BUKU PNEUMATIK DAN HIDROLIK - Peb.2022 [PDF]

Citation preview

1



ABDULLAH MAS’UD



BUKU AJAR 2022



PNEUMATIK DAN HIDROLIK



Custo mer



PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK



JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MALANG] 2022



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



2 DAFTAR ISI 1. Udara Pompa 1.1 Karakteristik Udara 1.2 Keuntungan dan Kerugian Penggunaan udara 1.3 Peralatan Sistem Pneumatik 1.4 Unit Pengolahan Udara Bertekanan (Air Service Unit) 1.5 Peralatan Pengolahan Udara Bertekanan 1.6 Jenis dan Simbol Komponen Unit Pelayanan Udara 1.7 Pemeriksaan Udara Pompa dan Peralatan



1



2. Sistem Pneumatik 2.1 Pengertian Pneumatik 2.2 Prinsip Dasar Pneumatik 2.3 Penggunaan Pneumatik 2.4 Penerapan Sistem Pneumatik Di Industri 2.5 Keselamatan Kerja Pada Sistem Pneumatik 2.6 Efektifitas Pneumatik 2.7 Stuktur Kerja Sistem Pneumatik 2.8 Unit Pengerak (Working Element = Aktuator) 2.9 Simbol Komponen Aktuator 2.10 The Air Muscle (Otot Udara) 2.11 Konduktor dan konektor 2.12 Types Of Mounting ( Cara-cara Pengikatan ) 2.13 Analisis Perhitungan Pneumatik



10



3. Katup-Katup Pneumatik 3.1 Katup Pengarah (directional way valve) 3.2 Penomoran dan Hurf Pada Lubang Katup 3.3 Terminal dan Posisi Awal 3.4 Jenis-Jenis Penggerak Katup 3.5 Contoh penggambaran katup pneumatik secara operasional 3.6 Unit Pengatur ( Control Element ) 3.7 Katup Pengarah ( Directional Control Valves ) 3.8 Katup Satu Arah (Non Return Valves) 3.9 Katup Pengatur Tekanan (Pressure Control Valve) 3.10 Time Delay Valve (Katup Penunda) 3.11 Simbol dan Penampang KatupP 3.12 Katup Pemroses Sinyal Pneumatik 3.13 Garis pemipaan ( Pipe lines )



32



4. Rangkaian Pneumatik 4.1 Analisis diagram Rangkaian 4.2 Tata Letak Rangkaian 4.3 Penandaan Elemen 4.4 Diagram Rangkaian Pneumatik 4.5 Kontrol Silinder Kerja 4.6 Kecepatan Silinder 4.7 Pengaturan Kecepatan Gerak Aktuator 4.8 Aturan dasar merakit rangkaian pneumatik 4.9 Prinsip Kerja Rangkaian Pneumatik 4.10 Rangkaian Semi Otomatis 4.11 Rangkaian Otomatis 4.12 Rangkaian dengan pengatur waktu dan katup buang cepat



46



5. Rangkaian Pneumatik Multi Aktuator 5.1 Diagram Rangkaian Pneumatik 5.2 Rangkaian Pneumatik dengan dua aktuator 5.3 Kontrol Penunda Waktu Gerak Berangkai Dua Aktuator 5.4 Rangkaian Pneumatik Dengan Tiga Aktuator 5.5 Sequence solution methods



68



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



3 5.6 Penyusunan diagram Rangkaian Dengan Sistem Cascade 5.7 Diagram Rangkaian Pneumatik Dengan Shift Register (pemindah saluran) 6.



Elektro Penumatik 6.1 Pendahuluan 6.2 Elemen utama Elektro-pneumatik 6.3 Elemen rantai kontrol (Elements of Control Chain) 6.4 Power Supply unit 6.5 Switching contacts and type of actuation. 6.6 Switching Symbols for Solenoid Coils and Relay 6.7 Sakelar tekan, dioperasikan manual 6.8 Pengolah Sinyal Listrik



88



7.



Komponen Elektropneumatik 7.1 Silinder Kerja ( Aktuator) 7.2 Katup 7.3 Diagram Rangkaian pada Rangkaian Listrik 7.4 Rangkaian Elektro Pneumatik 7.5 Contoh Soal



105



8.



Sistem Hidrolik 8.1 Cairan Hidrolik 8.2 Syarat Cairan Hidrolik 8.3 Macam-macam cairan hidrolik 8.4 Viskositas (Kekentalan) 8.5 Pemeliharaan Cairan Hidrolik



124



9.



Komponen Hidrolik. 9.1 Komponen Sistem Hidrolik 9.2 Tangki hidrolik (Reservoir ) 9.3 Sumber Pencemaran 9.4 Kopling.



129



10.



POMPA HIDROLIK 10.1 Mengenal Pompa Hidroulik 10.2 Macam Pompa Hidrolik 10.3 Pemeliharaan mengoperasikan sistem hidrolik 10.4 Pemilihan Pompa Hidrolik 10.5 Pengetesan Efisiensi Pompa Hidrolik 10.6 Karakteristik Sistem 11. Aktuator Hidrolik 11.1 Aktuator 11.2 Linear motion actuator ( Penggerak lurus ) 11.3 Rotary motion actuator ( Penggerak putar ) 12. Katup-Katup Hidrolik 12.1 Pendahuluan. 12.2 Katup (Valves) 12.3 Dasar-Dasar Perhitungan Hidrolik 12.4 Pemeliharaan Cairan Hidrolik



135



13. Rangkaian Hidrolik 13.1 Prinsip Kerja Hidrolik 13.2 Diagram Rangkaian 13.3 Pengendalian Hidrolik 13.4 Prinsip Kerja Sistem Hidroulik 13.5 Rangkaian hidrolik dengan pengaturan kecepatan pada ragum 13.6 Rangkaian hidrolik pengaturan kecepatan pada hydraulic crane 13.7 Diagram rangkaian hidrolik dengan pengatur tekanan 13.8 Menginstalasikan Rangkaian Hidrolik DAFTAR PUSTAKA



156



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



144



148



A. Mas’ud



4



1. Udara Kempa 1.1 Properti Udara Kempa. a. Komposisi udara : Udara di permukaan bumi ini terdiri atas campuran dari bermacam-macam gas.Komposisi dari macam-macam gas tersebut adalah sebagai berikut : 78 % vol.gas nitrogen, 21 % vol.gas oksigen dan 01 % vol.gas carbon dioksid,argon,helium,krypton,neon dan xenon. Dalam system pneumatic udara difungsikan sebagai media transfer dan sebagai penyimpan tenaga ( daya ),yaitu dengan cara dikempa atau dipampatkan. Udara termasuk golongan zat fluida kerna sifatnya yang selalu mengalir. Sedangkan sifat utama udara sehingga digunakan sebagai media penyimpan tenaga ( daya ) adalah sifat compressible ( dapat dikempa ).Sifat-sifat udara senantiasa mengikuti hokum-hukum gas berikut ini. b. Karakteristik Udara Karakteristik udara dapat diidentifikasikan sebagai berikut : 1. Udara mengalir dari tekanan tinggi ke tekanan rendah . 2. Volume udara tidak tetap. 3. Udara dapat dikempa (dipadatkan) . 4. Berat jenis udara 1,3 kg/m3 5. Udara tidak berwarna c. Keuntungan dan Kerugian Penggunaan udara Kempa Penggunaan udara kempa dalam system pneumatic memiliki beberapa keuntungan antara lain dapat disebutkan berikut ini :  Udara tersedia dimana saja dalam jumlah yang sangat tidak terbatas dan tidak pernah habis sampai dunia ini kiamat.  Udara mudah digerakkan / dipindahkan baik di dalam pipa ataupun di dalam selang walaupun jauh jaraknya.  Udara tidak begitu sensitive terhadap perubahan suhu bahkan dalam kondisi yang agak ekstrem udara masih dapat bekerja.  Udara kempa tidak mudah terbakar atau meledak sehingga proteksi terhadap kedua hal ini cukup mudah.  Udara kempa atau system pneumatic yang tanpa pelumasan sangat bersih sehingga udara yang keluar dari katup atau bocoran dari pipa / komponent yang lain tidak menyebabkan kontaminasi.Hal ini sangat penting mendapat perhatian terutama pada industri makanan,minuman,kayu ataupun industri tekstil.  Pemindahan daya sangat cepat.  Perubahan daya dan kecepatan sangat mudah diatur .  Dalam system pneumatic dapat dipasang pembatas tekanan atau pengaman sehingga system menjadi aman. Sedangkan kerugian penggunaan udara kempa antara lain:   



Udara kempa harus dipersiapkan secara baik hingga memenuhi syarat Tekanan udara susah dipertahankan dalam waktu bekerja. Suara udara yang keluar cukup keras sehingga berisik.







Udara yang bertekanan mudah mengembun.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



5 Dengan diketahuinya keuntungan dan kerugian penggunaan udara kempa ini kita dapat membuat antisipasi agar kerugian –kerugian ini dapat dihindari. 1.2 Pembangkit Udara Kempa. a. Tujuan Penggunaan Kompresor sebagai pembangkit udara kempa. Kompresor digunakan untuk membangkitkan udara kempa atau udara bertekanan dengan cara menghisap dan memampatkan udara tersebut kemudian disimpan di dalam tangki udara kempa untuk disuplaikan kembali kepada pemakai (sistem pneumatik). Untuk menjamin kelangsungan dan keamanan kerja system pneumatic maka udara kempa yang disuplaikan kepada system harus memenuhi syarat yaitu : Bersih, Kering dan Tekanan sesuai dengan kebutuhan dan tidak melebihi batas maksimum. Peralatan system pneumatic seperti valve ,silinder dan lain-lain umumnya dirancang untuk tekanan antara 8 - 10 bar. Pengalaman praktek menunjukkan bahwa tekanan kerja sekitar 6 bar akan lebih ekonomis.Kehilangan tekanan dalam perjalanan udara kempa karena bengkokan (bending ) , bocoran, restriction dan gesekan pada pipa diperkirakan antara 0,1 s . d 0,5 bar. Dengan demikian kompressor harus membangkitkan tekanan 6,5 – 7 bar. Apabila suplai udara kempa tidak sesuai dengan syarat-syarat tersebut di atas maka akan bnerakibat kerusakan seperti berikut : 



Terjadi cepat aus pada seal ( perapat ) dan bagian-bagian yang bergerak di dalam silinder atau valve ( katup-katup ).



 



Terjadi oiled-up pada valve. Terjadi pencemaran ( kontaminasi ) pada silencers.



b. Prosedur pemantauan penggunaan udara kempa Perlu diperhatikan antara lain sebagai berikut : 



Frekuensi pemantauan.Misalnya setiap akan memulai bekerja perlu memantau kebersihan udara,kandungan air embun,kandungan oli pelumas dansebagainya. Tekanan udara perlu dipantau apakah sudah sesuai dengan ketentuan. Pengeluaran udara buang apakah tidak berisik/bising Udara buang perlu dipantau muisturenya. Katup pengaman/regulator tekanan udara perlu dipantau apakah bekerja dengan baik. Setiap sambungan (konektor) perlu dipantau agar dipastikan cukup kuat dan rapat kerena udara kempa cukup berbahaya



    



c. Komponen Pembangkit Udara Pompa. Peralatan yang diperlukan untuk menghasilkan udara Pompa ; antara lain :



a. Kompressor udara b. Tangki udara c. Unit Pelayanan udara ( Filter, Regulator, Lubricator) d. Pengering udara ( air dryer ) e. Baut tap ( drainage point ) f.



Pemisah oli ( oil separator )



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



6



a. Kompressor (Pembangkit Udara Pompa) Kompresor berfungsi membangkitkan udara bertekanan dengan cara menghisap dan memampatkan udara tersebut kemudian disimpan di dalam tangki udara pompa untuk disuplai kepada pemakai (sistem pneumatik). Kompressor dilengkapi dengan tabung untuk menyimpan udara bertekanan, sehingga udara dapat mencapai jumlah dan tekanan yang diperlukan. Tabung udara bertekanan pada kompressor dilengkapi dengan katup pengaman, bila tekanan udaranya melebihi ketentuan, maka katup pengaman akan terbuka secara otomatis. Pemilihan jenis kompresor yang digunakan tergantung dari syarat-syarat pemakaian yang harus dipenuhi misalnya dengan tekanan kerja dan volume udara yang akan diperlukan dalam sistim peralatan (katup dan silinder pneumatik).



Gambar 1.2 Kompresor Kerja Tunggal



Kompressor diklasifikasikan menjadi dua bagian, yaitu Positive Displacement kompressor, dan Dynamic kompressor, (Turbo), Positive Displacement kompressor, terdiri dari Reciprocating dan Rotary, sedangkan Dynamic kompressor, (turbo) terdiri dari Centrifugal, axial dan ejector, Lihat klasifikasi di bawah ini



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



7 :



Gambar 1.3 Klasifikasi Kompresor



a) Kompresor Piston Resiprokal (reciprocating kompressor) Kompresor dengan piston yang bekerja bolak-balik atau gerak resiprokal. Pemasukan udara diatur oleh katup masuk dan dihisap oleh piston. Pada saat pengisapan, tekanan udara di dalam silinder mengecil, sehingga udara luar masuk ke dalam silinder. Pada saat gerak kompressi piston bergerak ke titik mati atas, udara di atas piston bertekanan tinggi, selanjutnya di masukkan ke dalam tabung penyimpan udara. Tabung penyimpanan dilengkapi dengan katup satu arah, sehingga udara yang ada dalam tangki tidak akan kembali ke silinder. Proses tersebut berlangsung terus-menerus hingga diperoleh tekanan udara yang diperlukan.,. Kompresor piston resiprokal terdiri, yaitu; a) Kompresor satu tahap (kerja-tunggal). b) Kompresor dua tahap (kerja-ganda) a) Kompresor Satu Tahap Piston bergerak ke bawah terjadi kevakuman dan membuka inlet valve dan silinder terisi udara. Saat piston mencapai dasar silinder, silinder penuh dengan udara dan inlet valve menutup. Udara dikompresikan saat piston bergerak ke atas silinder, tekanan udara meningkat dan menyebabkan valve terbuka. Udara bertekanan dikeluarkan melalui outlet valve. Single-stage up to approx. 600 kPa (6 bar), Two-stage up to approx. 1500 kPa (15 bar)



Gambar 1.4. Kompresor Piston Resiprokal



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



8 b) Kompresor Dua Tahap Udara masuk dikompresi oleh piston pertama, kemudian didinginkan, selanjutnya dimasukkan dalam silinder kedua untuk dikompresi oleh piston kedua sampai pada tekanan yang diinginkan. Pemampatan udara tahap kedua lebih besar, temperatur udara akan naik selama terjadi kompresi, sehingga perlu mengalami proses pendinginan dengan memasang sistem pendingin. Metode pendinginan yang sering digunakan misalnya dengan sistem udara atau dengan sistem air bersirkulasi. Batas tekanan maksimum untuk jenis kompresor piston resiprokal antara lain, untuk kompressor satu tingkat tekanan hingga 4 bar, sedangkan dua tingkat atau lebih tekanan hingga 15 bar



Fitur Kompresor Kerja Ganda Identifikasi fitur kompresor kerja-ganda, dua tahap berikut. 1. Silinder inlet tekanan rendah. 2. Intercooler.: tabung yang dialiri air/



udara untuk



mendinginkan udara). 3. Silinder tekanan tinggi. 4. Saluran udara yang dihubungkan ke aftercooler. Gambar 1.5. Kompresor dua tahap



Prinsip Kerja 1. Kompresor mengalirkan udara ke silinder hanya melalui satu sisi piston. 2. Udara dikompres pada setiap langkah piston yang ke dua agar lebih efisien, kompresor mengisap udara pada saat piston bergerak ke bawah. 3. Saat udara masuk ke silinder tekanan rendah pada satu sisi piston, sisi piston yang lain melakukan kompresi udara. 4. Kompresi terjadi pada kedua sisi piston dan pada setiap langkah piston, hal ini berarti lebih banyak udara yang dapat dikirim dari kompresor dan juga meningkatkan efisiensi serta mengurangi biaya pengoperasian kompresor.



Gambar 1.6. Kompresor Kerja Ganda



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



9 Untuk mencapai efesiensi tinggi dan mengurangi biaya pemakaian daya listrik, kompresor berukuran besar dirancang untuk melakukan kompresi udara dalam dua tahap atau lebih. Dengan metode ini, dua elemen kompresi atau lebih digunakan untuk meningkatkan tekanan udara sampai pada tekanan pengiriman akhir. bagian 1 dan 2. Mendinginkan air di antara setiap tahapan merupakan hal yang perlu dilakukan(intercooling), udara didinginkan saat melewati satu tahap ke tahap berikutnya. b. Tangki udara , Berfungsi untuk menyimpan udara bertekanan hingga pada tekanan tertentu hingga pengisian akan berhenti, kemudian dapat digunakan sewaktu-waktu diperlukan Gambar 1.23. Tangki Udara



c. Unit Pelayanan udara (Air Service Unit ) Untuk distribusi udara pompa dari kompressor ke seluruh sistem ,perlu adanya pengaturan baik kebersihan , tekanan maupun



keperluan



bertekanan



agar



pelumasan. memenuhi



Pengolahan



persyaratan



udara



diperlukan



peralatan yang memadai, antara lain 1. Filter : untuk menyaring udara dan pemisah air (atau water trap). 2. Regulator : pengatur tekanan udara yang mengatur besar tekanan udara sesuai dengan kebutuhan sistem pneumatik. Lubricator : berfungsi untuk memberikan pelumasan udara berupa kabut oli. Tiga komponen disambungkan menjadi satu dan dapat langsung disambung ke satu ujung sistem saluran udara. Unit servis udara harus digunakan pada outlet servis sebagai perlindungan terakhir terhadap kondensasi yang masuk ke perlengkapan pneumatik.



Fungsi unit Pelayanan udara 1. Membuang kotoran dan kondensasi dari udara yang masuk dari saluran udara. 2. Mengatur udara masuk dari saluran udara. Tekanan standar adalah 700 kPa, Throttle atau pengaturan perlu dilakukan pada udara bertekanan agar sesuai aplikasi. 3. Melindungi peralatan pneumatik, Pelumas mendeteksi berbagai perubahan tekanan udara dengan tabung venturi dengan sedikit pelumas ke dalam udara masuk.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



10



d. Pemisah air Udara bertekanan yang keluar filter mengandung uap air. Kelembaban dalam udara menyebabkan korosi pada semua saluran, sambungan, katup, dan harus dikeringkan dengan cara memisahkan air melalui tabung pemisah air.



Gambar 1.25. Pemisah Air



1.3 Jenis dan Simbol Komponen Unit Pelayanan Udara Tabel 2.1. Jenis dan Simbol Komponen Unit Pelayanan Udara



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



11



e. Prinsip operasi sistem distribusi udara bertekanan



Gambar : Mengidentifikasi fitur sistem distribusi udara bertekanan 1 Prime mover (motor listrik) 2. 6. Gauge tekanan. Filter udara. 7. Pipa outlet ke sistem pneumatik. 3. Kompresor udara satu tahap. 8. Valve pengaman. 4. Aftercooler. 9. Saluran pembuangan/drain. 5. Receiver. Prime mover (motor listrik) dihubungkan dengan kompresor oleh sebuah sabuk penggerak, dan pada saat dihidupkan akan mengaktifkan kompresor. 1. Saat piston di dalam silinder bergerak ke bawah, terjadi kevakuman sebagian sehingga membuka inlet valve dan silinder terisi dengan udara yang diisap melalui filter udara. 2. Udara dikompresikan saat piston bergerak ke atas silinder, tekanan udara meningkat dan menyebabkan outlet valve terbuka. Udara bertekanan dikeluarkan melalui outlet valve dan kemudian lewat melalui aftercooler.. 3. Dari aftercooler kemudian udara menuju ke receiver di mana udara bertekanan disimpan.



f. Saluran Pipa Sistem Udara Pompa 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.



Kompresor udara. Sistem saluran udara berbentuk ring. Pemisah kelembaban/moisture separator. Riser. Valve penutup/shut off. Saluran pembuangan/drain otomatis. Unit servis.



Gambar 1.19. Distribusi Sistem Pengolahan Udara Bertekanan



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



12 Udara dihisap kompresor kemudian disaring Filter udara agar tidak ada partikel debu. Kompresor digerakkan motor listrik atau mesin bensin/diesel tergantung kebutuhan. Tabung penampung udara menyimpan udara selanjutnya melalui katup saru arah udara dimasukan ke FR/L unit, yang terdiri dari Filter, Regulator dan Lubrication 1.4 Pemeriksaan Udara Pompa dan Peralatan Prosedur pemantauan penggunaan udara pompa perlu memperhatikan antara lain: 1 . Frekuensi pemantauan, misalnya setiap akan memulai bekerja perlu memantau kebersihan udara, kandungan air embun, kandungan oli pelumas dan sebagainya. 2 . Tekanan udara perlu dipantau apakah sesuai dengan ketentuan. 3 . Pengeluaran udara buang apakah tidak berisik/bising, 4 . Udara buang perlu dipantau pencampuranya, 5 . Katup regulator tekanan udara perlu dipantau apakah bekerja dengan baik, 6 . Setiap sambungan (konektor) perlu dipantau agar dipastikan cukup kuat dan rapat karena udara pompa cukup berbahaya. Kerjakan soal dibawah ini 1. Indentifikasikan karakteristik udara pompa.? 2. Jelaskan prinsip-prinsip pembangkitan dan penggunaan udara pompa 3. Identifikasikan berbagai komponen, prinsip kerja dan fungsi komponen pada kompresor. 4. Jelaskan mengenai prosedur operasi masing-masing komponen. 5. Apa yang anda ketahui tentang Pneumatik 6. Bagaimana cara memelihara keawetan peralatan pneumatik ? 7. Apa keuntungan dan Kerugian menggunakan Pneumatik 8. Sebutkan jenis dan Simbol Komponen Unit Pelayanan Udara, jelaskan fungsi masingmasing komponen ? 9. Prinsip operasi sistem distribusi udara bertekanan 10. Jelaskan prosedur pemantauan penggunaan udara pompa yang perlu diperhatikan 11. Gambarkan simbol pneumatik dari unit pelayanan udara. 12. Jelaskan prinsip kerja kompresor 2 tahap. 13. Gambar dan sebutkan bagian-bagiannya serta prinsip operasi sistem distribusi udara bertekanan. 14. Gambar kemudian jelaskan cara kerja alat pemisah air.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



13



2. Sistem Pneumatik 2.1 Pengertian Pneumatik Pneumatik berasal dari bahasa Yunani, yaitu ‘pneuma’ yang berarti napas atau udara. Istilah pneumatik selalu berhubungan dengan teknik penggunaan udara bertekanan. Pneumatik merupakan ilmu yang mempelajari teknik pemakaian udara bertekanan (udara pompa). Penggunakan udara bertekanan untuk berbagai keperluan masih terbatas, antara lain menambah tekanan udara ban mobil/motor, melepaskan ban mobil dari peleknya, membersihkan kotoran, dan sejenisnya. Banyak industri yang menggunakan sistem pneumatik dalam proses produksi seperti industri makanan, industri obat-obatan, industri pengepakan barang maupun industri yang lain.



Gambar 2.1 Aplikasi pneumatik dibidang industri otomotif 2.2 Prinsip Dasar Pneumatik Prinsip kerja sistem pneumatik tergantung pada kompresi udara yang didasarkan pada hukum fisika dasar. Pengaturan pada sistem pneumatik dilakukan dengan mengatur tekanan udara dan arah aliran udara, yang diatur dengan valve. Sebagai contoh bahwa pneumatik normalnya dioperasikan pada tekanan kurang dari 220 psi. Prinsip ini akan berbeda dalam sistem hidraulik.. Pneumatik dalam industri merupakan ilmu pengetahuan dari semua proses mekanik dimana udara memindahkan suatu gaya atau gerakan. Pneumatik meliputi semua komponen mesin atau peralatan, dimana terjadi proses pneumatik. Udara bertekanan sebagai unsur penggerak lebih banyak dilaksanakan dalam mesin perkakas dan mesin produksi. 2.3 Penggunaan Pneumatik Penggunaan udara bertekanan dapat dikembangkan untuk berbagai keperluan proses produksi, misalnya gerakan mekanik oleh tenaga manusia, seperti menggeser, mendorong, mengangkat, menekan, dan lain sebagainya. Gerakan mekanik tersebut dapat dilakukan juga oleh komponen pneumatik, seperti silinder pneumatik, motor pneumatik, robot pneumatik TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



14 translasi, rotasi maupun gabungan keduanya. Perpaduan dari gerakan mekanik oleh aktuator pneumatik dapat dipadu menjadi gerakan mekanik untuk keperluan proses produksi yang terus menerus (continue), dan flexibel. Pemakaian pneumatik dibidang produksi mengalami kemajuan pesat, terutama pada proses perakitan (manufacturing), elektronika, obat-obatan, makanan, kimia dan lainnya. Pemilihan penggunaan udara bertekanan (pneumatik) sebagai sistim kontrol dalam proses otomasinya, karena pneumatik mempunyai beberapa keunggulan, antara lain: mudah diperoleh, bersih dari kotoran dan zat kimia yang merusak, mudah didistribusikan melalui saluran (selang) yang kecil, aman dari bahaya ledakan dan hubungan singkat, dapat dibebani lebih, tidak peka terhadap perubahan suhu dan sebagainya. Udara yang digunakan dalam pneumatik dapat dibebani lebih tanpa menimbulkan bahaya yang fatal. Pneumatik banyak digunakan di industri pengolahan logam dan sejenisnya. Secara umum udara yang dihisap oleh kompressor, akan disimpan dalam suatu tabung penampung. kemudian diolah agar menjadi kering, dan mengandung sedikit pelumas. Setelah melalui regulator udara dapat digunakan menggerakkan katub penggerak (aktuator), baik berupa silinder/stang piston yang bergerak translasi, maupun motor pneumatik yang bergerak rotasi. Gerakan bolak balik (translasi), dan berputar (rotasi) pada aktuator .



2.4 Penerapan Sistem Pneumatik Di Industri Fluid power system adalah suatu rangkaian pemindahan dan/atau pengaturan tenaga dengan menggunakan media fluida .Tenaga dari sumber tenaga atau pembangkit tenaga diteruskan oleh fluida melalui unit-unit pengatur atau control element keunit penggerak sebagai output dari system tersebut. Hidrolik adalah system tenaga fluida yang menggunakan cairan ( liquid ) sebagai media transfer.Cairan hidrolik biasanya berupa oli ( oli hidrolik ) atau campuran antara oli dan air. Pneumatik adalah system tenaga fluida yang menggunakan udara sebagai media transfer.Udara dipompa atau dimampatkan dan disimpan di dalam tangki kompresor untuk siap digunakan. Penerapan Sistem Pneumatik di industri antara lain sebagai : Media kerja (Working medium) berbentuk penyimpana tenaga berupa



udara pompa selain itu berupa



Otomatisasi.(Automation) yang dilakukan dengan udara pompa dikontrol dengan sensorsensor udara sehingga system tersebut dapat bekerja secara otomatis. a. Bidang Manufacturing Drilling



Turning



Milling



Forming



Finishing



Dsb



b. Material Handling Clamping



Shifting



Positiong



Orientin



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



15 c. Penerapan Umum ( di darat , laut dan udara serta pertambangan ) Packaging



Feeding



Door or chute control Sorting of parts



Transfer of materials Stacking of components



Metering Turning and inverting of parts Stamping ang embossing of Components



Gambar 2.2 Sistem Pengemasan botol minuman



2.5 Keselamatan Kerja Pada Sistem Pneumatik Hal yang perlu mendapat perhatian untuk menjamin keselamatan kerja, antara lain : a. Keamanan pada clamping device . 1. Peralatan clamping untuk silinder pneumatic harus dapat mengklem dangan kuat dan diberi tutup pelindung ( protective cover ) untuk menghindari kecelakaan. 2. Peringatan atau tanda bahaya perlu diberikan 3. Switch on diproteksi agar tidak dapat di on sebelum ada dikonfirmasi clamping selesai. b. Polusi lingkungan Pada lingkungan kerja system pneumatic dapat terjadi polusi seperti berikut: 1. Noisy (bising) disebabkan udara buang. Hal ini dapat diredam pakai exhaust silencer 2. Oil Mist yaitu kabut oli yang ikut keluar gas buang dapat terhisap oleh operator. c. Bekerja dengan aman 1. Pada waktu menyambung atau melepas selang pada sitem pneumatic perlu hati-hati. 2. pemasangan selang harus benar-benar kuat, karena lepasnya sambungan dapat mengakibatkan selang melenting atau melesat dengan kuat dan menghantam mata. 3. pada waktu bongkar-pasang selang matikan terlebih dulu suplai udara. TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



16 2.6 Efektifitas Pneumatik Pneumatik memiliki efektifitas bila digunakan pada batas yang dapat menimbulkan optimalisasi penggunaan pneumatik antara lain: diameter piston antara 6 s/d 320 mm, panjang langkah 1 s/d 2.000 mm, tenaga antara 2 s/d 15 bar, untuk keperluan pendidikan berkisar antara 4 s/d 8 bar, dapat di bawah 1 atmosfer (vacuum), misalnya untuk keperluan mengangkat plat baja dan sejenisnya melalui katup karet hisap flexibel.



Diameter Piston (D) Gambar 1.1 Efektifitas udara bertekanan (Werner Rohrer,1990)



Penggunaan silinder pneumatik Penggunaan silinder pneumatik untuk keperluan benda kerja antara lain: mencekam, menggeser, memposisikan, mengarahkan aliran material ke berbagai arah. Penggunaan secara nyata pada industri untuk keperluan: membungkus (verpacken), mengisi material, mengatur distribusi material, penggerak poros, membuka dan menutup pada pintu, transportasi barang, memutar benda kerja, menumpuk/menyusun material, menahan dan menekan benda kerja. Melalui gerakan rotasi pneumatik dapat digunakan untuk, mengebor, memutar mengencangkan dan mengendorkan mur/baut, memotong, membentuk profil plat, menguji, proses finishing (gerinda, pasah, dll.) 2.7 Stuktur Kerja Sistem Pneumatik Diagram rangkaian digambar dengan tata cara penggambaran yang benar. Hal ini memudahkan untuk membaca rangkaian ,sehingga mempermudah saat merangkai atau mencari kesalahan sistem pneumatik. Tata letak komponen diagram rangkaian disesuaikan diagram alir dari mata rantai kontrol. Sebuah sinyal mulai mengalir dari bawah menuju ke atas rangkaian. Elemen untuk catu daya digambarkan pada bagian bawah rangkaian secara simbol sederhana. Pada rangkaian yang lebih luas , bagian catu daya seperti unit pemelihara, katup pemutus dan berbagai distribusi sambungan dapat digambarkan tersendiri. Diagram alir mata rantai kontrol dan elemen-elemennya digambarkan Sebagai berikut.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



17



Gambar 2.1 Diagram alir mata rantai kontrol dan elemen



2.8 Unit Pengerak (Working Element = Aktuator) Aktuator adalah bagian keluaran untuk mengubah energi suplai menjadi energi kerja. Sinyal keluaran dikontrol oleh sistem kontrol dan aktuator bertanggung jawab pada sinyal kontrol melalui elemen kontrol terakhir. Unit penggerak ( Working element ) dari system pneumatic dapat menampilkan gerakan-gerakan sebagai berikut : • Gerak lurus ( maju-mundur atau naik-turun ) • Gerak radius/lengkung ( swivel ) • Gerak putar ( rotary ) Bidang-bidang industri



yang menggunakan atau menerapkan system pneumatic sebagai



working medium atau otomatisasi, antara lain :



Gambar 2.2



a. Aktuator gerak lurus



b. Aktuator gerak putar



Macam-macam aktuator : TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



18 a) Linear Motion Aktuator (Penggerak Lurus) • Single Acting Cylinder (Silinder Kerja Tunggal) • Double Acting Cylinder (Penggerak Putar) b) Rotary Motion Actuator (Limited Rotary Aktuator) • Air Motor (Motor Pneumatik) • Rotary Aktuator (Limited Rotary Aktuator) c) Air Muscle Pemilihan jenis aktuator disesuaikan fungsi, beban dan tujuan penggunaan sistim pneumatik. 2.1.1 Single Acting Cylinder Silinder ini mendapat suplai udara hanya dari satu sisi saja. Untuk mengembalikan keposisi semula biasanya digunakan pegas. Silinder kerja tunggal hanya dapat memberikan tenaga pada satu sisi saja. Gambar berikut ini adalah gambar silinder kerja tunggal.



Gambar 2.3. a. Konstruksi Single Acting Cylinder



b. Simbolnya



Silinder Pneumatik sederhana terdiri dari ; piston, seal, batang piston, pegas pembalik, dan silinder. Silinder sederhana akan bekerja bila mendapat udara bertekanan pada sisi kiri, selanjutnya akan kembali oleh gaya pegas yang ada di dalam silinder pneumatik.. 2.1.2 Silinder Penggerak Ganda (Double Acting Cylinder) Silinder mendapat suplai udara pompa dari dua sisi. Konstruksi hampir sama dengan silinder kerja tunggal. Keuntungan silinder ini dapat memberikan tenaga kepada dua belah sisi. Silinder kerja ganda ada yang memiliki batang piston (piston road) pada satu sisi dan ada pula pada kedua sisi. Konstruksi dipilih sesuai kebutuhan.



Gambar 2.4. Konstruksi Double Acting Cylinder dan simbolnya



Silinder kerja ganda akan maju atau mundur karena udara bertekanan yang disalurkan ke salah satu sisi. Silinder pneumatik kerja ganda terdiri dari beberapa bagian, yaitu piston, seal, batang piston, dan silinder. Sumber energi silinder kerja ganda dapat berupa sinyal langsung TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



19 melalui katup kendali, atau melalui katup sinyal ke katup pemroses sinyal (processor), kemudian baru ke katup kendali.. 2.1.3 Double Acting Cylinder With Cushioning Cushion berfungsi menghindari kontak keras pada akhir langkah. Jadi dengan sistem cushion ini kita memberikan bantalan atau pegas pada akhir langkah.



Gambar 2.5. Double Acting Cylinder with Cushioning7



2.1.4 Air Motor (Motor Pneumatik) Motor pneumatik mengubah energi pneumatik (udara pompa) menjadi gerakan putar mekanik yang kontinyu. Macam motor pneumatik, antara lain: a) Piston Motor Pneumatik, b) Sliding Vane Motor , c) Gear Motor. d) Turbines (High Flow).



Gambar 2.6. Motor Piston Radial dan Motor Axial



Menurut bentuk dan konstruksinya, motor pneumatik dibedakan menjadi : a) Motor piston, b) Motor baling-baling luncur, c) Motor roda gigi, d) Motor aliran. Cara kerja motor pneumatik berupa piston translasi kemudian dikonversi menjadi gerakan rotasi dimana udara bertekanan dialirkan melalui piston yang terdapat pada porosnya.



Gambar 2.7. Jenis dan Simbol Motor Pneumatik/Rotary Actuator



Ada beberapa kelebihan penggunaan motor pneumatik, antara lain: 1. Kecepatan putaran dan tenaga dapat diatur secara tak terbatas, TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



20 2. Batas kecepatan cukup lebar, Ukuran kecil sehingga ringan, 3. Ada pengaman beban lebih, Arah putaran mudah dibolak-balik. 4. Tidak peka terhadap debu, cairan, panas dan dingin, 5. Tahan terhadap ledakan, Mudah dalam pemeliharaan, 2.9 Simbol Komponen Aktuator a. Motor Udara Tabel 2.1 Simbol Komponen Aktuator



b. Silinder Kerja



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



21



2.10



The Air Muscle (Otot Udara)



Air Muscle adalah perangkat (aktuator) sederhana namun kuat untuk memberikan kekuatan menarik. dan berperilaku yang sangat mirip dengan otot biologi. Ketika diberi tekanan udara, akan berkontraksi sampai dengan 40% dari panjang aslinya. Sejak tahun 1982 Shadow telah mengembangkan secara terus-menerus untuk bekerja robotika canggih, dan sekarang telah tersedia untuk digunakan dalam berbagai aplikasi sebagai aktuator kuat, ringan. Otot udara biasa dioperasikan menggunakan udara pompa dikisaran (0-5 bar) 0-70psi.



Tabel 2.2 Spesifikasi Air Muscle



1) Konstruksi Air Muscle



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



22



Gambar 2.10 Konstruksi Air Muscle Gambar 2.11 Grafik gaya Vs Panjang Air Muscle



2) Karakteristik Muscle 1. Air Muscle adalah aktuator luar biasa kecil, ringan,sederhana dan 'ramah'. Selain itu juga lembut, mudah terkendali dan sangat kuat. 2. Air Muscle terdiri tabung karet ditutupi jaring plastik yang keras dan ukurannya panjang pada tekanan rendah, setelah dipompa dengan udara bertekanan menjadi lebih pendek seperti otot manusia 3. Air Muscle memiliki rasio power dan berat sebesar 400:1, jauh lebih baik dari silinder pneumatik dan motor DC yang hanya dapat mencapai rasio sekitar 16:1. 4. Karakteristik penampilan silinder dapat ditentukan secara teori atau dengan data-data dari pabriknya. Kedua metode ini dapat dilaksanakan, tetapi



untuk penggunaan



tertentu, data-data pabrik lebih menyakinkan. 3) Kelebihan Air Muscle 1.Ringan



: berat Air muscle 10 gram sangat berguna untuk aplikasi.



2.Biaya rendah : Air muscle lebih murah harganya dibandingkan silinder pneumatik. 3.Smooth



: Air muscle memiliki kepekaan langsung dalam merespon dan



menghasilkan gerakan halus dan alami. 4.Fleksibel 5.Kuat



: Air muscle dapat dioperasikan pada posisi melengkung, bengkok ,



: Air muscle menghasilkan kekuatan luar biasa ketika menggeliat.



6.Meredam



: Air muscle dapat meredam ketika melakukan kontraksi (kecepatan



gerak cenderung nol), dan bahan fleksibel dapat membuat inheren cushioned saat memperpanjang. 7.Compliant



: Menjadi aktuator lembut, udara Otot system inheren compliant.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



23 4) Aplikasi air muscle pneumatik pada robot



2.11



Gaya Piston



Gaya piston yang dihasilkan oleh silinder bergantung pada tekanan udara, diameter silinder dan tahanan gesekan dari komponen perapat. Gaya piston secara teoritis dihitung menurut rumus berikut :



F = A.p



Untuk silinder kerja tunggal : Untuk silinder kerja ganda : · langkah maju · langkah mundur Keterangan : F = Gaya piston ( N )



f



= Gaya pegas ( N )



D = Diameter piston ( m )



d = Diameter batang piston ( m ) A



= Luas penampang piston yang dipakai (m2 )



p = Tekanan kerja ( Pa )



Pada silinder kerja tunggal, gaya piston kembali lebih kecil daripada gaya piston maju karena kembali digerakkan pegas . Sedangkan pada silinder kerja ganda, gaya piston kembali lebih kecil daripada silinder maju karena adanya diameter batang piston akan mengurangi luas penampang piston. Sekitar 3 - 10 % adalah tahanan gesekan. Berikut ini adalah gaya piston silinder dari berbagai ukuran pada tekanan 1 – 10 bar.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



24



Silinder pneumatik tahan terhadap beban lebih. Silinder pneumatik dapat dibebani lebih besar dari kapasitasnya. Beban yang tinggi menyebabkan silinder diam. Kebutuhan Udara Untuk menyiapan udara dan untuk mengetahui biaya pengadaan energi, terlebih dahulu harus diketahui konsumsi udara pada sistem. Pada tekanan kerja, diameter piston dan langkah tertentu, konsumsi udara dihitung sebagai berikut : Kebutuhan udara = perbandingan kompresi x luas penampang piston x panjang langkah



Untuk mempermudah dan mempercepat dalam menentukan kebutuhan udara, tabel di bawah ini menunjukkan kebutuhan udara persentimeter langkah piston untuk berbagai macam tekanan dan diameter piston silinder. Kebutuhan udara dihitung dengan satuan liter/menit (l/min) sesuai dengan standar kapasitas kompresor . Kebutuhan udara silinder sebagai berikut : Silinder kerja tunggal :



Q=s.n.q



( l/min)



Silinder kerja Ganda :



Q = 2 ×( s × n × q )



( l/min)



Keterangan : Q = kebutuhan udara silinder ( l/min ) q = kebutuhan udara persentimeter langkah piston s = panjang langkah piston ( cm ) n = jumlah siklus kerja per menit



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



25 Tabel : Kebutuhan udara silinder pneumatik persentimeter langkah dengan fungsi tekanan kerja dan diameter piston.



Kecepatan Piston Kecepatan piston rata-rata silinder standar 0,1-1,5 m/s (6 - 90 m/min). Silinder khusus dapat mencapai kecepatan 10 m/s. Kecepatan silinder pneumatik tergantung : a. beban ( gaya yang melawan silinder ), b. tekanan kerja, c. diameter dalam dan panjang saluran antara silinder dan katup kontrol arah, d. ukuran katup kontrol arah yang digunakan. Kecepatan piston dapat diatur dengan katup pengontrol aliran dan dapat ditingkatkan dengan katup pembuang cepat yang dipasang pada sistem kontrol tersebut. Kecepatan ratarata piston tergantung dari gaya luar yang melawan piston (beban) dan ukuran lubang aliran dapat dilihat pada tabel Langkah Piston Langkah silinder pneumatik tidak boleh lebih dari 2 m, sedangkan untuk silinder rodless jangan lebih dari 10 m. Akibat langkah panjang, tekanan mekanik batang piston dan bantalan menjadi terlalu besar. Untuk menghindari bahaya tekanan, diameter batang piston pada langkah yang panjang harus sedikit lebih besar. Silinder dengan diameter piston 70 mm, mempunyai lubang masuk 9 mm, beban terpasang 60% beban penuh. Berapa m/det.-kah kecepatan gerak silinder. Jawab: · Baca tabel didapatkan 380 mm/detik ( 380 mm/detik = 0,38 m/detik TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



26



2.12 Konduktor dan konektor a.



Konduktor



Instalasi rangkaian pneumatik menjadi satu sistem memerlukan konduktor yang berfungsi untuk menyalurkan udara pompa yang akan mentransfer tenaga ke aktuator . Macam-macam konduktor : •



Pipa tembaga,kuningan,baja galvanis atau stainles steel. Pipa ini juga disebut konduktor kaku (rigid) dan cocok untuk instalasi yang permanen.



•



Tabung tembaga, kuningan atau alluminium. termasuk konduktor yang semi fleksibel dan cocok untuk instalasi yang sesekali dibongkar-pasang.



•



Selang fleksibel



biasa terbuat dari plastik digunakan untuk instalasi yang frekuensi



bongkar-pasang lebih tinggi. b.



Konektor



Konektor berfungsi untuk menyambungkan pipa saluran udara (konduktor ) agar tersambung erat pada bodi komponen pneumatik. Bentuk atau pun macamnya disesuaikan dengan konduktor yang digunakan.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



27



Macam-macam konektor pada gambar berikut .



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



28



2.13 Types Of Mounting ( Cara Pengikatan ) Metode pengikatan silinder ( actuator ) pada mesin dirancang dengan pengikatan permanent,tergantung keperluan. Berikut ini gambar cara pengikatan .



2.14 Analisis Perhitungan Pneumatik 5.1 Konversi Satuan Perhitungan pneumatik menggunakan konversi satuan dipakai perhitungan dasar pneumatik. Adapun konversi satuan tersebut antara lain : a) satuan panjang, b) satuan volume, c) satuan tekanan, d) satuan massa, e) satuan energi, f) satuan gaya dan g) satuan temperatur. Selengkapnya dapat dilihat di bawah ini Satuan panjang 1 ft



= 0.3084 m



1 inch = 2.540 cm 1 mile = 5280 ft = 1.6093 km



Volume 1liter = 10 -3 m 3 = 1 dm3 1 gal = 3.7854 liter 1ft3



= 28.317 liter



1 inch3 = 16.387 cm 3



1 km = 1000 m 1m



= 100 cm



1 cm = 0.3937 inch = 7.4805 gal Massa 1 Ib(m) = 0.45359237 kg = 7000 grain 1 kg = 1000 g 1 ton = 1000 kg



Gaya 1Ibf = 4.4482 N 1N



= 1 kg-m/s2



1 ton = 0.22481 Ibf 1 slug = 32.17 Ibm = 14.59 kg = 444,8 dyne



Tekanan 1 kPa = I000 N/m2 = 20.886 Ibf /ft2 TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



1 atm = 760 torr



= 1.01325 x 10 5 N/m A. Mas’ud



2



29 1 Pa = 1 N/m2



1 bar = 1.105 Pa



1 bar = 0.9869 atm



1 torr = 1 mm Hg



Temperatur/suhu C



= 5 R = 4 F = 9 oR = 4/5 x oC



o



C



(9/5 x oC) + 32



o



= 1.8 °R



°K



C



= 5/4 x oR oF =



= 5/9 x (oF-32) 1 °K = °C + 273.15



Energi 1J



= 1 kg-m2 /s 2 = 1.933 × 10 -2 psi



1J



= 0.01934 Ibf /in2 = 10 7 erg



1 erg = 1 dyne-cm



1 kalori = 4.186 J



1 Btu = 252.16 kal



1 in. Hg= 0.491 Ibf /in 2 = 1.055 kJ



1 ft-lbf = 1.3558 J



1dyne/cm2



= 10 -1 N/m 2



1W



= 1 J/s



1 ev = 1.602 x 10



-19



J



5.2 Analisa Aliran Fluida (V) Bagian ini akan mendeskripsikan tentang perhitungan tekanan udara (P), perhitungan debit aliran udara (Q), kecepatan piston (V), Gaya Piston (F) dan perhitungan daya motor. a. Tekanan Udara A.Pe = A. Patm + W, Dimana : W



= berat benda = m.g = ρ.V.g = ρ.A.h. g



A



= luas penampang



P atm = tekanan atmosfer Pe



= tekanan pengukuran Gambar 5.1 Tekanan Pengukuran



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,



Gambar 5.2. Sistim Tekanan dalam Pneumatik Dimana : L = panjang salura (m) D = Diameter dalam saluran (m) Q = Debit aliran udara (m3/s) Pabs = Tekanan absolute dalam Pa (N/m2)



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



30



b. Debit Aliran Udara (Q) Udara melewati saluran dengan penampang



A (m 2) dengan kecepatan udara V



(m/dtk), maka akan memiliki debit aliran Q (m3/dtk) sebesar A (m2) x V (m/dtk).



Q=A.V



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 Gambar 5.3. Analisa Debit Udara c. Kecepatan Piston (V) Suatu silinder pneumatik memiliki piston dengan luas dan memiliki luas penampang stang piston, maka kecepatan piston saat maju akan lebih kecil dibandingkan dengan saat piston bergerak mundur. Vmaju



= Q/A



Vmundur



=Q/An



Dimana : V



= kecepatan piston (m/s)



Q



= debit aliran udara (ltr/mnt)



A



= luas Penampang Piston (m2)



An = A-Ak (m2) Gambar 5.4. Analisis Kecepatan Piston



d. Gaya Piston (F) Fmaju



= P .A. (N)



Fmundur



= P .An. (N) Gambar 5.5. Analisis Gaya Piston



Dimana: F



= Gaya piston (N)



Pe



= Tekanan kerja/effektif (N/m2)



A



= Luas Penampang (m2)



An



= A - Ak (m2)



Ak



= Luas batang piston (m2)



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



31



e. Udara yang Diperlukan (Q)



Gambar 5.6. Analisis Debit Udara Q maju = A. S. n .{(Pe + Patm)/ P atm} =.....(ltr/mn) Q mundur = An. S. n .{(Pe + Patm)/ P atm}=....(lt/mnt) Dimana: S A Ak



= Langkah piston (m) = Luas Penampang (m2) = Luas batang piston (m2)



Pe An n



= Tekanan (N/m2) = A - Ak (m2) = Banyaknya langkah (kali/menit)



Kebutuhan udara bertekanan yang diperlukan (Q) juga dapat dicari melalui rumus:



9.6 Perhitungan Daya Kompresor



Gambar 5.7. Analisis Daya Pompa P2 = Daya output pompa (kW) P1 = Daya Motor (kW)



f.



Pengubahan Tekanan



Gambar 5.8 Tekanan pada Penampang Berbeda



Dimana : Pe1 = Tekanan awal (N/m2)



Pe2 = Tekanan akhir (N/m2)



A 1 = Luas Penampang 1



A 2 = Luas Penampang 2



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



32



5.3 Penentuan Ukuran Silinder Faktor yang menentukan besar ukuran silinder adalah besar gaya yang diterima oleh silinder dan panjang langkah silinder untuk memindahkan beban.



F = p ¼ π.d2 - R dimana : F = gaya piston efektif (Newton) d = garis tengah piston (cm)



p = tekanan kerja (bar/Pa/psi) R = gesekan (Newton) diambil 3 – 20% dari gaya terhitung



Gaya gesek ditentukan oleh pelumasan, tekanan balik, bentuk dari seal dan sebagainya. Gaya piston efektif sangat berarti dalam perencanaan silinder. Dalam perhitungan gaya piston efektif, hambatan gesek harus diperhitungkan. Dalam kondisi operasi normal batas tekanan 400 – 800 kPa atau 4 - 8 bar. Untuk silinder penggerak tunggal, maka berlaku : F = A . p – (Rf +Rr) Untuk silinder penggerak ganda, maka berlaku : F = A . p – Rr : untuk maju Rr : untuk mundur



F = A’ . p –



Gambar 5.9 Konstruksi Silinder Keterangan : Rf = gaya lawan pegas Rr = gaya gesek A = luas penampang silinder tanpa batang piston A‟= luas penampang silinder dengan batang piston



Contoh :



Sebuah silinder mempunyai diameter (D) 50 mm dan diameter piston (d) 12 mm, besar gaya gesek (Rr) rata-rata 10% dan tekanan 600 kPa. Tentukan luas penampang silinder dengan dan tanpa batang piston (A‟ dan A) dan berapa besarnya gaya F yang dapat dihasilkan (langkah maju dan langkah mundur). Penyelesaian : Luas penampang silinder tanpa batang piston : A = ¼ phi x D = 0,785 x 5 = 19,63 cm Luas penampang silinder dengan batang piston A‟= (D – d ) x 0,785 =(25 – 1,44) = 18,50 cm Gaya piston teoritis pada langkah maju :



F =A x p= 19,63 x10 m x6 x10 N/m =1177,50 N



Gaya diambil Rr (rata-rata 10 %) = 117,75 N Gaya piston efektif langkah maju : F = Axp–Rr = 19,63x10mx6x10 N/m –117,75 N = 1060 N Gaya piston teoritis pada langkah mundur : F = A‟ x p = 18,50 x 10 m x 6 10 N/m = 1110 N Gaya gesek diambil Rr (rata-rata 10 %)



= 111 N



Gaya piston efektif langkah mundur :F = A‟ x p-Rr = 18,5 x 10 m x 6 x0 N/m-111N = 999 N.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



33



5.4 Beban tekuk Beban pada batang piston tidak boleh melebihi harga maksimum yang diijinkan. Hal ini berhubungan dengan panjang langkah dan garis tengah batang piston. Besar gaya tekuk yang diijinkan (Fk) adalah sebagai berikut :



π.E.J



Fk = --------------L.S Keterangan : Fk = gaya teku yang diijinkan (N)



E = modulus elastisitas (N/mm2)



J = momen inersia (cm )



S = angka keamanan (diambil 5)



L = panjang langkah efektif (cm) = 2x panjang langkah a.



Panjang langkah Panjang langkah silinder pneumatik tidak boleh lebih 2000 mm. Dengan diameter silinder besar dan langkah panjang, pemakaian udara besar membuat peralatan pneumatik menjadi tidak hemat. Langkah besar, tegangan mekanik piston dan bearing pemandu terlalu besar dan untuk menghindari tekukan, diameter batang piston yang besar dipilih untuk panjang langkah yang besar. Kemudian apabila panjang diperbesar maka jarak antara bearing bertambah dan batang piston diperbesar.



b.



Kecepatan piston Kecepatan piston tergantung tekanan udara, panjang pipa, luas penampang pada bagian kontrol akhir dan bagian kerja juga aliran rata-rata yang melalui bagian kontrol akhir. Selain itu dipengaruhi posisi akhir bantalan pelindung. Ketika gerakan dari posisi akhir bantalan pelindung, aliran melalui katup hambat bantu (thortte relief valve), sehingga kecepatan piston dapat diturunkan. Kecepatan piston rata-rata silinder standart sekitar 0,1 – 1,5 m/detik. Dengan silinder khusus (impact silinder), kecepatan dapat mencapai 10 m/detik. Kecepatan piston dapat diatur dengan menggunakan katup.



c.



Pemakaian udara Untuk mendapatkan informasi volume pemakaian udara dalam ruangan silinder: Untuk silinder penggerak tunggal :



Q = 0,785 x D x h x n



Untuk silinder penggerak ganda :



Q = {0,785 x D x h + 0,785 (D - d) x h} n x pk



Keterangan : Q = volume udara setiap centimeter langkah (liter) D = garis tengah piston (mm) banyaknya langkah setiap menit



h = panjang langkah (mm)



n=



pk= perbandingan kompresi (liter/menit) Untuk



tekanan operasi khusus, garis tengah piston dan langkah tertentu, banyaknya pemakaian tekanan udara dihitung melalui perbandingan kompresi (pk) yaitu : TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



34 101,3 + tekanan pk = ---------------------101,3



(kPa)



Contoh soal : Suatu silinder penggerak ganda mampunyai ukuran piston dengan garis tengah (D) 50 mm dan batang piston dengan garis tengah 12 mm serta panjang langkah 100 mm. Silinder membuat langkah sebanyak 10 langkah dalam setiap menit. Tekanan operasi yang digunakan adalah 600 kPa (6 bar/87 psi). Tentukan volume udara yang diperlukan dalam setiap menitnya . Penyelesaian : Perbandingan kompresi : pk



101,3 kPa + 600 kPa =-------------------------- = 6,9 101,3 kPa



Volume udara yang diperlukan : Q = {(h x 0,785 D) + h x 0,785 (D – d )}n x pk = {(10 cm x 0,785 x 25 cm) = 10 cmx0,785 (25cm–1,44 cm)(10/menit)6,9} = 26302,524 cm /menit 3



= 26,302 dm /menit Jawab pertanyaan dibawah ini 1. Jelaskan apa dimaksud dengan pneumatik ? 2. Jelaskan prinsip dasar sistem pneumatik ? 3. Sebutkan penggunaan pneumatik pada proses produksi? 4. Gambar dan jelaskan diagram alir dari mata rantai kontrol 5. Jelaskan Fungsi konduktor dan sebutkan macam-macam konduktor : 6. Apa yang dapat mempengaruhi Kecepatan silinder pneumatik ? 7. Jelaskan Kelebihan dari Air Muscle 8. Jelaskan kelebihan penggunaan motor pneumatik 9. Sebutkan macam-macam aktuator 10. Apa yang perlu diperhatian untuk menjamin keselamatan kerja 11. Tulis rumus besarnya gaya piston untuk silinder penggerak tunggal dan Untuk silinder penggerak ganda



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



35



3. Katup Pneumatik 3.1 Katup Pengarah (directional way valve) Katup pengarah adalah komponen pneumatik dengan lubang-lubang saluran aliran udara mulai (start) dan berhenti (stop) serta mengarahkan aliran. Dalam diagram rangkaian (circuit diagram) pneumatik, setiap jenis katup digambarkan dengan Simbol yang menunjukkan fungsi, bukan prinsip kerja dari konstruksi katup. Tabel 3.1 Cara Menggambar katup



3.2 Terminal dan Posisi Awal



Gambar 3.1 Terminal dan Posisi Awal



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



36 3.3 Jenis-Jenis Penggerak Katup Simbol penekan katup sinyal memiliki beberapa jenis, antara lain penekan manual, roll, tuas, dan lain-lain. Sesuai dengan standar Deutsch Institut fur Normung (DIN) dan ISO 1219, terdapat beberapa jenis penggerak katup, antara lain: Tabel 3.4. Jenis-Jenis Penggerak Katup



Gambar 3.2 Penggerak Katup Pneumatik



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



37 3.4 Contoh penggambaran katup pneumatik secara operasional Tabel 3.5 Contoh Katup Pneumatik secara Operasional



3.5 Penomoran dan Huruf Pada Lubang Katup Sistem penomoran yang digunakan untuk menandai KKA sesuai dengan DIN ISO 5599 Tabel 3.2 Penomoran dan Huruf Pada Lubang Katup



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



38



Tabel 3.3 Jenis-jenis Katup



3.6 Unit Pengatur ( Control Element )



Metode pengaturan dan pengendalian di dalam sistem pneumatik , susunan urutan dapat jelaskan sebagai berikut ; 1. Sinyal masukan atau input element mendapat energi langsung dari sumber tenaga ( udara pompa ) yang kemudian diteruskan ke pemroses sinyal. 2. Sinyal Pemroses atau processing element yang memproses sinyal masukan secara logic untuk diteruskan ke final control element. 3. Sinyal pengendali akhir (Final control element) yang akan mengarahkan out put yaitu arah gerakan aktuator (Working element) dan ini merupakan hasil akhir dari sistem pneumatik.



Komponen-komponen kontrol tersebut disebut katup-katup ( Valves ). Katup pneumatik mirip dengan katup hidrolik dapat dikategorikan ke dalam tiga kelas



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



39



Gambar 3.3 Skematik Katup Sinyal Pneumatik Katup-katup pneumatik memiliki banyak jenis dan fungsinya. Katup tersebut berperan sebagai pengatur/pengendali di dalam sistem pneumatik. Komponen-komponen kontrol tersebut atau biasa disebut katup-katup (Valves) menurut desain kontruksinya dapat dikelompokan sebagai berikut : a. Katup Poppet (Poppet Valves) • Katup Bola (Ball Seat Valves) • Katup Piringan (Disc Seat Valves) b. Katup Geser (Slide valves) • Longitudinal Slide • Plate Slide Sedangkan menurut fungsinya katup-katup dikelompokkan sebagai berikut : a) Katup Pengarah (Directional Control Valves) b) Katup Satu Arah (Non Return Valves) c) Katup Pengatur Tekanan (Pressure Control Valves) d) Katup Pengontrol Aliran (Flow Control Valves) e) Katup buka-tutup (Shut-off valves) 3.7



Katup Pengarah ( Directional Control Valves ) Katup ini berfungsi untuk mengatur atau mengendalikan arah udara pompa yang akan



bekerja menggerakkan aktuator. Katup ini berfungsi untuk mengendalikan arah gerakan aktuator Katup pengarah diberi nama berdasarkan : 1. Jumlah lubang / saluran kerja ( port ) 2. Jumlah posisi kerja 3. Jenis penggerak katup 4. Nama tambahan lain sesuai dengan karakteristik katup.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



40 a. Katup 3/2 Knop Pembalik Pegas Katup 3/2 Way valve (WV) penggerak plunyer, pembalik pegas (3/2 DCV plunger actuated, spring centered), jenis katup piringan (disc valves) normally closed (NC).



Gambar 3.3. Katup 3/2 Knop Pembalik Pegas



Katup 3/2 penggerak plunyer,pembalik pegas ( 3/2 DCV plunger actuated and spring centered ) , termasuk jenis katup bola ( ball seat valves)



Gambar 3.3 Katup 3/2 penggerak plunyer,pembalik pegas b. Katup 4/2 Plunyer Pembalik Pegas Katup 4/2 penggerak plunyer, kembali pegas (4/2 DCV plunger actuated, spring centered), termasuk jenis katup piringan (disc seat valves)



Gambar 3.4. Katup 4/2 Plunyer Pembalik Pegas



c. Katup 4/3 manually jenis plate slide valves.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



41



Gambar 3.5 Katup 4/3 Plunyer Pembalik Pegas



d. Katup 5/2 Penggerak Udara Bertekanan Katup berfungsi untuk mengatur atau mengendalikan arah udara pompa yang akan bekerja menggerakan aktuator, dengan kata lain katup ini berfungsi untuk mengendalikan arah gerakan aktuator. Katup-katup pneumatik diberi nama berdasarkan pada: a) Jumlah lubang/saluran kerja (port), b) Jumlah posisi kerja, d) Jenis penggerak katup, dan d) Nama tambahan lain sesuai dengan karakteristik katup. Berikut ini contoh-contoh penamaan katup yang



pada



umumnya



disimbolkan



sebagai berikut :



Gambar 3.4 Detail Pembacaan Katup 5/2 Dari simbol katup di atas menunjukkan jumlah lubang/port bawah ada tiga (1,3,5) sedangkan di bagian output ada 2 port (2,4). Katup tersebut juga memiliki dua posisi/ruang yaitu a dan b. Penggerak katup berupa udara bertekanan dari sisi 14 dan 12. Sisi 14 artinya bila disisi tersebut terdapat tekanan udara, maka tekanan udara tersebut akan menggeser katup ke kanan sehingga udara bertekanan akan mengalir melalui port 1 ke port 4 ditulis 14. Demikian pula sisi 12 akan mengaktifkan ruang b sehingga port 1 akan terhubung dengan port 2 ditulis 12. Berdasarkan pada data-data di atas, maka katup di atas diberi nama : Katup 5/2 Penggerak Udara Bertekanan Katup 5/2, DCV-air port jenis longitudinal slide.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



42



Gambar 3.6. Katup 5/2 Plunyer Penggerak Udara Bertekanan



e. Katup Kendali 5/2 penggerak Magnet Katup kendali 5/2 penggerak udara magnet ini prinsipnya sama dengan katup kendali sebelumnya. Perbedaannya katup ini dilengkapi kumparan/spull yang dililitkan ke inti besi. Bila kumparan dilalui arus, maka inti besi akan menjadi magnet. Magnet ini akan mengeser ruangan katup sesuai dengan gerakan yang diinginkan. Biasanya katup ini digunakan untuk sistem elektropneumatik atau elektro hydrolik.



Gambar 3.21. Simbol Katup Kendali 5/2 Pengggerak Magnet



3.1 Katup Satu Arah (Non Return Valves) Katup ini berfungsi untuk mengatur arah aliran udara pompa hanya satu arah saja yaitu bila udara telah melewati katup tersebut maka udara tidak dapat berbalik arah. Sehingga katup ini juga digolongkan pada katup pengarah khusus. Macam-macam katup searah : a. Katup Satu Arah Pembalik Pegas Katup satu arah hanya bisa mengalirkan udara hanya dari satu sisi saja. Udara dari arah kiri (gambar 3.7) akan menekan pegas sehingga katup terbuka dan udara akan diteruskan ke kanan. Bila udara mengalir dari arah sebaliknya, maka katup akan menutup dan udara tidak bisa mengalir kearah kiri. Katup satu arah dalam sistem elektrik identitik dengan fungsi dioda yang hanya mengalirkan arus listrik dari satu arah saja.



Gambar 3.7. Katup satu arah dan simbolnya



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



43 b. Katup OR/ Shuttle Valve (One Pressure Valve) Katup OR bekerja bila salah satu sisi katup bertekanan, baik dari sisi kiri X atau sisi kanan Y, atau kedua duanya. Dalam sistim elektrik katup OR Arus listrik dapat mengalir pada salah satu penghantar. Pada pneumatik, udara bertekanan dapat dialirkan pada salah satu sisi atau kedua sisinya secara bersamaan.



Gambar 3.8. Shuttle Valve



c. Katup AND (Two Pressure Valve) Katup bekerja apabila mendapat tekanan dari kedua saluran masuk, yaitu saluran X, dan saluran Y secara bersama-sama. Bila udara mengalir dari satu sisi saja, maka katup akan menutup, namun bila udara mengalir secara bersamaan dari kedua sisinya, maka katup akan membuka, sehingga katup ini juga disebut “AND” (Logic AND function).



y = a ^ b ( baca : y = a dan b ) Gambar 3.9. Katup Dua Tekan



Contoh lain dari katup OR dan AND



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



44



Gambar 3.10 Katup OR dan Dan



d. Katup NOT (Negations Valve) Katup ini akan selalu bekerja berlawanan dengan sinyal yang masuk, bila sinyal dalam kondisi ON maka outputnya (A) akan OFF (mati), sedangkan pada posisi OFF maka outputnya akan ON. Dalam pneumatik katup NOT dapat diartikan bahwa udara bertekanan akan mengalir melalui katup NOT bila tidak diberi aksi, namun sebaliknya udara bertekanan tidak dapat diteruskan bila katup NOT diberi aksi. Katup ini biasanya dipakai untuk Emergency.



e. Katup NOR (Not OR) Katup ini bekerja berlawanan dengan output katup OR, bila output OR adalah ON, maka output NOR berupa OFF, demikian pula sebaliknya.



f. Katup NAND (Not AND) Katup NAND bekerja berlawanan katup AND, bila output katup AND adalah ON, maka output NAND berupa OFF, demikian sebaliknya. . g. Katup Buang Cepat (Quick Exhoust Valve)



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



45 Gambar 3.11 Katup Buang Cepat



3.2 Katup Pengatur Tekanan (Pressure Control Valve) Katup pengatur tekanan digunakan mengatur tekanan udara yang masuk ke dalam sistim pneumatik. Katup pengatur tekanan udara akan bekerja pada batas-batas tekanan tertentu. Katup pengatur tekanan udara pneumatik dapat bekerja sesuai dengan tekanan yang diharapkan. Bila telah melewati tekanan yang diperlukan maka katup membuka secara otomatis, udara akan dikeluarkan, hingga tekanan yang diperlukan tidak berlebihan. Untuk mendapatkan tekanan sesuai keperluan dilakukan dengan mengatur putaran pegas.



a. Pressure Regulation Valve berfungsi mengatur besar-kecil tekanan udara pompa yang keluar dari service unit dan bekerja pada sistim pneumatik (tekanan kerja).



Gambar 3.12 Pressure Regulation Valve



Simbol katup pengatur tekanan



b. Katup Pembatas Tekanan/Pengaman (Pressure Relief Valve) Pressure Relief Valve berfungsi membatasi tekanan kerja maksimum pada sistem. Apabila terjadi tekanan lebih maka katup out-let akan terbuka dan tekanan lebih dibuang, jadi tekanan udara yang mengalir ke sistem tetap aman. c. Sequence Valve Prinsip kerja katup ini hampir sama dengan relief valve, hanya fungsinya berbeda yaitu untuk membuat urutan kerja dari sistem. Perhatikan gambar berikut :



Gambar 3.13. Squence Valve



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



46 3.3 Time Delay Valve (Katup Penunda) Time Delay Valve berfungsi menunda aliran udara hingga waktu yang ditentukan. Udara mengalir dahulu ke tabung penyimpan, bila sudah penuh baru akan mengalir ke saluran lainnya. Katup penunda ini juga dikenal pula dengan timer.



Gambar 3.14 Time Delay Valve



3.4 Katup Pengatur Aliran (Flow Control Valve) Flow Control Valve berfungsi mengontrol besar-kecil aliran udara pompa (katup cekik), besar aliran/jumlah volume udara akan mempengaruhi besar daya dorong udara t. Macam-macam flow control: a. Fix flow control yaitu besar lubang laluan tetap (tidak dapat disetel), b. Adjustable flow control yaitu lubang laluan dapat disetel dengan baut penyetel., c. Adjustable flow control dengan check valve by pass. Adapun penampang dan simbol flow control valve sebagai berikut:



Gambar 3.15 Katup Pengatur Aliran Udara



3.5 Shut of Valve Katup ini berfungsi untuk membuka dan menutup aliran udara. Lihat gambar berikut :



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



47 Gambar 3.16 Shut of Valve



3.6 Simbol dan Penampang KatupP



3.7 Katup Pemroses Sinyal Pneumatik Katup pemroses sinyal (prosesor) mengolah sinyal input untuk dikirim ke katup kendali yang diteruskan ke aktuator. Katup pemroses sinyal terletak antara katup sinyal dan katup pengendalian. Katup pemroses sinyal dapat pula dipasang sebelum aktuator, namun terbatas pada katup pengatur aliran yang mengatur kecepatan piston.. Katup pemroses sinyal terdiri, antara lain katup dua tekan (AND), katup satu tekan (OR), katup NOT, katup pengatur aliran udara (cekik) satu arah, katup pembatas tekanan, dll



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



48



3.8 Garis pemipaan ( Pipe lines ) Untuk penggambaran garis-garis pemipaan digunakan simbol-simbol garis, namun sering desainer tidak selalu menepati misalnya garis pemandu yang mestinya digambar dengan garis putus-putus tetapi digambar dengan garis penuh.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



49



4. Rangkaian Pneumatik 4.1 Susunan urutan Rangkaian pneumatik Sinyal masukan atau input element mendapat energi langsung dari sumber tenaga (udara pompa) yang kemudian diteruskan ke pemroses sinyal. Katup ini memiliki tiga port dan dua posisi/ruang, penggerak knop dan pembalik pegas, maka katup tersebut diberi nama : Sinyal pemroses atau processing element yang memproses sinyal masukan secara logic untuk diteruskan ke final control element. Sinyal pengendalian akhir (final control element) yang akan mengarahkan output yaitu arah gerakan aktuator (working element) dan ini merupakan hasil akhir dari sistem pneumatik. Analisis diagram rangkaian pneumatik untuk aliran kontrol mulai dari suplai energi sampai working element dapat digambarkan seperti skema berikut



Gambar 4.1 Skema diagram aliran control pneumatik



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



50 4.2 Tata Letak Rangkaian Tata letak rangkaian adalah diagram rangkaian yang



harus digambar tanpa



mempertimbangkan lokasi tiap elemen yang diaktifkan secara fisik. Dianjurkan semua silinder dan katup kontrol arah digambarkan secara horisontal dengan silinder bergerak dari kiri ke kanan, sehingga rangkaian lebih mudah dimengerti. Batang piston silinder kerja ganda bergerak keluar jika tombol tekan atau pedal kaki ditekan. Batang piston kembali ke posisi awal setelah keluar penuh dan tekanan pada tombol atau pedal kaki dilepas. Masalah di atas dipecahkan oleh rangkaian kontrol dengan tata letak gambar diagram berikut ini.



Gambar 4.2 Diagram Rangkaian Pneumatik Rangkaian



menunjukkan



perbedaan



posisi



gambar



dengan



lokasi



benda/elemen



sesungguhnya. Pada praktek katup V1 terletak pada posisi akhir langkah keluar silinder dan digambar pada tingkat sinyal masukan dan tidak mencerminkan posisi katup. Penandaan V1 pada posisi silinder keluar penuh menunjukkan posisi sesungguhnya dari katup V1. Diagram rangkaian memperlihatkan aliran sinyal dan hubungan antara komponen dan lubang saluran udara. Diagram rangkaian tidak menjelaskan tata letak komponen secara mekanik. Rangkaian digambar dengan aliran energi dari bawah ke atas. Yang terdapat dalam rangkaian meliputi sumber energi, masukan sinyal, pengolah sinyal, elemen kontrol akhir dan elemen penggerak (aktuator). Posisi katup pembatas ditandai pada aktuator. Rangkaian kontrol dibagi ke dalam rantai kontrol g terpisah. Satu rantai setiap fungsi grup disusun berdampingan dalam urutan sama dengan gerakan langkah operasi. 4.3 Penandaan Elemen Penandaan tiap-tiap elemen kontrol untuk mengetahui dimana lokasi elemen tersebut berada. Ada dua macam penandaan yang telah dikenal dan sering digunakan yaitu : 1. penandaan dengan angka 2. penandaan dengan huruf



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



51 4.3.1 Penandaan Dengan Angka Disini ada beberapa kemungkinan untuk menandai dengan angka. Dua sistem yang sering digunakan yaitu :



1.Nomor seri Sistem ini sebaiknya untuk kontrol yang rumit . 2.Penandaan yang disusun dari nomor grup dan nomor seri dengan grup, misalnya 4.12 artinya elemen 12 pada grup 4 a.Klasifikasi grup : Grup 0



: semua elemen sumber energi ditandai dengan angka depan 0 Grup



1, 2, 3, …: penandaan dari satu mata rantai kontrol ( grup ). b. Sistem untuk nomor seri : .0 : elemen kerja .1 ` : elemen kontrol .2, .4



: semua elemen yang mempunyai pengaruh pada gerakan maju, ditandai dengan nomor seri genap.



.3 , .5



: semua elemen yang mempunyai pengaruh pada gerakan mundur, ditandai dengan nomor seri gasal.



.01, .02



: elemen antara elemen kontrol dan elemen kerja yaitu katup kontrol



aliran dan katup buangan-cepat.p Sistem penandaan pada nomor grup mempunyai keuntungan bahwa teknisi perawatan dapat mengenali pengaruh dari sinyal nomor pada komponen. contoh : jika terjadi kegagalan pada silinder 2.0, maka penyebabnya dapat ditemukan pada grup 2, oleh karena itu komponen dengan tanda angka pertama 2 harus diperiksa. Gambar 4.3 menunjukkan penandaan elemen dari sebuah mata rantai kontrol. Karena rangkaian hanya terdiri dari satu grup, maka semua elemen angka pertama bertanda 1, artinya lokasinya berada pada grup 1. Silinder ditandai dengan angka 1.0. Katup kontrol akhir ditanda dengan angka 1.1. Katup-katup yang menyebabkan silinder bergerak maju ditandai dengan angka : 1.2, 1.4 dan 1.6. Sedangkan katup yang menyebabkan silinder bergerak mundur ditandai dengan angka 1.3. Sumber energi ditandai 0.1.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



52



Gambar 4.3. Penandaan elemen pada Rangkaian Pneumatik 4.3.2 Penandaan Dengan Huruf Elemen kerja ditandai dengan huruf besar, elemen sinyal dan limit switch ditandai dengan huruf kecil. Bertolak belakang dengan tipe terdahulu, elemen sinyal dan limit switch tidak ditandai ke dalam kelompok grup.



Gambar 4.4 Silinder Kerja Ganda A, B, C…



: tanda dari elemen-elemen kerja ao, bo, co…. : tanda dari limit switch yang



digerakkan pada posisi belakang silinder A, B,C . a1, b2, c3… : tanda dari limit switch yang digerakkan pada posisi batang piston ke depan dari silinder A, B,C Keuntungan dari tipe ini adalah dapat dengan segera diketahui komponen sinyal yang sedang digerakkan jika silinder bergerak ke posisi yang dituju. Misalnya, gerakan A+ menunjukkan limit switch a1 yang diperintahkan bekerja, dan gerakan A- menunjukkan limit switch ao yang diperintahkan



bekerja.Dalam praktiknya, penandaan elemen-elemen suatu rangkaian



pneumatik menggunakan kombinasi angka dan huruf. 4.4 Diagram Rangkaian Pneumatik . Bentuk rangkaian pneumatik dapat ditelaah konstruksi dan dianalisis cara kerja dengan tujuan memahami fungsi dan karakteristik element-element pneumatik agar dalam



tepat



dalam menerapkan sistem kontrol pneumatik. Operasi sistem pneumatik terdiri dari dua cara kontrol : Kontrol langsung (direct control) yakni apabila udara bertekanan langsung mengalir ke final control element yang langsung mengendalikan gerakan actuator.. Kontrol tak langsung (indirect control) yakni apabila udara bertekanan melalui bermacam-macam control elemen yang menggunakan sinyal input, sinyal-sinyal pemroses TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



53 dan baru ke sinyal kontrol akhir. Cara ini digunakan untuk kontrol rangkaian pneumatic yang lebih kompleks Desain diagram rangkaian pneumatik dapat dilakukan dengan cara, antara lain; a. sinyal harus mengalir dari bawah ke atas . b. Jika kontrol rumit dan terdiri dari beberapa elemen kerja, rangkaian kontrol harus dibagi ke dalam rangkaian rantai kontrol yang terpisah. Satu rantai dapat dibentuk untuk setiap fungsi grup.



4.5 Kontrol Silinder Kerja Menggerakkan silinder adalah salah satu pertimbangan yang penting dalam pengembangan solusi dari sistem kontrol. Energi pneumatik dikirim ke silinder melalui sebuah katup tombol tekan. Rangkaian untuk keperluan tersebut dapat dikembangkan. 1. Kontrol Langsung Silinder Kerja Kontrol langsung adalah kontrol yang memberi perintah langsung pada aktuator. Kontrol langsung hanya dipilih jika : 



volume silinder tidak besar,







Proses perubahan dikontrol oleh satu elemen sinyal.



a. Kontrol Langsung Silinder Kerja Tunggal pengendalian langsung ialah udara pompa dari sumber energi langsung dikendalikan oleh katup pengarah untuk mengoperasikan silinder. Jadi katup pengarah berfungsi sebagai pelaksana signal input juga sebagai final control element



Gambar 4.5 Prinsip Kerja Kontrol langsung silinder kerja tunggal



Prinsip Kerja Rangkaian Katup kontrol arah 3/2 mempunyai 3 lubang : lubang masukan, lubang keluaran dan lubang pembuangan. Hubungan antara lubang ditentukan oleh lintasan dalam katup. Jumlah variasi aliran ditentukan oleh jumlah posisi katup, dalam hal ini ada 2 posisi. TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



54 Posisi Awal : Saat posisi awal semua bagian terhubung dan tombol tidak ditekan oleh operator. Udara bertekanan dari catu daya ditutup, piston masuk ke dalam oleh dorongan pegas kembali. Lubang masukan silinder dihubungkan ke lubang pembuangan melalui katup. Pengiriman bertekanan diputus oleh katup. Tombol ditekan : Menekan tombol tekan berarti memindahkan posisi katup 3/2, melawan pegas katup, katup teraktifkan pada posisi kerja. Udara bertekanan dari catu daya melalui katup masuk ke lubang masukan silinder kerja tunggal. Udara bertekanan menyebabkan batang piston bergerak keluar melawan gaya pegas. Setelah piston sampai posisi akhir langkah, maka tekanan udara dalam tabung silinder meningkat mencapai maksimum. Tombol dilepas : tombol dilepas, pegas di katup mengembalikan katup ke posisi awal dan batang piston silinder kembali masuk. Jika tombol tekan diaktifkan lalu dilepas sebelum silinder keluar penuh, piston masuk kembali secara langsung, maka ada hubungan langsung antara pengoperasian tombol tekan dan posisi silinder. Hal ini memungkinkan silinder bisa keluar tanpa mencapai akhir langkah. b. Kontrol Langsung Silinder Kerja Ganda Permasalahan Batang piston silinder kerja ganda bergerak keluar ketika sebuah tombol ditekan dan kembali ke posisi semula ketika tombol dilepas. Silinder kerja ganda dapat dimanfaatkan gaya kerjanya ke dua arah gerakan, karena selama bergerak ke luar dan masuk silinder dialiri udara bertekanan. Pemecahan Sebuah katup diperlukan untuk membangkitkan sebuah sinyal dan membatalkan sinyal yang lain ketika tombol dilepas. Katup 4/2 digunakan katup pembangkit sinyal dengan 2 lubang sinyal keluaran. Katup ini cocok untuk mengendalikan sebuah silinder kerja ganda. Komponen yang digunakan berupa : 1. Silinder kerja ganda dengan 2 lubang masukan, 2. Katup kontrol arah 4/2 dan pegas untuk gaya kembali, 3. Catu daya udara bertekanan dihubungkan ke katup 4/2, 4. Dua sambungan udara bertekanan antara katup dan silinder. Prinsip Kerja Rangkaian Silinder Kerja Ganda



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



55 Gambar 4.7 Prinsip kerja kontrol langsung silinder kerja ganda Posisi Awal Posisi awal semua hubungan dibuat tidak ada tekanan dan tombol tidak ditekan oleh operator. Pada posisi tidak diaktifkan, udara bertekanan diberikan pada sisi batang piston silinder, sedangkan udara pada sisi piston silinder dibuang melalui saluran buang katup. Tombol ditekan Posisi katup 4/2 menekan gaya pegas pengembali, katup aktif pada posisi kerja. Pada posisi ini suplai udara bertekanan dialirkan ke sisi piston silinder dan udara pada sisi batang piston dibuang keluar. Tekanan pada sisi piston mendorong keluar batang piston. Pada saat langkah keluar penuh dicapai, tekanan pada sisi piston mencapai maksimum. Tombol dilepas Tombol tekan dilepas, pegas pengembali menekan katup kembali ke posisi semula. Suplai udara bertekanan dialirkan ke sisi batang piston dan udara pada sisi piston dibuang keluar melalui katup, sehingga batang piston silinder kerja ganda masuk kembali. Kecepatan Silinder Kerja Ganda Kecepatan silinder keluar dan masuk berbeda karena volume silinder pada sisi batang piston lebih kecil daripada volume udara pada sisi piston. Volume suplai udara bertekanan selama arah masuk lebih kecil dari pada arah keluar sehingga gerakan silinder arah masuk lebih cepat dari pada arah keluar. Jika tombol tekan dilepas sebelum silinder keluar sampai langkah penuh, maka batang piston segera masuk kembali. Oleh karena itu ada hubungan langsung antara pengoperasian tombol dan posisi batang piston silinder. c. Prinsip Kerja kontrol Langsung (Direct Control) Silinder Kerja Ganda Gambar 4.8.a, silnder kerja ganda (1.0) dikendalikan secara langsung oleh katup 4/2 penggerak tombol, pembalik pegas, gambar 4.8b, silinder kerja ganda dikendalikan oleh katup 5/2 penggerak tombol, pembalik pegas. gambar 4.6c , silinder kerja ganda dikendalikan oleh katup 5/3 penggerak manual dengan detend.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



56



Gambar 4.8 Rangkaian dengan katup pengendali berbeda



2. Kontrol Tidak Langsung Silinder kerja Silinder yang keluar dan masuk dengan cepat atau silinder dengan diameter piston besar memerlukan jumlah udara yang banyak. Untuk pengontrolannya harus dipasang sebuah katup kontrol dengan ukuran yang besar juga. Jika tenaga yang diperlukan untuk mengaktifkan katup tidak mungkin dilakukan secara manual karena terlalu besar, maka harus dibuat rangkaian pengontrol tidak langsung. Disini melalui sebuah katup kedua yang lebih kecil, dihasilkan sinyal untuk mengaktifkan katup kontrol yang besar. a. Kontrol Tidak Langsung Silinder Kerja Tunggal Permasalahan Silinder kerja tunggal dengan diameter piston besar harus bergerak ke luar, pada saat tombol ditekan dan silinder harus masuk kembali pada saat tombol dilepas. Katup kontrol arah 3/2 dengan pengaktifan udara dapat dipasang sedekat mungkin dengan silinder. Ukuran katup harus besar bila silinder yang dikontrolnya dalam ukuran besar, sedangkan katup tombol bisa berukuran kecil . Katup tombol dapat dipasang agak jauh dari silinder.



Gambar 4.9 Rangkaian tidak langsung silinder kerja tunggal Prinsip Kerja Rangkaian



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



57 Posisi Awal Pada posisi awal, batang piston silinder kerja tunggal 1.0 berada dalam keadaan masuk. Katup kontrol 1.1 tidak aktif karena posisi pegas pengembali dan lubang 2(A) membuang udara ke atmosfir bebas. Sehingga hanya saluran 1(P) katup 3/2 (katup kontrol 1.1) yang aktif. Tombol ditekan Katup tombol 3/2 (katup 1.2) membuka aliran udara dari 1(P) ke 2(A), dan sinyal yang dibangkitkannya dialirkan ke lubang kontrol 12 (Z) katup 1.1. Katup 1.1 diaktifkan melawan pegas pengembali dan mengalir udara dari 1(P) ke 2(A) terus ke silinder kerja tunggal sehingga menyebabkan silinder kerja tunggal bergerak keluar. Sinyal pengaktifan pada lubang 12(Z) tetap ada selama tombol masih ditekan dan sinyal akan hilang bila tombol dilepas.



Tombol dilepas Pegas pengembali katup tombol 1.2 menutup saluran 1(P) ke 2(A), sehingga suplai udara ke 12(Z) katup 1.1 terputus. Akibatnya sisa udara dari lubang 12(Z) katup 1.1 terbuang keluar lewat lubang 2(A) katup 1.2 . Hal ini membuat katup 1.1 kembali ke posisi awal karena pegas kembali dan aliran ke silinder kerja tunggal terblokir. Pegas silinder kerja tunggal mendorong silinder kembali ke posisi awal. b. Kontrol Tidak Langsung Silinder Kerja Ganda Permasalahan Silinder kerja ganda harus keluar pada saat tombol ditekan dan kembali lagi setelah tombol dilepas. Silinder berdiameter 250 mm, sehingga memerlukan udara banyak. Pemecahan Prinsip sama dengan silinder kerja tunggal, hanya berbeda katup kontrol arah yang menghubungkan ke silinder kerja ganda menggunakan katup 5/2. Gambar berikut adalah rangkaian tidak langsung silinder kerja ganda.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



58 a



b



Gambar 4.10 Rangkaian tidak langsung silinder kerja ganda Gambar 4.10b menunjukkan kontrol tidak langsung untuk silinder kerja ganda menggunakan dua buah katup 3/2 sebagai pemasok sinyal input dan katup 4/2 sebagai final control elemen c. Rangkaian Tidak Langsung Dengan Pengunci Sebuah silinder kerja ganda yang dikontrol oleh dua buah katup 1.2 dan 1.3, akan bergerak maju jika tombol katup 1.2 ditekan dan bertahan pada posisi akhir maksimum walaupun tombol katup 1.2 dilepas. Posisi ini akan bertahan terus sampai ada sinyal yang mengembalikan yaitu melalui katup 1.3. Katup kontrol akhir 1.1 yang digunakan dikenal dengan “ katup memori “. Katup ini berada pada posisi dimana perintah sinyal terakhir yang memberikannya. Gambar berikut menunjukkan cara kerja di atas :



Gambar 4.11 Rangkaian tidak langsung Dengan Pengunci Jika menggunakan katup kontrol akhir dengan pengembalian pegas, sinyal input yang diberikannya tidak dapat disimpan karena katup kontrol akhir akan kembali keposisi semula pada saat sinyal input dimatikan. Oleh karena itu, jika diperlukan fungsi memori maka perlu dibuatkan rangkaian khusus yang dapat memenuhi fungsi tersebut. Rangkaian tersebut dinamakan rangkaian pengunci, seperti pada gambar berikut :



Gambar 4.12 Rangkaian pengunci dengan dominan OFF Dengan menekan tombol katup 1.2, sinyal mengalir ke katup 1.3 dan mengaktifkan katup 1.6. Jika tombol 1.2 dilepas, katup 1.6 mempertahankan posisinya melalui katup fungsi logika ATAU 1.4 dan katup 1.3 tidak beroperasi. Untuk membatalkan pengunci, tombol katup 1.3 harus dioperasikan. Jika katup 1.2 dan katup 1.3 dioperasikan bersama, aliran yang



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



59 mengalir ke katup 1.6 terblokir dan tidak aliran yang keluar dari katup 1.6. Pada kasus ini rangkaian pada gambar 3.4 disebut “Dominan OFF “. Bila katup 1.3 terletak antara katup 1.6 dan katup 1.4 rangkaian dinamakan “Dominan ON” seperti pada gambar 4.9 berikut ini.



Gambar 4.13 Rangkaian pengunci dengan dominan ON d. Rangkaian Fungsi DAN Proses Sistem rangkaian kontrol dengan menggunakan dua sinyal secara bersamasama, dibutuhkan katup dua tekanan (two pressure valve). Katup dua tekanan disebut gerbang “DAN” karena fungsi logika dasar “DAN”. Ada 3 kemungkinan untuk mendapatkan rangkaian fungsi DAN di dalam sistem pneumatik yaitu : a) Rangkaian seri Pada rangkaian ini, fungsi DAN didapat dari dua katup atau lebih yang disambung secara seri seperti pada gambar berikut : Keuntungan : 1. tanpa peralatan tambahan, dengan demikian sumber kesalahan kemungkinan lebih sedikit dan merupakan solusi yang ekonomis. Gambar 4.14 Fungsi DAN melalui rangkaian seri Kerugian : 1.



di dalam praktiknya saluran sinyal antar komponen menjadi sangat panjang.



2.



sinyal dari katup 1.4 (gambar 4.1) tidak dapat dipakai bersama dengan sinyal



kombinasi yang lain karena sumbernya berasal dari katup 1.2 yang disambung seri. b) Fungsi DAN melalui katup 3/2 NO dengan pengaktifan udara Rangkaian seperti gambar berikut : Keuntungan : 1. sinyal dari katup 1.2 dan katup 1.4 dapat digunakan di dalam kombinasi sinyal lainnya karena sinyal komponen langsung didapat dari sumbernya. TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



60 2. saluran kedua sinyal dapat disambung dengan jarak pendek ke katup dua tekanan 1.6. 3. sinyal masukan ke lubang 12(Z) katup 1.6 dapat lebih kecil, sedangkan keluaran lubang 2(A) katup 1.6 lebih besar ( efek penguat ). Gambar 4.15



Fungsi DAN melalui katup 3/2



NO Kerugian : memerlukan lebih banyak komponen



c) Fungsi DAN melalui katup dua tekanan Rangkaian seperti pada gambar berikut : Keuntungan : • sinyal dari katup 1.2 dan katup 1.4 dapat digunakan kombinasi sinyal lainnya karena sinyal komponen langsung didapat dari sumbernya. • saluran kedua sinyal dapat disambung dengan jarak pendek ke katup dua tekanan 1.6. Gambar 4.16 Fungsi DAN melalui katup dua tekanan Kerugian : 1. memerlukan peralatan tambahan. 2. keluaran katup dua tekanan selalu memberikan sinyal lebih lambat atau lebih lemah. Di dalam praktiknya konfigurasi “DAN” dengan lebih dari dua masukan banyak ditemui.. Jumlah katup dua tekanan yang diperlukan dapat ditentukan dengan persamaan berikut : nv = ne - 1 nv = jumlah katup dua tekanan yang dibutuhkan ne = jumlah sinyal masukan Contoh : Berapa jumlah katup dua tekanan yang dibutuhkan, jika sinyal masukan yang diproses bersama-sama sebanyak 5? Bagaimana rangkaiannya ? Penyelesaian :



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



61 nv = ne - 1 = 5 - 1 = 4 ,



Gambar 4.17 Konfigurasi DAN dengan 5 masukan e. Rangkaian Fungsi ATAU Rangkaian



pneumatik fungsi ATAU menggunakan katup ganti.



Rangkaian kontrol



silinder kerja tunggal yang dijalankan dari dua tempat yang berbeda.



Gambar 4.18 Rangkaian fungsi ATAU Di dalam praktiknya konfigurasi ATAU dengan lebih dari dua masukan banyak ditemui.Jumlah katup ganti yang diperlukan dapat ditentukan dengan persamaan berikut : nv = ne - 1 nv = jumlah katup ganti yang dibutuhkan ne = jumlah sinyal masukan Contoh : Berapa jumlah katup ganti yang dibutuhkan, jika sinyal masukan yang diproses bersama-sama sebanyak 4 sinyal ? Bagaimana rangkaiannya ? Penyelesaian : nv = ne - 1 = 4 - 1 = 3



Gambar 4.19 Konfigurasi ATAU dengan 4 masukan 4.2. Pengaturan Kecepatan Gerak Aktuator Mempertimbangkan akan adanya bermacam-macam keperluan yang berhubungan dengan kecepatan gerak actuator, maka kecepatan gerak tersebut perlu dikendalikan atau diatur sesuai dengan tuntutan operasional. Dalam operasionalnya ada yang memerlukan TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



62 gerakan yang cepat ada yang lambat, ada yang memerlukan gerakan cepat di satu sisi dan gerakan lambat di sisi lain atau sebaliknya. Untuk keperluan itu digunakanlah katup pengatur aliran dan / atau katup pengatur tekanan. Untuk mendapatkan kecepatan dan kekuatan tinggi diperlukan tekanan udara bertekanan bertekanan tinggi pula. Hal ini akan diatur oleh katup pengatur tekanan. Sedangkan untuk mengatur kecepatan yang berbeda antara kecepatan masuk dan keluar digunakanlah katup pengatur aliran searah ( flow control valve ) Berikut ini beberapa contoh rangkaian pengaturan kecepatan gerak actuator ( piston ) :



a. Pengaturan Kecepatan Silinder Kerja Tunggal Pada silinder kerja tunggal, pengurangan kecepatan gerakan maju hanya efektif dilakukan oleh pengaturan udara masuk dan tidak mungkin menambah kecepatan gerakan maju dengan menggunakan katup buangan cepat. Pengurangan kecepatan silinder dilakukan dengan menggunakan katup kontrol aliran satu arah seperti pada gambar berikut ini.



Gambar 4.28 Pengaturan Kecepatan Silinder Kerja Tunggal Pengurangan kecepatan gerakan maju dan mundur pengaturan terpisah dan gabungan. Menambah kecepatan gerakan mundur dapat dilakukan dengan katup buang cepat.



Gambar 4.20 Penambahan kecepatan gerakan maju dan mundur b. Pengaturan Kecepatan Silinder Kerja Ganda Pada silinder kerja ganda memungkinkan melakukan pengaturan aliran udara masuk dan udara buangan untuk mengurangi kecepatan gerakan maju dan mundur. Katup buangan cepat dapat digunakan untuk menambah kecepatan maju maupun mundur. Pengurangan kecepatan silinder dengan pengaturan terpisah untuk gerakan maju dan mundur seperti gambar berikut :



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



63 Gambar 4.20b Pengaturan Kecepatan Silinder Kerja Ganda



4.6 Aturan dasar merakit rangkaian pneumatik



4.7 Prinsip Kerja Rangkaian Pneumatik Nama Rangkaian Rangkaian



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



Diskripsi Soal



A. Mas’ud



64 Direct Actuation untuk Single Acting Cylinder



Apabila katup 3/2 NC dengan pushbutton ditekan, maka single acting cylinder akan maju. Dan apabila pushbutton dilepas, silinder akan mundur



Indirect Actuation untuk Single Acting Cylinder



Direct



Cara kerjanya sama seperti latihan pertama. Yang membedakan adalah pada latihan 1 pushbutton langsung digunakan untuk memajukan single acting cylinder, sedangkan untuk latihan yang kedua, pushbutton hanya memberi sinyal pada katup 3/2 NC single pilot agar slinder maju



Actuation



untuk Double



Apabila pushbutton 1 ditekan, maka silinder maju dan apabila pushbutton 2 ditekan silinder mundur



Acting Cylinder



Indirect Actuation



Cara kerja : pushbutton 1 memberi sinyal agar silinder maju dan pushbutton 2 digunakan untuk memberi sinyal agar silinder mundur. tambahan katup 5/2 (5/2 way directional control valves) untuk membuat kontrol secara tidak langsung. Posisi silinder pada saat berhenti, baik didepan maupun dibelakang kondisinya sangat kuat, berbeda dengan kontrol secara langsung.



untuk Double Acting Cylinder



Nama Rangkaian Aplikasi Shutle Valve dalam rangkaian Pneumatik



Aplikasi Dual Pressure Valve (AND



function)



dalam rangkaian



Rangkaian



Prinsip Kerja Untuk membuat Double Acting Cylinder bisa maju ada dua pilihan pushbutton. Pushbutton 1 atau 2. Apabila dua-duanya dilepas, silinder akan mundur.



Untuk membuat Double Acting Cylinder maju, syaratnya dua buah pushbutton harus ditekan bersama-sama. Salah satu pushbutton dilepas, silinder akan kembali keposisi semula



Pneumatik



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



65 . Kombinasi shutle



Untuk membuat silinder maju ada dua pilihan, silinder satu atau silinder dua. Apabila silinder berada diujung penuh dan pushbutton tiga ditekan silinder mundur. Kecepatan maju mundur silinder bisa diatur.



valve dan dual pressure valve



Apabila katup 3/2 dengan selector switch diaktifkan, maka double acting cylinder bergerak maju mundur secara continue. Dan apabila selector switch di matikan, silinder akan kembali ke posisi semula



Gerakan Silinder secara kontinue (continue cycle)



4.8 Rangkaian Semi Otomatis Apabila tombol 1.2 ditekan udara pemandu (signal) dari 1.2 menuju ke katup 1.1 akan mengubah posisi katup 1.1 sehingga piston bergerak maju, kemudian secara otomatis kembali mundur setelah piston menyentuh katup 1.3



Gambar 4.21 Rangkaian semi otomatis Gambar 4.21b. menunjukkan bahwa piston akan kembali mundur secara otomatis akibat pengaturan tekanan pada sequence valve



(1.3) .Pada waktu piston bergerak maju dan



mencapai titik mati depan maka tekanan udara akan meningkat kemudian mengalir ke katup 1.3. Bila tekanan telah mencukupi maka katup 1.3 akan membuka dan mengalirkan udara pemandu ke 1.1 untuk mengubah posisi katup. Dengan posisi ini piston akan bergerak mundur.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



66



Gambar 4.22 Rangkaian semi otomatis dengan katup sequence Gambar 4.22 menggunakan katup sequence untuk mengatur udara pemandu, yaitu apabila tekanan udara telah mencukupi udara akan membuka katup sequence melalui lubang 12 4.9 Rangkaian Otomatis Rangkaian otomatis artinya rangkaian akan beroperasi secara terus - menerus (continue) seketika katup start (1.4) dihidupkan (switch on) dan akan berhenti bila katup start diberhentikan (switch off) Gambar 4.23 Rangkaian Otomatis Gambar 4.23 rangkaian otomatis silinder 1.0 yang bergerak maju-mundur secara otomatis sampai katup on/off 1.4 dimatikan. Katup-katup 1.2 dan 1.3 merupakan sensor-sensor sehingga piston dapat bergerak bolak-balik setiap ujung piston menyentuh katup tersebut 4.10 Rangkaian dengan pengatur waktu dan katup buang cepat Rangkaian dengan pengatur waktu (timer) digunakan dalam operasi rangkaian pneumatik memerlukan waktu berhenti sesaat, misalnya untuk welding dua batang kawat. Sedangkan katup buang cepat digunakan apabila memerlukan gerakan piston berjalan lebih cepat. Gambar 4.24 menunjukkan piston bergerak maju diperlambat oleh flow control 1.02. sampai menyentuh rol katup 1.3 dan langsung mundur. Udara pemandu (signal) ditunda oleh timer agar berhenti sejenak. Setelah timer mengeluarkan udara pemandu (signal) yang mengubah posisi katup 1.1 barulah piston bergerak mundur. Karena udara buang keluar dengan cepat melalui katup buang cepat 1.03 maka gerakan mundur lebih cepat.Rangkaian ini dapat dioperasikan melalui katup 1.2 atau katup melalui katup 1.4 dan 1.6 secara bersamaan.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



67



Gambar 4.24 Rangkaian otomatis dengan time delay



Gambar 4.25 Rangkaian otomatis dengan time delay dan katup sequence



Prinsip kerja : Posisi awal : 1S3 aktif sehingga udara bertekanan masuk mengaktifkan time delay valve NC (OZ3), dan ketika tunda waktu mencapai batas yang ditentukan maka posisi OZ3 berubah, sehingga udara dari compressed air supply masuk untuk mengaktifkan two pressure (OV2). Pada saat 1S1 ditekan, maka udara bertekanan masuk melewati katup DAN(OV2) untuk mengaktifkan posisi katup kontrol 5/2 sehingga udara bertekanan dari pressure control valve with manometer (O4) masuk melewati one-way flow control valve (1V2) TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



68 untuk mendorong piston silinder kerja ganda bergerak maju.setelah batang piston silinder menyentuh 1S4, maka 1S4 mengaktifkan compressed air supply yang menuju pressure sequence valve (OZ5), setelah tekanan udara didalam silinder mencapai 5 bar, maka pressure sequence valve (OZ5) bekerja dan udara bertekanan mengaktifkan katup kontrol akhir 5/2 sehingga udara bertekanan dari pressure control valve with manometer [OZ4] masuk melewati KKA 5/2 mendorong piston silinder bergerak mundur . c. Pengontrolan kecepatan gerak piston silinder kerja tunggal Kecepatan maju ataupun mundur diatur atau dikendalikan dengan menggunakan adjustable flow control yang di-by pass dengan check valve. Kecepatan dapat diatur sesuai dengan kehendak operator dengan memutar baut pengatur .



Mesin penempel label Gerakan piston turun pelan-pelan untuk menempel kan lebel. Pada contoh ini yang diatur adalah aliran udara masuk sehingga disebut in-line-speed-control atau meter-in-control.



Gambar 4.26 Rangkaian pneumatik Mesin penempel label 4.2.2. Pengontrolan gerak piston silinder kerja ganda Pada diagram terlihat saat piston didorong maju (outstroke ) udara di depan piston didorong keluar. Dengan dipasangnya flow control pada saluran keluar dan dengan posisi seperti gambar maka udara yang keluar dihambat. Dengan demikian kecepatan piston juga dihambat yang berarti kecepatan gerak piston dikendalikan menjadi semakin lambat. Posisi pengaturan seperti ini disebut exhaust-speed-control atau meter out control.



Gambar 4.27



Pengontrolan gerak piston silinder



kerja ganda



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



69 Gambar 4.28 menunjukkan pengaturan exhaust speed control tetapi untuk kedua belah sisi silinder. Kecepatan piston dapat diatur berbeda antara kecepatan maju dan mundur. Gambar 4.28 pengaturan exhaust speed control Alat Penjepit Demi keamanan pada alat penjepit dipasang flow control pada lintasan buang,sehingga pada proses penjepitan rahang bergerak palan-pelan sampai penjepitannya kuat.Cara pengaturan ini jtermasuk pengaturan aliran keluar atau exhaust speed control. gambar 4.29. Kerjakan Soal Dibawah ini 1. Beri tanda pada komponen dan identifikasi komponen sistem pneumatik 2. Jelaskan prinsip dan cara kerja komponen pneumatik. 3. Jelaskan dan interpretasikan diagram rangkaian pneumatik dan mengoperasikannya. 4. Sebutkan macam- macam Katup (valve) dan Sebutkan macam- macam actuator 5. Sebutkan karakteristik dari silinder pneumatik. 6. Apa kegunaan dari silinder dan elemen pneumatik ? 7. Jelaskan Penomoran pada lubang terminal dan posisi awal ? 8. Pada permesinan dapat dipakai sebagai pengoperasian apa saja? 9. Pengembangan produk dalam pneumatik bisa dibagi dalam apa saja ? 10. Apa yang dimaksud dengan air muscle dan apa kelebihan air muscle? 11. Sebutkan jenis penggerak katup ? 12. Apa yang dimaksud dengan tata-letak rangkaian ? 13. Gambar rangkaian pneumatik kontrol tidak langsung dan jelaskan prinsip kerja. 14. Berilah tanda pada elemen-elemen kontrol rangkaian pneumatik di bawah ini ! 15. Gambar Rangkaian pengunci dominan ON dan OFF dan jelaskan prinsip kerjanya. 16. Bagaimana cara mengatur kecepatan gerak maju-mundur batang silinder ? 17. Beri penandaan nomor pada komponen dalam rangkaian pneumatic gambar 4.1. 18. Apa keuntungan dan kerugian menggunakan fungsi DAN dengan Rangkaian seri dibandingkan Fungsi DAN melalui katup 3/2 NO dengan pengaktifan udara



SOAL PNEUMATIK 1. Stasiun pengiriman mengangkat benda kerja dari sabuk konveyor. Batang piston silinder bergerak keluar pada saat katup tuas roll 3/2 tertekan oleh benda kerja dan tombol START ditekan oleh operator . Begitu tombol dilepas silinder kembali ke posisi awal. 2.



Benda kerja dicetak dengan stempel yang digerakkan oleh silinder kerja ganda. Setelah tombol ditekanan dilepas , stempel harus bergerak keluar dan mencetak benda kerja. Silinder akan kembali jika stempel telah mencapai posisi pencetakan dan tekanan yang diinginkan (telah diatur sebelumnya) terpenuhi. Katup tuas roll digunakan untuk mengetahui posisi pencetakan telah tercapai. Tekanan cetak maksimum harus dapat diatur.



3.



Silinder kerja ganda digunakan untuk mengepres dan mengelem komponen. Dengan menekan tombol, silinder akan keluar dan berhenti pada katup tuas roll, setelah mencapai TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



70 posisi pengepresan, silinder mengepres selama 6 detik dan setelah itu kembali ke posisi awal. Start berikutnya hanya mungkin dilakukan apabila silinder sudah berada pada posisi awal. Silinder bergerak keluar secara perlahan dan kembali relative lebih cepat. Kecepatan bisa diatur. 4.



Stasiun pengiriman mengangkat benda kerja dari sabuk konveyor. Batang piston silinder bergerak keluar pada saat katup tuas roll 3/2 tertekan oleh benda kerja dan tombol START ditekan terus dilepas oleh operator . Silinder kerja keluar sampai mencapai maximum berhenti mengisi botol teh selama 10 detik dan setelah mengisi secara otomatis kembali ke posisi awal



Tugas yang harus dikerjakan : a. Gambarlah rangkaian kontrol pneumatik pada masing-masing alat b. Berikan penomoran pada tiap elemen dalam rangkaian. c. Beri nomor dan huruf tiap lubang pada masing-masing komponen dalam rangkaian d. Tulis prinsip kerja rangkaian pneumatic dan prinsip kerja alat. e. Masing-masing rangkaian digambar dengan ballpoint. f. Sebutkan semua nama komponen yang digunakan.



A. Alat Penuang (Kontrol Tidak Langsung) Dengan menggunakan alat penuang, cairan dituang dari mangkuk. Mangkuk akan miring dan cairan dalam mangkuk keluar jika tombol pneumatik ditekan.Penekanan tombol dilepas, mangkuk kembali ke posisi semula. B. Mesin Perakit (Fungsi Logika DAN) Dengan menggunakan mesin perakit, komponen ditaruh di dalam mesin tersebut. Alat perakit akan maju merakit komponen di dalam mesin tersebut jika dua tombol switch ditekan bersama-sama. Penekanan tombol dilepas, alat perakit kembali ke posisi semula dan siap untuk memulai pekerjaan baru. C. Kontrol Penutup (Fungsi Logika ATAU) Kontrol penutup digunakan untuk mengosongkan material di dalam kontainer. Kontrol penutup akan membuka dan mengosongkan isi kontainer jika salah satu dari dua tombol switch pneumatik ditekan. Penekanan tombol dilepas, alat pembuka menutup kembali seperti posisi semula. D. Alat penekuk Permukaan lembaran logam dibentuk U menggunakan silinder pneumatik. Memulai gerakan dilakukan dengan menekan tombol, jika tombol dilepas batang silinder kembali ke posisi semula. Silinder(1.0) berdiameter 150 mm dan panjang 100 mm. Maju silinder dapat diatur secara perlahan, sedang gerakan kembali dilakukan cepat. TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



71



E. Alat Pemindah Alat pemindah barang, untuk memindahkan dari satu jalur ke jalur konveyor lain. Dengan menekan tombol, batang piston pengayun pada silinder menekan piring putar lewat pawl. Barang dipindah dan didorong maju pada arah terbalik. Dengan menekan tombol lain unit pengarah akan mati.



5. Rangkaian Pneumatik Multi Aktuator 5.1 Diagram Rangkaian Pneumatik Permasalahan perlu jelas dalam membuat rangkaian pneumatic multi aktuator. untuk apa tujuan rangkaian, bagaimana gerakan utama dari setiap actuator, jenis actuator yang digunakan, jenis pengindera - signal ( sensing device dan signal cut-out )yang digunakan, kondisi-kondisi tambahan . Langkah yang sebaiknya ditempuh antara lain sebagai berikut : 1. Buat gambar sket sederhana dari rangkaian komponen sistem pneumatic 2. Buat diagram step pemindahan ( displacement step diagram ) lengkap dengan nomornomor aktuator, nomor katup dan nomor langkah.. 3. Gambar komponen rangkaian secara simbolis menurut tata letak. 4. Hubungkan komponen-komponen dengan garis-garis sesuai dengan fungsinya yaitu garis pemandu untuk fungsi kontrol dan garis kerja untuk fungsi penggerak. 5. Cantumkan nomor komponen sesuai dengan kaidah, 6. Analisis cara kerja rangkaian dengan membaca diagram rangkaian tersebut. 7. Periksa di mana pemutusan signal harus terjadi, dengan menggunakan diagram fungsi. 8. Test rangkaian dengan simulasi fluid sim. 5.2 Rangkaian Pneumatik dengan dua aktuator



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



72



Pembahasan rangkaian pneumatik multi actuator dimulai dari rangkaian dua actuator. Berikut ini rangkaian satu siklus yang bekerja secara otomatis dan kontinyu. Contoh : Pemindahan paket secara pneumatik : Paket datang dari ban berjalan, diangkat oleh silinder A, setelah sampai di atas kemudian didorong ke ban berjalan lain oleh silinder B. Silinder B kembali mundur setelah silinder A kembali ke awal.. Signal untuk start menggunakan push button manual dan hanya untuk satu siklus. Jadi setiap siklus, push button harus ditekan.



Untuk membuat rangkaian sesuai contoh di atas, maka kita susun diagram rangkaian menganut urutan dengan gerak piston A maju disusul B maju, kemudian A mundur disusul B mundur, atau dituliskan sebagai : A+ . B+ , A- , B-



Gambar.1.c



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



73 1.



Tombol start terus ditekan maka akan terjadi blok yaitu over-lapping signal katup 1.2 sehingga tidak bekerja dan rangkaian berhenti pada langkah ke tiga . Agar rangkaian dapat berjalan, tombol katup 1.2 harus dilepas. Maka step ke tiga dapat dilanjutkan ke step ke empat dan rangkaian telah sempurna menempuh satu siklus.



2.



Rangkaian akan berjalan secara otomatis, apabila di tambahkan katup 1.4 pada akhir langkah mundur silinder B kemudian dihubungkan dengan katup 1.2.



3.



Suplai udara dari service unit 0.1 dan melalui katup 0.2 ke seluruh system. Udara pompa bekerja memposisikan piston mundur ( - ) dan berhenti di katup 1.2, 1.3, 2.2 dan 2.3. Pada waktu katup 1.2 dioperasikan (on) udara melalui katup 1.4 yang terbuka (on) menuju silinder A dan mendorong piston maju (+)., piston menyentuh sensor katup 2.2. yang mengalirkan udara ke katup 2.1 sehingga posisi berubah dan melalui katup 2.1 udara dari working line disalurkan ke silinder B untuk mendorong piston maju.



4.



Piston menyentuh sensor katup 1.3 untuk menyalurkan signal udara ke katup 1.1 dari sebelah kanan. Posisi katup berubah dan udara bertekanan masuk silinder A untuk mendorong piston mundur sampai menyentuh Katup sensor 2.3 hingga membuka saluran udara yang memberikan signal ke katup 2.1. Posisi katup 2.1 berubah, udara bertekanan disalurkan ke silinder B untuk mendorong piston mundur hingga menyentuh Katup sensor 1.4 hingga membuka saluran udara dan mengubah posisi katup 1.1 untuk menyalurkan udara bertekanan untuk mendorong piston maju yang kedua kalinya. Demikianlah cara kerja rangkaian ini secara kontinyu dan otomatis. Untuk mematikan atau



menghentikannya cukup dengan meng “ off “ kan katup 1.2. Cara lain penggambaran diagram rangkaian adalah seperti gambar 2 berikut ini. TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



74



5.3 Kontrol Penunda Waktu Gerak Berangkai Dua Aktuator Rangkaian pada sistem kontrol yang menggunakan katup penunda waktu ( time delay valve atau timer ). Rangkaian gerakan : A+, B+, A- dan B-.



5.4 Rangkaian Pneumatik Dengan Tiga Aktuator



Diagram rangkaian pengontrolan gerak berantai tiga silinder, Gerakan secara otomatis berkesinambungan yaitu :A+,B+,C+,A-,B-,dan C-..



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



75



5.5 Sequence solution methods Solusi utama untuk memecahkan urutan adalah: 1.



Cascade (pneumatik)



2.



Register geser (pneumatik)



3.



Elektro-pneumatik



4.



PLC (Programmable logic controller)



Rangkaian Cascade menyediakan metode standar untuk memecahkan urutan apapun. Menggunakan minimal hardware logika tambahan. Pergeseran mendaftar rangkaian mirip dengan kaskade tetapi menggunakan satu katup logika untuk setiap langkah Elektropneumatik rangkaian menggunakan katup solenoid dan elektro-mekanik relay PLC. Solusi standar untuk menengah ke sistem sekuensial kompleks . a. Cascade two group 1. A + B + B-A-rangkaian diselesaikan dengan metode kaskade dua kelompok 2. Urutan ini dibagi pada titik di mana B segera kembali 3. Dua bagian dialokasikan l kelompok dan II 4. Gp l A + B + / Gp II B-A5. Dua pasokan sinyal dari katup 5/2 hanya tersedia dalam kelompok l yang lain tersedia dalam kelompok II 6. satu output kelompok tidak mungkin memiliki sinyal lawan TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



76 7. Katup 5/2 standar tekanan katup ganda dioperasikan adalah katup kaskade



b. Cascade Building Blocks Dua kelompok blok bangunan terdiri dari katup tuas untuk menjalankan dan mengakhiri urutan ditambah pilot 5/2 ganda dioperasikan kaskade katup. Untuk sistem dua kelompok terdiri dari berbagai jumlah silinder blok bangunan dan blok bangunan silinder adalah semua yang diperlukan untuk memecahkan urutan Tiga kelompok blok bangunan menetapkan pola interkoneksi yang dapat diperpanjang ke sejumlah kelompok When a sequence has a cylinder operating twice in one overall sequence a dual trip building block may be required for each of the two feedback valves The supply will be from different groups and the output go to different destinations Example is for feedback valve a1 of cylinder A when A is sent + both in Group x and Group y c. Dual trip building blocks Operasi silinder dua kali dalam satu urutan keseluruhan blok dual trip gedung, diperlukan masingmasing dua katup umpan balik. Pasokan berasal dari kelompok berbeda dan output pergi ke tujuan berbeda Contoh: Untuk umpan balik katup silinder a1 A ketika yang dikirim + kedua di Grup x dan y Grup Desain Diagram Rangkaian Secara Metodik Dengan Pemotongan Sinyal Melalui Katup Memori Kotak Hitam Rangkaian Berurutan. 1. e1 sampaie4 menunjukkan sinyal input 2. s1 sampais4 menunjukkan sinyal output



Kondisi Kotak Hitam 1. Jumlah sinyal input sama dengan jumlah sinyal output 2. Satu sinyal output harus ditentukan kemasing-masing sinyal output 3. Sinyal output harus disimpan, artinya sinyal output yang diinginkan harus tetap keluar jika sinyal input dimatikan TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



77 4. Hanya boleh satu sinyal yang keluar pada saat yang sama 5. S i n y a l i n p u t



Hanya satu sinyal output yang aktif Pada kondisi awal sinyal terakhir yang aktif Cara kerja sinyal berurutan. Jumlahsinyalinput sama dengansinyaloutput Jumlah katup pembalik= jumlah sinyal output dikurangi satu



h a n y a b o l e h efektif pada urutan yang sama, misalnya1 -2-3-4-1 Rangkaian Dengan 4 Sinyal Output 1. 2. 3. 4. 5.



Rangkaian Dengan 2 Sinyal Output



Rangkaian Dengan 3 Sinyal Output



Rangkaian Dengan 4 Sinyal Output Katup fungsi “DAN” digunakan agar sinyal input en hanya dapat lewat jika sinyal output sebelumnya Sn-



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



78 1 telah digunakan



Prinsip Kerja Stepper Sequencer Dengan 4 Sinyal Output



Prinsip Kerja Stepper Sequencer Dengan Katup “DAN”



Katup fungsi“DAN” digunakan agar sinyal input en hanya dapat lewat jika sinyal output sebelumnya Sn-1 telah digunakan



Stepper Sequencer dengan reset PrinsipKerjaStepper Sequencer Dengan Reset



ModulStepper Sequencer TipeTAA



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



79



ModulStepper Sequencer TipeTAB



Stepper Sequencer 4 Modul



Modul tambahan



Metode Cascade Konfigurasi Minimal 1.Bagi gerakan kedalam group 2.Dalam setiap group tidak boleh ada gerakan dari actuator yang sama 3.Buat group dengan mencantumkan gerakan silinder berbeda sebanyak mungkin 4.Jumlah katup pembalik= Jumlah group –1 5.Jalur yang pertama aktif adalah jalur yang tertinggi 5.6 Penyusunan diagram Rangkaian Dengan Sistem Cascade Sistem cacade digunakan mengatasi signal yang overlap pada satu katup pengarah (final control element). misal dikehendaki Gerakan piston dengan urutan:A+ , B+, B-, A- . pada diagram fungsi signal katup 1.2 dan 1.3 pada step 1 terjadi overlap. Demikian juga pada katup 2.2 dan 2.3 step ke 3 . Dengan overlap, 1. Rangkaian tidak dapat di start TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



80 2. langkah mundur tidak terjadi. Pada diagram rangkaian, signal katup 1.4 overlap dengan katup 1.3 ,sehingga katup 1.1 tidak berubah posisi. sehingga signal katup 1.3 harus dihentikan (Cut-out ) agar posisi katup 1.1 dapat berubah dan rangkaian dapat bekerja. Demikian juga antara signal dari katup 2.2 dan 2.3, signal katup 2.3 juga harus dihentikan atau dialihkan Untuk pengalihan atau pemutusan signal digunakan tambahan katup yaitu katup 4/2 DCV atau katup 5/2 DCV pemandu pneumatik, kemudian



dibuat grup-grup



signal dengan



menggunakan bus-bar. Kelompok 1 melayani signal untuk gerak piston maju misalnya dan kelompok 2 untuk melayani gerak piston mundur. Pengelompokan signal yang menggunakan katup 5/2 DCV pemandu pneumatik.



Diagram rangkaian yang disusun dengan sistem cascade.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



81



Rangkaian diagram yang disusun dengan sistem cascade dengan menambahkan katup AND yang berfungsi untuk mengontrol bahwa signal pada satu katup pemandu benarbenar selesai bertugas , baru signal yang lain bekerja pada katup pemandu yang lain 5.7 Diagram Rangkaian Pneumatik Dengan Shift Register (pemindah saluran) Shift register adalah alat pemindah saluran aliran udara bertekanan disalurkan ke saluran tertentu sesuai dengan keperluan gerak aktuator yang dikehendaki.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



82 Mesin gergaji aluminium otomatis Benda kerja didorong sampai posisi akhir ke stoper oleh silinder 1.0. Silinder 2.0 menjepit benda. Setelah pengekleman cukup kuat silinder 3.0 menggerakkan gergaji maju perlahan untuk gerakan pemakanan. Benda kerja terpotong kemudian pisau gergaji mundur ke posisi semula. Penjepitan dilepas dengan mundurnya silinder 2.0 dan benda kerja didorong keluar (ejected) oleh silinder kerja tunggal 4.0.



Gambar 10a



Gambar 10b



Bila rangkaian dikontrol menggunakan idle return roller maka urutan kerja sebagai berikut :



Diagram rangkaian dengan pengendali idle return roller



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



83



Bila pengaturan dengan sistem cascade, urutan kerjanya seperti grafik berikut :



Diagram rangkaian yang disusun dengan sistem cascade



Gambar 10d



Grafik urutan kerja dari rangkaian yang dikendalikan dengan sistem shift register, dengan susunann atau konfiguras minimum.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



84



Grafik urutan kerja dari rangkaian yang dikendalikan dengan sistem shift register, dengan susunann atau konfiguras maksimum.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



85 Diagram rangkaian dengan shift register maksimum konfigurasi



Penerapan pada mesin / peralatan khusus. Sebetulnya penerapan atau pemakaian system pneumatic di industri sangatlah luas. Disini akan kita bahas pemakaiannya pada mesin / peralatan khusus dan ini pun hanya kita ambil beberapa contoh saja. 1) Mesin Penyambung Thermoplastics ( Welding Machine for Thermoplastics ) Pada mesin ini diterapkan sistem pengendalian dua silinder pneumatik yang bergerak secara paralel atau secara bersama-sama. Perhatikan gambar ( gambar 15.a ) Gambar 15.a Mesin Penyambung



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



Gambar 15.b Diagram Step



A. Mas’ud



86



Cara kerja mesin dapat dijelaskan melalui diagram step dan diagram rangkaian gambar 15.b. Pada posisi awal, silinder 1A dan 2A berada pada posisi mundur ( - ). Katup sensor 1S1 dan 2S1dalamkeadaan bekerja (terbuka ). Bila push button OS1 dioperasikan maka isyarat . (udara pemandu ) akan mengoperasikan katup OV3, 1V1 dan 2V1 sehingga piston dari silinder 1A dan2A akan maju bersama-sama ( parallel ). Begitu piston menyentuh katup sensor 1S2 dan 2S2 maka katup terbuka dan mengalirkan isyarat, tetapi masuk dulu ke katup penunda waktu atau timer sehingga baru setelah beberapa detik katup OV3 , 1V1 dan 2V1 bekerja untuk menggerakkan piston mundur. Pada waktu piston menyentuh katup 1S1 dan 1S2 isyarat akan mengoperasikan lagi katup OV3, 1V1, 2V1 sehingga piston majulagi.dan seterusnya otomatis.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



87



Gambar 15c



2) Alat pemadat sampah Alat ini menggunakan prisip pengendalian dua silinder yang bergerak masing-masing sesuai dengan urutan yang didesain . Urutan garak silinder dapat dilihat pada diagram step.Sedangkan cara kerjanya dapat dilihat pada diagram rangkaian .Perhatikan gambargambar berikut..



Gambar 23.c



Gambar 16b Gambar 16a



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



88



Gambar 16d



Rangkaian ini akan bekerja satu siklus saja apabila katup on / off 1S1 ditekan kemudian dilepas. Tetapi bila ingin bekerja secara otomatis dan berkesinambungan maka katup 1S1 harus ditekan terus. Katup sequen OZ3 berfungsi untuk membuat urutan gerak silinder 2A sedikit tertunda sehingga diagram step seperti gambar 23.c. 3) Drilling Machine Drilling machine atau mesin gurdi (mesin bor) secara pneumatis menggunakan dua silinder kerja ganda dan sebuah silinder kerja tunggal. Perhatikanlah gambar berikut.



G Drilling machine pneumatis Urutan kerja adalah : 1A+,2A+,2A-,1A-,3A+,3A-. Aktuator (silinder) 2A menggerakkan langkah pemakanan (feeding ) dikendalikan oleh silinder hidrolik sehingga kecepatan geraknya konstan dan dapat diperlambat melalui flow control. Cara kerja secara lengkap perhatikanlah gambar 24.c



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



89



Gambar 17c 4) Pneumatic Counter Rangkaian ini merupakan penghitung dengan system Binary.danmenerapkan logic control system . Silinder 1A ditempatkan pada sebelah kiri sebagai ( 2 1 ) di dalam system Binary Sedangkan silinder 2A ditempatkan di sebelah kanan sebagai ( 2 0 ). Katup 1V mendapat isyarat dari katup AND ( 3V2 ) untuk menggerakkan piston silinder 1A maju dan mendapat isyarat dari katup AND ( 3V4) untuk mundur. Katup 2V berubah empat kali yang digerakkan dengan isyarat dari katup OR (3V5) dan (3V6) Perhatikan gambar 18.a dan 18.b berikut ini. Kesimpulan : - Katup AND (3V1) menghitung dari 0 ke 1 -



Katup AND (3V2) menghitung dari 1 ke 2



-



Katup AND (3V3) menghitung dari 2 ke 3 Katup AND (3V4) menghitung dari 3 ke 0



Gambar 18a



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



90



Gambar 18b



SOAL PNEUMATIK Tugas : 1 . Sebutkan nama-nama komponen yang dibutuhkan dan gambar simbol komponennya. 2 . Gambarkan rangkaian kontrolnya. 3 . Beri penomoran pada komponen dan rangkaian pneumatik 4 . Prinsip kerja rangkaian pneumatik. 1. Mesin Pelipat Pengoperasian dua



buah



tombol



tekan



menyebabkan elemen pembengkok pada mesin pelipat mendorong turun ke bawah dan menahan ujung lembaran plat dengan luas penampang 40 x 5. Jika kedua atau salah satu tombol tekan dilepas, silinder kerja ganda (1.0) kembali ke posisi inisial.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



91



2. Pemisah Peti Peti dipindahkan dari gudang penyimpanan ke tempat perakitan dengan menggunakan silinder kerja ganda. Operasi kerja dimulai menggunakan sebuah tombol tekan dan sakelar pedal kaki. Silinder kerja ganda (1.0) akan bergerak keluar jika salah satu dari tombol atau pedal ditekan. Setelah silinder



mencapai



gerakan



maksimal



kemudian



kembali secara otomatis. Gerakan maju silinder secara



perlahan,



sedangkan



gerakan



mundur



dilakukan secara cepat. Proses berikutnya tidak dapat dimulai sebelum silinder benar-benar mencapai posisi minimal. 3. Pemisah Jalur Lintasan Ban berjalan diubah posisinya ke atas atau ke bawah dengan menggunakan silinder kerja ganda. Batang piston silinder kerja ganda akan keluar menghubungkan ban berjalan atas, jika tombol pertama ditekan. Tombol pertama dilepas, batang piston tetap pada posisinya. Jika tombol



kedua



ditekan



batang



piston



masuk



menghubungkan ban berjalan bawah. Gerakan silinder keluar dan masuk secara perlahan. Kondisi lain yang harus diperhatikan : • Jika kedua tombol ditekan bersamasama maka kondisinya adalah batang piston silinder tetap di dalam ( dominan off) atau batang piston silinder ke luar (dominan on) 4. Penjepit dengan Pengungkit Togel Penjepit dikontrol oleh salah satu dari dua buah tombol. Untuk melepas benda tersebut dipergunakan satu tombol lain. Kondisi lain yang harus dipenuhi : • Menjepit hanya mungkin apabila benda ada di tempat. •



Benda tak dapat dilepas selama proses kerja (



pengeboran ). •



Kecepatan silinder saat menjepit harus dapat diatur.



•



Melepaskan benda dengan cepat. 5. Alat Perekat Pemanas



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



92 Menggunakan tekanan panas, bahan pengepakan direkatkan melalui aplikasi panas dan tekanan. Rel pemanas bergerak keluar memanasi bahan pengepakan sepanjang bidang bahan perekat, apabila benda ada di tempat dan sebuah tombol atau pedal kaki ditekan. Setelah tekanan perekatan yang diinginkan tercapai maka rel pemanas kembali ke posisi semula dan alat siap memulai tugas baru. SOAL LATIHAN 1.



Stasiun pengiriman mengangkat benda kerja dari sabuk konveyor. Batang piston silinder bergerak keluar pada saat katup tuas roll 3/2 tertekan oleh benda kerja dan tombol START ditekan terus dilepas oleh operator . Silinder kerja keluar sampai mencapai maximum berhenti dan mengisi botol teh selama 10 detik dan secara otomatis kembali ke posisi awal.



2.



Pada saat botol diletakkan tepat dibawah silinder, silinder akan keluar sampai mencapai maximum dan berhenti mengisi botol teh selama 10 detik dan secara otomatis kembali ke posisi awal Stasiun pengiriman mengangkat benda kerja dari sabuk konveyor. Batang piston silinder bergerak keluar pada saat katup tuas roll 3/2 tertekan oleh benda kerja dan tombol START ditekan terus dilepas oleh operator .



3.



Benda kerja dicetak dengan stempel yang digerakkan oleh silinder kerja ganda. Setelah tombol ditekan dilepas , stempel harus bergerak keluar dan mencetak benda kerja. Silinder akan kembali jika stempel telah mencapai posisi pencetakan dan tekanan yang diinginkan (telah diatur sebelumnya) terpenuhi.



4.



Silinder kerja ganda digunakan untuk mengepres dan mengelem komponen. Dengan menekan tombol, silinder akan keluar dan berhenti. setelah mencapai posisi pengepresan dan silinder mengepres selama 6 detik dan setelah itu kembali ke posisi awal. Start berikutnya hanya mungkin dilakukan apabila silinder sudah berada pada posisi awal.



6. Elektro Penumatik 1.1 Pendahuluan Prinsip kerja Elektro pneumatik dengan memilih energi pneumatik sebagai media kerja sedangkan media kontrol mempergunakan sinyal listrik. Sinyal listrik dialirkan ke kumparan penggerak katup pneumatik yang akan menghasilkan medan elektromagnit dan mengaktuasi katup pengatur arah sebagai elemen akhir pada rangkaian kerja pneumatik. Sedangkan media kerja pneumatik akan menggerakkan elemen kerja pneumatik.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



93 1.2 Aplikasi Elektropneumatik Aplikasi Elektropneumatik pada penutup bejana logam, Proses penutupan melalui operasi penekanan tombol. Ketika tombol tekan dilepaskan, maka piston akan mundur ke posisi awal. Posisi tombol tekan merupakan variabel input, sedang posisi silinder penekan merupakan variabel output loop terbuka. Variabel output tidak berpengaruh terhadap variabel input.



Gambar 1.3 Piranti rakitan untuk pemasangan tutup pada tabung.



Kontrol memproses informasi berupa sinyal. Suatu sinyal merupakan suatu variabel fisik, • Tekanan pada titik khusus dalam suatu sistem pneumatik • Voltase pada suatu titik khusus pada suatu rangkaian listrik. Sinyal analog Suatu sinyal analog merupakan sinyal dimana informasi adalah suatu titik yang ditunjuk dengan suatu titik sampai kisaran nilai yang berkelajutan dari parameter sinyal (DIN 19226), masing-masing nilai tekanan (parameter informasi) akan nenunjukkan suatu nilai displai khusus (informasi). Apabila sinyal meningkat atau menurun, dan informasi akan berubah secara berkelanjutan



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



94



.Sinyal digital Suatu sinyal digital merupakan sinyal dengan suatu nomor kisaran nilai yang finit dari parameter informasi. Masing-masing kisaran nilai menunjukkan suatu item spesifik dari informasi (DIN 19226 ). Contoh aplikasi : Suatu sistem pengukur tekanan dengan displai digital menunjukkan tekanan dalam penambahan 1 bar.* Terdapat suatu nilai yang memungkinkan (0 sampai 7 bar) untuk kisaran : tekanan 7 bar. Yakni, terdapat 8 kisaran nilai yang memungkinkan untuk parameter informasi tersebut. Apabila sinyal meningkat atau gagal, maka informasi itu berubah menjadi kenaikan. Sinyal binari Suatu sinyal binari merupakan sinyal digital dengan hanya dua kisaran nilai untuk parameter informasi tersebut. Terdapat penunjukan 0 dan 1 yang normal (DIN 19226 ). Contoh aplikasi : Lampu kontrol menunjukkan suatu sistem pneumatik telah diberikan secara benar dengan udara terkompresi. Apabila tekanan suplai (=sinyal) di bawah 5 bar, maka lampu kontrol adalah mati (status 0). Apabila tekanan di atas 5 bar, maka lampu kontrol menyala (1) .



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



95 Klasifikasi kontroler menurut jenis representasi informasi



Kontroler dapat dibagi dalam berbagai kategori sesuai dengan tipe representasi informasi, menjadi kontroler analog, digital dan binari (DIN 19226, Bagian 5). Kontroler logis Suatu kontroler logis menghasilkan sinyal output melalui asosiasi logis dari sinyal-sinyal input. Contoh aplikasi : Alat rakitan pada Gambar 1.3 diperluas sedemikian rupa, sehingga dapat dioperasikan dari dua posisi. Kedua sinyal output dihubungkan. Batang piston maju apabila tombol tekan 1 atau 2 ditekan atau keduanya ditekan. 1.3 Elemen utama Elektro-pneumatik Bila energi listrik tersedia dan akan dipakai maka perlu diproses dan didistribusikan oleh komponen utama. Untuk mempermudah penunjukkan maka komponen digambarkan dalam bentuk simbol pada diagram rangkaian. a. Sinyal Masukan Listrik (Electrical Signal Input) Sinyal listrik pada teknik kontrol elektro-pneumatik diperlukan dan diproses tergantung pada gerakan langkah kerja elemen kerja. Sinyal listrik didapatkan dengan cara mengaktifkan sakelar atau dengan mengaktikan sensor, misalkan sensor mekanik ataupun elektronik. Sinyal masukan listrik kerjanya tergantung kepada fungsi sinyal itu. Ada yang disebut “Normally open” (NO), pada kondisi tidak aktif sambungan tidak tersambung, “Normally closed” (NC),.



A. Normally Open Switch B. Normally Closed Switch C. Change Over Switch



A



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



B



C



A. Mas’ud



96



Simbol rangkaian elektropneumatic



Gambar 6.1 Elemen rantai ontrol b. Elemen rantai kontrol (Elements of Control Chain)



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



97 Elemen rantai kontrol elektropneumatik



c. Power Supply unit Power supply digunakan untuk menurunkan tegangan listrik dari 220 V ke 24 V dan sekaligus mengkonversi tegangan AC ke tegangan DC secara langsung . rangkaian listrik dari unit catu daya memiliki tugas berikut - Tranformator menurunkan tegangan operasi dari 240V ke 24V AC. - Rectifier mengubah tegangan AC ke tegangan DC. - Stabilizer tegangan untuk menstabilkan tegangan listrik agar tetap konstan .



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



98



d. Switching contacts and type of actuation. Normally-open Push-button with contacts normally open contacts manually actuated by pushing NormallyRotary switch with closed normally open contacts contacts manually actuated by turning Changeover normally contacts,



Limit open



switch with contacts or normally closed mechanically actuated



Mechanically connected switch e. Switching Symbols for Solenoid Coils and Relay



Simbol



Keterangan Electromagnetically magnetically actuated on both sides



Simbol Electro-



Keterangan



actuated, Solenoid valve



with pilot control



Electromagnetically relay actuated on one



Contactor or with 3 normally



with spring return en Representation in circuit diagrams



normally closed o contact p side, contacts and 1 Relay electrical



f. Sakelar tekan, dioperasikan manual a) Sakelar tekan biasa Elemen sinyal masukan diperlukan untuk memungkinkan sebuah sistem kontrol diaktifkan. Umumnya dipakai sakelar tekan (Push-button switch) ,



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



99



b) Saklar tukar (Change over Switch) Kondisi tidak aktif Sambungan tersambung dan kondisi aktif



“Change Over”



tersambung bergantian, kombinasi NO dan NC



c) Sakelar tekan mengunci (Latching Push-button switches) Sakelar diaktuasikan dengan tombol pengunci secara kerja mekanik. Untuk mengembalikan ke posisi semula,



sakelar harus ditekan. Penunjukkan sistem



berdasarkan standardisasi Jerman (DIN 43 065). Penunjukkan aktuasi: I tanda aktif, O tanda posisi sebelum bekerja. Posisi penempatan sakelar: a). Berjajar ke pinggir: pada posisi ini perlu diperhatikan bahwa tanda untuk mengaktifkan disimpan disebelah kanan. b).



Berjajar



posisi



ini



ke tanda



mengkatifkan



bawah: pada untuk berada



posisi atas .



d) Model of Switch Komponen elektropneumatik yang digunakan untuk praktek.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



pada



100



e) Sakelar Pembatas (Limit Switches) a) Mekanik Tipe Sentuh (Mechanical Limit Switches Contacting Type) Sakelar pembatas ini dipakai sebagai indikasi dalam kontrol otomasi yang menyatakan bahwa posisi ini merupakan posisi akhir untuk silinder. Umumnya sistem kontak yang dipakai adalah sistem tersambung bergantian (Change over). Sakelar pembatas ini akan bekerja bila tuas sakelar tertekan. Contoh konstruksi dan simbol sakelar pembatas mekanik:



Tipe Tidak Sentuh (Non-Contacting Proximity Limit Switch) Gambar 6. Sakelar pembatas b) Sensors for measuring displacement and pressure Sensor ini terutama digunakan untuk tujuan: • Untuk mendeteksi posisi maju dan mundur batang piston silinder kerja • Untuk mendeteksi keberadaan dan posisi benda kerja • Untuk mengukur dan memonitor tekanan Sebuah saklar pembatas ditekan ketika silinder/benda kerja berada pada posisi tertentu. Mechanical limit switch dengan Kontruksi dan penyambungan



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



101



Pressure sensors Ada berbagai jenis sensor tekanan-sensitif: •



Tekanan switch dengan kontak mekanik (binary output signal)



•



Tekanan switch dengan switching elektronik ( binary output signal)



•



Sensor tekanan Elektronik dengan sinyal output analog



Dalam saklar tekanan mekanis, tekanan bekerja pada permukaan silinder. Jika tekanan yang diberikan melebihi gaya pegas dari pegas akan kembali posisi awal, piston bergerak dan beroperasi menekan kontak.



c) T a n p a k o n t a k (proximity switch) Ada 4 macam saklar pembatas (proximity switch), yaitu ; magnetik, induktif, kapasitif dan optic dengan simbul berikut ini.



a). Sakelar Pembatas (sensor) Bulu Untuk keadaan tidak mungkin dipasang sakelar mekanik, misal karena banyak debu, pasir ataupun lembab. Sakelar diaktuasikan n magnet yang terpasang pada silinder. Dengan magnet buluh kawat akan tersambung atau terputus bila magnet mendekati atau menjauhi buluh kawat .



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



102 b). Sakelar Pembatas Induktif Sakelar Pembatas Induktif dipakai bila Sakelar pembatas mekanik tidak dapat digunakan, dan biasa dipakai untuk sensor penghitung benda kerja yang terbuat dari logam, pada suatu mesin atau ban berjalan. Sakelar pembatas ini hanya akan beraksi atau terpakai untuk logam. Sakelar pembatas/sensor biasa terdiri oscillator, pemicu tegangan dan penguat. Biasanya ada dua macam, yaitu yang dialiri arus bolak-balik dan arus searah, tapi keduanya mempunyai tegangan operasi antara 10–30 volts.



c). Sakelar Pembatas Kapasitif Sensor



kapasitif



mempunyai



respons terhadap segala material, metal maupun non-metal.Tapi



sensor



berpengaruh adanya perubahan yang



diakibatkan keadaan



sekeliling, misal debu logam. d). Sakelar Pembatas Optik Sensor memberi respons pada semua benda kerja. Sinyal masukan berupa sinar.



Catatan : Pemasangan Proximity Switch dianjurkan memakai komponen



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



103



1.4 Pengolah Sinyal Listrik



a. Relay Relay adalah komponen untuk penyambung saluran dan pengontrol sinyal dengan kebutuhan energinya relatif kecil. Relay berupa kumparan yang dapat menghasilkan elektromagnet. Pada peralatan telekomunikasi berfungsi sebagai penguat sinyal.. Pemilihan relay sesuai kebutuhan dan memenuhi beberapa kriteria, antara lain: - Perawatan yang minim - Kemampuan menyambungkan beberapa saluran secara independent - Mudah adaptasi dengan tegangan operasi dan tegangan tinggi - Kecepatan operasi tinggi, waktu yang diperlukan untuk menyambungkan saluran singkat. Simbol relay TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



104



Simbol relay jamak Relay jamak dan simbol.



Gambar 6.



Simbol relay



Konstruksi dan Simbol Relay



Tabel kontak saklar



b. Prinsip kerja relay: Arus listrik yang mengalir melalui lilitan kawat akan menimbulkan medan magnet yang mengakibatkan pelat dekat kumparan akan tertarik/terdorong sehingga saluran dapat tersambung/terputus. Hal ini tergantung apakah sambungannya NO atau NC. Bila tidak ada arus listrik maka pelat tadi akan kembali ke posisi semula karena ditarik dengan pegas. Relay Normally Open Relay Normally Closed Kombinasi NO & NC Penunjukkan angka pada relay mempunyai arti sebagai berikut: Angka yang pertama menunjukkan contactor yang keberapa sedangkan angka yang kedua selalu bernomor ¾ untuk relay NO dan ½ untuk relay yang NC.



c. Keuntungan dan kerugian penggunaan Relay: Keuntungan: - Mudah mengadaptasi bermacam-macam tegangan operasi



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



105 - Tidak mudah terganggu dengan adanya perubahan temperature disekitarnya, karena relay masih bisa bekerja pada temperature 233 K (-40oC) sampai 353 K (80oC) - Mempunyai tahanan yang cukup tinggi pada kondisi tidak kontak - Memungkinkan untuk menyambungkan beberapa saluran secara independent - Adanya isolasi logam antara rangkaian kontrol dan rangkaian utama Kerugian: Khususnya untuk NO, bila akan diaktifkan timbul percikan api Memerlukan tempat yang cukup besar Bila diaktifkan, berbunyi Kontaktor bisa terpengaruh dengan adanya debu o Kecepatan menyambung atau memutus saluran terbatas. Komponen praktek relay



d. Relay yang dipolarisasi (Polarized Relay) Relay digunakan bila energi dipakai sangat kecil sekitar 0,1 – 0,5 mW. Metoda operasinya ada beberapa macam, diantaranya: a) Posisi normal tertentu Posisi sambungan relay tetap pada posisi sama, baik itu sebelum atau sesudah diaktifkan. Bila energi listrik dialirkan maka medan magnet yang terjadi diintensifkan oleh medan magnet permanen. Begitu pula bila arus dialirkan hanya sebentar saja maka posisi kontak akan kembali ke tempat semula begitu arus diputuskan. b) Posisi normal pada kedua sisinya Posisi sambungan yang aktif tidak tetap, tergantung dari posisi terakhir disambungkan. Relay ini bekerja bila arus listrik disalurkan, maka sambungan kontaknya akan berpindah ke sambungan yang lainnya. Selanjutnya bila arus listrik diputus maka posisi sambungan yang menyambung adalah posisi akhir setelah diaktifkan.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



106 c) Posisi normal ditengah Apabila relay ini tidak diaktifkan maka tidak ada satu saluran pun yang menyambung karena posisi lengan kontak ada di tengah-tengah. Apabila arus listrik disalurkan maka posisi kontak akan ditentukan oleh arah arus yang disambungkan. Dan bila arus diputus, posisi lengan kembali ke tengah.



e. Relay Mengunci (Latching relays) Latching relay adalah relay yang dikontrol dengan electromagnetic, dimana relay ini akan tetap berada pada posisi setelah diaktifkan walaupun sumber energi sudah diputuskan, seolah-olah terkunci pada posisi akhir. Sistem pengunci biasanya dengan mempergunakan kerja mekanik. Penggunaan relay ini biasanya untuk jaringan listrik di rumah tinggal. a) Remnant Relay Relay ini disain khusus,



bila relay diaktifkan akan terjadi elektromagnet.



Elektromagnet ini akan tinggal dan tetap ada walaupun sumber energinya telah dihilangkan.Dengan kata lain relay ini dikunci pada posisi akhir. Untuk menyalakan relay ini maka arus yang dipakai adalah arus positif, sedangkan untuk mematikannya mempergunakan arus negatif. b) Relay Tunda Waktu Berfungsi untuk menyambung kontaktor NO atau memutus kontaktor NC, di mana hubungan kontaktor diputuskan atau disambungkan tidak langsung seketika pada saat relay diaktifkan, melainkan perlu waktu. Waktu yang diperlukan untuk memutuskan atau menyambungkan bisa diatur. Ada dua jenis relay tunda waktu, yaitu relay tunda waktu hidup (time delay switch on) dan relay tunda waktu mati (time delay switch off). c)



Time Delay Switch On Relay



Bila sakelar S diaktifkan maka relay tunda waktu mulai bekerja. Ketika waktu yang ditentukan tercapai maka terminal 18 akan tersambungkan. Sinyal output (keluaran) akan ada selama sinyal input ada. Elemen tunda waktu digambarkan pada kotak yang dibatasi dengan garis strip. TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



107



Prinsip Kerja tunda waktu: Bila sakelar S diaktifkan maka arus listrik mengalir melalui tahanan R1 variabel. Arus ini tidak mengalir ke relay K1 melainkan mengalir



ke



kapasitor



C



dan



menampung. Bila kapasitor C tidak bisa



menampung



(tegangan tercapai)



yang maka



arus



listrik



diijinkan arus



listrik



lagi telah akan



mengalir ke relay K1. Lama mengisi kapasitor tergantung besar R1. Selanjutnya bila relay K1 sudah aktif maka terminal 18 akan tersambung dengan terminal 17..



Simbol Time Delay Switch On Relay



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



108 d) Time Delay Switch Off Relay



Bila sakelar S diaktifkan maka relay tunda waktu mulai bekerja. Sinyal output akan ada selama sinyal input ada. Tapi bila sinyal input diputus maka sinyal output tidak akan langsung hilang, melainkan tetap ada sampai batas waktu yang telah ditentukan. Elemen tunda waktu digambarkan kotak yang dibatasi garis strip. Prinsip Kerja tunda waktu: Bila sakelar S diaktifkan arus listrik mengalir ke relay K1 dan relay K1 langsung bekerja. Sebelum relay K1 diaktifkan, arus listrik mengalir ke kapasitor C melalui tahanan R2 dan menampung sampai kapasitor mencapai tegangan yang diijinkan. Dengan diaktifkan relay K1 maka switch K1 aktif sehingga arus listrik tertampung di kapasitor C akan mengalir melalui R1



bila sakelar S dinon-aktifkan. Lamanya



mengosongkan kapasitor C tergantung pada besaran R1. Bila tegangan di C sudah tidak ada maka terminal 16 akan tersambung lagi dengan terminal 15. Di sini bisa kita bandingkan dengan katup tunda waktu mati pada rangkaian pneumatik.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



109 Simbol Time Delay Switch Off Relay



Simbol relay dan kontaktor



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



110



f. Solenoid Solenoid dengan arus searah (DC) sering digunakan pada Electro-pneumatik. Solenoid DC secara konstruktif selalu mempunyai inti yang pejal dan terbuat dari besi lunak dengan bentuk yang simple dan kokoh. Selain itu maksudnya agar diperoleh konduktansi optimum pada medan magnet. Bila ada kelonggaran udara, tidak akan mengakibatkan kenaikan temperature operasi, karena temperature operasi hanya akan tergantung pada besarnya tahanan kumparan serta arus listrik yang mengalir. Bila solenoid DC diaktifkan (switched on) maka arus listrik yang mengalir meningkat secara perlahan. Ketika arus listrik dialirkan ke dalam kumparan akan terjadi elektromagnet. Selama terjadinya induksi akan menghasilkan gaya yang berlawanan dengan tegangan yang digunakan.



Bila solenoid dipasifkan (switched off) maka medan magnet yang pernah terjadi akan hilang dan dapat mengakibatkan tegangan induksi yang besarnya bisa beberapa kali lipat oibandingkan dengan tegangan yang ada pada kumparan. Tegangan induksi ini dapat mengakibatkan rusaknya isolasi pada gulungan koil, selanjutnya bila hal ini terjadi terus akan terjadi percikan api. Untuk mengatasi hal ini maka harus dibuat rangkaian yang meredam percikan api, misalnya dengan memasang tahanan yang dihubungkan secara paralel dengan induktansi. Sehingga bila terjadi pemutusan arus listrik, energi akan tersimpan dalam bentuk medan magnet dan dapat hilang lewat tahanan yang dipasang tadi. Keuntungan Solenoid DC Kerugian Solenoid DC - Mudah pengoperasiannya



- Perlu peredam percikan api



- Usianya lama



- Terjadi tegangan tinggi saat pemutusan arus



- Bunyi yang dihasilkan lemah



- Waktu sambung lama



- Tenaga untuk mengoperasikan kecil



- Perlu adaptor bila dipakai tegangan AC - Bagian yang kontak cepat aus



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



111



7. Komponen Elektro Pneumatik 7.1 Katup Sistem yang memadukan sinyal kontrol listrik dan sinyal kerja terdiri dari katup pneumatik yang diaktuasikan dengan solenoid. Untuk menyalurkan sinyal kerja mempergunakan katupkatup pneumatik, sedangkan arus listrik yang dialirkan ke kumparan kawat (solenoid). Katup 2/2 diaktuasikan dengan sinyal listrik, dan kembali dengan pegas Pada prinsipnya katup ini mempunyai dua posisi dan dua saluran, konfigurasi katup adalah NC. Bila katup ini akan diaktifkan maka arus listrik harus dialirkan ke solenoid yang terpasang pada katup tersebut. Dengan diaktifkannya solenoid maka saluran 1(P) bila dihubungkan dengan sumber energi akan menyalurkan sinyal pneumatik ke saluran 2(A). Sedangkan kembalinya bila arus listrik ditutup (dimatikan) maka katup akan kembali ke posisi semula karena katup terdorong pegas yang dipasang berlawanan dengan solenoid. Dan saluran 1 (P) ataupun saluran 2 (A) keduanya tertutup dan udara yang ada di saluran 2(A) tidak dapat keluar. Katup 3/2 diaktuasikan dengan sinyal listrik, kembali dengan pegas. a. Normally Closed 3/2 Katup 3/2 NC bekerja bila arus listrik dialirkan ke solenoid sehingga terbentuk elektromagnet yang mengakibatkan bergesernya armature dan selanjutnya udara dialirkan dari saluran masuk 1(P) ke saluran keluar 2(A). Sedangkan sakuran 3(R) tertutup. Sebaliknya bila arus listrik diputuskan maka elektromagnet yang terbentuk pada solenoid menghilang dan berakibat saluran 1(P) tertutup sedangkan udara yang berada di saluran 2(A) akan dibuang melalui saluran buang 3(R).



b. Normally Open 3/2 Katup ini kebalikan dari katup 3/2 NC. Jadi bila arus listrik tidak ada maka saluran 1(P) mengalirkan udara ke saluran 2(A) dan saluran 3(R0) tertutup. Tapi bila solenoid dialiri arus listrik, saluran 1(P) tertutup dan udara dari 2(A) dialirkan langsung ke 3(R). Katup 3/2 diaktuasikan sinyal listrik dan kontrol Pneumatik, kembali dengan pegas. Katup ini bila diaktifkan masih mempergunakan sinyal kontrol pneumatik. Sedangkan fungsi kumparan ini hanya untuk mengaktifkan sumbat yang ada pada katup, dengan demikian gaya elektromagnet yang diperlukan untuk mengaktifkan sumbat tidak terlalu besar. Dengan TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



112 kata lain arus listrik yang diperlukan tidak terlalu besar pula. Prinsip kerja saluran yang terdapat pada katup ini sama dengan prinsip kerja katup 3/2 yang telah dibahas di atas. Katup 4/2 diaktuasikan sinyal listrik dan kontrol pneumatik, kembali dengan pegas Katup 4/2 pada prinsipnya terdiri dari 2 buah katup 3/2. Biasanya digunakan untuk mengaktuasikan silinder kerja ganda. Sinyal listrik digunakan seperti pada katup 3/2, berfungsi sebagai pembuka sumbat sedangkan yang mengatur katup piston adalah sinyal kontrol 1(P) pneumatik. Pada posisi diaktuasikan saluran 1(P) dan saluran 4(A) tersambungkan sedangkan saluran 2(B) dengan saluran 3(R). Apabila sinyal listrik diputuskan maka katup piston didorong kembali ke posisi semula sehingga saluran 1(P) tersambungkan dengan 2(B) dan saluran 4(A) dengan 3(R). c. 5/2-Way Single Solenoid Valve with Pilot Control



d. 5/2-Way Double Solenoid Valve with Pilot Control



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



113 Data kinerja katup kontrol arah pneumatik yang digerakkan elektrik



Type, simbol dan Aplikasi katup kontrol arah pneumatik yang diaktuasi oleh listrik.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



114



Pressure Regulating Valve



One way flow control valve TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



115



Quick Exhaust Valve



Conversion of Pneumatic Signals into Electrical Signals



Solenoid Valves with Pilot Control



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



116 7.2 Diagram Rangkaian pada Rangkaian Listrik Pada diagram rangkaian listrik digambarkan bagaimana ditempatkan perlengkapan dan juga alat



listrik



ditempatkan,



dengan



mempergunakan



simbol



yang



telah



ditetapkan/



distandardisasikan. Diagram rangkaian ini merupakan dokumen yang sangat penting, yang dibutuhkan oleh bagian perawatan, untuk memperbaiki dan merawat sistem kontrol listrik. Ada beberapa cara untuk menampilkan/menggambarkan fungsi, operasi peralatan serta instalasi rangkaian. a. Diagram Rangkaian Dasar Pada tingkat tertentu, misalnya dalam penggambaran awal, penggambaran rangkaian ini tidak bisa langsung lengkap/komplit, melainkan dibuat dahulu sketsa fungsinya (pre-desain) dengan hanya menggambarkan hal yang penting-penting saja. Begitu pula untuk penunjukkan perlengkapannya hanya cukup dengan menunjukkan simbol huruf. Biasanya dalam penggambaran rangkaian dasar yang digambarkan hanya rangkaian utamanya saja. Contoh penggambaran Diagram Rangkaian Dasar: S1



: Main switch



K1, K2



: Relays



F1, F2



: Fuses



M3



: Motor



b. Electrical Output Devices



c. The AND Logic Function



Logic Symbol



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



117



Circuit connection 7.3 Latihan Soal Kita akan membangun suatu sistem pengontrol posisi Double Acting Cylinder, dengan menggunakan katup 5/2 single solenoid dan katup 5/2 double solenoid yang kendalikan dengan sistem kontrol elektro pneumatik. “Ketika tombol Start ditekan batang piston akan bergerak keluar (dari posisi s0 ke posisi s1), ketika piston sudah mencapai posisi maksimal (posisi s1) secara otomatis piston akan bergerak mundur ke posisi semula (posisi s1). Penyelesaian : 1. Tentukan arah gerakan piston : Dengan diagram notasi A+ adalah piston bergerak dari posisi “0” ke posisi “1” Atau dengan diagram tangga



Gambar 3. 15 Diagram langkah Garis gradient positif menunjukkan piston bergerak dari posisi “S0” ke posisi “S1” Garis gradient negative menunjukkan piston bergerak dari posisi “S1” ke posisi “S0” 2. Gambarkan Instalasi Komponen Pneumatik yang terdiri dari : • Actuator • Final Control Element • Energy supply Gambar. Rangkaian komponen pneumatik Gambarkan Instalasi Komponen Pneumatik • Energy Supply • Input Element • Processing dan Final Control Elemen



Gambar. Instalasi komponen listrik TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



118 Prinsip kerja : Kondisi awal piston pada posisi “s0” sehingga limit switch s1 yang mempunyai kondisi Normally Open dalam keadaan teraktuasi sehingga berada pada kondisi aktif mengalirkan arus listrik. Ketika tombol Start ditekan maka arus listrik mengalir dari polaritas + 24 V ke polaritas 0 V sehingga koil relay Y1 aktif yang akan merubah posisi katup 5/2 ke pada posisi Y1 sehingga udara betekanan akan mengalir melalui katup 5/2 dari P ke A akibatnya piston akan bergerak dari posisi “s0” ke posisi “s1”. Ketika piston meninggalkan posisi “s1” limit switch s1 lepas dari aktuasi dan kondisinya terbuka sehingga aliran arus listrik ke koil relay Y1 terputus.



Gambar 7. Ketika piston mencapai posisi “s1” maka limit switch s1 aktif sehingga terjadi aliran arus listrik melalui koil relay Y2 akibatnya solenoid Y2 aktif yang akan merubah posisi katup 5/2 ke posisi Y2 sehingga terjadi aliran udara bertekanan dari P ke B yang membuat piston kembali bergerak menuju posisi “s0”. 7.4 Rangkaian Elektro Pneumatik Buat simulasi rangkaian elektro pneumatik dengan menggunakan aplikasi software fluidSIM berikut prinsip kerja rangkaian dibawah ini.



Silinder Kerja Tunggal



a) Rangkaian pneumatik TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



b) kontrol langsung



c) kontrol tidak langsung A. Mas’ud



119 Silinder Kerja Ganda



Fungsi Logika Logika OR



Logika AND



Penyimpanan Sinyal Panduan langkah maju dan mundur batang silinder dengan penyimpanan sinyal pada katup solenoid ganda



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



120



Kontrol langkah batang silinder yang kembali secara otomatis dengan penyimpanan sinyal pada katup solenoid ganda



Gerak maju dan mundur secara otomatis dengan penimpanan sinyal pada katup solenoid ganda



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



121



Rangkaian Pengunci



Panduan gerak batang silinder maju dan mundur melalui kontrol relay dengan fungsi pengunci



Urutan kontrol dengan penyimpanan sinyal oleh katup solenoid ganda Gambar dan simulasikan rangkaian elektropneumatik dengan menggunakan software fluidSIM dan jelaskan prinsip kerja rangkaian ? Mesin Pemindah Benda Dua buah silinder dipakai untuk mengirim benda dari tempat penyimpanan ke tempat peluncuran. Ketika sebuah tombol ditekan, silinder 1.0 bergerak keluar mendorong benda dari tempat penyimpanan hingga posisi benda berada pada tempat persiapan untuk dikirim oleh silinder 2.0 ke tempat peluncuran. Sekali benda dikirim selanjutnya silinder 1.0 masuk, setelah



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



122 itu diikuti oleh silinder 2.0. Kecepatan kedua silinder ini harus dapat diatur untuk mengkonfirmasikan posisi keluar dan masuk sesuai dengan yang dibutuhkan.



a. Alat pemindah barang



b. Diagram Langkah



c. Rangkaian Pneumatik



d. Rangkaian Elektro Pneumatik



idem soal diatas.



a. Alat pemanas packing material Using a hot pressing die, packing material is to be sealed by application of heat and pressure. By pressing a pushbutton switch the heating rail is advanced and the packaging material is heated along the adhesive strip. After the



adhesion



pressure



has



been



reached, the heating rail is returned to its start position.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



123



Latihan Soal Berdasarkan gambar alat dan diagram rangkaian di bawah berikan penjelasan cara kerja ? 24 V+



1



2 13



S1



13



S2



13 K1



14



13



K2



14



14



A1



4



3



14



A1



K1



K2



1Y1



1Y2



A2



A2



b. alat pengosongan material 5A



-



c. Mendorong Papan 24 V5A +



1 S1



2 13



1



14 1Y1



2



4



1Y2



-



d.



Mendorong 4 lapis benda kerja +



24 V5A



S1



1



14



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



2



13 2



A1 K1



4



K2 14



13 14



A. Mas’ud



1 Y1 A2



4



13



K1



A1 K2



A2



3



1



1Y2



124



-



e. Memutar Roda



Soal Latihan Gambar dibawah ini rangkaian elektro pneumatik. a. Sebutkan nama dan fungsi komponen - komponen b. Simulasikan rangkaian elektropneumatik dengan FluidSim. c. Beri penjelasan prinsip kerja rangkaia . d. Gambar aplikasi rangkaian pada mesin industri .



1.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



125 2.



3.



4.



5.



6.



7.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



126



8.



9.



10.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



127



11.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



128



12.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



129



g. Alat Pemindah Barang Using a transfer station blocks are to be transferred from a magazine to a processing station. The blocks are pushed out of the magazine by cylinder 1A and transferred to the processing station by cylinder 2A. The piston rod of cylinder 2A may only return when the piston rod of cylinder 1A has reached the retracted end position. The magazine is monitored by means of a limit switch. If there are no more blocks in the magazine, it is not possible to start the cycle. This is indicated by means of an audible signal. The control is to be operated in single cycle.



Alat pemindah barang TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



b. Diagram Langkah



c. Rangkaian Pneumatik A. Mas’ud



130



d.



R angkaian Elektro Pneumatik Pneumatic circuit diagram and electrical circuit diagram of an electropneumatic control system



8. SISTEM HIDROLIK 9.1. Cairan Hidrolik Cairan pada sistem hidrolik memiliki karakteristik (property) yang dapat melaksanakan tugas atau fungsi dengan baik. Adapun fungsi/tugas cairan hydolik, antara lain:



1)



penerus tekanan atau penerus daya.



2)



pelumas untuk bagian-bagian yang bergerak.



3)



pendingin komponen yang bergesekan.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



131



4)



bantalan dari terjadinya hentakan tekanan pada akhir langkah.



5)



Pencegah korosi.



6)



Penghanyut bram/chip yaitu partikel-partikel kecil yang mengelupas dari



komponen. 7) pengirim isyarat (signal) 9.2. Syarat Cairan Hidrolik 1) Kekentalan (Viskositas). Cairan hidrolik harus memiliki kekentalan yang cukup agar dapat memenuhi fungsinya sebagai pelumas. Apabila viskositas terlalu rendah maka film oli yang terbentuk akan sangat tipis sehingga tidak mampu untuk menahan gesekan. Demikian juga bila viskositas terlalu kental, tenaga pompa akan semakin berat untuk melawan gaya viskositas cairan 2) Indeks Viskositas yang baik Dengan viscosity index yang baik maka kekentalan cairan hidrolik akan stabil digunakan pada sistem dengan perubahan suhu kerja yang cukup fluktuatif. 3) Tahan api (tidak mudah terbakar) Sistem hidrolik sering juga beroperasi ditempat-tempat yang cenderung timbul api atau berdekatan dengan api. Oleh karena itu perlu cairan yang tahan api. 4) Tidak berbusa (Foaming) Bila cairan hidrolik banyak berbusa akan berakibat banyak gelembung gelembung udara yang terperangkap dalam cairan hidrolik sehingga akan terjadi compressable dan akan mengurangi daya transfer. Disamping itu, dengan adanya busa tadi kemungkinan terjilat api akan lebih besar. 5) Tahan dingin Tahan dingin adalah bahwa cairan hidrolik tidak mudah membeku bila beroperasi pada suhu dingin. Titik beku atau titik cair yang dikehendaki oleh cairan hidrolik berkisar antara 10°-15° C dibawah suhu permulaan mesin dioperasikan (starup). Hal ini untuk menantisipasi terjadinya block (penyumbatan) oleh cairan hidrolik yang membeku. 6) Tahan korosi dan tahan aus Cairan hidrolik harus mampu mencegah terjadinya korosi karena dengan tidak terjadi korosi maka kontruksi akan tidak mudah aus dengan kata lain mesin akan awet. 7) Demulsibility (Water separable) Yang dimaksud dengan de-mulsibility adalah kemampuan cairan hidrolik, karena air akan mengakibatkan terjadinya korosi bila berhubungan dengan logam. 8) Minimal compressibility Secara teoritis cairan adalah uncomprtessible (tidak dapat dikempa). Tetapi kenyataan cairan hidrolik dapat dikempa sampai dengan 0,5 % volume untuk setiap penekanan TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



132 80 bar oleh karena itu dipersyaratkan bahwa cairan hidrolik agar seminimal mungkin dapat dikempa. 9.3. Macam-macam cairan hidrolik Setiap cairan dapat digunakan media transfer daya.Tetapi sistem hidrolik memerlukan persyaratan tertentu sehubungan dengan konstruksi dan cara kerja sistem. 1) Oli hidrolik (Hydraulic oils) Oli hidrolik berbasis pada minyak mineral biasa digunakan secara luas pada mesin perkakas atau juga mesin industri. Menurut standar DIN 51524 dan 512525 dan sesuai dengan karakteristik serta komposisinya oli hidrolik dibagi menjadi tiga (3) kelas : a. Hydraulic oil HL b. Hydraulic oil HLP c. Hydraulic oil HV Pemberian kode dengan huruf , misal oil hidrolik dengan kode : HLP 68 artinya : H = Oli hidrolik L =



kode bahan tambahan oli (additive) guna pencegahan korsi dan/atau peningkatan umur oli



P



= kode untuk additive yang meningkatkan kemampuan menerima beban.



68 = tingkatan viskositas oli 2) Cairan Hydroik tahan Api (Low flammability) Cairan hidrolik tahan api tidak mudah atau tidak dapat terbakar.Cairan hidrolik semacam ini digunakan oleh sistem hidrolik pada tempat mesin yang resiko kebakarannya cukup tinggi seperti : a. Die casting machines b. Forging presses c. Hard coal mining d. Control units untuk power station turbines e. Steel works dan rolling mills Cairan hidrolik tahan api ini dibuat dari campuran oli dengan air dari oli sintetis. Tabel 8.1. Jenis cairan hidrolik tahan api



Perbandingan antara macam-macam cairan hidrolik dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 1.2. Perbandingan macam-macam cairan hidrolik TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



133



9.4. Viskositas (Kekentalan) Viskositas cairan hidrolik menunjukkan berapa besar tahanan dalam cairan untuk mengalir. Apabila cairan itu mudah mengalir, maka cairan memiliki viskositas rendah atau kondisi encer. Jadi semakin kental kondisi cairan dikatakan viskositas semakin tinggi. 1) Satuan viskositas Besar atau kecil viskositas ditentukan satuan pengukuran. Dalam sistem standar internasional (SI), satuan viskositas ditetapkan sebagai viskositas kinematik (kinematic viscosity) dengan satuan mm²/s atau cm²/s ; 1 cm²/s = 100 mm²/s. ; = 1 centi-Stokes (cSt);



1 cm²/s = 1 Stokes (St), 1 St



1mm²/s



= 100 cSt.



Satuan stokes diambil dari nama penemunya Sir Gabriel Stokes (1819-1903). Selain itu terdapat satuan viskositas diukur dalam sekon dan digunakan dalam sistem hidrolik yaitu : Redwood 1 (R1) dan



Saybolt Universal (SU), sedang satuan viskositas Engler diukur



dengan derajat engler (E°) Untuk cairan hidrolik dengan viskositas tinggi dapat digunakan faktor berikut: R1 = 4,10 VK SU = 4,635 VK = Viskositas Kinematik E



= 0,132 VK 33 Tabel 1.4. Aplikasi penggunaan oli hirolik sesuai dengan gradenya



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



134



2) Karakteristik Cairan Hidrolik Cairan hidrolik harus memiliki kekentalan yang cukup agar dapat memenuhi persyaratan dalam menjalankan fungsinya. Karakteristik atau sifat-sifat yang diperlukan antara lain adalah : Tabel 1.7 Sifat-sifat cairan hidrolik



9.5. Pemeliharaan Cairan Hidrolik Cairan hidrolik temasuk barang mahal. Perlakuan yang kurang atau bahkan tidak baik terhadap cairan hidrolik atau semakin menambah mahalnya harga sistem hidrolik sedangkan apabila kita mentaati aturan-aturan tentang perlakuan/pemeliharaan cairan hidrolik maka kerusakan cairan maupun kerusakan komponen sistem akan terhindar dan cairan hidrolik maupun sistem akan lebih awet. Panduan pemeliharaan cairan hidrolik



a. Simpanlah cairan hidrolik pada tempat yang kering, dingin dan terlindungi.. b. Pastikan menggunakan cairan hidrolik yang benar-benar bersih untuk menambah/ mengganti cairan hidrolik kedalam sistem. c. Pompakanlah cairan hidrolik dari drum ke tangki hidrolik melalui saringan (prefilter). d. Monitor dan periksa secara berkala kondisi cairan hidrolik. TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



135 e. Atur sedemikian rupa bahwa hanya titik pengisi tangki yang rapat-sambung sendiri yang ada pada saluran balik. f.



Buatlah interval penggantian cairan hidrolik sedemikian rupa sehingga oksidasi dan kerusakan cairan dapat terhindar.



g. Cegah jangan sampai terjadi kontamisnasi gunakan filter udara dan filter oli yang baik. h. Cegah terjadinya panas/pemanasan yang berlebihan, bila perlu pasang pendingin (cooling) atau bila terjadi periksalah penyebab terjadinya gangguan, atau pasang unloading pump atau excessive resistence. i.



Perbaikilah segera bila terjadi kebocoran dan tugaskan seorang maitenanceman..



j.



Bila akan mengganti cairan hidrolik, pastikan bahwa komponen dan seal-sealnya cocok dengan cairan yang baru, demikian pula seluruh sistem harus dibilas (flushed) secara baik dan benar-benar bersih.



Jadi pemantauan atau monitoring cairan hidrolik perlu memperhatikan panduan tersebut di atas disamping harus memperhatikan lingkungan kerja maupun lingkungan penyimpanan cairan hidrolik. 9.6. Soal Latihan 1. Sebutkan fungsi/tugas cairan hydolik. 2. Sebutkan Syarat Cairan Hidrolik 3. Sebutkan Macam-macam cairan hidrolik 4. Apa yang dimaksud Viskositas (Kekentalan) 5. Jelaskan Karakteristik Cairan Hidrolik 6. Jelaskan Pemeliharaan Cairan Hidrolik 7. Sebutkan Bagian Reservoir Fluida Hidrolik. 8. Sebutkan macam-macam filter 9. Sebutkan Fungsi tangki hidrolik



9. KOMPONEN HIDROLIK. Komponen Hidrolik memiliki symbol dan komponen yang tidak jauh berbeda dengan Pneumatik. Adapun komponen utama sistim hidrolik, antara lain:



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



136 9.1. Komponen Sistem Hidrolik Banyaknya komponen yang digunakan pada sistem hidrolik tergantung pada aplikasi dan fungsi sistem tersebut.. Komponen sistem hidrolik meliputi ; 1) Reservoir berfungsi sebagai tangki penampungan cairan hydraulic yang terdiri dari tiga



reservoir yaitu masing – masing untuk Sistem A, Sistem B, dan Standby Sistem. 2) Hydraulic pump berfungsi untuk menghisap dan menyalurkan (memompa) tekanan



hidraulik ke sistem. 3) Pressure modul berfungsi untuk mengatur dan mengolah tekanan hidraulik yang keluar



dari pompa hidraulik sebelum masuk ke sub sistem. 4) Return modul berfungsi untuk mengatur dan mengolah tekanan hidraulik setelah



digunakan oleh sistem dan dilengkapi dengan filter 5) Case drain berfungsi untuk mengalirkan tekanan hidraulik langsung ke return modul



melalui head exchanger ketika tekanan hidraulik tidak lagi digunakan oleh sistem. 6) Head exchanger berfungsi untuk mendinginkan cairan hidraulik yang melalui case drain. 7) Ground interconnect valve berfungsi untuk menghubungkan atau mengalirkan tekanan



hidraulik dari sistem hidraulik B ke sistem hidraulik A pada saat di ground. 8) Hydraulic shut off valve berfungsi untuk memutuskan aliran dari tekanan hidraulik. 9) Hydraulic panel berfungsi untuk mengontrol dan mengoperasikan sistem hidraulik. 10) Check valve berfungsi untuk mengalirkan tekanan hydraulic ke satu arah. 11) Relief valve berfungsi untuk membuang tekanan hydraulic yang berlebihan. 12) Balance line berfungsi sebagai penghubung dan menyalurkan pneumatic bleed air dari



reservoir system A ke reservoir system B dan reservoir standby system Identifikasi komponen utama yang digunakan pada sistem hidrolik, antara lain ; a. Reservoir b. Air breather dan filler cap. c. Filter/strainer. d. Pompa (Gear, Vane dan Piston) e. Valve (Valve pengontrol arah, tekanan dan aliran) f.



Aktuator. Linear (kerja-tunggal/kerja ganda dan Rotari (motor)).



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



137



Gambar 2.2 Reservoir hidrolik Gambar 2.10 Tangki Hidrolik



9.2. Tangki hidrolik (Reservoir ) Reservoir (tangki) adalah wadah yang dapat diletakkan di atas atau di bawah pompa dan merupakan bagian dari instalasi unit tenaga yang konstruksinya ada bermacam-macam, ada yang berbentuk silindris dan ada pula yang berbentuk kotak. Reservoir hidrolik terbuat dari pelat baja yang dilas dan dilengkapi dengan kaki-kaki., agar memungkinkan pendinginan dengan sirkulasi udara sekeliling dinding dan dasar tangki dapat dilakukan optimal. 1) Fungsi tangki hidrolik a Sebagai tempat atau tandon cairan hidrolik. b Tempat pemisahan air, udara dan pertikel padat yang hanyut dalam cairan hidrolik. c Menghilangkan panas dengan menyebarkan panas ke seluruh badan tangki. d Tempat memasang komponen unit tenaga seperti pompa, penggerak mula, e katup-katup akumulator dan lain-lain. Ukuran tangki hidrolik berkisar antara 3 s/d 5 kali penghasilan pompa dalam liter/menit dan ruang



udara



di



atas



permukaan



cairan



maksimum berkisar antara 10 s/d 15 %. 2) Bagian Reservoir Fluida Hidrolik. Gambar 1.8 mengidentifikasi bagian-bagian reservoir fluida hidrolik.



1



Saluran balik.



2



Drain return.



3



Saluran inlet pompa.



4



Air breather dan filler.



5



Pelat baffle.



6



Sumbat penguras (drain plug).



7



Strainer.



8



Termometer dan gelas duga/sight glass.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



138



9



Pelat pembersih pada ke dua ujung.



10 Gelas duga. Gambar 2.3 Bagian Reservoir Fluida Hidrolik. 3) Fitur reservoir fluida hidrolik



a. Kapasitas reservoir setidaknya harus 3 sampai 6 kali kapasitas pengiriman pompa. b. Tempatkan reservoir sedemikian rupa sehingga udara dapat bersirkulasi pada seluruh permukaan eksternal



c. Pelat baffle harus selalu ditempatkan di antara intake pompa ( bagian 3 ) dan saluran balik pada sistem. (bagian 1). Ini akan menghentikan fluida panas pada saluran balik masuk ke saluran intake pompa.



d. Reservoir sebaiknya dirancang agar mempunyai lantai yang berlereng dengan sumbat penguras magnetik pada titik terendahnya.



e. Penutup ujung/end cover harus dipasang agar reservoir dapat dibersihkan.



f. Air breather dipasang pada bagian permukaan atas reservoir dan harus ditutup untuk mencegah masuknya kotoran ke dalam oli Air breather harus cukup besar agar dapat menjaga tekanan atmosfer di dalam reservoir serta memiliki filter besar i untuk menyaring partikel berukuranlebih besar dari 10 mikron. Gambar 2.4 Air breather 4) Gauge a. Gauge tinggi permukaan oli dan termometer dipasang dekat pelat pembersih. b. Pengukur temperatur oli harus dipasang pada reservoir, c. Gauge tinggi permukaan oli harus mempunyai penunjuk level tinggi dan rendah. d. Saluran inlet pompa dan saluran balik di-set kira-kira 50 mm dari dasar reservoir. e. Ukuran saluran balik harus sama besar dengan ukuran inlet pompa dan dipasang dengan defuser untuk mengurangi velositas oli yang kembali. f. Saluran



penguras/drain



line



pada



sistem



harus



dihentikan di atas g. tinggi permukaan fluida untuk mencegah terjadinya siphoning/pemindahan aliran. h. Sistem hidrolik dengan motor penggerak di atas 20 kilowatt harus dilengkapi dengan pendingin oli/oil cooler untuk menurunkan temperatur. Gambar 2.5 Gauge



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



139



5) Strainer



a. Strainer adalah filter kawat kasar yang menyebabkan terjadi restriksi aliran oli (tekanan turun kira-kira 20 Pascal) dan menyaring partikel ukuran 75 mikron sampai 150 mikron.



b. Strainer pada saluran inlet pompa untuk melindungi pompa dari partikel ukuran besar.



c. Karena strainer selalu terendam, maka strainer dapat dikencangkan dengan tangan, agar



memudahkan



penggantian



saat



membersihkan .



d. Fluida



hidrolik



menyalurkan



daya



dan



bertindak sebagai pelumas bagi bagian bergerak pada sistem hidrolik.



e. Mencegah fluida agar tidak tercermar oleh debu, partikel metal atau material lainnya. Gambar 2.6 Strainer 6) Baffle Plate Baffle Plate berfungsi sebagai pemisah antara cairan hidrolik dari sirkulasi,



selain itu



berfungsi untuk memutar cairan baru agar lebih lama menyebarkan panas, mengendapkan kotoran dan memisahkan udara serta air sebelum dihisap kembali ke pompa. 7) Filter (Saringan) Filter berfungsi untuk menyaring kotoran atau kontaminasi akibat oksidasi dan sebagainya. Sesuai dengan tempat pemasangannya, ada macam-macam filter yaitu : a. Suction filter, dipasang pada saluran hisap dan dalam tangki. b. Pressure line filter, dipasang pada saluran tekan dan berfungsi untuk mengamankan komponen yang dianggap penting. c. Return line filter, dipasang pada saluran balik untuk menyaring agar kotoran jangan masuk ke dalam tangki. Kebanyakan sistem hidrolik selalu memasang suction filter.



Gambar 2.7 Suction Filter



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



Gambar 2.8 Proses penyaringan



A. Mas’ud



140



8) Fitur Filter Aliran Penuh (Full Flow Filter).



a. Filter aliran penuh adalah semua oli yang mengalir harus melalui elemen filter..



b. Full Flow Filter terdapat valve by pass yang akan terbuka jika elemen filter tersumbat.



c. Full Flow Filter ditempatkan pada saluran balik dengan filtrasi nominal sampai dengan 10 mikron atau 25 mikron melalui elemen tipe permukaan.



d. Ukuran nominal mengacu filter ukuran nominal 10 mikron dan menyaring 50% - 90 % material pencemar berukuran 10mikron.



e. Ukuran beta mengacu filter dengan ukuran absolut 10 mikron dan menyaring 98% material pencemar berukuran 10mikron.



f. Filter menggunakan medium berpori-pori untuk menahan materail pencemar yang tidak dapat larut pada oli yang bersirkulasi pada sistem hidrolik.



g. Filter tipe indikator dirancang untuk memberikan sinyal ke operator bila elemen perlu dibersihkan/diganti. Elemen dirancang sedemikian rupa sehingga langsung aktif saat penurunan tekanan yang meningkat akibat akumulasi kotoran. Gambar



2.7



berpori 9) Identifikasi fitur filter aliran penuh/full flow filter.



1. Oli masuk ke inlet port 2. Oli mengalir ke sekeliling cartridge. 3. Oli melalui cartridge filter ke pusat housing. 4. Oli mengalir melalui outlet port. 5. Apabila filter tidak dapat menahan aliran, valve by pass akan terbuka. Gambar 2.9 Filter



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



Filter



141



9.3. Sumber Pencemaran 1) Pencemaran eksternal. a. Partikel debu yang halus dapat masuk ke dalam sistem melalui breather. b. Material pencemar dapat masuk melalui segel/seal yang rusak Saat penggantian oli. c. Kotoran dapat masuk ke sistem hidrolik saat mengganti atau memperbaiki komponen 2) Pencemaran internal.



a. Komponen yang aus (spool, segel/seal dan gasket). b. Kekentalan fluida berkurang. 9.4. Kopling. Kopling adalah komponen yang menghubungkan penggerak mula dengan pompa hidrolik. Kopling ini mentrasfer momen puntir dari motor ke pompa hidrolik. Kopling merupakan bantalan diantara motor dan pompa yang akan mencegah terjadinnya hentakan/getaran selama motor mentrasfer daya ke pompa. umumnya kopling dibuat dari bahan a. Karet (Rubber couplings) b. Roda gigi payung (Spiral bevel gear cupling) c. Clucth dengan perapat plastik (square tooth cluth with plastic inseres)



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



142



10. POMPA HIDROLIK 10.1. Mengenal Pompa Hidroulik 1). Saat fluida masuk ke pompa dan dipindahkan ke ruang lainnya, maka dapat dikatakan pompa tersebut hidrolik. 2). Semua pompa menghasilkan aliran. 3). Pompa dioperasikan berdasarkan prinsip yang disebut displacement. 4). Pompa adalah jantung sistem hidrolik. Pompa mengubah daya listrik atau mekanik yang disuplai dari prime mover menjadi daya hidrolik. 5). Kerja mekanis pompa memindahkan fluida dari reservoir ke dalam sistem. 6). Maka fungsi utama pompa adalah untuk menghasilkan aliran fluida, setiap resistansi terhadap aliran akan menghasilkan tekanan pada sistem. 7). Semua sistem hidrolik menggunakan pompa displacement positif. 8). Segel/seal mencegah kebocoran tekanan pada sistem melewati ruang pompa dan kembali ke reservoir. 9). Pompa displacement non-positif tidak memiliki segel di sekeliling ruang pompanya, hal ini dapat menyebabkan fluida dari outlet port bocor kembali melalui inlet port. 10.2. Macam Pompa Hidrolik Pompa hidrolik berfungsi untuk mengisap fluida oli hidrolik yang akan disirkulasikan dalam sistim hidrolik. Sistim hidrolik merupakan siklus yang tertutup, karena fluida oli disirkulasikan ke rangkaian hidrolik selanjutnya akan dikembalikan ke tangki penyimpan oli. Secara garis besar pompa hidrolik ada dua macam yaitu :



Gambar 10.1 Jenis Pompa Hidrolik



1) Fixed displacement Pumps Terdapat banyak rancangan pompa yang digunakan pada sistem hidrolik, Pabrik pembuat dapat memodifikasi pompa pada masing-masing kelompok agar sesuai dengan spesifikasi pelanggan, tetapi rancangan utamanya tetap sama. ada tiga TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



kelompok



utama



A. Mas’ud



143 pompa adalah: a. Pompa Gear, b. Pompa Vane dan c.Pompa Piston. Tabel 3.1 Tipe Fixed displacement Pumps POMPA GEAR



POMPA VANE



Pompa gear secara hidrostatik balans/hydrostatically balanced.



Vane (tidak balans).



Gear internal (gerotor).



Vane (balans).



POMPA PISTON Piston aksial (swashplate). Piston aksial (bent axis)



Gear internal (crescent)



Vane (displacement variabel).



Piston radial .



Vane (displacement tetap).



Piston inline.



2) Pompa Roda Gigi (Pompa Gear) Pompa ini terdiri dari 2 buah roda gigi yang dipasang saling merapat. Perputaran roda gigi yang saling berlawanan arah akan mengakibatkan kevakuman pada sisi hisap, akibatnya oli akan terisap masuk ke dalam ruang pumpa, selanjutnya dikompresikan ke luar pompa hingga tekanan tertentu. Tekanan pompa hidrolik dapat mencapai 100 bar. Bentuk pompa hidrolik roda gigi dapat dilihat pada gambar samping berikut.



Gambar 3.2. Pompa Hidrolik Roda Gigi



a. Pompa gear eksternal Identifikasi fitur pompa hidrolik gear eksternal berikut; (Gambar 3.2) 1.



Inlet port.



2.



Seal internal terbentuk oleh pemasangan gigi gear dan housing pompa yang rapat.



3.



Outlet port (port pembuangan).



4.



Seal internal terbentuk oleh pemasangan gigi gear dan housing pompa yang rapat.



b. Identifikasi fitur bagian pompa gear eksternal berikut; 1.



Shaft penggerak terpasang pada gear eksternal di dalam gear housing.



2.



Shaft digerakkan terpasang pada gear eksternal.



3.



Housing pompa.



c. Prosedur kerja pompa gear eksternal. TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



144 1.



Pompa gear berisi satu gear penggerak dan satu gear yang digerakkan.



2.



Saat pompa berputar, vakum parsial yang dihasilkan gear keluar dari inlet port.



3.



Oli masuk dari reservoir (didorong oleh tekanan atmosfer) dan terbawa di antara gigi dan housing pompa.



4.



Pada saat gigi gear bersinggungan lagi dengan outlet port, oli tidak dapat lewat kembali ke inlet pompa, sehingga dipaksa keluar dari outlet ke sistem hidrolik.



5.



Prinsip ilmiah ini digunakan pada hampir semua pompa displacement positif.



3) Pompa Vane Terdapat dua tipe pompa vane; 1.



Pompa



vane



yang



tidak



balans. 2. Pompa vane yang balans.



Gambar 3.3 bagian pompa vane tidak balans berikut;



1. Inlet port. 2. Ruang pemompaan. 3. Outlet port (port pembuangan). 4. Vane.



a. Pompa vane



tidak



balans.



Gambar unbalance vane pump



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



145



b. Pompa Vane Balans (Kipas) Pompa ini menggunakan rumah pompa yang bagian dalamnnya berbentuk elips dan terdapat dua buah lubang pemasukkan (inlet) serta dua buah lubang pengeluaran outlet yang posisinnya saling berlawanan arah. Dibuat demikian agar tekanan radial dari cairan hidrolik saling meniadakan sehingga terjadilah keseimbangan (balanced) Vane (kipas) yang bentuknnya seperti gambar dipasang pada poros beralur (slots) karena adanya gaya sentrifugal selama rotor berputar maka vane selalu merapat pada rumah pompa sehingga terjadilah proses pemompaan



Gambar 3.4 Balanced Vance Bagian Pompa vane yang balans 1. Pompa vane yang balans memiliki dua inlet dan outlet port yang ditambah dengan cam ring yang telah dimodifikasi. 2. Modifikasi ini dirancang untuk mengimbangi gaya tidak balans yang disebabkan oleh tekanan differential port yang menempatkan beban yang berlebihan pada bearing. Gambar menunjukkan inlet port dan outlet port berlawanan, dengan demikian gaya pompa akan balans. 4) Pompa Piston. 1. Pompa piston menggunakan sebuah piston dan silinder untuk menghasilkan aliran. 2. Piston bergerak di dalam silinder. 3. Piston dan silinder biasanya dibuat dengan memberikan sedikit jarak bebas agar dapat melumasi bagian-bagian yang bergerak.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



146



Gambar 3.6 . pompa piston.



a. Pompa Piston Aksial Pompa piston aksial biasanya dibagi menjadi dua tipe: inline dan bent-axis. Gambar 3.19 di atas mengidentifikasi bagianbagian pompa piston aksial berikut; 1. Blok silinder. 3. Pelat swash. 5. Key/kunci.



2. Case drain. 4. Sekat (seal). 6. Shaft penggerak.



7. Wadah oli.



8. Slipper piston.



9. Piston.



10. Valve pelat.



a. Pompa Piston Aksial (Bent axis piston pump) Blok silinder berputar pada satu sudut untuk dapat memutar poros. Batang piston dipasang pada flens poros penggerak dengan menggunakan ball joint. Besar langkah piston tergantung pada besar sudut tekuk Fixed displacement piston pump besar sudut (offset engle) berkisar 25°. Gerak putar dari poros pompa diubah menjadi gerakan piston translasi, kemudian terjadi langkah hisap dan kompressi secara bergantian. Sehingga aliran oli hidrolik menjadi kontinyu



Gambar.



Bent Axis Piston Pump



1. Pompa piston aksial berisi beberapa piston (biasanya tujuh, sembilan atau sebelas). 2. Piston bergerak dalam blok silinder yang berputar.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



147 3. Pompa piston



digunakan pada sistem hidrolik modern yang menggunakan



kecepatan dan tekanan tinggi 4. Pompa piston lebih rumit dan mahal dibandingkan dengan pompa gear dan vane. 5. Pompa piston dapat dirancang baik untuk displacement fixed maupun variabel. 6. b. Pompa piston displacement Identifikasi fitur pelat swash pada pompa piston displacement variabel berikut. 1.



Sudut pelat swash maksimum.



2.



Mengurangi sudut pelat swash (displacement parsial).



3.



Sudut pelat swash nol/zero. (displacement nol).



Gambar 4.4 Variable Displacement Axial Piston Pump



Prinsip Kerja 1)



Pompa piston hidrolik beroperasi dengan prinsip bahwa piston yang bergerak di dalam bore akan menarik cairan saat bergerak mundur dan mendorong cairan ke dalam sistem saat bergerak maju.



2)



Pompa piston dengan displacement variabel inline mempunyai pelat swash terpasang pada yoke yang dapat digerakkan



3)



Memutar yoke pada pintle dapat mengubah sudut pelat swash.



4)



Untuk meningkatkan kapasitas aliran, sudut pelat swash harus diperbesar. Untuk mengurangi kapasitas aliran pompa, besar sudut pelat swash harus dikurangi.



5)



Menggerakkan pelat swash ke posisi vertikal menyebabkan tidak terjadi aliran .



6)



Pelat swash dapat digerakkan dengan menggunakan alat kontrol manual, pengontrol kompensasi tekanan dan alat kontrol pengindera beban/load sensing controller



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



148 10.3. Pompa Piston Radial (Radial Piston Pump) Pompa piston radial, Piston digerakan poros engkol (eccentric crankshaft) sehingga langkah piston sebesar jari-jari poros engkol. Penghisapan saat piston terbuka sehingga oli hidrolik dari crankshaft masuk ke silinder. Pemompaan cairan dengan ditekan setiap silinder melalui check valve ke saluran tekan. Pompa ini dapat mencapai tekanan hingga 63 Mpa.



Gambar 3.9. Radial Piston Pump 5) Pompa Sekrup Pompa ini memiliki dua rotor yang saling bertautan (engage), yang satu bentuk cekung, dan lainnya berbentuk cembung, sehingga dapat memindahkan fluida oli secara aksial ke sisi lainnya. Kedua rotor itu identik dengan sepasang roda gigi helix yang saling bertautan.



Gambar 3.11. Pompa Sekrup 10.4. Pemeliharaan mengoperasikan sistem hidrolik 1. Semua pompa dioperasikan pada kecepatan dan tekanan sesuai rekomendasi pabrik. 2. Kebersihan harus selalu diperhatikan saat bekerja pada pompa. 3. Material asing berukuran kecil pada assembly pompa dapat menyebabkan keausan . 4. Kebocoran internal outlet pompa dianggap selip, Selip menyebabkan panas. 5. Kavitasi dan aerasi bagian inlet pompa mengurangi efisiensi kerja dan masa pakai. 6. Strainer pada inlet pompa harus dibersihkan secara rutin. 10.5. Pemilihan Pompa Hidrolik Perbandingan karakteristik pompa hidrolik, sebagai berikut.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



149



Tabel 4.1 Karakteristik Pompa



Tabel 3.1. Perbandingan karakteristik pompa



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



150



10.6. Pengetesan Efisiensi Pompa Hidrolik Efisiensi ialah perbandingan antara output dan input dinyatakan dalam persen (%). Perbedaan antara output dan input dikarenakan kerugian-kerugian kebocoran di dalam pompa sehingga akan mengurangi volume output. Kebocoran dapat terjadi pada pompa hidrolik, katup katup, aktuator dan setiap konektor, sehingga perbandingan antara volume cairan hidrolik secara efisien menghasilkan daya sebanding dengan penghasilan pompa disebut efisiensi volumetrik.(ηv ). Penghasilan pompa secara teoritis dapat dihitung dengan rumus : Q = penghasilan pompa teoritis (liter/min.) n = putaran pompa (r.p.m) V = volume cairan yang dipindahkan tiap putaran (cm³) 10.7. Karakteristik Sistem Tabel 3.2 Perbandingan karakteristik sistem



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



151



11. Aktuator Hidrolik 11.1. Aktuator Aktuator berfungsi menghasilkan gerak dari hasil akhir sistem hidrolik. Aktuator hidrolik dapat berupa silinder hidrolik, maupun motor hidrolik. Silinder Hidrolik bergerak secara translasi sedangkan motor hidrolik bergerak secara rotasi. Dilihat dari daya yang dihasilkan aktuator hidrolik memiliki tenaga yang lebih besar (dapat mencapai 400 bar atau 4x10 7 Pa), dibanding pneumatik.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



152



Gambar 4.1 Hydraulic Cylinders



Pemilihan aktuator disesuaikan dengan fungsi, beban dan tujuan penggunaan sistem hidrolik



Aplikasi Hidrolik a. Pengeboran minyak dan gas



b. Peralatan Pertanian



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



153 c. Perlatan Konstruksi



d. Perlatanan Pertambangan



e. Peralatan Industri



Gambar 4.4. Aplikasi penggunaan sistim Hidrolik pada alat berat



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



154 Silinder ini mendapat suplai aliran liquid dari dua sisi. Konstruksi hampir sama dengan silinder kerja tunggal. Keuntungan adalah bahwa silinder ini dapat memberikan tenaga pada kedua belah sisi. Silinder kerja ganda ada yang memiliki batang piston ( piston rod ) pada satu sisi dan ada pula yang pada kedua sisi. Konstruksi mana yang akan dipilih tentu saja harus disesuaikan dengan kebutuhan. Tabel 4.1 Macam-macam double acting cylinder



11.2. Rotary motion actuator ( Penggerak putar ) 3.7.1 Hydraulic Motor ( Motor Hidrolik ) Motor hidrolik mengubah energi fluida menjadi gerakan putar mekanik yang kontinyu.. Prinsip kerja Motor hidrolik berlawanan dengan roda gigi hidrolik. Aliran cairan hidrolik bertekanan tinggi akan memutar roda gigi dalam ruang pompa yang akan dirubah menjadi gerak rotasi untuk berbagai keperluan.



Gambar 4.5. Motor Hidrolik Roda Gigi



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



155 Macam-macam motor hidrolik , antara lain; Piston Hydraulic Motor, Sliding Vane Motor, dan Gear Motor. Gambar 4.2 adalah salah satu contoh radial piston hydraulic motor, dapat berputar bolak-balik Cairan hidrolik masuk mendorong piston, kemudian piston berputar memutarkan poros engkol dan poros engkol memutar poros (drive shaft).



Gambar 4.6 Sliding Vane Motor .



Motor roda gigi Cairan hidrolik masuk mendorong vane (kipas) yang dapat keluar-masuk alur karena gaya sentrifugal dan selalu merapat pada dinding motor. Dengan vane yang berputar ini maka poros ikut terputar sehingga timbulah putaran motor.



Gambar 4.7 Motor roda gigi dengan gerakan satu arah putaran.



Motor piston radial



Oscillating Motor



Rack and pinion type oscillating aktuator TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



156 12. Katup Hidrolik 12.1. Pendahuluan. Cara pengendalian sistem hidrolik, urutannya dapat kita jelaskan sebagai berikut :



a. Isyarat (Sinyal) masukan atau input element yang mendapat energi langsung dari pembangkit aliran fluida (pompa hidrolik) yang kemudian diteruskan ke pemroses sinyal.



b. Isyarat Pemroses atau processing element yang memproses sinyal masukan secara logic untuk diteruskan ke final control element.



c. Sinyal pengendali akhir (final control element) mengarahkan gerakan aktuator (working element) hasil akhir dari sitem hidrolik. Komponen kontrol disebut katup (Valves). 12.2. Katup (Valves) 5.2.1 Menurut desain konstruksinya katup tersebut dikelompokan sebagai berikut : a. Katup Poppet (Poppet Valves), apabila untuk menutup katup digunakan cara menekan anak katup (bola atau kones atau piringan). Menurut jenisnya katup popet digolongkan menjadi :



•



Katup Bola (Ball Seat Valves)



•



Katup Kones (Cone Popet Valves)



•



Katup Piringan (Disc Seat Valves)



b. Katup Geser (Slide Valves)



• •



Longitudinal Slide Plate Slide (Rotary Slide Valves)



5.2.2 Menurut fungsinya katup-katup dikelompokan sebagai berikut : a.



Katup Pengarah (Directional Control Valves)



b.



Katup Satu Arah (Non Return Valves)



c.



Katup Pengatur Tekanan (Pressure Control Valves)



d.



Katup Pengontrol Aliran (Flow Control Valves)



e.



Katup Buka-Tutup (Shut-Off Valves).



12.3. Katup Pengarah ( Directional Control Valves ) Katup pengarah berfungsi untuk mengatur atau mengendalikan arah cairan hidrolik yang akan mengendalikan arah gerak aktuator..



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



157



Gambar 5.1. Katup 4/2 Directional Control Valves (DCV)



a. sliding valve,



b. Popet kones



Gambar 5.2. Katup 2/2 NC



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



158



10.8.



Katup satu arah ( Non Return Valves )



Katup ini berfungsi untuk mengatur aliran fluida



satu arah yaitu bila fluida



telah melewati katup, maka fluida tidak dapat berbalik arah.Macam-macam katup



searah a. De-lockable non-return valve



b. De-lockable double non-return



valve



f. Bagian katup check valve Gambar 5.4 katup check valve



10.9.



Katup Pengatur Tekanan



Katup pengatur tekanan ada beberapa macam antara lain Pressure Relief Valve dan Pressure Regulator. a. Pressure Relief Valve Katup ini berfungsi untuk membatasi tekanan kerja maksimum pada sistem pengaman). Apabila terjadi tekanan lebih maka katup out-let akan terbuka dan tekanan fluida lebih dibuang ke tangki. Jadi tekanan fluida yang mengalir ke sistem tetap aman. Katup ini juga dapat berfungsi sebagai sequence valve yaitu apabila dia dihubungkan dengan aktuator lain. Bila saluran pada aktuator pertama telah mencapai tekanan penuh maka katup akan membuka saluran ke aktuator kedua.



Gambar 5.5 Diagram rangkaian Pressure Relief valve



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



159 b. Pressure Regulator Pressure regulator berfungsi untuk mengurangi tekanan input atau tekanan kerja menjadi tekanan tertentu. Hal ini digunakan apabila dalam satu sistem terdapat perbedaan kebutuhan tekanan setiap aktuator. Sering disebut sebagai reducing valve.



Gambar 5.6 Pressure regulator



Model katup pengatur tekanan, antara lain: a) Katup pembatas tekanan, katup ini dilengkapi dengan pegas yang dapat diatur. Bila tekanan hidrolik berlebihan, maka



pegas akan



membuka dan mengalirkan fluida ke saluran pembuangan.



Gambar 5.7. Macam-macam model katup pembatas tekanan



10.10.



Katup pengatur aliran ( Flow Control Valve )



Katup ini berfungsi untuk mengontrol besar kecil aliran hidrolik . Hal ini diasumsikan besar aliran, yaitu jumlah volume cairan hidrolik yang mengalir akan mempengaruhi kecepatan gerak aktuator.



Gambar 5.8 Proportional Flow Control Valves Macam-



macam flow control : a. Fix flow control yaitu besarnya lubang laluan tetap ( tidak dapat disetel ) b. Adjustable flow control yaitu lubang laluan dapat disetel dengan baut penyetel . TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



160 c. Adjustable flow control dengan check valve by pass.



Konstruksi pokok dari flow control ada dua macam yaitu :Restrictor dan Orifice



a. Restrictor



b. Orifice



Gambar 5.9 Konstruksi flow control



Gambar 5.10 Konstruksi flow control valve satu arah



Cairan hidrolik dengan tekanan p1 akan mengangkat popet kones sehingga cairan dapat mengalir .Agar tekanan p1 dapat mengangkat popet : P1 > p2 + pF



Gambar 5.11 flow control dua arah dan dapat disetel



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



161



Tabel berikut ini menunjukkan macam-macam bentuk ristrictor dan karakteristiknya. Tabel 5.1 Macam-macam bentuk ristricor



5.1 Dasar-Dasar Perhitungan Hidrolik 3.10.1 Prinsip Hukum Pascal Perhitungan gaya hidrolik Piston pada bejana berhubungan dengan luas penampang berbeda,



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



162



Contoh Soal : 1. Suatu mesin press memiliki gaya tersedia sebesar 150 N, bila diameter piston kecil = 20 mm, berapa diameter piston besar agar dapat menghasilkan gaya 4000 N ? Jawaban: Diketahui : F1 = 150 N, F2 = 4000 N, d1 = 20 mm Ditanya : berapa d2 ?



2. Bila luas penampang A1 pada gambar di atas = 10 cm2, dan A2 = 50 cm2 = S1 = 25 mm, berapa panjang langkah piston 2 (S2) ? Jawab:



3.10.2



Perhitungan Kecepatan Piston



Bila d1 = 100 cm2 dan d2 = 70 cm, hitung kecepatan piston saat maju dan mundur, Jawaban: Saat maju V maju = Q/A = 20 ltr/mnt /



Gambar 5.12 Tekanan absolute



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



163 Tekanan di dalam silinder merupakan tekanan absolut, besarnya tekanan absolut dikalikan dengan volumenya sama dengan konstan.Gas pada keadaan tertutup, berlaku : Pabs1 . V1 = Pabs2 . V2 Contoh soal: 1. Suatu silinder tertutup memiliki tekanan absolut 100 bar, volumenya 20 ltr, bila tekanannya diturunkan menjadi 1 bar, berapa volumenya? Pabs1 . V1 = Pabs2 . V2 100 . 20 ltr = 1 . V2



2. Sebuah silinder Hidrolik digunakan untuk mencekam benda kerja dengan tekanan 25 bar. Bila gaya cekam seperti pada gambar memiliki gaya 4000 N, hitunglah diamter piston yang ideal. Jawaban:



F1 . L1 = F2 . L2



Pabs. V1 = Pabs . V2; Q = A1 . V1 = A2 . V2;



W = F2 . S2 = p . A2 . S2 = p . V



b. Pemeliharaan Cairan Hidrolik



1. Simpanlah cairan hidrolik (drum) pada tempat yang kering, dingin dan terlindungi (dari hujan, panas dan angin). 2. Pastikan menggunakan cairan hidrolik yang benar-benar bersih untuk menambah atau mengganti cairan hidrolik kedalam sistem. Gunakan juga peralatan yang bersih untuk memasukannya. 3. Pompakanlah cairan hidrolik dari drum ke tangki hidrolik melalui saringan (pre-filter). 4. Mmonitor dan periksa secara berkala kondisi cairan hidrolik. 5. Aturlah sedemikian rupa bahwa hanya titik pengisi tangki yang rapat sambung sendiri yang ada pada saluran balik. 6. Buatlah interval penggantian cairan hidrolik sedemikian rupa sehingga oksidasi dan kerusakan cairan dapat terhindar. (periksa dengan pemasok cairan hidrolik). 7. Cegah jangan sampai terjadi kontamisnasi gunakan filter udara dan filter oli yang baik. 8. Cegah terjadinya panas berlebihan, bila perlu pasang pendingin (cooling) atau periksa penyebab gangguan, atau pasang unloading pump atau excessive resistence. 9. Perbaikilah segera bila terjadi kebocoran dan tugaskan maitenanceman terlatih. 10. Bila mengganti cairan hidrolik, pastikan bahwa komponen dan sealnya sesuai cairan g baru, dan seluruh sistem harus dibilas (flushed) secara baik dan bersih.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



164



13. Rangkaian Hidrolik 13.1. Prinsip Kerja Hidroulik Prinsip kerja hidraulik berdasarkan hukum pascal. Intake pompa memindahkan minyak dalam sistem yang berasal dari dalam tangki. Minyak yang terdorong oleh gaya tekan diatur dengan menggunakan valve. Ada tiga cara yang mengatur dalam sistem hidraulik, yaitu : mengatur terkanan minyak, mengatur rate aliran minyak dan mengatur arah aliran minyak.



a. Simple Application Example



b. Basic System



c. Hydraulic Symbols Gambar 4.1



Hydraulic System



13.2. Diagram Rangkaian Desain rangkaian hidrolik digambar dengan simbol-simbol akan mudah dipahami dibanding dengan menggunakan gambar benda sesungguhnya. Untuk medesain diagram rangkaian kita gunakan aturan tata letak seperti gambar berikut : Working elements Actuating elements Signal elements Supply elements Gambar 6.1 Aturan tata letak elemen Katup (control element) maupun power suply dalam rangkaian hidrolik diberi nomor. Digit kedua jjenis komponen dan digit pertama nomor aktuator. .0



: kode untuk aktuator ( Working element ) contoh : 1.0 , 2.0 , 3.0 dst



.1



: kode untuk final control, contoh :1.1,2.1,3.1 dst



.2; .4 : kode komponen pengatur aktuator bergerak maju, contoh : 1.2 , 1.4 , 2.4 dst



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



165 .3; .5 : kode komponen pengatur aktuator bergerak mundur, contoh : 1.3 , 1.5 , 2.3 dst Contoh cara penyusunan diagram meliputi tata letak komponen, penyambungan dan penomoran.



Gambar 6.2 penggambaran komponen sesuai aturan tata letak



13.3. Pengendalian Hidrolik a. Kasifikasi Pengendalian Hidrolik Sistim hidrolik terdiri dari beberapa bagian, antara lain, bagian tenaga (power pack) bagian sinyal, pemroses sinyal, dan pengendalian sinyal. Bagian tenaga terdiri dari pompa hidrolik, katup pengatur tekanan, dan katup satu arah.



Penampang dan simbol hidrolik



Konstruksi hidrolik



Simbol hidrolik



Gambar 6.3 Rangkaian Hidrolik dalam Penampang dan Skema TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



166 13.4. Prinsip Kerja Sistem Hidroulik Prinsip kerja sistem hidrolik stand menggunakan sebuah silinder penggerak ganda dengan gerak A+ , A-, yaitu gerak silinder arah maju dan mundur. Keterangan komponen: 1. Silinder hidrolik diameter 40 x 100 mm 2. Hand valve 3/8 spring return 3. Relief valve 4. Manometer 5. Flow control valve 6. Gear pumpHidromax 7. Coupling NM 82 8. Motor 9. Filter MF-04 Gambar 6.4 . Skema Rangkaian Hidrolik Stand Secara spesifik, cara kerja rangkaian hidrolik stand adalah sebagai berikut: a. Saat motor listrik dihidupkan (dialiri arus AC), motor akan berputar. Putaran motor tersebut diteruskan ke coupling memutar poros pompa, menjadikan pompa bekerja. Pompa akan menghisap dan menekan fluida dari tangki melalui filter. b. Selanjutnya tekanan fluida di teruskan ke relief valve. Pada relief valve terdapat saluran P1, T dan P2, dimana saluran P1 dari pompa , keluar melalui saluran P kedua. Dari saluran P2 dihubungkan ke hand valve melewati sambungan „T‟yang mana, saluran yang satu dihubungkan ke manometer untuk mengetahui besar tekanan yang mengalir dalam rangkaian dan saluran yang satunya lagi dihubungkan ke hand valve. c. Untuk saluran T relief valve, dihubungkan ke tangki. Pada saat ini, fluida akan berhenti karena hand valve belum bekerja. Aliran fluida dari relief valve akan kembali ke tangki melalui saluran „T‟ (by pass). d. Bila hand valve ditekan, fluida dari saluran P relief valve diteruskan ke saluran P hand valve dan masuk melewati flow control valve lewat saluran A. Bila flow control valve diatur cekiknya maka fluida mendorong piston untuk bergerak maju. e. Bila hand valve dilepas, tekanan fluida yang tadinya dari P ke A, menjadi P ke B. Adanya perbedaan tekanan di depan dan belakang piston lebih besar didepan piston, menyebabkan piston untuk bergerak mundur. Rangkaian ini seperti yang digunakan pada mesin embossing press,yaitu mesin stempel untuk menekan dies pada pembuatan gambar atau lekukan pada pelat. Besar tekanan yang digunakan untuk menekan silinder dapat dihitung dengan rumus berikut : P = F / A. Pemasangan check valve seperti pada gambar bertujuan untuk mencegah agar oli tidak kembali masuk ke dalam pompa. TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



167



Gambar 6.5. Mesin embosing pres dan diagram rangkaian hidrolik diagram rangkaian untuk alat pengangkat ladle pengecoran Aluminium :



Gambar 6.6 a) Alat pengangkat ladle dan 13.5.



b) diagram rangkaian hidrolik



Rangkaian hidrolik dengan pengaturan kecepatan pada ragum.



Ragum hidrolik seperti gambar sket di bawah menghendaki pada waktu rahang bergerak maju (gerak pencekaman) harus pelan-pelan untuk menjaga agar benda kerja tetap aman (utuh). Untuk tujuan itu maka dipasanglah flow control pada saluran masuk dan disebut inlet flow control. Tetapi dapat juga dipasang outlet flow control. Apa untung ruginya ?



Gambar 6.7 Diagram rangkaian hidrolik ragum dengan pengaturan kecepatan



13.6.



Rangkaian hidrolik pengaturan kecepatan (speed control) pada



hydraulic crane Pengaturan kecepatan juga diterapkan pada hydraulic crane, seperti gambar 5.6 di bawah.



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



168 Untuk mengatur kecepatan beban turun/naik digunakan flow control yang dipasang pada outlet , atau dapat juga dipasang pada inlet dan dilengkapidengan counter balance. Perhatikan gambar-gambar tersebut dan pikirkan cara kerjanya Hidraulik crane



Gambar 6.8 Diagram rangkaian hidraulik crane



13.7.



Diagram rangkaian hidrolik dengan pengatur tekanan.



Mesin gurdi (drilling machine) dioperasikan secara hidrolis. Pada rangkaian hidrolik mesin terdapat dua silinder hidrolik yaitu silinder A menggerakkan ragum mesin untuk pencekaman dan silinder B untuk gerak pemakanan .mata bor. Pada saluran ke silinder A dipasang pressure regulator (reducing valve) untuk mengatur besar tekanan yang diperlukan oleh silinder A (30 bar). Sketsa mesin gurdi Gambar 6.9 Diagram rangkaian hidraulik mesin



gurdi



13.8. Menginstalasikan Rangkaian Hidrolik Seperti halnya dalam menggambar diagram rangkaian hidrolik, menginstalasikan atau merakit rangkaian hidrolik juga berurutan seperti merancang diagram. Urutan instalasi rangkaian hidrolik sebagai berikut : 1. Membaca dan memahami diagram rangkaian hidrolik. Komponen-komponen dipilih dan disiapkan sesuai dengan grafik simbol 2. Memasang penggerak hidrolik (aktuator) ditempat yang telah ditetapkan dan disesuaikan dengan keperluan. Posisi aktuator juga ditetapkan misalnya mendatar atau tegak atau miring dsb. Pengikatan aktuator harus diperiksa apakah sudah cukup kuat



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



169 3. Memasang unit-unit pengatur yang telah dipilih sesuai dengan keperluan, baik jenisnya maupun jumlahnya. Posisi setiap unit pengatur pun harus diatur, disesuaikan dengan posisi aktuator dan posisi unit tenaga, pengikatan unit-unit pengatur pada tempatnya perlu diperiksa, apakah sudah cukup kuat 4. Memasang unit tenaga, Unit tenaga dan kelengkapannya dipasang dan ditempatkan seefisien mungkin. Jarak antara unit tenaga dan penggerak yang terlalu jauh akan mempengaruhi transfer daya dan juga akan banyak kerugian gaya karena gesekan 5. Menginstalasikan konduktor, Konduktor dan konektor yang telah dipilih dipasang sesuai dengan ketentuan 6. Memeriksa kembali semua instalasi dengan tangan, apakah pemasangan dan pengikatan sudah pas dan cukup kuat 7. Uji coba (uji jalan) dengan menghidupkan dan menjalankan rangkaian dan amatilah apakah jalannya sistem sudah sesuai dengan ketentuan 8. Bila semua sudah berjalan dengan baik berarti rangkaian hidrolik telah siap untuk difungsikan.



SOAL LATIHAN 1. Perhatikan diagram-diagram rangkaian hidrolik di bawah ini, kemudian selesaikan dengan baik tugas-tugas berikut : a.Sebutkan nama-nama komponen pada diagram rangkaian tersebut disamping.. b.Bacalah diagram rangkaian tersebut kemudian jelaskan cara kerjanya. 2. Perhatikan diagram rangkaian hidrolik untuk hardening furnace di bawah ini kemudian selesaikan tugas-tugas berikut dengan baik. a.Sebutkan nama-nama komponen dalam diagram rangkaian b.Jelaskan cara kerja rangkaian tersebut. c. Rangkailah rangkaian tersebut pada profile plate sesuai dengan diagram, kemudian operasikan



3. Selesaikan diagram rangkaian hidroilk untuk konveyor di bawah ini a.Sebutkan nama-nama komponen dan fungsi masing-masing ! b.Baca dan jelaskan cara kerjanya ! c. Buat rangkaian pada profile plate sesuai dengan diagram rangkaian kemudian operasikan rangkaian tersebut!



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



170 4. Surface grinder yang menggunakan silinder kerja ganda tetapi menggunakan katup pengarah katup 3/2. Perhatikan gambar berikut kemudian selesaikan tugas -tugas di bawah ini ! a.Sebutkan nama-nama komponen yang ada. b.Jelaskan cara kerjanya. c. Konstruksikanlah rangkaian tersebut



sesuai



dengan diagram rangkaian



!(



Pada profile plate ) d.Operasikan rangkaian tersebut dan perhatikan apakah cara kerjanya telah sesuai dengan fungsi yang diharapkan . e.Baca dan catatlah penunjukan tekanan pada pressure gauge pada langkah maju dan mundur . 5. Suatu mesin embossing ( stempel ) digunakan untuk mengembossed gambar pada metel foil.. Mesin digerakkan oleh silinder hidrolik kerja ganda. Matres atau die digerakkan maju dan menstempel metal foil ketika liver penggerak katup dioperasikan. Gerakan mundur atau balik terjadi ketika pengepressan telah sepenuhnya selesai dan liver penggerak dilepaskan dan posisi katup dikembalikan oleh pegas.



Selesaikan tugas-tugas berikut ! a.Sebutkan nama-nama komponen b.Jelaskan cara kerjanya TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud



171 c. Instal pada profile plate d.Operasikan rangkaian tsb. e.Catat penunjukan pressure gauge.



DAFTAR PUSTAKA



Bishop, Robert H., The Mechatronics Handbook, CRC PRESS, USA, 2002 Bolton, W., Mechatronics, Electronic control systems in mechanical Engineering, Longman Scientific & Technical. Bambang Mulyanto. Modul Rangkaian Rangkaian dasar Pneumatik, Kendal Hugh Jack, Automating Manufacturing System with PLC, version 5.0, 2007 Pneumatik 1 dan 2, Indonesia Australia Partnership for Skills Development AusAID Petruzella, Frank D., Industrial Electronics, McGRAW-HILL International Editions, 1996 ……, Fundamental of Mechatronics, Festo Didactics ……, Pneumatic System, Festo Didactics http://www.shadow.org.uk/products/airmuscles.shtml#Anchor-Sources http://dc.cen.uiuc.edu/ http://www.industrialtechnology.co.uk/2000/apr/west.html



TEKNIK ELEKTRO-POLINEMA



A. Mas’ud