download

Komponen pneumatik
9.
Silinder dan cara aktuasinya
pada sistem pneumatik
Metode aktuasi:
1.
2.
3.
4.
1.
Mekanik
Elektrik
Pneumatik
Kombinasi
Mekanik
a. Operasi manual
b. Tombol
c. Operasi tuas
d. Pedal kaki
e. Pegas
f.
Operasi rol
g. cam
2.
a.
b.
Elektrik
Operasi solenoid tunggal
Operasi solenoid ganda
. 3. Pneumatik
·
Operasi langsung pneumatik
·
Operasi tak langsung(pilot) Tekanan kembali
4. Kombinasi
·
Solenoid ganda dan operasi pilot dengan
tambahan manual
Katup 1 arah dan turunannya
Katup 1 arah (check valve) Merupakan dasar untuk
mengembangkan bbrp kombinasi komponen. Katup 1 arah
dengan pegas atau tanpa pegas.
Katup check
Katup check dengan pegas
Katupbalik fungsi OR
Katup 2 tekanan fungsi AND
Katup pembuang cepat
Katup kontrol aliran
Mengatur besarnya aliran
Dapat diatur besar alirannya, dengan penambahan
katup 1 arah.
Tanda panah menunjukkan komponen dapat mengatur
besarnya aliran , bukan arahnya.
Katup kontrol aliran mampu atur
Katup kontrol aliran 1 arah
Katup pengatur tekanan
Dapat digunakan untuk mengatur tekanan dengan cara
pengaturan pegas.
Symbol 2 yang ada berdasarkan:
·
Penerimaan tekanan; dari hulu, hilir atu luar
·
Dengan relief atau tanpa relief serta fluktuasi tekanan
·
Dapat diatur atau tidak dapat diatur
Adapun pernyataan simbol menunjukkan
•katup tekanan adalah katup posisi tunggal yang lintasan
dapat terbuka atau tertutup sejak awalnya.
•Katup pengatur tekanan aliran selalu terbuka .
•Katup tekanan sekuens terbuka bila tekanan rendah
mencapai harga yang diatur dengan kekakuan (stiffness
coefficient) pegas
Karakteristik kinerja silinder
1. Gaya Piston
2. Panjang langkah
3. Kecepatan piston
4. Konsumsi udara
5. Perbandingan kompresi (compression ratio)
Hubungan paralel pada sistem pneumatik
Jika bbrp komponen dihubungkan secara paralel, maka flow coefficient
adalah jumlah dari flow coefficient masing2 unit paralel tersebut (utk 3
komponen paralel)
Cv  Cv1  Cv 2  Cv3
Hubungan seri pada sistem pneumatik
Jika bbrp komponen dihubungkan secara seri, maka flow coefficient
(untuk 3 komponen seri) adalah:
1
1
1
1



(Cv ) 2 (Cv1 ) 2 (Cv 2 ) 2 (Cv 3 ) 2
Aktuator Linier (Silinder)
silinder kerja tunggal
silinder kerja ganda
silinder kerja ganda
double piston rod
silinder kerja ganda
dengan bantalan
udara tetap tak dapat
diatur
silinder kerja ganda
bantalan udara
tunggal mampu diatur
silinder kerja ganda
bantalan udara ganda
mampu diatur
Aktuator Rotasi
M
Ø
Simbol pelengkap
Penamaan komponen dalam sistem
Semua elemen pada posisi awal diaktifkan
Ditandai dengan panah dari sumber tekanan 1(P) ke 2(A) saat tidak aktif
Cam tidak menekan sehingga pegas akan mengembalikan posisi 2(A)
terhubung dengan saluran buang.
1.0
1.3
posisi awal teraktuasi
2(A)
1.01
1(P)
1.1
3(R)
2(B)
4(A)
14(Z)
12(Y)
A
1.6
3(S)
5(R)
y
x
1(P)
1.2
1(P)
0.1
1.4
2(A)
3(R)
2(A)
3(R)
1(P)
1.3
2(A)
1(P)
3(R)
Cara penomoran tiap elemen diberi kan dengan kriteria berikut:
0.
Catu daya
1,2,3 dst
1.0, 2.0 dst
Nomor dari tiap grup atau mata rantai
kontrol
Elemen kerja (aktuator)
.1
Elemen kontrol
.01 , .02
dst
.2, .4 dst
Elemen antara elemen kontrol dan
elemen kerja
Elemen pengaktif silinder silinder ke
luar
Elemen pengaktif silinder bergerak
masuk
.3, .5 dst
·
·
·
·
Sinyal mengalir dari bawah rangkaian ke atas
Gambar silinder arah horisontal
Arah gerak silinder ke luar dari kiri ke kanan
Sinyal yang diaktifkan dalam satu arah digambarkan
dengan sebuah panah sebagai tanda
·
Cam digambar dengan garis diarsir atau panah
·
Sambungan ditandai dengan tanda dot pada
persilangan
garis.
PROSESOR
Katup serta elemen logika
Katup AND
Katup OR
Aktuator
Actuator dengan final control element Dapat digolongkan
dalam beberapa kelompok:
o
Actuator gerak lurus(linier)
·
Silinder kerja tunggal
·
Silinder kerja ganda
o
Actuator gerak putar (rotari)
·
Jenis ayun
·
Motor pneumatik
Rangkaian pengaturan sistem silinder pneumatik:
o
Rangkaian pengaturan silinder kerja tunggal
o
Rangkaian pengaturan silinder kerja ganda
Menggerakkan silinder:
Perlu energi pneumatik, ke silinder final control atau katup
kontrol arah.
Arah gerakan diatur dengan katup tombol tekan.
Masalah silinder kerja tunggal:
Menggerakkan batang piston silinder kerja tunggal
bergerak ke luar saat menerima udara tekan. Jika udara
tekan dihilangkan ottomatis piston kembali ke posisi
awal
Solusi:
Katup mengeluarkan sinyal saat tombol tekan ditekan, dan
sinyal tidak ke luar saat tombol dilepas. Katup kontrol arah
jalan 3/2 digunakan sbg katup pembangkit sinyal.
Pengaturan silinder kerja tunggal:
•o
•
•o
•
•o
•o
Silinder kerja tunggal dengan 1 lubang input udara 1 lubang
pembuangan serta adanya pegas untuk gerakan balik.
Katup kontrol arah jalan 3/2 mempunyai 3 lubang dan 2
posisi kontak tombol tekan untuk aktifasi dan pegas untuk balik.
Udara tekan dari catu daya disambung ke katup jalan 3/2
Perlu sambungan udara tekan antara katup dan silinder.
•Posisi awal
•Tombol ditekan
•Tombol dilepas
Penjelasan
Kecepatan gerakan piston silinder ke luar dan ke dalam dapat
berbeda. Gerakan ke luar dengan udara tekan. Gerakan balik
dengan pegas jadi lebih lambat.
Pengaturan silinder kerja ganda:
Posisi awal
Tombol ditekan
Tombol dilepas
Penjelasan
Kecepatan gerakan piston silinder ke luar dan ke
dalam dapat berbeda. Gerakan ke luar dengan
udara tekan. Gerakan balik dengan pegas jadi
lebih lambat.
Flow coefficient ( CV )
•Pada peralatan pneumatik Flow coefficient ( CV ) merupakan
ukuran dari
kemampuan peralatan untuk mengalirkan udara
• banyaknya udara yang dapat mengalir melalui berbagai katup
secara tidak langsung dari besarnya Flow coefficient ( CV )
Q  0.98 C
P ( P2  14.7)
Dengan:
Q = aliran udara [cu ft per min]
CV = koefisien aliran
P1 = inlet pressure (psig)
P
P2 = outlet pressure (psig)
= pressure drop sepanjang katup (psi) = P1 - P2
Dengan mengetahui flow coefficient CV dan tekanan inlet dan
outlet, maka debit aliran yang melalui katup (valve) dapat dihitung
Perhitungan nilai flow coefficient CV juga diperlukan untuk
pengoperasian silinder oleh valve (katup)
Beberapa kurva dapat digunakan untuk menghitung flow coefficient
CV dari katup yang diperlukan untuk dapat mengoperasikan silinder
dari berbagai ukuran. Ataupun pergeseran volume dari silinder
dengan berbagai strokes dan diameter.
Mengetahui volume silinder dan banyaknya strokes per menit oleh
silinder dapat digunakan untuk menghitung nilai minimum dari CV
yang membuat katup dapat mengoperasikan silinder
Relay amplifier pneumatik
Menghubungkan flapper nozzle dengan saluran transmisi
Tekanan balik nozzle P menjadi input bagi relay dan
saluran transmisi yang dihubungkan dengan output relay.
Udara tekan dari catu udara mengalir ke saluran transmisi
lewat double valve pada relay amplifier.
Berupa hambatan rendah aliran udara yang mem by pass
orifice yang memungkinkan aliran yang tinggi ke saluran
transmisi .
Juga terdapat hambatan rendah aliran udara yang juga
lewat double valve yang menhubungkan saluran transmisi
ke port ventilasi udara.
Rangkaian listrik ekivalen relay amplifier:
Berupa 2 resistor variable dan 1 kapasitor parale dengan 1
resistor variable.
ARD P  k y
y 
ARD
P
k
Hubungan antara rs, rv dan y tergantung dari bentuk
double valve
Hubungan tersebut pada umumnya tidak linier
Diagram Relay pneumatik
Torque balance transmitter
Transmitter merupakan rangkaian loop tertutup,
Dengan feedback negative
Sinyal output pneumatik dalam range standar
Proporsional terhadap gaya input F
Prinsip kerja:
Gaya input naik , momen CCW
Separasi jarak x turun  nozzle back pressure P naik 
Pout naik
Kenaikkan Pout kenaikan tekanan pada saluran transmisi
dan juga feedback bellows yang mengakibatkan naiknya
gaya feedback AB Pout . Ini menyebabkan kenaikan
momen dengan arah CW yang melawan adanya kenaikan
momen arah CCW karena gaya F.
Beam akan berotasi , tekanan output berubah sampai
momen2 dengan arah CW dab CCW seimbang sama.
Flapper Nozzle dan relay mendeteksi adanya rotasi kecil
pada beam karena adanya ketidakseimbangan torsi.
Momen CCW:
Momen CW :
TACM = F b + F0 a
TCM = Pout AB a
Keseimbangan torsi:
Dengan asumsi torsi balans sempurna:
TACM = TCM
Pout AB a = F b + F0 a
 Tekanan output proporsional dengan input gaya F
 Sensitivitas transmiter b/ (a AB )
tergantung perbandingan lengan dan luas permukaan
bellows AB.
 Sensitivitas independen thd flapper nozzle,
karakteristik relay dan catu tekanan.
Digram blok transmitter timbangan torsi
a
b
KB
K
a
Persamaan model timbangan torsi:
Pout 
F
b
F o
a AB
AB
KR
AB

Download Report