 100 C - 300 C
Pengering adsorbsi
Pengering absorbsi
·
Adalah proses kimia secara murni
·
Embun di udara bertekanan bersenyawa dengan elemen pengering
dalam tangki
·
Persenyawaan masuk dalam dasar tangki
·
Jenis pengering ini jarang digunakan  karena mahal
·
Efisiensi rendah
·
Pemasangan sederhana, mudah
·
Tidak ada keausan mekanik
·
Tidak membutuhkan energi dari luar
Unit Pemeliharaan
•Udara tekan pada sistem pneumatik harus kering dan bebas dari
minyak. Bbrp komponen perlu pelumasan (misal komponen daya)
sedang komponen lain minyak dapat merusak.
•Pelumasan jangan berlebihan
•Pelumasan perlu untuk maksud:
Gerakan bolak balik silinder yang cepat
Silinder diameter besar ( > 125 mm) pelumasan langsung dari
dekat silinder
Pengatur tekanan udara:
·
Udara yang keluar dari kompresor berfluktusi tekanannya.
·
Perlu pengatur tekanan terpusat untuk menjamin agar udara
bertekanan
stabil tekanannya dan telah di saring (bersih)
·
Perubahan tekanan pada sistem pipa dapat berdampak negatif pada :
·
sifat kontak katup
·
Langkah silinder
·
Sifat waktu dari katup aliran dan
sifat katup memori
tekanan udara yang konstan adalah prasyarat sistem pneumatik agar bebas
kesalahan.
Perlu dipasang filter pada arah alirannya
Tekanan udara disesuaikan dengan kebutuhan
Secara praktis tekanan udara:
4 bar pada bagian kontrol
6 bar pada bagian power (tenaga)
tekanan yang terlalu tinggi :

boros dan tidak efisien
tekanan terlalu rendah:

efisiensi rendah pada bagian tenaga
Prinsip pengatur tekanan udara:
1. tekanan masukan > tekanan keluaran
2. tekanan diatur oleh membran
3. tekanan keluaran mengaktifkan sisi membran
4. pegas mengaktifkan sisi membran lainnya
5. gaya pegas dapat diatur dengan sekrup pengatur
6. jika tekanan keluaran bertambah, membran bergerak melawan gaya
pegas dan
7. lubang keluaran pada dudukan katup akan mengecil atau menutup
8. tekanan udara diatur dengan volume udara yang lewat
Distribusi udara tekan:
Pipa saluran harus menjamin agar udara tekan dapat dialirakan
dengan :

Bebas dari kebocoran

Daya tahan yang baik dan tahan terhadap korosi

Penyusutan tekanan kecil

Mudah dikembangkan untuk instalasi perluasan
pengembangan
i. Ukuran pipa saluran
ii. Hambatan aliran udara
iii. Bahan pipa saluran
Ukuran pipa saluran
iv. Tata letak pipa saluran

Ukuran pipa saluran utama harus cukup besar dari perhitungan tekanan
kerja

Perlu penutup katup tambahan agar mudah untuk ekspansi

Turunnya tekanan di jaringan pipa < 0,1 bar
Hambatan aliran udara
·
Panjang pipa perlu dihitung
·
Pipa sambungan, pencabangan dan belokan perlu diperhitungkan
·
Tekanan kerja pada sistem pneumatik
Tata letak pipa saluran
·
Jaringan saluran udara melingkar kemiringan 1-2%
·
Lingkar udara utama
·
Lingkar udara sambung silang utama
·
Tersedianya pencabangan T dan terminal penghubung saluran
Bahan pipa saluran
·
Penyusutan bahan karena tekanan udara kecil
·
Bebas bocor
·
Tahan dari korosi
·
Mudah di ekspansi untuk pengembangan sistem
Unit Pemeliharaan
Udara tekan pada sistem pneumatik harus kering dan bebas dari minyak. Bbrp komponen perlu pelumasan
(misal komponen daya) sedang komponen lain minyak dapat merusak.
Pelumasan jangan berlebihan
Pelumasan perlu untuk maksud:
Gerakan bolak balik silinder yang cepat
Silinder diameter besar ( > 125 mm) pelumasan langsung dari dekat silinder
Sistem distribusi:




Berupa sistem ring (cincin) mencegah drop tekanan
Kemiringan pipa 1 –2 % utk mengalirkan embun dari
kompresor
Perlu peralatan pengering udara jika perlu udara bebas
uap air
Perlu pemeliharaan rutin
Unit pemeliharaan udara:
Unit pemeliharaan udara dipasang pada semua
jaringan pneumatik untuk menjamin kualitas
udara tekan dan terjaganya sistem pengaturan
pneumatik.
Unit pemeliharaan udara:
•Penyaring(filter) udara tekan
•Pengatur tekanan udara(regulator)
•Pelumasan udara bertekanan
Penyaring(filter) udara tekan
Berfungsi untuk memisahkan semua kotoran pada udara
yang masuk dan mengalirkan udara yang sudah disaring ke
saluran distribusi udara tekan.
Pengatur tekanan udara(pressure regulator)
Pengatur tekanan udara berfungsi untuk menjaga agar
tekanan kerja yang dialirkan ke jaringan pneumatik
tekanan udaranya selalu konstan (relatif)
Pelumas udara bertekanan
Alat ini berfungsi untuk menyalurkan oil yang berupa
kabut dalam jumlah yang dapat diatur, kemudian
dialirkan ke sistem distribusi dari sistem pengaturan nya
dan komponen pneumatik yang memerlukan pelumasan.
Lubrikator
Udara bertekanan lewat lubrikator, akan turun tekanannya antara
gelas minyak dan ruang tetes yang terletak di atasnya.
Perbedaan tekanan tsb cukup untuk menekan minyak ke atas
lewat saluran naik dan menetes ke pipa semprot. Minyak
dikabutkan dan diteruskan.
·
Memeriksa takaran minyak
·
Pemisahan oli
Penyaring udara bertekanan
Sistem transmisi pneumatik
Saluran transmisi merupakan penghubung antara transmitter
dengan receiver.
Asumsi analogi rangkaian listrik bahwa saluran hanya terdiri dari
kapasitor tunggal saja adalah over simplification.
Analogi yang akurat adalah dengan penggunaan komponen
listrik resistor , induktor dan kapasitor.
Hal itu karena fluida bersifat resistance dan inertance serta
capacitance.
Tak dapat hanya menggunakan 1 rangkaian tunggal R,L dan C.
Karena rangkaian transmisi bersifat “distributed” sepanjang
saluran transmisi. Tidak dapat dibuat dalam “lumped” menjadi
nilai tunggal .
Rangkaian ekivalen yang akurat pendekatannya dengan L, R
dan C setiap 1 meter terpasang seri setiap 1 meter R,L,C dst
Fungsi Alih dari sistem transmisi adalah:
PR
e  D s

Pout 1   L s
Dengan:
D = time delay dari panjang saluran
L = transfer lag sistem orde 1
Tampak dari persamaan tersebut bahwa saluran transmisi
selain mempunyai time constant (lag) juga mempunyai time
delay (waktu tunda)
Adanya waktu tunda (delay time) berimplikasi bahwa sistem
mempunyai keterlambatan saat pengiriman sinyal data, jika
diketahui nilainya dapat dikoreksi
Tak dapat hanya
menggunakan 1 rangkaian
tunggal R,L dan C.
Karena rangkaian
transmisi bersifat
“distributed” sepanjang
saluran transmisi. Tidak
dapat dibuat dalam “lumped”
menjadi nilai tunggal .
Rangkaian ekivalen
yang akurat pendekatannya
dengan L, R dan C setiap 1
meter terpasang seri setiap 1
meter R,L,C dst
ada dead time delay time
Komponen nozzle flapper pada
sistem pneumatik
Sistem pneumatik di industri

Download Report