Komponen sistem Pneumatik 10. Persiapan udara Tekan dan saluran transmisi pneumatik

Struktur sistem pneumatik dan aliran sinyal Komponen sistem pneumatik   Sistem pneumatik terdiri dari bbrp tingkat yang menggambarkan perangkat keras serta aliran sinyalnya. ·       Alat aktuasi merupakan , elemen kontrol akhir, menghasilkan output ·       Elemen pemproses berisi sinyal proses ·       Elemen masukan (input) yang mendapat sinyal masukan ·       Pasokan energi yaitu sumber tenaga sistem pneumatik Struktur sistem pneumatik dan aliran sinyal Pada sistem pneumatik tingkat utama nya adalah: Catu daya (energy supply) Energi masukan (sensor) Elemen pengolah (prosesor) Elemen kerja (aktuator)

Pengadaan dan distribusi udara tekan Syarat tekanan udara cukup Kualitas udara baik Udara dimampatkan dengan kompresor Udara berkualitas baik untuk menghindarkan terjadinya korosi dan kerusakan akibat kotoran maupun tekanan kerja yang tidak sesuai Persiapan berupa: Jenis kompresor , tekanan cukup, stabil Tangki penyimpanan yang memadai, tekanan cukup, stabil Mengurangi tingkat kelembaban udara, Karena Udara lembab penyebab korosi

Tekanan kerja sistem pneumatik ·       Ukuran katup (valve size) ·       Pemilihan bahan yang sesuai dengan lingkungan ·       Tersedianya titik2 draianase dan saluran buangan pada saluran distribusi Tata letak distribusi udara yang sesuai Tekanan udara : ·       Desain sistem pneumatik : ·       Mampu untuk tekanan operasi 8-10 bar (800 – 1000 kPa) ·       Operasional kerja sistem pada tekanan 5-6 bar (500 – 600 kPa) ·       Kompresor menyalurkan udara, tekanan 6,5 – 7 bar ·       Tangki udara(reservoir) agar catu udara stabil ·       Kompresor tidak selalu bekerja terus jika tekanan tangki cukup untuk memasok udara

Karakteristik udara bertekanan: 1.     ketersediaan(availability) 2.     transportasi 3.     penimpanan mudah 4.     temperatur 5.     tahan ledakan 6.     bersih 7.     kecepatan 8.     pengaturan 9.     beban berlebih Hukum Boyle: Hasil kali volume gas pada ruang tertutup dengan tekanannya adalah konstan. P.V = konstan

Sifat2 udara: udara di permukaan bumi: 78% Nitrogen 21% oksigen 1% gas lainnya (CO2, Ar, H2, Helium, Kripton, Xenon)   Hukum Newton: Gaya = massa x percepatan   1 Pascal = tekanan vertikal 1 N pada bidang 1 m2 100 kPa = 14.5 psi Karakteristik udara: Seperti gas pada umumnya tidak punya bentuk khusus Bentuk mudah berubah karena tahanannya kecil Bentuk sesuai dengan tempatnya Udara dapat dimampatkan dan Selalu berusaha untuk mengembang

Pengadaan udara tekan dan distribusinya Perlu disediakan udara dengan tekanan cukup dengan kualitas yang memadai. Udara bersih, kering dan tekanan tepat untuk tekanan kerja sistem Udara tekan dari kompresor Disimpan di tangki udara Perlu penyaring udara untuk membersihkan kotoran, debu dsb Perlu pengering udara agar uap air terpisah tidak masuk sistem Perlu pengatur tekanan udara agar diketahui tekanan untuk sistem Perlunya pelumas pada sistem atau komponen pneumatik   Kompresor udara   Tangki udara Tangki udara digunakan untuk menyimpan udara tekan sebagai reservoir catu energi. Penyedia udara darurat ke sistem bila terjadi kompresor tiba2 off. Volume simpan tangki udara Volume udara tergantung pada pemakaian, ukuran saluran, siklus kerja kompresor, penurunan tekanan pada jaringan.   Kapasitas penimpanan dapat diestimasi dengan diagram simpan tangki udara Dengan input: kapasitas udara yang ditarik[ m3/min] Siklus saklar per jam [ ] Drop tekanan [bar]

Pengering udara Uap air (udara lembab) , oli dan kotoran (debu dsb) akan menyebabkan kerusakan pada sistem pneumatik Ada 3 cara untuk mengeringkan udara dari uap air dan oli: 1.     Pengering temperatur rendah 2.     Pengering adsorbsi 3.     Pengering absorbsi   Pengering temperatur rendah ·       Paling banyak digunakan Operasi andal , ekonomis ·       Udara bertekanan masuk ke pengering melalui sistem penukar panas (heat transfer) agar menurunkan sampai ke titik cair dan air kondensasi akan jatuh dan udara kering dialirkan ke luar memasuki sistem saluran pneumatik ·       Titik cair adalah temperatur saat uap air berkondensasi. ·       Suhu cair biasanya antara 20C - 50 C ·       Setelah berada di titik cair udara dipanaskan lagi agar temperatur udara naik sekitar 100 C - 300 C Pengering adsorbsi  

Pengering absorbsi ·        Adalah proses kimia secara murni ·        Embun di udara bertekanan bersenyawa dengan elemen pengering dalam tangki ·        Persenyawaan masuk dalam dasar tangki ·        Jenis pengering ini jarang digunakan  karena mahal ·        Efisiensi rendah ·        Pemasangan sederhana, mudah ·        Tidak ada keausan mekanik ·        Tidak membutuhkan energi dari luar   Unit Pemeliharaan Udara tekan pada sistem pneumatik harus kering dan bebas dari minyak. Bbrp komponen perlu pelumasan (misal komponen daya) sedang komponen lain minyak dapat merusak. Pelumasan jangan berlebihan Pelumasan perlu untuk maksud: Gerakan bolak balik silinder yang cepat Silinder diameter besar ( > 125 mm) pelumasan langsung dari dekat silinder  

Pengatur tekanan udara: ·        Udara yang keluar dari kompresor berfluktusi tekanannya. ·        Perlu pengatur tekanan terpusat untuk menjamin agar udara bertekanan stabil tekanannya dan telah di saring (bersih) ·        Perubahan tekanan pada sistem pipa dapat berdampak negatif pada : ·        sifat kontak katup ·        Langkah silinder ·       Sifat waktu dari katup aliran dan sifat katup memori tekanan udara yang konstan adalah prasyarat sistem pneumatik agar bebas kesalahan. Perlu dipasang filter pada arah alirannya Tekanan udara disesuaikan dengan kebutuhan Secara praktis tekanan udara: 4 bar pada bagian kontrol 6 bar pada bagian power (tenaga)

tekanan yang terlalu tinggi : ·       boros dan tidak efisien tekanan terlalu rendah: ·       efisiensi rendah pada bagian tenaga   Prinsip pengatur tekanan udara: 1.    tekanan masukan > tekanan keluaran 2.    tekanan diatur oleh membran 3.    tekanan keluaran mengaktifkan sisi membran 4.    pegas mengaktifkan sisi membran lainnya 5.    gaya pegas dapat diatur dengan sekrup pengatur 6.    jika tekanan keluaran bertambah, membran bergerak melawan gaya pegas dan 7.    lubang keluaran pada dudukan katup akan mengecil atau menutup 8.    tekanan udara diatur dengan volume udara yang lewat  

Distribusi udara tekan: Pipa saluran harus menjamin agar udara tekan dapat dialirakan dengan : ·       Bebas dari kebocoran ·       Daya tahan yang baik dan tahan terhadap korosi ·       Penyusutan tekanan kecil ·       Mudah dikembangkan untuk instalasi perluasan pengembangan                                                                i.      Ukuran pipa saluran                                                            ii.      Hambatan aliran udara                                                         iii.      Bahan pipa saluran                                                          iv.      Tata letak pipa saluran Ukuran pipa saluran ·       Ukuran pipa saluran utama harus cukup besar dari perhitungan tekanan kerja ·       Perlu penutup katup tambahan agar mudah untuk ekspansi ·       Turunnya tekanan di jaringan pipa < 0,1 bar

Hambatan aliran udara ·        Panjang pipa perlu dihitung ·        Pipa sambungan, pencabangan dan belokan perlu diperhitungkan ·        Tekanan kerja pada sistem pneumatik   Tata letak pipa saluran ·        Jaringan saluran udara melingkar kemiringan 1-2% ·        Lingkar udara utama ·        Lingkar udara sambung silang utama ·        Tersedianya pencabangan T dan terminal penghubung saluran   Bahan pipa saluran ·        Penyusutan bahan karena tekanan udara kecil ·        Bebas bocor ·        Tahan dari korosi ·        Mudah di ekspansi untuk pengembangan sistem  

Unit Pemeliharaan Udara tekan pada sistem pneumatik harus kering dan bebas dari minyak. Bbrp komponen perlu pelumasan (misal komponen daya) sedang komponen lain minyak dapat merusak. Pelumasan jangan berlebihan Pelumasan perlu untuk maksud: Gerakan bolak balik silinder yang cepat Silinder diameter besar ( > 125 mm) pelumasan langsung dari dekat silinder  

Unit pemeliharaan udara: Sistem distribusi: Berupa sistem ring (cincin) mencegah drop tekanan Kemiringan pipa 1 –2 % utk mengalirkan embun dari kompresor Perlu peralatan pengering udara jika perlu udara bebas uap air Perlu pemeliharaan rutin Unit pemeliharaan udara: Unit pemeliharaan udara dipasang pada semua jaringan pneumatik untuk menjamin kualitas udara tekan dan terjaganya sistem pengaturan pneumatik.

Penyaring(filter) udara tekan Unit pemeliharaan udara: Penyaring(filter) udara tekan Pengatur tekanan udara(regulator) Pelumasan udara bertekanan Penyaring(filter) udara tekan Berfungsi untuk memisahkan semua kotoran pada udara yang masuk dan mengalirkan udara yang sudah disaring ke saluran distribusi udara tekan. Pengatur tekanan udara(pressure regulator) Pengatur tekanan udara berfungsi untuk menjaga agar tekanan kerja yang dialirkan ke jaringan pneumatik tekanan udaranya selalu konstan (relatif)

Pelumas udara bertekanan Alat ini berfungsi untuk menyalurkan oil yang berupa kabut dalam jumlah yang dapat diatur, kemudian dialirkan ke sistem distribusi dari sistem pengaturan nya dan komponen pneumatik yang memerlukan pelumasan. Lubrikator Udara bertekanan lewat lubrikator, akan turun tekanannya antara gelas minyak dan ruang tetes yang terletak di atasnya. Perbedaan tekanan tsb cukup untuk menekan minyak ke atas lewat saluran naik dan menetes ke pipa semprot. Minyak dikabutkan dan diteruskan. ·        Memeriksa takaran minyak ·        Pemisahan oli Penyaring udara bertekanan

Sistem transmisi pneumatik Saluran transmisi merupakan penghubung antara transmitter dengan receiver. Asumsi analogi rangkaian listrik bahwa saluran hanya terdiri dari kapasitor tunggal saja adalah over simplification. Analogi yang akurat adalah dengan penggunaan komponen listrik resistor , induktor dan kapasitor. Hal itu karena fluida bersifat resistance dan inertance serta capacitance. Tak dapat hanya menggunakan 1 rangkaian tunggal R,L dan C. Karena rangkaian transmisi bersifat “distributed” sepanjang saluran transmisi. Tidak dapat dibuat dalam “lumped” menjadi nilai tunggal . Rangkaian ekivalen yang akurat pendekatannya dengan L, R dan C setiap 1 meter terpasang seri setiap 1 meter R,L,C dst

Fungsi Alih dari sistem transmisi adalah:   Dengan: D = time delay dari panjang saluran L = transfer lag sistem orde 1 Tampak dari persamaan tersebut bahwa saluran transmisi selain mempunyai time constant (lag) juga mempunyai time delay (waktu tunda) Adanya waktu tunda (delay time) berimplikasi bahwa sistem mempunyai keterlambatan saat pengiriman sinyal data, jika diketahui nilainya dapat dikoreksi

Tak dapat hanya menggunakan 1 rangkaian tunggal R,L dan C. Karena rangkaian transmisi bersifat “distributed” sepanjang saluran transmisi. Tidak dapat dibuat dalam “lumped” menjadi nilai tunggal . Rangkaian ekivalen yang akurat pendekatannya dengan L, R dan C setiap 1 meter terpasang seri setiap 1 meter R,L,C dst ada dead time delay time

Komponen nozzle flapper pada sistem pneumatik

Sistem pneumatik di industri