PNEUMATIK dan HIDROLIK I Semester IV
Buku Rujukan : 1. Croser. P, Thomson. J, 1989, Electro Pneumatics, Festo Didactic, Esslingen. 2. Deppert. W, and Stoll. K, 1985, Pneumatics in Control, Vogel
Verlag.
3. Deppert. W, and Stoll. K, 1983, Pneumatics Applications, Vogel
Verlag.
4. Joko Tri Wardoyo, 2003, Modul Pelatihan Pneumatik, Laboratorium Kontrol Fluida Progran Studi Teknik Mesin Politeknik Negeri Semarang. 5. Merkle. D, Rupp. K, Scholz. D, 1994, Electro-Hydroulics, Festo Didactic, Esslingen. 6. Sugihartono, 1985, Dasar- dasar Kontrol Pneumatik, Tarsito, Bandung. 7. Team UT, 2000, Manual Training Hidrolik. 8. Text Book Festo, 1977, Maintanance Of Pneumatic Equipment and System, Festo Didactic, Esslingen. Oleh :
Joko Tri Wardoyo, ST POLITEKNIK NEGERI SEMARANG (2008)
PNEUMATIK dan HIDROLIK I
1. Pengenalan media kerja 2. Pengadaan Udara 3. Katup pneumatik 4. Aktuator pneumatik 5. Diagram rangkaian pneumatik 6. Elektro pneumatik
7. Prinsip dasar hidrolik 8. Power unit pada hidrolik 9. Katup dan Aktuator hidrolik 10. Diagram rangkaian hidrolik 11. Elektro hidrolik
Hidrolik
Pneumatik
Elektrik
Mekani k
PEMILIHAN MEDIA KERJA dan MEDIA KONTROL FAKTOR YANG PERLU DIPERHATIKAN 1. Keandalan komponen
2. Usia pemakaian
3. Ketersediaan suku cadang
4. Jenis dan kecepatan gerakan
5. Kemudahan pemasangan, perawatan, dan pengembangan
Mengapa kita menggunakan PNEUMATIK 1. Bahan baku melimpah 2. Penyimpanan dan pengangkutan mudah 3. Tidak peka terhadap temperatur 4. Instalasi bersih 5. Konstruksi sederhana
6. Kecepatan kerja tinggi 7. Aman terhadap beban lebih Memerlukan alat pembangkit tekanan
Bising Hanya efisien untuk gaya yang kecil (Kurang dari 30 kN)
KOMPRESOR DAN TANGKI
PROSES PEMAMPATAN UDARA
PENGERING UDARA
SISTEM PERPIPAAN
UNIT PELAYANAN UDARA (Air Service Unit)
= fluida residu = oli
UPU Tanpa lubricator
JENIS KATUP PNEUMATIK
1. Katup Kontrol Arah Katup 3/2, 4/2, 4/3, 5/2 2. Katup Satu Arah Check Valve 3. Katup Kontrol Aliran Throttle valve, One way flow control valve, Shuttle valve, Two pressure valve, Quick exhaust Valve 4. Katup Kontrol Tekanan Katup pengatur tekanan Katup pembatas tekanan 5. Katup Kombinasi Katup tunda waktu (time delay valve)
BENTUK-BENTUK KATUP
KONFIGURASI DAN KONSTRUKSI KATUP KONTROL ARAH 1. Posisi peralihan (penggeseran) katup digambarkan dengan segi empat. 2. Jumlah segi empat yang berdekatan menunjukkan berapa banyak posisi peralihan. 3. Garis menunjukkan jalan (lintasan), sedang anak panah menunjukkan arah aliran. 4. Posisi menutup ditunjukkan di dalam segi empat dengan garis siku-siku. 5. Pertemuan lintasan (lubang) aliran digambarkan dengan sebuah titik. 6. Sambungan (lubang-lubang saluran masuk dan saluar keluar) ditunjukkan dengan garis yang menempel pada sisi luar segi empat yang menggambarkan posisi normal atau awal. 7. Posisi lain diperolah dengan menggeser segi empat sampai lubanglubang alirannya bertemu dengan sambungan-sambungannya. 8. Posisi penggeseran (pemindahan) dinyatakan dengan huruf-huruf kecil a,b,c,...dan o 9. Posisi normal / netral / off /awal biasanya berada pada kotak nomor dua dari kiri 10.Penamaan katup dinyatakan dengan jumlah sambungan dan jumlah posisi penggeserannya, contoh katup 3/2, 4/3, 5/2, dll
SISTEM PENOMORAN KATUP
Lubang / sambungan Lubang / sambungan tekanan Lubang / samb. pembuangan Lubang / sambungan keluaran
Sistem angka 1 3, 5 2, 4
Sistem huruf P R, S, T A, B
Saluran pengaktifan : Membuka aliran dari 1 ke 2 Membuka aliran dari 1 ke 2 Membuka aliran dari 1 ke 4
12 12 14
2
Z (katup 3/2) Y (katup 5/2) Z (katup 5/2)
4
12 (Z)
2
14 (Z) 1
3
12 (Y) 5
3 1
CARA KERJA KATUP
2
OFF 1
3
2
4
2
1
3
OFF
2
ON
4 1
31
3
2 4
2
1
3
ON 1
3
2
OFF 1
3
2
2
ON 1
1
3
3
4
2
1
3
OFF 4
2
4
2
1
3
ON 1
3
MANUAL :
PENGGERAK KATUP Pull/push button
1. Kontrol manual •Tombol tekan •Tuas •Pedal 2. Kontrol mekanik •Plunyer •Rol •Pegas 3. Kontrol pneumatik •Tekanan udara 4. Kontrol elektrik •Solenoid 5. Kontrol kombinasi •Elektrik dan pneumatik
Lever MECHANICAL : Spring
Pedal
Plunger
Roll
AKTUATOR PNEUMATIK Aktuator pneumatik bisa diuraikan pada dua kelompok, yaitu : 1. Aktuator Gerak lurus (gerakan linier) silinder kerja tunggal (Single acting cylinder) silinder kerja ganda (Double acting cylinder) 2. Aktuator Gerak putar (gerakan rotasi) motor udara silinder gerak putar (rotary cylinder)
AKTUATOR GERAK LURUS
AKTUATOR ROTARI
Simbolnya
DIAGRAM RANGKAIAN
Rangkaian kontrol langsung
Rangkaian kontrol tak langsung
2
2
4
3
5
3
3
2
5
1
2
B
3
A
A. Pada Silinder kerja tunggal B. Pada Silinder kerja ganda
1
3 1
1
A
2
2 1
1
4
3
B
Shuttle Valve ( OR Gate )
Untuk rangkaian yang membutuhkan dua atau lebih sinyal input
Input
Output
A
B
X
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
1
Two Pressure Valve ( AND Gate ) Untuk rangkaian yang membutuhkan dua atau lebih sinyal input sekaligus
Input
Output
A
B
X
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
1
GAMBAR APLIKASI OR DAN AND GATE A0
2 1
4
2
5
3
A1
2
1
1
1
2
2
1
2
2 A1
A
1
3
B
1
3
C
1
3
D
1
3
Katup Satu Arah ( Check Valve )
1
2
1
2
One Way Flow Control Valve (Check Throttle) Untuk mengatur / memperlambat gerakan aktuator
Pemasangannya sedekat mungkin dengan aktuator
Time Delay Valve Fungsi : Untuk Menunda gerakan aktuator
Time delay valve, normally closed
Time delay valve, normally open
METODE CASCADE Metode cascade digunakan untuk mengatasi adanya sinyal konflik, sehingga mudah digunakan sebagai acuan untuk membuat rangkaian yang komplek sekalipun, dengan urutan langkahnya adalah sebagai berikut : 1. Buat persamaan geraknya 2. Bagi dalam group-group, dimana dalam satu group hanya terdapat satu gerakan untuk tiap silindernya 3. Identifikasi sensor atau limit switch yang dibutuhkan, yang ada dalam satu group tempatkan diatas, sedang yang berlainan group tempatkan dibawah 4. Buat rangkaian cascadenya, dengan ketentuan : • Tiap group membutuhkan satu jalur perbekalan (supply line), sehingga jumlah jalur perbekalan sama dengan jumlah group • Untuk memindahkan antar jalur perbekalan dibutuhkan katup pembalik, yang menggunakan katup 4/2 atau 5/2 • Jumlah katup pembalik sama dengan jumlah group dikurangi satu 5. Jalur perbekalan terakhir harus ada tekanan udara 6. Lengkapi rangkaian pneumatiknya
RANGKAIAN SISTEM CASCADE
Rangkaian 3 Group
4
2
5
3
Rangkaian 4 Group
4
2
5
3 1
4
1 4
2
2 5
5
3
3 4
1
2
1
5
3 1
RANGKAIAN SISTEM SHIFT REGISTER
Secara umum penggambaran sistem shift register sama dengan sitem cascade, bedanya terletak pada : 1. Jumlah katup pembalik 2. Jenis katup pembalik
2
1
2
3
1
2
3
1
3
SENSOR Macam-macam sensor : 1. Sensor dengan kontak (fisik), contoh sensor dengan rol 2. Sensor tanpa kontak A. Kapasitif : untuk semua benda B. Induktif : khusus untuk logam C. Optik : untuk benda yang terang D. Magnetik: khusus untuk logam
A
B
C
D
SWITCH Switch dikelompokkan menjadi 2, yaitu : 1. Switch single kontaktor, yang terdiri dari : a. Normal terbuka (NO) b. Normal tertutup (NC) c. Posisi pilihan (change over contactor) 2. Switch multi kontaktor
RELAY Relay berfungsi untuk : 1. Memperbanyak kontak 2. Mengunci rangkaian (latching)
PRINSIP KERJA SOLENOID Solenoid bekerja berdasarkan prinsip dasar Elektromagnet, apabila konduktor (kabel tembaga) dibentuk menjadi lilitan (koil) dan arus listrik mengalir melalui konduktor, maka akan terjadi electromotive force (EMF).
ELEKTRO PNEUMATIK 1
+24V
3 2
S1 4
Y1 1
3
Y1
0V
CONTOH RANGKAIAN EP UNTUK GERAKAN (A+B+A-B-)
A0
A1
4
BO
2
4
Y1
Y2 5
2
Y3
3
Y4 5
1
3 1
1
+24V
2
4
B1
S1 A1
4
4
Y1
5
3
3
0V
B1
Y1
Y1
A0
Y1
SINYAL KONFLIK Untuk mengatasi adanya sinyal konflik, maka dapat menggunakan relay yang dipasang dengan ketentuan sebagai berikut : 1. Input selalu dipasang seri dengan relay , selanjutnya di latching dengan kontaktor yang ada pada relay tersebut 2. Relay berikutnya dapat ON bila relay sebelumnya sudah ON 3. Bial relay terakhir ON, maka relay pertama harus OFF
K1 Input 1
Kn K1
Kn
K2 Input 2
Input n
K(n-1)
K1 K2
Kn
KARAKTERISTIK HIDROLIK
1. Tidak rusak karena adanya beban lebih 2. Bisa digunakan untuk gaya yang besar ( diatas 30 kN) 3. Konstruksinya sederhana 4. Fluida kerja tidak kompresibel, sehingga gerakan aktuatornya konstan 5. Memerlukan system pembangkit tekanan 6. Bila ada kebocoran, lingkungan menjadi kurang bersih 7. Kecepatan gerak aktuatornya rendah
PRINSIP DASAR HIDROLIK
UNIT PEMBANGKIT (POWER UNIT)
Unit pembangkit terdiri dari : 1. Motor listrik 2. Pompa 3. Katup relief bertekanan 4. Manometer 5. Tangki
Pengukur Tekanan
P
T Motor Listrik dan Pompa Hidrolik
Relief Vave
M
Reservoir
Saluran Balik
AKUMULATOR
Akumulator berfungsi untuk menyimpan energi hidrolik, yang dapat digunakan untuk : 1.Mengatasi kebutuhan puncak 2.Sebagai cadangan / sumber energi bila power unit gagal berfungsi
JENIS KATUP HIDROLIK
AKTUATOR HIDROLIK
Aktuator gerak lurus (silinder hidrolik)
Aktuator gerak putar (motor hidrolik)
SIRKUIT DASAR SISTEM HIDROLIK
CONTOH RANGKAIAN
P
A
B
P
T
A
B
P
T
T
P
T
Ts
Ts
GERAK SQUENSIAL
Gerak squensial adalah gerakan dimana gerakan berikutnya sangat dipengaruhi oleh gerakan sebelumnya
T
B
T
A
B
B
A
P
B
P
A
A
A
B
P
T B
P
T
A
Ts
ELEKTRO HIDROLIK Rangkaian elektro hidrolik terdiri dari dua : 1. Rangkaian hidrolik 2. Rangkaian elektrik
1
+24V
A
B
3 S1
Y1 P P
T
4 T
Y1 Ts
0V
