J4012_Pneumatik Dan Hidraulik.pdf

J4012 PNEUMATIK PNEUMATIK & HIDRAULIK HIDRAULIK

(i)

MODUL POLITEKNIK KEMENTERIAN PENDIDIKAN MALAYSIA

J4012 PNEUMATIK DAN HIDRAULIK

AHMA D SYAYUTHI BIN B IN AB D. RAHMAN RAHMA N (PUO) CHE MOHD AZMI BIN CHE IBRAHIM (PUO) KAMARUZAMAN BIN DAUD (PUO) http://modul2poli.blogspot.com/


Nama Alamat

No Tel Email Kelulusan

Jawatan

Nama Alamat

No Tel Email : Kelulusan

Jawatan

Nama Alamat

No Tel Email Kelulusan Jawatan

( ii )

: Ahmad Syayuthi B Abdul Rahman : Jabatan Kejuruteraan Mekanikal Politeknik Ungku Omar Jln Raja Musa Mahadi, 31450 Ipoh. :05-5457656/7622 ext 465 : [email protected] : BEng (Hons) KejMekanikal(USM) (Bahan) Sijil Teknologi Pembuatan (POLIMAS) : Pensyarah Teknik

: Che Mohd Azmi Bin Che Ibrahim : Jabatan Kejuruteraan Mekanikal Politeknik Ungku Omar 31450 Jln Raja Musa Mahadi, Ipoh. :05-5457656/7622 ext 465 : Sarjana Pendidikan (Teknikal)(UTM) BSc (Hons) Kej Mekanikal(UTM) (Teknologi Pembuatan) Diploma Tek. Perindustrian (KUSZA) : Pensyarah Teknik

: Kamaruzzaman Bin Daud : Jabatan Kejuruteraan Mekanikal Politeknik Ungku Omar Jln Raja Musa Mahadi,31450, Ipoh Perak :05-5457656/7622 ext 468 : [email protected] :Diploma Kejuruteraan Pert. (UPM) : Pensyarah Teknik

http://modul2poli.blogspot.com/


( iii ii i )

SOAL SELIDIK SELIDIK MODUL MODUL OLEH PELAJA R Tajuk Modul

: _________________________Kod Modul

Nama Pelajar

: _______________________ No. Pendaftaran : ____________

Kursus

: ____________________________________

Nama Penulis Modul

: _____________

: ______________________________

Sila gunakan skala berikut untuk penilaian anda.

4 3 2 1

Sangat setuju Setuju Tidak setuju Sangat tidak setuju

Ar ahan : Tandakan √ pada ruangan skor yang dipilih.

Bil 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

ELEMEN PENILAIAN A. FORMAT Susun atur muka surat adalah menarik. Saiz font yang digunakan adalah senang untuk dibaca. Saiz dan jenis gambar serta carta yang digunakan sesuai dengan input. Carta dan gambar senang dibaca dan difahami. Jadual yang digunakan tersusun dengan teratur dan mudah difahami. Teks input disusun dengan cara yang mudah difahami. Semua ayat berbentuk arahan dipamerkan dengan jelas. B. ISI KANDUNGAN Saya faham semua objektif dengan jelas. Saya faham pada idea yang disampaikan. Cara persembahan idea adalah menarik. Semua arahan yang diberikan mudah difahami. Saya boleh melaksanakan semua arahan yang diberikan dalam unit ini. Soalan dalam aktiviti adalah mudah dijawab. Saya boleh menjawab soalan-soalan dalam penilaian kendiri. Maklum balas boleh membantu mengenalpasti kesilapan saya. Ayat-ayat yang digunakan mudah difahami. Gaya penulisan menarik. Saya boleh mengikuti unit ini dengan mudah. Unit ini memudahkan saya mempelajari & memahami topik ini. Penggunaan modul ini menarik minat saya.


SKALA 1

2

3

4

1

2

3

4


( iv )

GRID KURIKULUM Grid kurikulum ini adalah berdasarkan kepada kurikulum yang sedang digunakan di Politeknik-Politeknik Kementerian Pendidikan Malaysia. TOPIK

UNIT

PENGENALAN KEPADA PNEUMATIK

1

2

SISTEM KERJA PNEUMATIK

3

4

REKABENTUK LITAR

5

6

KOMPONEN-KOMPONEN SISTEM HIDRAULIK

7

LITAR ASAS HIDRAULIK

8

PEMBINAAN LITAR HIDRAULIK

10

PERMASALAHAN DALAM SISTEM HIDRAULIK

11

9

PENGEN PENGENAL ALAN AN KEPADA PNEUMATIK PNEUMATIK Unit 1 1.0 1.1 1.2 1.3

Sistem Pneumatik

( 2 Jam )

Pengenalan Komponen Sistem Pneumatik Kebaikan Sistem Pneumatik Keburukan Sistem Pneumatik

Unit 2

Sistem Penjanaan Pneumatic Dan Pengagihan Udara

( 2 Jam )

2.0 Pengenalan 2.1 Persamaan yang berkaitan dengan udara mampatan 2.2 Pemampat udara 2.3 Jenis-jenis Pemampat 2.4 Penghasilan udara bebas 2.5 Penyahidratan udara SISTEM KERJA PNEUMATIK Unit 3

Penggerak Dan Injap

3.0 Pengenalan 3.1 Penggerak pneumatik 3.2 Jenis-jenis Silinder Lelurus 3.3 Menentukan daya dan saiz silinder 3.4 Pengkusyenan dalam silinder pneumatik


( 2 Jam )

J4012 PNEUMATIK & HIDRAULIK

(v)

3.5 Pencagak silinder 3.6 Silinder istimewa 3.7 Penggerak berputar 3.8 Penggerak istimewa 3.9 Injap Unit 4

Penderia Dan Kawalan Gerakan Satu Selinder

( 2 Jam )

4.0 Pengenalan 4.1 Penderia 4.2 Pengawalan Pergerakan silinder REKABENTUK LITAR Unit 5

Kawalan Turutan Berbilang Selinder

( 5 Jam )

5.0 Pengenalan 5.1 Pengendalian litar asas kawalan turutan berbilang silinder 5.2 Rajah gerakan masa 5.3 Membina litar lata (Cascade) 5.4 Membina litar pembilang langkah (Step Counter) Unit 6

Fungsi Tambahan Kawalan Turutan Pneumatic Dan Elektro-Penumatik Elektro-Penu matik

( 3 Jam )

6.0 Pengenalan 6.1 Fungsi dan alat tambahan bagi kawalan turutan pneumatik dan elektropneumatik. KOMPONEN-KOMPONEN KOMPONEN-KOMPONE N SISTEM HIDRAULIK Unit 7

Simbol Piawai Dan Kegunaan Komponen

7.0 Pengenalan 7.1 Simbol piawai bagi komponen hidraulik 7.2 Pengenalan kepada komponen asas hidraulik 7.3 Pam 7.4 Injap 7.5 Penggerak


( 3 Jam )


( vi )

LITAR ASAS HIDRAULIK Unit 8 8.0 8.1 8.2 8.3

Susunatur Komponen Dan Sistem Asas Litar Hidraulik

( 3 Jam )

Pengenalan Susunatur komponen hidraulik Sistem asas hidraulik Litar sistem asas hidraulik

Unit 9

Pengawalan Tekanan Dan Aliran Pada Penggerak

( 1 Jam )

9.0 Pengenalan 9.1 Pengawalan tekanan dan aliran pada penggerak-penggerak sistem hidraulik PEMBINAAN LITAR HIDRAULIK Unit 10

Rekabentuk Litar

( 5 Jam )

10.0 Pengenalan 10.1 Pembinaan litar kawalan 10.2 Gabungan litar kawalan

PERMASALAHAN DALAM SISTEM HIDRAULIK Unit 11

Masalah-Maslah Utama Dalam Sistem Hidraulik

11.0 Pengenalan 11.1 Permasalahan dalam sistem hidraulik


( 2 Jam )


( vii )

PANDUAN MENGGUNAKAN MODUL 1. Modul ini dibahagikan kepada 11 unit. Setiap unit disediakan dalam jilid yang sama. 2. Mukasurat dinomborkan berdasarkan kepada kod subjek, unit dan halaman. Contoh :

J4012 / Unit 1 / 1 Subjek

Unit Halaman

3. Pada permulaan unit, objektif am dan khusus dinyatakan. 4. Setiap unit mengandungi urutan aktiviti dan diberikan simbol berikut :-

OBJEKTIF Bahagian ini mengandungi objektif am dan khusus setiap pembelajaran INPUT Input mengandungi maklumat yang akan anda pelajari.

AKTIVITI Bahagian ini mengandungi proses pembelajaran secara aktif untuk menguji kefahaman anda. Anda perlu ikuti dengan teliti dan melaksanakan arahan yang diberikan. MAKLUMBALAS KEPADA AKTIVITI Bahagian ini mengandungi jawapan kepada soalan-soalan yang dikemukakan dalam aktiviti PENILAIAN KENDIRI Penilaian kendiri menguji kefahaman anda dalam setiap unit.

MAKLUMBALAS KEPADA PENILAIAN KENDIRI Bahagian ini mengandungi jawapan kepada soalan-soalan yang dikemukakan dalam penilaian kendiri 5. Anda perlu mengikuti unit demi unit yang disediakan. 6. Anda boleh meneruskan unit selanjutnya setelah berjaya melalui unit sebelumnya dan yakin dengan pencapaian anda.



( viii )

PERNYATAAN TUJUAN Modul ini disediakan untuk kegunaan pelajar-pelajar Semester 5 yang mengikuti kursus Diploma di Jabatan Kejuruteraan Mekanikal, Politeknik-Politeknik Kementerian Pendidikan Malaysia. Ianya bertujuan untuk memberi pendedahan kepada pelajar tentang konsep sesuatu unit kearah pembelajaran kendiri atau dengan bimbingan daripada pensyarah. PRA-SYARAT KEMAHIRAN. Pra-syarat untuk mengikuti modul ini adalah lulus penuh pada semester sebelumnya. OBJEKTIF AM Diakhir modul ini, pelajar akan dapat :1. Mempelajari, memahami dan melakarkan rajah blok struktur dan aliran isyarat sistem pneumatik, sistem penjanaan udara dan pengagihan udara. 2. Mempelajari , memahami, merekabentuk dan melakarkan binaan silinder, injap dan penderia. 3. Mempelajari , memahami, merekabentuk dan menerangkan kawalan turutan berbilang silinder dan fungsi tambahan. 4. Mempelajari , memahami dan melakarkan binaan injap dan penggerak. 5. Mempelajari , memahami dan melakarkan susunatur, litar asas, pengawalan tekanan dan aliran pada penggerak-penggerak sistem hidraul. 6. Menyatakan dan menyelesaikan masalah-masalah utama dalam sistem hidraulik. PERALATAN & SUMBER YANG PERLU DIGUNAKAN BERSAMA MODUL 1. Kertas graf. 2. Alat-alat geometri. 3. Kalkulator. 4. OHP. 5. Magnetic Teaching. RUJUKAN 1. S. Majumdar, Pneumatic Systems, Principles and Maintenance , Mc Graw Hill, 1995 2. David Booth, Pneumatic & Hydraulic , Oxford University, 1998. 3. Peter Rohner, Pneumatic Control for Industrial Automation ,AE Press,1987. 4. Aizerman,Pneumatic & Hydraulic Control System , Penrgamon Press, 1968. 5. CD Simulasi SMC , SMC Pneumatic Sdn. Bhd. 6. CD Simulasi Festo , Festo Didactic Sdn. Bhd.


J4012 / UNIT 1/1

SISTEM PNEUMATIK

UNIT 1

PENGENALAN KEPADA PNEUMATIK (SISTEM PNEUMATIK)

OBJEKTIF Objektif Am

:

Objektif Khusus :

Mempelajari dan memahami rajah blok struktur dan aliran isyarat sistem pneumatik.

Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat:-

Menerangkan pengenalan dan penggunaan kawalan pneumatik di industri. Melakarkan dan m enerangkan rajah blok struk tur dan aliran isyarat sistem pn eumatik. Menyatakan kelebihan dan kekurangan sistem pneumatik Menyatakan si mbol piawai ISO kompon enkomponen sistem pneumatik.


J4012 / UNIT 1/2

SISTEM PNEUMATIK

INPUT Tahukah anda bahawa setiap sesuatu yang ada pada hari ini mesti ada sejarahnya yang tersendiri. Begitu juga dengan Pneumatik, di mana ianya mempunyai sejarah yang agak panjang untuk berkembang seperti yang anda lihat pada hari ini. Untuk mengetahuinya TERUSKAN MEMBACA unit ini.

1.0 PENGENALAN

Sebaik sahaja Pneumatik diperkenalkan di Amerika Syarikat, ia mengambil masa yang agak lama untuk diperkenalkan kepada negara-negara lain terutamanya Eropah.

Pneumatik telah pun digunakan secara meluas di Amerika Syarikat iaitu sebelum Perang Dunia II. Jenis injap kawalan arah yang digunakan pada masa itu ialah jenis ‘spool valve’ dengan operasi elektro-magnetik kawalan terus. Selepas itu ‘plane slide valve’ diperkenalkan, di mana angin ekzos petunjuk dikeluarkan melalui sebuah solenoid valve 2/2 yang kecil. Pada kedua-dua perkara yang disebut di atas, pengawalan adalah menggunakan elektrik dengan litar relay. Dengan adanya ramai juru elektrik, tidaklah menjadi masalah untuk membina kabinet kawalan yang agak baik.

Di Eropah, pneumatic hanya diperkenalkan selepas Perang Dunia II, dimana pada masa tersebut Eropah mengalami zaman kemelesetan. Dengan ini, ia tidak mempunyai teknologi yang tinggi untuk pembuatan injap tanpa ‘seal’, seperti yang digunakan di Amerika Syarikat sebelum perang berlaku. Dengan itu pengeluaran yang pertamanya adalah agak mudah dan injap ‘popet’ banyak dikeluarkan. Injap kuasa popet hanya boleh beroperasi dengan piston pneumatik. Untuk mengatasi


J4012 / UNIT 1/3

SISTEM PNEUMATIK

daya operasi angin yang tinggi, kawalan pneumatik dimajukan. Selain daripada itu, pemanduan solenoid pada masa itu tidaklah mempunyai reliability yang baik. Untuk mengelakkan penyambungan lemah di antara kawalan elektrik dan kuasa pneumatik, kawalan pneumatik sahaja dimajukan ke tahap yang lebih tinggi di Eropah, menggantikan operasi pemanduan solenoid dan kawalan elektrik.

Pada tahun 1960an, teknologi baru dari Amerika Syarikat diperkenalkan pada semua negara perindustrian di dunia iaitu “Fluidics” dan teknologi pneumatic switching (tanpa alatan bergerak). Kedua-dua prinsip utama ini, yang diasaskan dari “Wall Attachment” (Coanda Effect) dan “Turbulence Amplifiers”, lenyap sebaik sahaja ia diperkenalkan tanpa mendapat peranan yang agak popular. Salah satu sebab kejatuhan projek ini ialah kos kawalan elektrik pada masa itu sangat tinggi. Selain daripada itu, pengetahuan dan komponen adalah berkurangan untuk membina bekalan fluidics yang sesuai. Pada masa sekarang, solenoid yang beroperasi mempunyai reliability yang tinggi dan tahan lama.

1.1 KOMPONEN SISTEM PNEUMATIK

Tahukah anda apa yang dikatakan sistem pneumatik?. Pneu merupakan perkataan yang berasal dari Greek yang bermaksud angin, manakala matik pula merujuk kepada kuasa. Oleh itu, sistem pneumatik bolehlah ditafsirkan sebagai sistem yang digerakkan oleh kuasa angin. Sistem pneumatik menggunakan udara termampat sebagai media pemindahan kuasa. Udara termampat adalah udara sekeliling yang telah dimampatkan dengan menggunakan pemampat udara kendalian motor elektrik. Sistem pneumatik banyak digunakan dalam industri pemasangan komponen elektronik, mesin memproses makanan, alat pneumatik seperti mesin gerudi, motor udara dan lain-lain. Sebagai contoh, sistem pneumatik juga digunakan oleh bas pada sistem pintu automatiknya dan juga pada bahagian brek. Gambarajah blok komponen sistem pneumatik adalah seperti dalam gambarajah 1.1 di bawah ;


J4012 / UNIT 1/4

SISTEM PNEUMATIK

SUMBER : SMC Pneumatic

Pemampat Udara

Penerima

Pengering

Unit Servis

Injap Kawalan

Penggerak

Gambarajah 1.1 : Blok komponen Sistem Pneumatik 1.1.1 Pemampat Udara

Berfungsi untuk mengumpulkan udara dan memampatkannya dari tekanan udara kasa ketekanan tertentu. Contohnya Pemampat Putaran dan Pemampat salingan. 1.1.2 Pengering Udara

Berfungsi untuk mengeringkan udara yang telah dimampatkan daripada wap air sebelum udara dihantar ke sistem untuk mengelakkan komponen pneumatik dari berkarat. Contohnya Pengeringan Serapan dan Pengeringan Jerapan. 1.1.3 Penerima Udara

Berfungsi untuk menyimpan udara yang telah dimampat dan dikeringkan sebelum dihantar ke sistem. Penerima udara juga dikenali sebagai tabung udara. Ia juga boleh mengawal tekanan angin yang terdapat di dalamnya. 1.1.4 Unit Servis

Unit servis terdiri dari tiga komponen iaitu pengatur tekanan, tolok tekanan dan pelincir. Ianya berfungsi untuk mengawal tekanan dan melincirkan udara sebelum dihantar ke sistem. 1.1.5 Injap Kawalan Arah

Ianya berfungsi untuk mengawal arah gerakan penggerak.


J4012 / UNIT 1/5

SISTEM PNEUMATIK

1.1.6 Penggerak

Ianya merupakan komponen terakhir yang terdapat dalam sistem ini. Berfungsi untuk melakukan kerja sebagaimana yang telah dikehendaki. Terdapat pelbagai jenis penggerak seperti rod keluar masuk, putaran dan nyalaan.

1.2 KEBAIKAN SISTEM PNEUMATIK

Di antara kebaikan sistem pneumatik adalah seperti di bawah :Mudah disalurkan untuk jarak yang jauh dan mudah disimpan. Iaitu kebolehdapatannya tidak terbatas. Udara tidak tertakluk kepada suhu dan tidak mudah terbakar. Dapat menyediakan cara yang berkesan untuk pendaraban daya, mudah diselaraskan dan tiada masalah beban. Udara dapat menyediakan kebolehlenturan dalam kawalan mesin Dapat memberikan sambutan yang cepat untuk memulakan dan memberhentikan kawalan. Udara tidak memerlukan aliran balik. Udara adalah bersih, kebocorannya tidak akan mencemarkan persekitaran. Isipadu udara rendah, jadi pergerakannya lebih laju berbanding dengan minyak hidraulik. Komponen sistem pneumatik mudah dibina jika dibandingkan dengan sistem lain.


J4012 / UNIT 1/6

SISTEM PNEUMATIK

1.3 KEBURUKAN SISTEM PNEUMATIK

Keburukan sistem pneumatik pula adalah seperti di bawah :Udara termampat memerlukan persediaan sistem yang teliti. Udara yang terkeluar dari proses pemampatan mengeluarkan bunyi yang bising. Walaupun kos penyenggaraannya rendah tetapi kos penyediaannya tinggi (untuk membuang bahan cemar). Keperluan dayanya terhad, hanya dari 20 kN – 30 kN. Kebolehmampatan tidak dapat menghasilkan kelajuan piston yang malar dan seragam. Untuk menjadi sumber kuasa, udara termampat boleh dikatakan mahal. Ianya menggunakan banyak paip.


J4012 / UNIT 1/7

SISTEM PNEUMATIK

AKTIVITI 1a

UJI KEFAHAMAN ANDA SEBELUM ANDA MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA. SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.

SELAMAT MENCUBA…… Soalan 1a-1

Lengkapkan gambarajah blok sistem pneumatik di bawah. Pemampat Udara

Pengering

Penggerak

Soalan 1a-2

Bagi setiap pernyatan di bawah, sila tandakan ( ) pada ruang betul atau salah yang disediakan

Betul Salah

Pernyataan

Unit servis terdiri dari empat komponen pengatur tekana n, tolok tekanan,penapis tekanan dan pelincir. Injap kawalan berfungsi untuk mengawal arah pergerakan penggerak Sistem pneumatik memerlukan aliran pergi dan balik Sekiranya kebocoran sistem pneumatik berlaku ianya akan mencemarkan alam sekitar Udara termampat adalah murah untuk dijadikan sebagai sumber kuasa Sistem pemampat memerlukan persediaan sistem yang teliti Keperluan daya yang digunakan ialah antara 50 kN hingga 60 kN


J4012 / UNIT 1/8

SISTEM PNEUMATIK

MAKLUM BALAS KEPADA AKTIVITI 1a

TAHNIAH ! ANDA TELAH MENGHAMPIRI KEJAYAAN, PASTIKAN JAWAPAN ANDA BETUL SEBELUM BERPINDAH KEPADA INPUT YANG SELANJUTNYA.

Jawapan 1a-1 Pemampat Udara

Penerima

Pengering

Unit Servis

Injap Kawalan

Penggerak

Jawapan 1a-2

Betul Salah

Pernyataan

Unit servis terdiri dari empat komponen pengatur tekanan , tolok tekanan,penapis tekanan dan pelincir. Injap kawalan berfungsi untuk mengawal arah pergerakan penggerak Sistem pneumatik memerlukan aliran pergi dan balik Sekiranya kebocoran sistem pneumatik berlaku ianya akan mencemarkan alam sekitar Udara termampat adalah murah untuk dijadikan sebagai sumber kuasa Sistem pemampat memerlukan persediaan sistem yang teliti Keperluan daya yang digunakan ialah antara 50 kN hingga 60 kN


J4012 / UNIT 1/9

SISTEM PNEUMATIK

INPUT

1.4 SIMBOL-SIMBOL PIAWAI BAGI KOMPONEN PNEUMATIK

Simbol piawai ISO bagi komponen-komponen sistem pneumatik adalah seperti di bawah:-

KOMPONEN

Pemampat pneumatik

Silinder pneumatik

KETERANGAN

Sesaran tetap

Tanpa pegas

tindakan searah Kembalikan pegas

Satu rod Silinder pneumatik tindakan dua arah Dua rod

Dua liang tertutup Injap 2/2 Dua liang terbuka


SIMBOL

J4012 / UNIT 1/10

SISTEM PNEUMATIK

KOMPONEN

KETERANGAN

Liang masuk tertutup Injap 3/2 Liang masuk terbuka

Injap 4/2

Dua arah aliran (satu ekzos)

Am

Gerakan insani

Butang tekan

Tuil

Injak

Gerakan mekanik

Penguling


SIMBOL

J4012 / UNIT 1/11

SISTEM PNEUMATIK

KOMPONEN

KETERANGAN

Kawalan aliran bolehubah

Injap kawalan aliran Kawalan aliran satu arah sahaja

Kawalan aliran bolehubah bagi satu arah sahaja

Pengatur tekanan

Bolehubah

Tekanan pada injap padu Gerakan pneumatik Tekanan secara terus


SIMBOL

J4012 / UNIT 1/12

SISTEM PNEUMATIK

KOMPONEN

KETERANGAN

Gerakan elektrik

Dengan solenoid satu

dengan solenoid satu

gegelung

gelung

Tanpa pegas

Injap sehala Dengan pegas

Penyeyap

Penapis

Tanpa pengasing air

Dengan penapis air

Pengering udara


SIMBOL

J4012 / UNIT 1/13

SISTEM PNEUMATIK

KOMPONEN

KETERANGAN

Alat pelincir

Tolok tekanan

Punca udara dari pemampat

Saluran udara

Saluran panduan pneumatik

Sambungan saluran

PASTIKAN ANDA MENGENALI SEMUA SIMBOL YANG TERSENARAI DI ATAS.


SIMBOL

J4012 / UNIT 1/14

SISTEM PNEUMATIK

AKTIVITI 1b SELAMAT MENCUBA

Soalan 1b-1

Pada ruangan di sebelah kanan bagi setiap unit di bawah lukiskan simbol pneumatik yang berkenaan.

Unit

Simbol

Pemampat udara

Silinder pneumatik tindakan searah tanpa pegas

Silinder pneumatik tindakan searah berpegas


J4012 / UNIT 1/15

SISTEM PNEUMATIK

Injap 2/2 dua liang tertutup

Pengatur tekanan bolehubah


J4012 / UNIT 1/16

SISTEM PNEUMATIK

MAKLUM BALAS KEPADA AKTIVITI 1b TAHNIAH SEKIRANYA JAWAPAN ANDA SAMA SEPERTI DI BAWAH

Jawapan 1b-1

Unit

Simbol

Pemampat udara

Silinder pneumatik tindakan searah tanpa pegas

Silinder pneumatik tindakan searah berpegas

Injap 2/2 dua liang tertutup

Pengatur tekanan bolehubah


J4012 / UNIT 1/17

SISTEM PNEUMATIK

PENILAIAN KENDIRI UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAK LUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA. 1. Apakah yang dimaksudkan dengan PNEUMATIK dan bagaimana sistem ini berfungsi? 2. Lakarkan gambarajah blok secara ringkas tentang sistem pneumatik. 3. Berikan EMPAT contoh industri yang menggunakan sistem pneumatik. 4. Nyatakan LIMA kebaikan sistem pneumatik. 5. Nyatakan LIMA keburukan sistem pneumatik.


J4012 / UNIT 1/18

SISTEM PNEUMATIK

MAKLUM BALAS KEPADA PENILAIAN KENDIRI

TAHNIAH! ANDA TELAH BERJAYA MENCAPAI OBJEKTIF DAN LAYAK UNTUK MENERUSKAN UNIT YANG SETERUSNYA.

1.

Pneu merupakan matik pula

perkataan yang berasal dari Greek yang bermaksud angin, manakala

merujuk kepada kuasa. Oleh itu sistem pneumatik bolehlah ditafsirkan

sebagai sistem yang digerakkan oleh angin. Sistem pneumatik menggunakan udara termampat sebagai media pemindahan kuasa. Udara termampat adalah udara sekeliling yang telah dimampatkan dengan menggunakan pemampat udara kendalian motor elektrik. 2. Pemampat Udara

Pengering

Penerima

Unit Servis

Injap Kawalan

3. Empat contoh industri yang menggunakan sistem pneumatik ialah :a. industri pemasangan komponen elektronik b. alat pneumatik seperti mesin gerudi c. mesin memproses makanan d. motor udara


Penggerak

J4012 / UNIT 1/19

SISTEM PNEUMATIK

4. Lima kebaikan sistem pneumatik a. Mudah disalurkan untuk jarak yang jauh dan mudah disimpan.Kebolehdapatannya tidak terbatas. b. Udara tidak tertakluk kepada suhu dan tidak mudah terbakar. c. Dapat menyediakan cara yang berkesan untuk pendaraban daya, mudah diselaraskan dan tiada masalah beban. d. Udara dapat menyediakan kebolehlenturan dalam kawalan mesin e. Dapat memberikan sambutan yang cepat untuk memulakan dan memberhentikan kawalan. 5. Lima keburukan sistem pneumatik a. Udara termampat memerlukan persediaan sistem yang teliti b. Udara yang terkeluar dari proses pemampatan mengeluarkan bunyi yang bising. c. Walaupun kos penyenggaraan rendah tetapi kos penydiaannya tinggi d. Keperluan dayanya terhad, hanya dari 20 kN – 30 kN. e. Kebolehmampatan tidak dapat menghasilkan kelajuan piston yang malar dan seragam.


J4012/ UNIT 2/1

SISTEM PENJANAAN DAN PENGAGIHAN UDARA

UNIT 2

PENGENALAN KEPADA PNEUMATIK (SISTEM PENJANAAN DAN PENGAGIHAN UDARA)

OBJEKTIF Objektif am :

Mempelajari dan memahami sistem penjanaan serta pengagihan udara.

Objektif Khusus : Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat:-

Menyatakan dan membandingkan jenis-jenis pemampat udara Menyatakan dan menerangkan aksesor i pemampat Menyatakan dan menerangkan peny ahhidr atan udara Menyatakan dan menerangk an kesan rawatan udara Menyatakan dan menerangkan prinsip kerja penapis, pengatur tekanan dan pelincir udara.


J4012/ UNIT 2/2


INPUT

2.0 PENGENALAN

T

ahukah anda bahawa terdapat beberapa perkara yang berlaku apabila angin dimampatkan, pertama ialah kenaikan tekanan dan kedua ialah haba yang

banyak dihasilkan. Oleh kerana haba tidak diperlukan di dalam sistem

pneumatik, ianya dikeluarkan dengan menggunakan strip penyejuk pemampat. Pada peringkat akhir air akan terhasil, ini adalah kerana air tidak boleh dimampatkan dan ianya diperah keluar pada peringkat mampatan. Pada masa ini, sistem mampatan boleh didapati dikebanyakan kilang. Ianya harus diletakkan pada kawasan yang mempunyai ventilasi yang banyak, kuasa yang diberikan ialah antara 700 – 800 kPa. 2.1 PERSAMAAN YANG BERKAITAN DENGAN UDARA MAMPAT

Sebelum anda teruskan dengan Sistem Pneumatik, eloklah kiranya anda mengetahui terlebih dahulu persamaan yang berkaitan dengan udara mampat, seperti yang tersenarai di bawah. 2.1.1 Tekanan

Terdapat 3 cara untuk mengukur tekanan dalam satu sistem iaitu kPa, psi dan bar. Kesemua udara akan kembali ke atmosfera berdasarkan persamaan unit di bawah. 2

1 Atmosfera = 100 kPa (1 Pascal = 1 N/m ) = 14.5 psi = 1.01325 bar


J4012/ UNIT 2/3


2.1.2 Hukum Boyles

Seperti juga gas, udara tidak mempunyai bentuk tertentu. Jika isipadu sesuatu jisim dikurangkan, tekanan akan bertambah kerana ianya berkadaran songsang terhadap isipadu, iaitu jika isipadu dikurangkan sebanyak ½ kali, tekanan akan bertambah sebanyak 2 kali seperti Gambarajah 2.1 di bawah..

Gambarajah 2.1 : Tekanan daya ke atas omboh

Sumber: SMC Pneumatic

Formula yang membuktikan teori tersebut ialah: P1V1 = P2V2

2.1.3

Daya

Unit untuk daya ialah Newton. Formulanya ialah: Daya = Tekanan x Keluasan

Pada masa kini dengan adanya bahan serta teknologi pembuatan silinder di mana ianya mempunyai tahap geseran yang rendah. Formula untuk mengira daya efektif , Feff dengan anggaran 10% kerugian ialah: Feff = P x D2 x 7

Di mana unit daya efektif dalam Newton, unit tekanan dalam bar dan diameter 2

( D2 ) dalam sm .


J4012/ UNIT 2/4


2.1.4 Dew Point

Wap air terdapat dalam udara sekeliling. Jumlah wap air yang ada boleh berubah mengikut perubahan suhu. Apabila kita menyatakan bahawa udara telah padat dengan air, ianya dikenali sebagai “Dew Point”. Jadual 2.1 menunjukkan perkadaran penyejatan air di dalam udara berbanding suhu.

Jadual 2.1 : Penyejatan air di dalam udara

Sumber: SMC Pneumatic o

Untuk mendapatkan kandungan air dalam udara, lakarkan garisan C kepada lengkung dan tudingkan (ukuran kedua ialah kepada bahagian kiri graf iaitu 3

turus gH20/m untuk mendapatkan nilai air yang maksimum.

Kelembapan

bandingan ( Relative Humudity) adalah penyukatan peratus air dalam satu isipadu angin/udara, berbanding dengan nilai maksimum udara berdasarkan suhu tertentu. Garisan melengkung pada Gambarajah 2.2 mewakili garisan Dew Point atau 100% RH, untuk julat suhu tertentu.

Rajah 2.2 : Garis lengkung Dew Point



J4012/ UNIT 2/5


AKTIVITI 2a

Soalan 2a-1

Isikan tempat kosong di bawah:1. Sistem mampatan boleh didapati dikebanyakkan kilang berkuasa di antara _______hingga_______kPa 2. Terdapat 3 cara untuk mengukur tekanan iaitu ___________, _________ dan ___________ 3. Bagi nilai tekanan,1 atm adalah bersamaan dengan ___________bar. 4. Hukum Boyles menyatakan bahawa jika isipadu suatu jisim dikurangkan, tekanan akan __________ 5. Unit untuk daya ialah___________

Soalan 2a-2 Sila isikan rumus yang berkaitan pada ruang yang disediakan di bawah.

PERKARA

RUMUS

1. Hukum Boyles 2. Daya

3. Daya Efektif


J4012/ UNIT 2/6


MAKLUM BALAS KEPADA AKTIVITI Jawapan 2a-1

1. 2. 3. 4. 5.

700,800 kPa,psi dan bar 1.035 bertambah Newton

Jawapan 2a-2

1. P1V1 = P2V2 2. Daya = Tekanan x Keluasan 3. Feff = P x D2 x 7


J4012/ UNIT 2/7


INPUT

2.2 PEMAMPAT UDARA

Pemampat udara memampatkan udara dari tekanan atmosfera ke satu tekanan yang lebih tinggi. Ini dilakukan oleh pemampat iaitu dengan mengurangkan isipadu udara itu. Bagi kiraan udara dianggap sebagai mengalami satu proses politropik. Udara yang dibekalkan mestilah bersih daripada minyak dan bahan cemar. Keadaan seumpama ini amat penting dalam memproses makanan dan penyenggaraan peralatan. Udara dimampatkan supaya boleh disimpan dan digunakan untuk membekalkan tenaga yang berkesan kepada kendalian mesin. Kegunaan udara termampat adalah seperti di bawah; Mengendalikan alatan salingan contohnya penukul ribet, penukul menyerpih, pengorek, pemecah konkrit dan sebagainya. Mengendalikan alatan berputar contohnya motor udara, pencanai, gerudi, reamer, pam kendalian udara, wrenches dan sebagainya. Menyembur cat, minyak, racun serangga dan sebagainya. Mengendalikan omboh-omboh udara untuk alat penekan, pembuka pintu, pengangkat, pencengkam dan sebagainya. Semburan udara untuk tujuan pembersihan. Mengembangkan tayar kenderaan. Memulakan enjin diesel yang besar Mengendalikan alatan kawalan, injap dan sebagainya. Udara ialah gabungan dari beberapa jenis gas yang menyelubungi bumi sehingga ketinggian 50,000 meter dari aras laut. Tekanan udara berkadar songsang dengan altitud atau tinggi, iaitu tekanan udara akan berkurangan pada altitud yang tinggi. Titik rujukan ialah aras laut di mana tekanan udara (atmosfera) ialah 1.01325 bar (101.325 kPa). Pada aras 100 meter di atas permukaan laut, tekanan udara ialah 1.00 bar (100 kPa) bagi setiap 100 meter. Apabila pemampat udara dikendalikan pada altitud tinggi, kecekapannya akan berkurangan.


J4012/ UNIT 2/8


2.3 JENIS-JENIS PEMAMPAT

Pemampat udara boleh dibahagikan kepada dua kategori yang utama seperti di bawah.

Pemampat

Jenis Anjakan Positif

Jenis Dinamik

i. Jenis salingan

i.

ii. Jenis putaran

ii. Jenis aliran paksi

Jenis aliran jejari

2.3.1 Pemampat Jenis Anjakan Positif

Pemampat udara anjakan positif merupakan mesin dengan sekumpulan isipadu udara atau gas yang diletakkan di dalam bekas tertutup kerana tekanan akan meningkat apabila isipadu tersebut dikurangkan. Pemampat udara anjakan positif biasa digunakan di dalam loji-loji pemampat udara untuk kawalan pneumatik. Pemampat ini terdiri dari dua jenis yang utama iaitu jenis salingan dan berputar. Pemampat jenis anjakan positif terbahagi kepada dua kategori iaitu :1. Pemampat jenis salingan 2. Pemampat jenis putaran 2.3.1.1 Pemampat Jenis Salingan

Pemampat jenis salingan terbahagi kepada dua :1. pemampat omboh satu peringkat dan dua peringkat 2. pemampat jenis gegendang 

Pemampat omboh satu dan dua peringkat

Pemampat jenis ini menggunakan gerakan piston dalam silinder untuk

memampatkan

udara.

Biasanya

udara

termampat

dihasilkan melalui proses mampatan dalam satu atau beberapa peringkat. Pemampat salingan satu peringkat menghasilkan


J4012/ UNIT 2/9


tekanan udara yang lebih rendah daripada pemampat salingan dua peringkat. Pemampat salingan satu peringkat memampatkan udara dalam silinder dengan menggunakan satu piston sahaja. Piston digerakkan ke bawah dan udara atmosfera disedut masuk ke ruang silinder melalui liang sedutan seperti rajah 2.3(a). Apabila injap sedutan terbuka, injap hantaran adalah dalam keadaan tertutup. Selepas itu proses hantaran bermula dengan piston bergerak ke atas, injap hantaran terbuka dan injap sedutan tertutup. Udara dalam ruang atas piston dalam silinder akan ditolak keluar melalui liang hantaran ke penerima seperti rajah 2.3(b). Proses ini memampatkan udara sehingga ke suatu tekanan yang telah dilaraskan. Injap sedutan

Injap hantaran

Liang sedutan

Liang hantaran Omboh

Sumber : Pneumatic Control for Industrial Automation, AE Press, 1987

(a) Proses Sedutan

(b)Proses Hantaran

Rajah 2.3 : Keratan rentas dan proses pemampat salingan satu peringkat.

Sumber : SMC Pneumatic

Gambarajah 2.4 : Pemampat salingan satu peringkat


J4012/ UNIT 2/10


Pemampat salingan dua peringkat memampatkan udara dengan menggunakan dua piston. Udara disedut ke dalam ruang atas piston dalam silinder pertama dan dihantar dengan satu tekanan ke ruang atas piston dalam silinder kedua untuk dimampatkan ke tekanan yang lebih tinggi. Proses mampatan pada silinder pertama menghasilkan udara bersuhu tinggi. Penyejuk-antara digunakan untuk memindahkan haba sebelum udara itu memasuki silinder kedua.

Liang Sedutan

Liang Hantaran Udara masuk

Silinder Pertama Silinder Kedua Omboh Pertama

Omboh Kedua Saluran Udara Termampat

Air Penyejuk Keluar

Penyejuk Antara

Air Penyejuk Masuk Sumber: Pneumatic Control for Industrial Automation, AE Press, 1987.

Rajah 2.5 : Keratan rentas dan operasi pemampat dua peringkat


Gambarajah 2.6 : Pemampat dua peringkat


J4012/ UNIT 2/11




Pemampat jenis gegendang

Merujuk kepada rajah 2.7, ianya adalah sama seperti pemampat berpiston tetapi piston digantikan dengan pemasangan cakera dan gegendang. Gegendang disambungkan dengan cakera dan dinding silinder. Udara hanya masuk dan keluar setakat ruang di dalam gegendang sahaja.

Injap

Gegendang

Sumber: Pneumatic Control for Industrial Automation, AE Press, 1987.

Rajah 2.7 : Pemampat salingan jenis gegendang 2.3.1.2 Pemampat Jenis Putaran

Pemampat Jenis Putaran terbahagi kepada dua iaitu :1. Pemampat Jenis Ram Gelangsar 2. Pemampat Jenis Skru 

Pemampat Ram Gelangsar

Pemampat ini padat, berkelajuan tinggi, bebas dari pencemaran pelincir dan selalunya mempunyai kecekapan yang lebih tinggi dari pemampat jenis emparan tetapi tidaklah setinggi kecekapan pemampat menghasilkan

jenis

salingan.Pemampat

tekanan

antara

400

jenis kN/m

putaran –

800

boleh kN/m.

Keupayaannya boleh mencapai 100 m/min. Unsur asasnya ialah


J4012/ UNIT 2/12


pemutar dan beberapa keping ram yang bebas melunsur secara jejarian di dalam satu selongsong seperti gambarajah 2.8 di bawah.

(a)

(b)


Gambarajah 2.8 : Menunjukkan (a) ram gelangsar dan (b) keratan rentas ram gelangsar 

Pemampat Jenis Skru

Pemampat jenis skru menggunakan minyak pelincir sebagai pelindung daripada kebocoran. Ianya sesuai digunakan jika beban yang dikenakan padanya tidak berubah. Masalah pemampat jenis skru ialah angin mampat yang dihasilkan mempunyai kandungan minyak, oleh itu ianya memerlukan penapis minyak yang dipasang secara siri dibahagian keluaran.

Putaran


Keluaran

Masukan

Gambarajah 2.9 : Pemampat Udara Jenis Skru


J4012/ UNIT 2/13


2.3.2

Pemampat Jenis Dinamik

Udara atau gas yang dimampatkan melalui gerakan dinamik ram yang berputar menghasilkan halaju dan tekanan kepada udara atau gas yang mengalir. Aliran udara di dalam aliran paksi adalah sama arah dengan gerakan gandar, manakala di dalam pemampat emparan, pengaliran udara adalah sama arah dengan putaran jejarinya. Kadangkala pemampat emparan disebut sebagai penghembus atau peniup bergantung kepada bagaiman dinamiknya gerakan udara. Pemampat jenis ini digunakan apabila kadar aliran dan isipadu yang tinggi diperlukan. Pemampat jenis dinamik biasanya tidak dapat menghasilkan tekanan yang tinggi oleh itu ia tidak digunakan sebagai pemampat kepada sistem pneumatik. Walaupun ia dapat menghasilkan kuantiti udara yang tinggi tetapi ia hanya berfungsi sebagai kipas atau penghembus.


(a)

(b)

Gambarajah 2.10 : (a) Jenis Aliran Paksi, dan (b) Jenis Aliran Jejari


J4012/ UNIT 2/14


2.4

PENGHASILAN UDARA BEBAS

Penghantaran udara bebas ditakrifkan sebagai penghantaran udara pada keadaan tekanan atmosfera adalah berbeza dari tempat ke tempat maka suatu piawai udara selalu digunakan dan dikenali sebagai udara bebas piawai. Bagi udara bebas piawai 0

tekanan diambil sebagai 1.010 bar dan suhu 0 C. 2.4.1 Kelengkapan Sistem Mampatan udara

Sistem mampatan udara memerlukan kelengkapan tertentu bagi memastikan kerja pemampatan dapat dilaksanakan dengan baik. Di antara kelengkapan sistem mampatan udara adalah seperti berikut :Turus Sedutan dan Penyenyap Tabung Udara Injap Pelega Unit Servis atau Unit Khidmat Gambarajah 2.11, menunjukkan susunan loji dan unit-unit utama pemampat udara.

Gambarajah 2.11 : Loji Pemampat Udara


J4012/ UNIT 2/15


2.4.1.1 Turas Sedutan dan Penyenyap

Setiap sistem pemampat memerlukan turas sedutan untuk mengeluarkan zarah-zarah kotoran sebelum udara memasuki liang masuk. Turas ini biasanya jenis kubang minyak atau elemen kertas yang memerlukan senggaraan atau gantian dari masa ke semasa. Satu penyenyap adakalanya diperlukan bagi melenyapkan kebisingan udara yang memasuki pemampat. Ia boleh dipasang sebelum atau selepas turas bergantung kepada kesan penyenyap yang diperlukan. 2.4.1.2 Tabung Udara

Pemampat sama ada yang besar atau kecil selalunya dilengkapkan dengan satu penerima udara.

Penerima hanyalah sebuah takungan atau tangki

yang dapat diisikan dengan udara termampat. Fungsi Tabung Udara adalah seperti berikut :Menapis udara yang masuk ke dalam sistem utama (Penapis Masukan) Menyimpan udara termampat bagi mengelakkan pemampat beroperasi secara berterusan. Meredan denyutan tekanan yang datang daripada pemampat atau sistem pneumatik. Memindah

haba

bagi

menyejukkan

udara

termampat

bagi

menggalakkan peluwap menitis ke bawah takungan sebelum udara disalurkan ke sistem pneumatik. Mengumpul peluwap dan cemaran daripada udara. Injap pelega yang berada dibahagian atas tabung udara berfungsi untuk mengawal tekanan yang berlebihan.


J4012/ UNIT 2/16


Injap Pelega

Keluaran

Masukan

Injap Pelepasan


Gambarajah 2.12 : Tabung Udara dan Simbol Piawainya

2.4.1.3 Injap Pelega

Alat ini merupakan penerima udara yang dipasang di tempat perantaraan untuk menyamankan tekanan yang berubah-ubah di dalam sistem dan memastikan tekanan kendalian sentiasa malar.

Penumpuk perantaraan

hendaklah dipasang pada tiap-tiap loji yang menggunakan bekalan pusat udara termampat. Dengan kewujudan penumpuk di dalam susunan loji, tekanan dalam talian panjang terpampas menyusut dan halaju aliran dalam saluran dapat disenggarakan dengan mudah. 2.4.1.4

Unit Servis atau Unit Khidmat

Alat ini merupakan satu pakej yang mengandungi turas udara, pengatur tekanan

dan pelincir seperti gambarajah 2.13 di bawah.


J4012/ UNIT 2/17



PENAPIS UDARA

PENGATUR TEKANAN

PELINCIR

Gambarajah 2.13 : Unit Servis

Penapis udara


- penapis udara digunakan untuk membersihkan udara termampat daripada segala kekotoran dan juga air terpeluwap yang terkumpul.

Gambarajah 2.14: Penapis udara

Pengatur Tekanan- Pengatur tekanan merupakan injap penurun yang memastikan tekanan kerja yang besar berkeadaan malar walaupun terdapat ketidakseimbangan dalam tekanan udara utama dan kadar penggunaan udara. Tekanan Sumber : masukan hendaklah sentiasa lebih SMC Pneumatic tinggi daripada tekanan keluaran.

Gambarajah 2.15: Pengatur tekanan


J4012/ UNIT 2/18


Pelincir


Gambarajah 2.16: Pelincir

- Bekalan pelincir yang mencukupi diperlukan untuk peralatan pneumatik. Pemasangan saluran dibuat secara perpaipan. Paip diperbuat daripada getah, plastik ataupun logam. Paip yang digunakan sebagai saluran gas tidak boleh digunakan sama sekali. Perkara-perkara penting yang mesti diperhatikan dalam pemasangan saluran paip ialah halaju aliran dan susutan tekanan dalam paip dan sendi di sepanjang perpaipan utama.


J4012/ UNIT 2/19


AKTIVITI 2b

Soalan 2b-1

Isikan tempat kosong di bawah. Pemampat

1.____________________ i.________________________ ii________________________

2.___________________ i. ________________________ ii.________________________

Soalan 2b-2

Nyatakan empat kelengkapan sistem mampatan 1._____________________________________ 2._____________________________________ 3._____________________________________ 4._____________________________________ Soalan 2b-3

Unit servis terbahagi kepada 3 bahagian iaitu: 1.______________________________ 2.______________________________ 3._______________________________


J4012/ UNIT 2/20


MAKLUM BALAS KEPADA AKTIVITI 2b

Jawapan 2b-1 Pemampat

1. Jenis Anjakan Positif

2. Jenis Dinamik

i. Jenis salingan

i.

Jenis aliran jejari

ii. Jenis putaran

ii. Jenis aliran paksi

Jawapan 2b-2

1. Turus sedutan dan penyenyap 2. Tabung Udara 3. Injap pelega 4. Unit servis atau unit khidmat

Jawapan 2b-3

1. Penapis Udara 2. Pengatur tekanan 3. Pelincir


J4012/ UNIT 2/21


2.4 PENYAHIDRATAN UDARA

Fungsi proses penyahidratan

udara ialah untuk menurunkan suhu dan

mengeringkan udara selepas proses pemampatan. Proses penyahidratan udara boleh dibahagikan kepada dua bahagian seperti di bawah; 

Pendingin Lanjutan



Pengering Udara

2.4.1

Pendingin lanjutan

Pendingin lanjutan juga boleh dibahagikan kepada dua iaitu; Dingin Udara – Proses penyejukan dilakukan dengan menggunakan udara. Dingin Air – Proses penyejukan dilakukan dengan menggunakan air sebagai bahantara.


Sumber : Pneumatic Control for Industrial Automation, AE Press, 1987.

Gambarajah 2.17 : Unit Dingin Udara


J4012/ UNIT 2/22


Sumber : Pneumatic Control for Industrial Automation, AE Press, 1987.


Gambarajah 2.18 : Unit Dingin Air 2.5.2

Pengering Udara

Pengering udara boleh dibahagikan kepada tiga jenis yang utama iaitu:

Jenis Serapan



Jenis Jerapan



Jenis Bahan Pendingin

2.5.2.1 Pengering Jenis Resapan

Pengering jenis resapan menggunakan kimia jenis kelembapcairan bagi menyerap air daripada udara. Setelah menyerap air kimia ini akan menjadi cecair. Diantara kimia yang selalu digunakan adalah urea, lithium dan kalsium klorida. Gambarajah Unit Pengering Jenis Resapan adalah gambarajah 2.19 di bawah.


Gambarajah 2.19 :Unit Pengering Jenis Resapan


J4012/ UNIT 2/23


Silinder penakung dibina untuk menyimpan bahan kimia penyerap dalam jumlah yang banyak. Udara yang dimampat mengalir masuk daripada bahagian bawah silinder penakung dan mengalir ke aras atas menerusi bahan penyerap sebelum udara kering dialirkan keluar. Bahan kimia yang menyerap lembapan dari udara akan menjadi lembap dan cair lalu menitik ke bawah. Bahan kimia di dalam penakung akan berkurangan dan perlu ditambah dari masa ke semasa melalui ruang menambah di bahagian atas penakung. 2.5.2.2 Pengering Jenis Jerapan (Adsorption )

Pengering jenis ini menggunakan kaedah kimia bagi mengeringkan udara. Kaedah jerapan bermakna air daripada udara akan melekat pada permukaan kimia pengering yang digunakan.Bahan pengering ini biasanya terdiri daripada jel silika dan alumina teraktif yang diisikan ke dalam silinder. Gambarajah Unit Pengering Jenis Jerapan adalah seperti di bawah :-


Gambarajah 2.20 : Unit Pengering Jenis Jerapan Udara basah akan masuk dari bahagian bawah dan keluar sebagai udara kering di bahagian atas. Sekiranya udara yang lebih kering


J4012/ UNIT 2/24


diperlukan, udara akan dialirkan semula ke silinder kedua dan dikeluarkan di bahagian bawah silinder kedua. 2.5.2.3 Pengering Bahan Pendingin o

Udara yang telah dimampatkan kira-kira pada suhu 44 C masuk melalui salur masuk melalui paip. Udara basah mengalir terus melalui penyejuk udara ke udara dan terus ke pemisah air. Pada pemisah air, air yang terkumpul akan menitik ke bawah. Udara yang separuh kering dan sejuk dialirkan terus ke penyejuk “ udara ke bahan penyejuk” dan keluar ke pemisah air kedua di mana air yang terkumpul akan menitik ke bawah. Udara yang telah kering dan sejuk dialirkan pula ke penyejuk “udara ke udara” sebelum udara dialirkan ke sistem. Udara yang keluar dari Pengering Penyejuk merupakan udara kering dan sejuk.

Suhu yang keluar lebih kurang

o

2 C.

Gambarajah 2.21 di bawah menunjukkan unit pengering bahan pendingin.

Gambarajah 2.21 : Unit Pengering Bahan Pendingin


J4012/ UNIT 2/25


AKTIVITI 2c Soalan 2c-1

Sila isikan jawapan anda pada ruang kosong yang disediakan ; a. Mengikut Hukum Boyle, apabila isipadu jisim ……………….. tekanan udara akan bertambah. b. Unit …………… digunakan untuk mengukur daya. c. Mengikut Hukum Dew Point jumlah ………………. boleh berubah mengikut perubahan suhu. d. Penyukat peratus air dalam satu isipadu udara dipanggil …………………… e. Udara yang dibekalkan kepada sistem pneumatik mestilah bersih daripada ……………….. dan ……………….. f.

Titik rujukan aras laut dimana tekanan udara ialah bersamaan ………………. bar.

g. Jenis pemampat boleh dibahagikan kepada dua iaitu ………………… dan ……………….. h. Pemampat jenis ………………. menggunakan minyak pelincir sebagai pelindung daripada kebocoran. i.

Tabung udara digunakan untuk …………………………

j.

Fungsi proses penyahidratan udara ialah untuk menurunkan suhu dan …………………

k. Dingin ……………… merupakan proses penyejukkan yang dilakukan dengan menggunakan udara. l.

Pengering jenis …………………. menggunakan bahan kimia untuk menyerap udara lembab daripada udara disekeliling.


J4012/ UNIT 2/26


Soalan 2c-2

Sila pilih dan padankan maklumat pada senarai 1 dengan item pada senarai 2. Senarai 1

i.

Mempunyai satu piston sahaja yang

Senarai 2

a. Pemampat jenis skru

digerakkan ke atas dan ke bawah ii.

Mempunyai dua piston, satu bertekanan rendah dan satu

b. Pemampat salingan satu peringkat.

bertekanan tinggi. iii.

Berputar dengan kelajuan tinggi dan bebas dari pencemaran pelincir.

iv.

Menggunakan minyak pelincir sebagai pelindung daripada

c. Pemampat salingan dua peringkat. d. Pemampat jenis pump gelansar.

kebocoran. e. Pemampat aliran paksi.


J4012/ UNIT 2/27


MAKLUM BALAS KEPADA AKTIVITI 2c

Soalan 2c-1

a. Berkurangan

g. Anjakan positif, dinamik

b. Newton

h. Skru

c. Wap air

i.

Udara

d. Kelembapan bandingan

j.

Pengeringan udara

e. Minyak, bahan cemar

k. Udara

f. 1.013 bar

l.

Penyerapan

Soalan 2c-2 Senarai 1

i.

Mempunyai satu piston sahaja yang

Senarai 2

a. Pemampat jenis skru

digerakkan ke atas dan ke bawah ii.

Mempunyai dua piston, satu bertekana rendah dan satu

b. Pemampat salingan satu peringkat.

bertekanan tinggi. iii.

Berputar dengan kelajuan tinggi

c. Pemampat aliran paksi.

dan bebas dari pencemaran pelincir. iv.

Menggunakan minyak pelincir sebagai pelindung daripada

d. Pemampat jenis pump gelansar.

kebocoran. e. Pemampat salingan dua peringkat.


J4012/ UNIT 2/29


PENILAIAN KENDIRI UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.

1. Nyatakan DUA kumpulan utama Pemampat Udara 2. Berikan Definasi Penghantaran Udara 3. Senaraikan LIMA kelengkapan system mampatan udara bagi memastikan kerja pemampatan udara dapat dilaksanakan dengan baik. 4. Dengan bantuan gambarajah, terangkan bagaimana pengering jenis jerapan berfungsi. 5. Terangkan dengan ringkas prinsip kerja pemampat anjakan positif dan anjakan dinamik.

SELAMAT MENCUBA….


J4012/ UNIT 2/30


MAKLUM BALAS KEPADA PENILAIAN KENDIRI Jawapan 1

DUA kumpulan utama Pemampat Udara:a) Jenis Anjakan Positif b) Jenis Anjakan Dinamik Jawapan 2

Definasi penghantaran udara bebas ditakrif sebagai penghantaran udara pada keadaan atmosfera berbaza dari tempat ke tempat, maka suhu piawai udara selalu digunakan dan dikenali sebagai Udara bebas piawai. Bagi udara piawai, tekanan diambil 1.010 bar dan suhu 0 C. °

Jawapan 3

Lima kelengkapan sistem mampatan ialah:a) Turus sedutan dan penyeyap b) Penerima udara c) Penumpuk udara d) Unit servis atau unit khidmat e) Pengering dan penyejuk


J4012/ UNIT 2/31


Jawapan 4

Unit Pengering Jenis Rejapan menggunakan kaedah kimia bagi mengeringkan udara. Kaedah jerapan bermakna air daripada udara akan melekat pada permukaan kimia pengering yang digunakan.Bahan pengering ini biasanya terdiri daripada jel silika dan alumina teraktif yang diisikan ke dalam silinder. Udara basah akan masuk dari bahagian bawah dan keluar sebagai udara kering di bahagian atas. Sekiranya udara yang lebih kering diperlukan, udara ak an dialirkan semula ke silinder kedua dan dikeluarkan di bahagian bawah silinder kedua.

Jawapan 5

5a. Pemampat Udara Anjakan Positif Pemampat udara anjakan positif merupakan mesin dengan sekumpulan isipadu udara atau gas yang diletakkan di dalam bekas tertutup kerana tekanan akan meningkat apabila isipadu tersebut dikurangkan. Pemampat udara anjakan positif biasa digunakan di dalam loji-loji pemampat udara untuk kawalan pneumatik. Pemampat ini terdiri dari dua jenis yang utama iaitu jenis salingan dan berputar.


J4012/ UNIT 2/32


5b. Pemampat Udara Anjakan Dinamik Udara atau gas yang dimampatkan melaui gerakan dinamik ram yang berputar menghasilkan halaju dan tekanan kepada udara atau gas yang mangalir. Aliran udara di dalam aliran paksi adalah sama arah dengan gerakan gandar, manakala di dalam pemampat emparan, pengaliran udara adalah sama arah dengan putaran jejarinya. Kadangkala pemampat emparan disebut sebagai penghembus atau peniup bergantung kepada bagaiman dinamiknya gerakan udara. Pemampat jenis ini digunakan apabila kadar aliran dan isipadu yang tinggi diperlukan.


J4012 / UNIT 3/1

PENGGERAK DAN INJAP

UNIT 3

SISTEM KERJA PNEUMATIK (PENGGERAK DAN INJAP)

OBJEKTIF Objektif Am : Mempelajari dan memahami sistem kerja pneumatik bagi penggerak dan injap Objektif Khusus : Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat:-

Menyatakan kegun aan serta melakar bin aan Silin der Lelurus dan Silinder Istimewa. Menyatakan kegu naan serta melakar bin aan Penggerak Putar dan Pengerak Istimewa. Menyatakan d an melakarkan k omponen dan sim bol injap. Menyatakan k aedah meng erakkan in jap. Menerangkan fungsi penderia. Merekabentuk dan menerangkan litar asas satu silinder.


J4012 / UNIT 3/2

PENGGERAK DAN INJAP

INPUT

3.0 PENGENALAN

T

ahukah anda, setiap sistem pasti mengeluarkan hasil kerja atau keluaran begitu juga dengan sistem pneumatik. Hasil kerja atau keluaran dalam sistem pneumatik ditunjukkan oleh pengerak. Penggerak pneumatik digunakan untuk menukarkan tenaga atau daya angin mampatan kepada pergerakan secara mekanikal. Ianya merupakan komponen yang terakhir sekali digunakan dalam sistem pneumatik. 3.1 PENGGERAK PNEUMATIK

Penggerak pneumatik terdiri daripada :Silinder Pneumatik Silinder Istimewa Penggerak Berputar Penggerak Istimewa Penggerak pneumatik menukarkan tenaga yang dihasilkan oleh tekanan udara kepada kerja dalam bentuk daya atau gerakan. Daya yang terhasil bergantung kepada diameter silinder dan tekanan udara. Gerakan penggerak boleh dikelaskan kepada pergerakan linear atau gerakan sudut. 3.1.1 Silinder Pneumatik

Binaan Silinder pneumatik berubah-ubah bergantung kepada penggunaannya dan boleh dibahagikan kepada beberapa bahagian seperti di bawah :   

Tiub Silinder Penutup Silinder Piston Piston rod


J4012 / UNIT 3/3

PENGGERAK DAN INJAP

Tiub silinder Ianya merupakan tempat di mana piston menggelongsor di bahagian permukaan dalam. Bahan yang biasa digunakan ialah seperti keluli berkarbon, aluminium tekanan tinggi dan stainless steel. Penutup silinder Bahagian ini menutup kedua hujung silinder dan terdapat salur tekanan atau masukan dan binaan pengkusyenan. Bahan yang biasa digunakan ialah besi tuang tetapi sekarang aluminium die-casting digunakan secara meluas kerana rintangannya kepada kakisan dan ianya lebih ringan. Piston Bahagian yang menerima tekanan udara dan mengelongsor di dalam tiub silinder dan memindahkan kuasa ke rod. Bahan yang biasa digunakan ialah besi tuang, aluminium dan keluli. Piston rod Ianya disambungkan ke piston dimana piston akan memindahkan kuasa keluar daripada silinder. Bahan yang biasa digunakan ialah keluli berkarbon. Pada bahagian permukaan luar rod biasanya disalut dengan lapisan krom keras (hard chrome plated) untuk mengelakkan kakisan dan haus disebabkan geseran. Bahan stainless steel digunakan bagi kegunaan tertentu. 3.2 JENIS-JENIS SILINDER LELURUS

Silinder bagi sistem pneumatik boleh dibahagikan kepada dua jenis utama iaitu :Silinder Satu Tindakan Silinder Dua Tindakan 3.2.1 Silinder Satu Tindakan

Silinder satu tindakan menggerakkan piston keluar menggunakan kuasa angin mampatan tetapi menggunakan spring untuk kembali kepada kedudukan asal. Gambarajah 3.1 di bawah menunjukkan model dan keratan rentas binaan silinder satu arah.


Gambarajah 3.1 : Silinder satu tindakan


J4012 / UNIT 3/4

PENGGERAK DAN INJAP

3.2.2 Silinder Dua Tindakan

Silinder dua tindakan menggerakkan piston keluar dan masuk dengan menggunakan kuasa angin. Gambarajah 3.2 di bawah menunjukkan model dan keratan rentas binaan silinder dua tindakan.


Gambarajah 3.2 : Silinder dua tindakan

(i)

(ii)

(iii)

(iv) Petunjuk: Menunjukkan Udara masuk

Menunjukkan Udara keluar Sumber : SMC Pneumatic

Rajah 3.3 : Pergerakan silinder dua tindakan Berdasarkan rajah 3.3 di atas, (i) Menunjukkan silinder berada di dalam keadaan piston masuk keseluruhannya apabila kuasa mampatan angin menolak pada bahagian hadapan. (ii) Pergerakan permulaan angin mampatan untuk menolak piston keluar. (iii) Angin mampatan menolak piston keluar sepenuhnya. (iv) Pergerakan permulaan oleh angin mampatan untuk menarik piston masuk kembali ke dalam silinder.


J4012 / UNIT 3/5

PENGGERAK DAN INJAP

3.3 MENENTUKAN DAYA DAN SAIZ SILINDER

Daya yang dikenakan ke atas sesuatu silinder bergantung kepada diameter piston, tekanan kerja udara dan rintangan geseran. Secara teori pengiraan bagi menentukan saiz sesuatu silinder adalah berdasarkan formula di bawah.

2

2

Daya ( N) = Luas Keratan Rentas Piston (m ) X Tekanan Udara (N/m ) atau, 2

2

Daya ( N) = Luas Keratan Rentas Piston (cm ) X Tekanan Udara (Kgf/cm )

Daya yang terhasil oleh silinder dua tindakan :-

⎛ π D 2 ⎞ ⎟⎟ Pg Semasa Pengembangan, F e = ⎜⎜ 4 ⎝ ⎠ Semasa mampatan, F r =

π

4

( D

2

− d 2 )Pg

Daya yang terhasil oleh silinder satu tindakan :Semasa Pengembangan, F e =

D

π

4

2

(P

g

− F s )

Petunjuk : D = Diameter piston (m atau cm) d = Diameter piston rod (m atau cm) Pg = Tekanan kelegaan (bar) F s = Daya spring pada akhir lejang


J4012 / UNIT 3/6

PENGGERAK DAN INJAP

3.4 PENGKUSYENAN DALAM SILINDER PNEUMATIK

Apabila piston bergerak di dalam silinder pneumatik dengan kelajuan yang tinggi, daya hentakan yang terhasil apabila piston menyentuh penutup silinder atau penutup rod pada akhir setiap lejang boleh menyebabkan kerosakan kepada penutup silinder atau penutup rod tersebut. Daya hentaman juga boleh merosakkan piston atau rod piston. Untuk mengelakkan daripada kerosakan disebabkan hentaman tersebut pengkusyenan perlu dipasang pada silinder di bahagian hadapan atau belakang (penutup silinder).

Injap Pengkusyenan Injap sehala


Rod Saluran Bendalir

Gambarajah 3.4 : Kedudukan injap pengkusyenan di dalam silinder pneumatik Pengkusyenan dalam silinder pneumatik adalah dari jenis pengkusyenan udara atau penyerap hentaman jenis getah. Pengkusyenan dalam silinder pneumatik adalah jenis getah. Pengkusyenan jenis udara biasanya digunakan bagi silinder yang berdiameter melebihi 40 mm dan rekabentuknya bergantung kepada penggunaan silinder tersebut. Penyerap hentakan jenis getah biasanya digunakan untuk silinder bersaiz kecil di mana piston dan dua hujung silinder tersebut dipasang dengan bahan elastik (menganjal) seperti getah untuk mengelak dari berlakunya hentaman piston.


J4012 / UNIT 3/7

PENGGERAK DAN INJAP

3.5 PENCAGAK SILINDER

Silinder jenis piawai tidak direka untuk menyerap beban dari bahagian sisi piston, oleh itu silinder mestilah dipasang dengan berhati-hati dan tepat bagi memastikan pergerakan beban selari dan seimbang dengan garis tengah silinder. Gambarajah 3.5 di bawah menunjukkan beberapa cara pemasangan pencagak silinder. Pencagak terus (Direct) Silinder dipasang secara permukaan depan rod.

terus

kepada

Pencagak Bebenang (Threaded Neck) Silinder dipasang dengan menggunakan nat pengunci yang terdapat pada bahagian hadapan silinder. Pencagak Berkaki ( Foot Mount) Silinder dipasang mendatar dengan memasang dua kaki iaitu di hadapan dan belakang silinder dan dikunci pada bahagian tapak. Pencagak Gantungan Belakang (Rear Flange) Silinder dipasang kekunci pada bahagian belakang. Pencagak Gantungan Hadapan (Front Flange) Silinder dipasang kekunci pada bahagian hadapan. Pencagak Ayunan Belakang (Rear Clevis) Silinder dipasang pada bahagian hadapan satu sendi yang boleh berayun. Pencagak Trunnion Pencagak bersendi dipasang pada bahagian tengah silinder untuk membolehkan ianya berayun Sumber : SMC Pneumatic

Gambarajah 3.5 : Cara pemasangan Pencagak Silinder


J4012 / UNIT 3/8

PENGGERAK DAN INJAP

3.6 SILINDER ISTIMEWA

Selain silinder lelurus terdapat beberapa lagi jenis silinder yang boleh diketogorikan sebagai silinder istimewa. Ianya boleh dibahagikan kepada empat jenis seperti di bawah :Rod Kembar   Silinder Iring  Silinder Berbilang Kedudukan Silinder Mengunci  3.6.1 Rod Kembar Silinder rod kembar ialah mempunyai dua bahagian rod, silinder akan bergerak ke kiri dan ke kanan sepanjang rod tersebut. Silinder jenis ini biasanya digunakan untuk menggerakkan bahan kerja ke satu jarak yan g lebih jauh. Satu plat seakan meja diletakkan dan dikunci dibahagian atas silinder tersebut. Meja tersebut akan bergerak bersama-sama silinder tersebut.


Gambarajah 3.6 : Binaan rod kembar

Gambarajah 3.7 : Pemasangan rod kembar



J4012 / UNIT 3/9

PENGGERAK DAN INJAP

3.6.2

Silinder Iring

Silinder iring mempunyai ciri-ciri yang agak berbeza seperti ditunjukkan dalam gambarajah 3.8 di bawah. Ianya direka dengan pelinciran dalaman dimana akan memastikan pergerakan yang lancar sepanjang masa. Ianya diperbuat daripada nat / bolt yang mempunyai sifat kekuatan dan ketengan yang tinggi.


(a)

(b)

Gambarajah 3.8 : (a) silinder iring (b) keratan rentas silinder iring

3.6.3

Silinder Berbilang Kedudukan

Silinder berbilang kedudukan mempunyai dua hujung yang dipasang secara tetap pada kedudukan benda kerja. Ianya sesuai digunakan untuk operasi yang melibatkan silinder dua tindakan atau lebih. Untuk aplikasi tertentu yang melibatkan penderia posisi, silinder jenis ini dilengkapi dengan Sensor Reed Switch Sme/SMT.


Gambarajah 3.9 : Silinder berbilang kedudukan


J4012 / UNIT 3/10

PENGGERAK DAN INJAP

3.6.4 Silinder Mengunci

Silinder jenis ini boleh berhenti di mana-mana bahagian disepanjang rod silinder dan boleh dikunci pada kedudukan tersebut. Mekanisma kekunci boleh terdiri dari jenis spring, tekanan udara atau kedua-duanya.


Gambarajah 3.10 : Silinder Mengunci


Rajah 3.11 : Binaan Silinder Mengunci 3.7 PENGGERAK PUTAR

Terdapat tiga jenis penggerak putar yang utama sepertimana di bawah:  

3.7.1

Jenis Rak dan Pinion Jenis Ram Motor Udara Penggerak Jenis Rak dan Pinion

Shaft keluaran mempunyai gear pinion terkamil yang digerakkan oleh rak o yang bersambung dengan dua piston. Sudut piawai putaran ialah 90 atau o 180 . Gambarajah 3.12 dan 3.13 di bawah menunjukkan binaan penggerak jenis rak dan pinion.


J4012 / UNIT 3/11

PENGGERAK DAN INJAP


Gambarajah 3.12 : Pengerak Jenis Ram dan Pinion


Rajah 3.13 : Binaan Pengerak Jenis Ram dan Pinion 3.7.2 Penggerak Jenis Ram

Angin termampat bertindak memasuki lubang udara yang bersambung kepada aci keluaran. Lubang udara dilindungi daripada kebocoran menggunakan pelindung getah atau saduran elastomer. Gambarajah 3.14 dan 3.15 di bawah menunjukkan binaan penggerak jenis ram.


Gambarajah 3.14 : Penggerak Jenis Ram


J4012 / UNIT 3/12

PENGGERAK DAN INJAP


Rajah 3.15 : Prosedur Kerja Penggerak Jenis Ram Prinsip kerja penggerak ram ialah apabila angin termampat memasuki bahagian lubang udara, ram akan ditolak untuk berputar sementara itu, aci juga berputar kepada sudut yang dikehendaki sepertimana yang ditunjukkan o o o oleh gambarajah iaitu 90 , 180 atau 270 . 3.7.3

Motor Udara

Motor udara banyak digunakan di dalam bidang industri dan automotive sebagai contoh, digunakan sebagai pemutar skru, mesin penggerudi dan mesin Pencanai. Motor udara menghasilkan keluaran daya kilas yang berterusan untuk menggerakkan aci. Kebaikan motor udara udara ialah seperti berikut:Mudah untuk mengawal kelajuan motor Daya kilas yang tinggi Mudah untuk mengawal arah putaran Selamat digunakan dalam persekitaran mudah terbakar Motor udara boleh dibahagikan kepada lima jenis seperti di bawah:Motor Ram Motor Gear Motor Piston Motor Turbin Motor Impal


J4012 / UNIT 3/13

PENGGERAK DAN INJAP

3.8 PENGGERAK ISTIMEWA

Terdapat empat jenis penggerak yang boleh dikategorikan sebagai penggerak istimewa iaitu:Silinder Tanpa Rod Unit Gelangsar Silinder Rod Bergeronggang Cuk Udara 3.8.1

Penggerak Silinder Tanpa Rod

Terdapat dua jenis silinder tanpa rod iaitu jenis sambungan magnet dan sambungan mekanikal. Sebuah silinder konvensional yang mempunyai panjang tunjahan 500 mm, mungkin memerlukan panjang tunjahan keseluruhan sebanyak 1100 mm. Sebuah silinder tanpa rod yang mempunyai panjang tunjahan yang sama hanya memerlukan panjang keseluruhan 600 mm. Oleh itu, silinder tanpa rod adalah pilihan terbaik apabila berhadapan dengan ruang yang terhad tetapi memerlukan tunjahan yang panjang. Silinder Tanpa Rod Sambungan Magnet

Silinder Tanpa Rod Jenis Sambungan Mekanikal


Gambarajah 3.16 : Gambarajah Silinder Tanpa Rod


J4012 / UNIT 3/14

PENGGERAK DAN INJAP

3.8.2

Penggerak Unit Gelangsar

Unit gelangsar merupakan penggerak lelurus yang berketepatan tinggi bagi kegunaan industri pengeluaran dan pembinaan robot. Gambarajah 3.17 dan 3.18 di bawah menunjukkan binaan unit gelangsar.


Gambarajah 3.17 : Unit Gelangsar


Gambarajah 3.18 : Binaan Unit Gelangsar 3.8.3

Penggerak Silinder Rod Bergeronggang

Penggerak Silinder rod bergeronggang menyediakan sambungan secara terus di antara peralatan penjanaan vakum dan pad vakum pada hujung rod kerja. Silinder rod bergeronggang direka khas untuk kegunaan ambil dan letak (Pick dan Place). Gambarajah 3.19 di bawah menunjukkan binaan silinder rod bergeronggang.


Gambarajah 3.19 : Silinder rod bergeronggang


Gambarajah 3.20 : Binaan silinder rod bergeronggang


J4012 / UNIT 3/15

PENGGERAK DAN INJAP

3.8.4

Penggerak Cuk Udara (Penggenggam)

Penggerak Cuk Udara direka untuk memegang komponen di dalam industri. Ianya banyak digunakan sebagai tangan kepada robot. Cuk udara mempunyai dua piston yang berfungsi untuk membuka dan menutup jaw. Gambarajah 3.21 dan 3.22 di bawah menunjukkan binaan Cuk Udara.


Gambarajah 3.21 : Penggerak Cuk Udara


Gambarajah 3.22 : Binaan Penggerak Cuk Udara 3.9 INJAP

Injap merupakan peralatan yang menerima arahan dalaman samada dalam bentuk insani, mekanikal, elektrikal atau pneumatik untuk melepaskan, atau menghentikan atau menyalurkan kembali pengaliran udara melauinya. Injap pneumatik terbahagi kepada lima jenis iaitu : Injap kawalan arah Injap Sehala Injap kawalan aliran ( isipadu ) Injap kawalan tekanan Injap Bergabung


J4012 / UNIT 3/16

PENGGERAK DAN INJAP

Terdapat 4 kaedah utama bagaimana ditunjukkan oleh gambarajah di bawah :Kaedah Mengerakkan Injap Insani Digerakkan oleh operator dengan cara menekan butang yang disediakan.

injap

digerakkan

Gambarajah Binaan

Mekanikal Injap digerakkan oleh mekanisma mekanikal seperti suis beroda dan rod silinder. Pneumatik Injap digerakkan oleh angin mampatan yang bertindak mengerakkan kedudukan saluran angin.

Elektrikal Injap digerakkan oleh solenoid yang dijana oleh kuasa elektrik.


Rajah 3.23 : Kaedah mengerakkan injap


sepertimana

Simbol

J4012 / UNIT 3/17

PENGGERAK DAN INJAP

3.9.1

Injap Kawalan Arah

Injap kawalan arah dikelaskan mengikut ciri rekabentuk dan bergantung kepada penggunaannya seperti di bawah:Mekanisma dalam injap yang mengawal aliran udara. Bilangan kedudukan 2 atau 3. Terdapat juga injap yang mempunyai lebih dari 3 kedudukan. Dalam kes tertentu, terdapat juga injap yang mempunyai 6 kedudukan. Bilangan sambungan yang terdapat pada injap dimana ia disambungkan pada tiub atau salur bertekanan yang mana ia bersambung kepada aliran di dalam injap yang dikawal oleh mekanisma injap. 3.9.1.1 Kegunaan Serta Simbol Injap Kawalan Berarah Jenis Injap

Injap arah 2/2 Injap arah 3/2 NC Injap arah 3/2 NO Injap arah 4/2 Injap arah 4/3

Injap arah 5/2 Injap arah 5/3 Exhaust centre Injap arah 5/3 Close centre

Injap arah 5/3 Pressure centre

Simbol

Kegunaan

Mengerakkan motor udara dan peralatan pneumatik. Memacu silinder satu tindakan atau bertindak sebagai suis “on/off”. Memacu silinder satu tindakan. Memacu silinder dua tindakan dengan terdapat satu ekzos untuk melepaskan udara. Memacu silinder dua tindakan dengan keupayaan memberhentikan silinder pada mana-mana kedudukan dengan menghalang udara di dalam silinder daripada keluar. Memacu silinder dua tindakan dengan ekzos individu. Memacu silinder dua tindakan dengan keupayaan memberhentikan silinder pada mana-mana kedudukan dengan melepaskan udara yang berada di dalam silinder. Memacu silinder dua tindakan dengan keupayaan memberhentikan silinder pada mana-mana kedudukan dengan menghalang udara di dalam silinder daripada keluar. Memberhentikan rod silinder pada pertengahan kedudukan dengan megimbangi udara masuk secara serentak dibahagian hadapan dan belakang silinder.


J4012 / UNIT 3/18

PENGGERAK DAN INJAP

3.9.1.2 Jenis-jenis injap kawalan arah

Injap kawalan arah terbahagi kepada empat iaitu :a. Injap kili b. Injap Popet c. Injap Gelongsor d. Injap Putar a. Injap Kili

Gambarajah 3.24 menunjukkan injap kawalan arah kili. Ianya terdiri daripada aci yang dibentuk menjadi sebatang kili dipasang dalam kelongsong dan boleh digerakkan bagi tujuan untuk mengubah arah aliran udara. Kebaikan Injap Kili : Binaan mudah. Daya yang digunakan untuk menggerakkan kili adalah kecil. Sesuai untuk pengeluaran secara besar-besaran. Aliran udara yang melaluinya lebih banyak jika dibandingkan dengan injap jenis lain. Keburukan Injap Kili : Semasa proses memesin, ia memerlukan proses pemesinan yang berkejituan tinggi. Sedikit kebocoran udara boleh terjadi pada injap. Penggunaan udara yang tidak bersih ( berhabuk ) boleh merosakkan injap. Pelinciran perlu pada bahagian yang menggelongsor.


Gambarajah 3.24 : Injap kawalan arah Kili


J4012 / UNIT 3/19

PENGGERAK DAN INJAP

b. Injap Kawalan Arah Popet

Gambarajah 3.25 menunjukkan injap kawalan arah jenis popet. Ianya diperbuat daripada getah tiruan atau resin yang dipadatkan. Popet didalam injap akan menutup tempat duduk injap “valve seat ” pada arah paksi untuk memberhentikan aliran udara atau untuk membuka injap bagi membolehkan udara melaluinya di tempat duduk injap. Kebaikan Injap Popet: Injap boleh dibuka dan ditutup dengan cepat kerana ia memerlukan hanya sedikit gerakan. Risiko kegagalan operasi terlalu kecil kerana kotoran dapat dielakkan dari memasuki injap. Tiada pelincr diperlukan. Mudah untuk dibuat. Tiada kebocoran berlaku. Keburukan Injap Popet: Daya untuk menggerakkan bertambah jika tekanan bertambah. Sekiranya sambungan pada injap perlu ditambah,bentuk injap menjadi lebih kompleks.


Gambarajah 3.25 : Injap Kawalan Arah Jenis Popet c. Injap Gelongsor

Gambarajah 3.26 menunjukkan injap kawalan arah jenis gelongsor ianya diambil daripada teknik injap yang digunakan pada injap stim yang terdapat pada keretapi. Injap jenis gelongsor berfungsi untuk mengalirkan udara dengan cara menggelongsor atau menggerakkan injap gelongsor pada


J4012 / UNIT 3/20

PENGGERAK DAN INJAP

permukaan rata. Kedua-dua permukaan mestilah rata dimana permukaan gelongsor berfungsi sebagai kedap. Semasa gerakannya, rintangan geseran mestilah diminimumkan dengan cara menggunakan minyak pelincir pada permukaan yang bersentuhan. Terdapat juga injap gelongsor jenis kecil dengan menggunakan bahan “resin tiruan” untuk mendapatkan kedapan yang baik. Kebaikan Injap Gelongsor : Binaannya murah. Aliran udara yang banyak diperolehi. Kadaralir udara boleh dikawal. Injap boleh digunakan untuk pelbagai fungsi. Keburukan Injap gelongsor : Terdapat kebocoran udara. Tindakbalas kurang. Tidak tahan lama. Rintangan kepada operasinya bertambah apabila saiz injap bertambah.


Gambarajah 3.26 : Injap Kawalan Arah Jenis Gelongsor

d. Injap Kawalan Arah Jenis Putar

Gambarajah 3.27 menunjukkan injap kawalan arah jenis putar. Injap kawalan arah jenis putar biasanya digunakan sebagai injap pandu kepada aliran terus ke lain injap. Injap putar kebiasaannya diputar secara insani, elektrikal dan hidraulik. Injap putar biasa digunakan untuk kawalan pada tekanan rendah dan isipadu rendah. Kebaikan injap ini ialah ianya mudah dan padat.


J4012 / UNIT 3/21

PENGGERAK DAN INJAP


Gambarajah 3.27 : Injap Kawalan Arah Jenis Putar 3.9.2 INJAP SEHALA

Injap olak-alik terbahagi kepada dua iaitu jenis “ ATAU”dan “DAN” adalah satu jenis injap yang dapat digolongkan dalam kumpulan injap sehala. Ianya mempunyai dua masukan disebelah kanan dan kiri tetapi hanya satu masukan sahaja dibenarkan untuk menghasilkan keluaran seperti ditunjukkan dalam gambarajah 3.28 (a) dan (b) di bawah. KELUARAN

MASUKAN 2

MASUKAN 1

(a) KELUARAN

MASUKAN 1


(b) Gambarajah 3.28 : a) Injap ATAU, b) Injap DAN


MASUKAN 2

J4012 / UNIT 3/22

PENGGERAK DAN INJAP

3.9.3 INJAP KAWALAN ALIRAN

Fungsi injap kawalan aliran dalam sistem pneumatik ialah: Untuk mengawal kelajuan keatas penggerak dan bebannya. Untuk memperolehi kelajuan yang tetap bagi penggerak. Berfungsi sebagai pengkusyenan bagi hentaman beban pada akhir lejang bagi pergerakan silinder. Untuk mengelakkan beban yang berat dari jatuh dengan tiba-tiba semasa gerakannya kebawah. Terdapat tiga jenis injap kawalan aliran iaitu:a. Injap Kawalan Aliran Jenis Penghad Mudah b. Injap Kawalan Aliran Jenis Penghad Berubah Dengan Aliran Balik Bebas c. Injap Kawalan Aliran Digerakkan Oleh Sesondol Guling

a. Injap Kawalan Aliran Jenis Penghad Mudah

Injap jenis ini terdiri dari badan mudah dan skru pendikit yang boleh dilaras untuk mengawal orifis dimana kawalan aliran akan diperolehi.Injap jenis ini biasa digunakan pada bahagian keluaran injap kuasa dimana ia digunakan untuk menghadkan kadaralir angin bagi mengawal kelajuan penggerak. b. Injap Kawalan Aliran Jenis Penghad Berubah Dengan Aliran Balik Bebas

Injap jenis ini hanya satu aliran sahaja digunakan untuk mengawal kadaralir. Oleh itu injap sehala dipasang pada injap ini. Injap ini juga tidak menghadkan aliran balik. Injap sehala yang terdapat pada injap ini terdiri daripada gelung getah yang boleh melentur keatas apabila aliran balik berlaku.Semasa aliran terus gelung berkeadaan lurus dan mengawal kadar aliran bergantung kepada skru pendikit . c. Injap Kawalan Aliran Digerakkan Oleh Sesondol Guling

Injap jenis ini berfungsi seperti injap kawalan aliran jenis biasa tetapi sesondol guling digunakan untuk mengubah kadaralir udara yang melalui injap ini. Kawalan kelajuan yang berubah semasa lejang


J4012 / UNIT 3/23

PENGGERAK DAN INJAP

keluaran dan masukan boleh diperolehi dengan cara mengunakan injap ini .Injap jenis ini juga membenarkan aliran balik bebas. 3.9.4

INJAP KAWALAN TEKANAN

Injap kawalan tekanan berfungsi untuk mengawal tekanan. terbahagi kepada dua iaitu :a. b.

a.

Ianya

Injap Pengurang Tekanan dengan fungsi pelega Injap Pengurang Tekanan tanpa fungsi pelega.

Injap Pengurang Tekanan Dengan Fungsi Pelega .

Kebanyakan injap pengurang tekanan dilengkapi dengan fungsi pelega tekanan sekunder. Binaan injap ini ialah ,terdapat lubang kecil dibahagian bawah gegendang dan lubang laluan angin dibahagian bawah injap .Dalam keadaan biasa lubang dibahagian bawah gegendang sentiasa tertutup dan ruang laluan angin dibahagian bawah injap terbuka untuk membolehkan angin melaluinya .Apabila tekanan bertambah dibahagian keluaran, gegendang akan bergerak keatas. Gerakan ini akan menyebabkan batang gegendang turut bergerak keatas dan menutup lubang aliran dibahagian bawah injap .Injap seperti ini sesuai digunakan untuk mengawal aliran udara ke silinder . b.

Injap Pengurang Tekanan Tanpa Pelega

Berpandukan rajah 3.29 di bawah, dalam keadaan D1 dan kadar alir dibahagian sekunder stabil, injap akan berada dalam keadaan stabil dimana Fs dan Fd mempunyai nilai yang sama. Keluasan ruang aliran pada permukaan injap ( dimana mengikut kedudukan gegendang ) boleh mempengaruhi nilai kejatuhan tekanan ∆ p yang mana ia dapat mempengaruhi tekanan dari P1 ke P2 . Keseimbangan daya akan terganggu disebabkan oleh pengurangan nilai P2 menyebabkan penambahan nilai kadaralir Q yang diperlukan .Pegas akan menolak gegendang dan ruang injap akan terbuka lebih luas bagi membolehkan aliran yang lebih .Dengan cara ini ∆ p akan berkurangan dan P2 akan bertambah sehingga nilai Fs sama dengan Fd ( Fs adalah tekanan pegas yang dilaras ) . Apabila tekanan P1 berubah, tekanan P2 juga berubah tetapi pegas bertindakbalas dengan cepat bagi mengimbangkan keadaan dengan gerakkannya keatas atau kebawah. Dengan pergerakan injap


J4012 / UNIT 3/24

PENGGERAK DAN INJAP

membuka atau menutup (keatas atau kebawah) tekanan P2 akan stabil atau tetap. Apabila tekanan P2 bertambah keseimbangan tekanan Fs = Fd akan terganggu dan gegendang akan tertekan atau bergerak keatas .Tindakan ini akan menyebabkan ruang laluan injap mengecil dan P2 akan menurun dan keseimbangan Fs =Fd akan diperolehi semula .


Gambarajah 3.29 : Injap pengurang tekanan tanpa pelega dan konsep kerja injap 3.9.5

INJAP BERGABUNG

Gabungan daripada beberapa injap seperti gambarajah 3.30 di bawah, menghasilkan fungsi yang baru. Injap Pemasa merupakan salah satu contoh injap gabungan yang mengabungkan injap satu hala, takungan dan injap kawalan 3/2.


Gambarajah 3.30 : Binaan Injap Bergabung


J4012 / UNIT 3/25

PENGGERAK DAN INJAP

AKTIVITI 3a

Soalan 3a-1

Berpandukan jadual di bawah, namakan jenis injap berdasarkan simbol yang telah diberi : Simbol

Nama injap

Soalan 3a-2

Senaraikan EMPAT (4) kaedah mengerakkan injap. Soalan 3a-3

Nyatakan EMPAT (4) kebaikan menggunakan injap kili. Soalan 3a-4 Nyatakan EMPAT (4) keburukan menggunakan injap kili.


J4012 / UNIT 3/26

PENGGERAK DAN INJAP

MAKLUM BALAS KEPADA AKTIVITI

Jawapan 3a-1 Simbol

Nama injap

Injap 4/2 Injap 5/2 Injap 2/2 Injap 4/3

Jawapan 3a-2

EMPAT kaedah mengerakkan injap ialah :1. Insani 2. Mekanikal 3. Pneumatik 4. Elektrikal Jawapan 3a-3

EMPAT kebaikan menggunakan injap kili ialah :1. Binaan mudah. 2. Daya yang digunakan untuk menggerakkan kili adalah kecil. 3. Sesuai untuk pengeluaran secara besar-besaran. 4. Aliran udara yang melaluinya lebih banyak jika dibandingkan dengan injap jenis lain.

Jawapan 3a-4

EMPAT keburukan menggunakan injap kili ialah : 1. Semasa proses memesin, ia memerlukan proses pemesinan ya ng berkejituan tinggi. 2. Sedikit kebocoran udara boleh terjadi pada injap. 3. Penggunaan udara yang tidak bersih ( berhabuk ) boleh merosakkan injap. 4. Pelinciran perlu pada bahagian yang menggelongsor.


J4012 / UNIT 3/27

PENGGERAK DAN INJAP

PENILAIAN KENDIRI

UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.

Soalan 1 Nyatakan tujuan pengkusyenan dan berikan TIGA (3) sebab utama perlunya pengkusyenan. Soalan 2 Senaraikan DUA (2) fungsi utama bagi setiap injap kawalan yang berikut: a. Injap kawalan tekanan b. Injap kawalan aliran c. Injap kawalan arah Soalan 3 Lakarkan binaan silinder jenis dua tindakan serta labelkan 4 komponen utama. Soalan 4 Berikan LIMA (5) kebaikan dan DUA (2) keburukan injap pneumatik jenis popet. Soalan 5

Berikan penerangan tentang injap kawalan tekanan dengan pelega.


J4012 / UNIT 3/28

PENGGERAK DAN INJAP

MAKLUMBALAS KEPADA PENILAIANKENDIRI Soalan 1

Tujuan pengkusyenan adalah untuk menyerapkan tenaga kinetik, bunyi serta perlindung kapada komponen dalaman semasa pergerakkan piston yang berhenti dengan tiba-tiba. Tiga sebab utama perlunya pengkusyenan : i. Berlakunya kejutan apabila piston berhenti dengan tiba-tiba ii. Kebisingan akibat pertembungan antara piston dengan lekapan iii. Pelindung kepada komponen dalaman seperti piston, rod dan sebagainya. Soalan 2

Dua fungsi utama injap kawalan: a) Injap kawalan tekanan i. Merendahkan tekanan kepada tekanan kerja ii. Menghadkan tekanan b)

Injap kawalan Isipadu i. Menghadkan kadaraliran ii. Mengawal kelajuan pergerakkan lejangan piston.

c)

Injap kawalan arah i. Injap kuasa ii. Suis had

Soalan 3 Silinder

Piston

Liang Udara

Rod


J4012 / UNIT 3/29

PENGGERAK DAN INJAP

Soalan 4

LIMA kebaikan Injap Popet: i. Injap boleh dibuka dan ditutup dengan cepat kerana ia memerlukan hanya sedikit gerakan. ii. Risiko kegagalan operasi terlalu kecil kerana kotoran dapat dielakkan dari memasuki injap. iii. Tiada pelincr diperlukan. iv. Mudah untuk dibuat. v. Tiada kebocoran berlaku. DUA keburukan Injap Popet: i. Daya untuk menggerakkan bertambah jika tekanan bertambah. Sekiranya sambungan pada injap perlu ditambah,bentuk injap menjadi lebih ii. kompleks.

Soalan 5

Injap Pengurang Tekanan Dengan Fungsi Pelega Kebanyakan injap pengurang tekanan dilengkapi dengan fungsi pelega tekanan sekunder. Binaan injap ini ialah ,terdapat lubang kecil dibahagian bawah gegendang dan lubang laluan angin dibahagian bawah injap .Dalam keadaan biasa lubang dibahagian bawah gegendang sentiasa tertutup dan ruang laluan angin dibahagian bawah injap terbuka untuk membolehkan angin melaluinya .Apabila tekanan bertambah dibahagian keluaran, gegendang akan bergerak keatas. Gerakan ini akan menyebabkan batang gegendang turut bergerak keatas dan menutup lubang aliran dibahagian bawah injap .Injap seperti ini sesuai digunakan untuk mengawal aliran udara ke silinder .


J4012 / UNIT 4/1

PENDERIA

UNIT 4

SISTEM K ERJA PNEUMATIK ( PENDERI A )

OBJEKTIF

Objektif Am :

Mempelajari dan memahami sistem kerja pneumatik

Objektif Khusus : Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat:M e n er a n g k a n f u n g s i p e n d e r i a. M e n y a t ak a n k a e d a h m e n g g e r a k k a n p e n d e r i a. Merekabentuk dan menerangkan litar asas bagi satu s i l i n d e r p n e u m a t i k d a n e l e k t r o -p n e u m a t i k


J4012 / UNIT 4/2

PENDERIA

INPUT

4.0 PENGENALAN

T

ahukah anda!. Jikalau manusia mempunyai lima deria untuk mengesan objek dan persekitaran, begitu juga dengan sistem pneumatik. Deria sistem pneumatik

terbahagi kepada dua iaitu yang bersentuhan dan tidak bersentuhan. 4.1 PENDERIA

Tahukah anda untuk menjadikan sistem pneumatik menjadi lebih baik dalam kawalan mesin, jurutera rekabentuk dan selenggara mestilah mempunyai pengetahuan yang mendalam dalam pemilihan peralatan penderia yang sesuai. Kedudukan penderia dibina dalam keadaan dua bentuk penderia iaitu bersentuh (Contact ) dan tidak bersentuh ( Non-Contact ). Penderia berfungsi untuk mengesan objek yang bergerak dan memberi isyarat kepada pengawal penggerak. Dengan adanya bantuan penderia, sistem pneumatik menjadi lebih cekap dan berkesan. Kaedah menggerak penderia boleh dibahagikan kepada tiga jenis yang utama iaitu :Mekanikal Pneumatik Elektrikal 4.1.1 Kaedah Menggerak Mekanikal

Penderia mekanikal jenis bersentuhan paling banyak digunakan dalam menggera pergerakan dan kedudukan penggerak.

Ianya dilakukan dengan

operasi injap mekanikal seperti injap beroda, plug, injap satu hala dan injap pantulan tekanan. Contoh kaedah penderia mekanikal ditunjukkan oleh Rajah 4.1 (a) di bawah:-


J4012 / UNIT 4/3

PENDERIA


Rajah 4.1 (a) : Kaedah menggerak mekanikal Penderia jenis mekanikal ini biasanya dipasang sebagai suis penghad pada hujung gerakan silinder. Injap jenis ini dipasang apabila terjadinya isyarat yang berlawanan di mana suis penghad biasa (guling) tidak sesuai digunakan. Apabila injap jenis ini ditekan, penggulingnya akan tertekan seketika sebelum ia terpelantik semula untuk mengelakkan isyarat berlawanan. Terdapat tiga jenis penderia mekanikal yang utama, sepertimana yang ditunjukkan dalam Rajah 4.1 (b) di bawah:-

Nama Penderia

Simbol

Penderia Mekanikal Jenis Pantulan Tekanan Penderia Mekanikal Jenis Bebola Penderia Mekanikal Jenis Injap Belantik

Rajah 4.1 (b) : Nama dan simbol Penderia Mekanikal 4.1.2 Kaedah Menggerak Pneumatik

Penderia pneumatik jenis pantulan tekanan merupakan satu-satunya penderia kedudukan yang mempunyai kejituan sentuhan sehingga 0.2 mm. Ia biasa


J4012 / UNIT 4/4

PENDERIA

digunakan untuk penggerak yang mempunyai lejang yang pendek iaitu kurang dari 5 mm. Terdapat tiga jenis penderia pneumatik yang biasa digunakan dalam pembinaan litar kawalan, sepertimana ditunjukkan dalam Rajah 4.3 di bawah:-

Nama Penderia

Simbol

Penderia Pneumatik ( Panduan Udara ) Penderia Pneumatik ( Panduan Vakum ) Penderia Pneumatik ( Panduan Kembali Dalaman / Balikan ) Rajah 4.2 : Nama dan simbol Penderia Pneumatik

4.1.3 Kaedah Menggerak Elektrikal

Penderia elektrikal yang biasa digunakan dalam pembinaan litar pneumatik terdiri daripada penderia objek dan penderia magnetic sepertimana ditunjukkan dalam rajah 4.3 di bawah.

Nama Penderia

Penderia Objek (Object Sensor)

Penderia Magnetik (Magnetic Sensor)

Rajah 4.3 : Penderia Elektrikal Penderia objek mengesan kehadiran objek seperti produk tertentu yang bergerak. Penderia objek mestilah dipasang dalam jarak yang tertentu untuk


J4012 / UNIT 4/5

PENDERIA

memastikan ianya berfungsi. Satu kelebihan penderia objek ialah ianya tidak menggangu pergerakan produk kerana tiada sentuhan secara langsung diperlukan. Penderia magnetik pula kebiasaannya dipasang pada pengerak. Pergerakan pengerak ke hadapan dan ke belakang boleh menyebabkan penderia magnetik digera dan kawalan litar boleh dilakukan. Kelebihan penderia magnetik adalah sama juga seperti penderia objek. Kelemahannya ialah ia hanya boleh digunakan pada bahagian yang diperbuat daripada besi.


J4012 / UNIT 4/6

PENDERIA

AKTIVITI 4a

Soalan 4a-1

Lukiskan simbol bagi penderia mekanikal pada ruang yang disediakan di bawah.

Nama Penderia

Simbol

Penderia Mekanikal Jenis Pantulan Tekanan

Penderia Mekanikal Jenis Bebola

Penderia Mekanikal Jenis Injap Belantik

Soalan 4a-2

Sila isi jawapan anda di tempat kosong yang disediakan. a. Kedudukan penderia di bina dalam keadaan dua bentuk iaitu ………………. dan ………………… b. Penderia berfungsi untuk mengesan…………………… c. Penderia ………………….. jenis pantulan merupakan penderia yang paling jitu. d. Penderia magnetik biasanya dipasang pada ………………….. e. Penderia ………………….. jenis bersentuhan paling banyak digunakan.

Soalan 4a-3

Nyatakan TIGA kaedah menggerak penderia.


J4012 / UNIT 4/7

PENDERIA


Jawapan 4a-1

Nama Penderia

Penderia Mekanikal Jenis Pantulan Tekanan Penderia Mekanikal Jenis Bebola Penderia Mekanikal Jenis Injap Belantik

Jawapan 4a-2

a. Bersentuhan , tidak bersentuhan b. Objek c. Pneumatik d. Penggera e. Mekanikal

Jawapan 4a- 3

TIGA (3) kaedah menggerak penderia ialah :i.

Mekanikal

ii.

Pneumatik

iii.

Elektrikal


Simbol

J4012 / UNIT 4/8

PENDERIA

INPUT

4.2 PENGAWALAN PERGERAKAN SATU SILINDER

Terdapat pelbagai jenis pergerakan yang menggunakan satu silinder bergantung kepada penggunaannya, jenis silinder dan injap-injap kawalan.

Litar pengawalan

pergerakan satu silinder terbahagi kepada dua iaitu :

Litar Pneumatik – kaedah yang menggunakan udara sepenuhnya.



Litar Elektro-Pneumatik – gabungan antara elektrik dan pneumatik

4.2.1 Litar Pneumatik

Litar pneumatik terbahagi kepada dua iatu :Kaedah langsung Kaedah tidak langsung 4.2.1.1 Kaedah Langsung

Kita semua pasti sedia maklum bahawa Kaedah Langsung bermaksud apabila satu penderia diaktifkan maka sesebuah litar itu telah lengkap untuk bertindak dan ianya digambarkan seperti di bawah;

Prosedur Kerja Rajah 4.4

Menggerakkan

rod

silinder

satu

tindakan keluar dan masuk dengan menekan dan melepaskan suis tekan.

Rajah 4.4 : Litar 1


J4012 / UNIT 4/9

PENDERIA


Menggerakkan

rod

silinder

satu

tindakan keluar dan masuk dengan melepaskan suis tekanan.

Rajah 4.5 : Litar 2


Menggerakkan rod silinder satu tindakan keluar dan masuk dengan menekan salah satu daripada dua suis tekan.

Rajah 4.6: Litar 3 4.2.1.2 Kaedah Tidak Langsung

Tidak seperti litar yang menggunakan kaedah langsung, Litar Kaedah tidak langsung memerlukan bantuan injah kawalan arah sebagai perantaraan sebelum pengera boleh digerakan. Litar kaeadah tidak langsung ditunjukkan oleh litar-litar di bawah; Prosedur Kerja Rajah 4.7

Menggerakkan

rod

silinder

dua

tindakan keluar dan masuk dengan menekan salah satu dari dua suis tekan

Rajah 4.7 : Litar 4


J4012 / UNIT 4/10

PENDERIA

Prosedur Kerja Rajah 4.8, 4.9, 4.10.

Ketiga-tiga litar penumatik ini menggerakkan rod silinder satu tindakan dengan hanya menekan dua suis tekan serentak

Rajah 4.8 : Litar 5

Rajah 4.9 : Litar 6

Rajah 4.10 : Litar 7

4.2.2 Litar elektro-Pneumatik

Sepertimana litar asas pneumatik satu selinder, litar asas elektro-pneumatik juga boleh dibahagikan kepada dua seperti di bawah; Kaedah Langsung Kaedah tidak Langsung


J4012 / UNIT 4/11

PENDERIA

4.2.2.1 Kaedah Langsung.

Operasi litar elektro-pneumatik kaedah langsung adalah sepertimana yang ditunjukkan oleh rajah 4.11 dan rajah 4.12 di bawah yang boleh digunakan untuk membuka atau menutup pintu. PB 1

Y1

PB 3

PB 2

Y2

PB 4

Rajah 4.11 Litar Fizikal Kaedah Langsung

PB 1

Y1

PB 3

PB 2

Y2

PB 4

Rajah 4.12 : Ladder Diagram Kaedah Langsung


J4012 / UNIT 4/12

PENDERIA

Litar yang ditunjukkan oleh rajah 4.11 dan 4.12 digunakan untuk menutup dan membuka pintu seperti rajah 4.13 di bawah;

Rajah 4.13 : Pintu Apabila salah satu daripada suis tekan PB 1 atau PB 2 ditekan maka arus akan mengaktifkan injap selenoid (Y1) dan menyebabkan pintu terbuka. Jika suis PB 3 atau PB 4 pula ditekan maka pintu akan tertutup kembali. 4.2.2.2. Kaedah Tidak Langsung

Selain daripada kaedah langsung, kaedah tidak langsung juga boleh digunakan untuk membuka pintu seperti rajah 4.13. Litar Fizikal dan ladder diagram kaedah tidak langsung ditunjukkan oleh rajah 4.14 dan rajah 4.15 di bawah; Berdasarkan rajah 4.14 dan 4.15 di bawah, apabila salah satu suis tekan PB 1 dan PB 3 ditekan, arus akan mengalir dan mengaktifkan relay 1 (R1), seterusnya selenoid 1 (Y1) akan diaktifkan dan pintu akan terbuka. Apabila suis tekan PB 2 dan PB 4 ditekan pula, arus akan mengalir dan mengaktifkan relay 2 (R2), seterusnya selenoid 2 (Y2) akan diaktifkan dan pintu akan tertutup.


J4012 / UNIT 4/13

PENDERIA

PB 1

R1

PB 3

Y1 R1 PB 2

R2

PB 4

R2

Y1

Rajah 4.14 : Litar Fizikal Kaedah Tidak Langsung PB 1

R1

PB 3 R1

PB 2

Y1

R2

PB 4 Y2 R2

Rajah 4.15 : Ladder Diagram Kaedah Tidak Langsung


J4012 / UNIT 4/14

PENDERIA

AKTIVITI 4b

Soalan 4b-1

Lengkapkan litar di bawah supaya apabila suis tekan a digerakkan selinder b akan bergerak ke hadapan.

Soalan 4b-2

Lengkapkan litar di bawah supaya apabila kedua-dua suis tekan (PB) digerakkan selinder b akan bergerak ke hadapan.


J4012 / UNIT 4/15

PENDERIA

Soalan 4b-3

Sila isikan jawapan anda di tempat kosong yang disediakan di bawah:a. Litar pneumatik menggunakan ……………………….sepenuhnya. b. Litar

Elektro- pneumatik

merupakan

gabungan

antara………………….

dan…………………………. c. Litar kaedah tidak langsung memerlukan bantuan …………………………… sebagai perantaraan sebelum penggera boleh digera. d. Dalam litar kaedah langsung apabila suis ditekan penggera akan ………………. e. Apabila suis pada litar kaedah tidak langsung ditekan maka ………………… akan mengalir dan ………………….aktif menyebabkan selenoid digera.


J4012 / UNIT 4/16

PENDERIA


Jawapan 4b-1

Jawapan 4b-2

Jawapan 4b-3

a. Udara b. Elektrik, Pneumatik c. Injap d. Digera e. Arus, Relay


J4012 / UNIT 4/17

PENDERIA

PENILAIAN KENDIRI

UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA

Soalan 1

Berpandukan rajah yang sesuai, terangkan secara terperinci bagaimana Kaedah Menggerak Mekanikal dilakukan. Soalan 2

Nyatakan dan terangkan dua jenis penderia yang mengunakan Kaedah Menggerak Elektrikal. Soalan 3

Lukiskan litar pneumatik kaedah langsung dan tidak langsung serta terang prosedur kerja kedua-dua litar tersebut. Soalan 4

Lukiskan litar Elektro-pneumatik kaedah langsung dan tidak langsung serta terang prosedur kerja kedua-dua litar tersebut.


J4012 / UNIT 4/18

PENDERIA

MAKLUM BALAS KEPADA PENILAIANKENDIRI

Jawapan 1

Kaedah Menggerak Mekanikal Penderia jenis mekanikal ini biasanya dipasang sebagai suis penghad pada hujung gerakan silinder. Injap jenis ini dipasang apabila terjadinya isyarat yang berlawanan dan suis penghad biasa (guling) tidak sesuai digunakan.

Apabila injap jenis ini ditekan,

penggulingnya akan tertekan seketika sebelum ia terpelantik semula untuk mengelakkan isyarat berlawanan. Jawapan 2

Penderia elektrikal yang biasa digunakan dalam pembinaan litar pneumatik terdiri daripada penderia objek dan penderia magnetik Penderia objek mengesan kehadiran objek seperti produk tertentu yang bergerak. Penderia objek mestilah dipasang dalam jarak yang tertentu untuk memastikan ianya berfungsi. Satu kelebihan penderia objek ialah ianya tidak menggangu pergerakan produk kerana tiada sentuhan secara langsung diperlukan. Penderia magnetik pula kebiasaannya dipasang pada pengerak. Pergerakan pengerak ke hadapan dan ke belakang boleh menyebabkan penderia magnetik digera dan kawalan litar boleh dilakukan. Kelebihan penderia magnetik adalah sama juga seperti penderia objek. Kelemahannya ialah ia hanya boleh digunakan pada bahagian yang diperbuat daripada besi.


J4012 / UNIT 4/19

PENDERIA

Jawapan 3

Litar pneumatik kaedah langsung Menggerakkan rod silinder satu tindakan keluar dan masuk dengan melepaskan suis tekanan.

Litar pneumatik kaedah tak langsung Litar penumatik ini menggerakkan rod silinder satu tindakan dengan hanya menekan dua suis tekan

Jawapan 4

Litar Elektro-pneumatik kaedah langsung PB 1

Y1

Apabila salah satu daripada suis tekan PB 1 atau PB 2 ditekan maka arus akan

PB 3

mengaktifkan injap selenoid (Y1) dan menyebabkan pintu terbuka. Jika suis

PB 2

PB 3 atau PB 4 pula ditekan maka pintu Y2

akan tertutup kembali.

PB 4


J4012 / UNIT 4/20

PENDERIA

Litar Elektro-pneumatik kaedah tak langsung PB 1

R Apabila salah satu suis tekan PB 1 dan PB 3 ditekan, arus akan mengalir

PB 3

dan Y1

mengaktifkan

relay

1

(R1),

seterusnya selenoid 1 (Y1) akan diaktifkan dan pintu akan terbuka. Apabila suis tekan PB 2 dan PB 4

PB 2

ditekan pula, arus akan mengalir dan mengaktifkan

relay

2

(R2),

seterusnya selenoid 2 (Y2) akan PB 4

diaktifkan dan pintu akan tertutup.

R2

SEKIRANYA JAWAPAN ANDA SAMA SEPERTI DI ATAS. ANDA LAYAK UNTUK MENERUSKAN UNIT YANG SELANJUTNYA.


J4012 / UNIT 5/1

KAWA LAN LA N TURUTAN TURUTAN BERBILANG SILINDER

UNIT 5

REKA REKABENT BENTUK UK LITAR (KAWA LA N TURUTAN TURUTAN BERBILA NG SILINDER SILINDER))

OBJEKTIF

Objektif Am :

Mempelajari dan memahami rekabentuk litar pneumatik


Merekabe Merekabentuk ntuk litar asas berbilang sili nder berdasarkan kawalan pneumatik. Menerangka Menerangkan n l itar asas berbilang s ilind er berdasarkan kawalan pneumatik.


J4012 / UNIT 5/2


INPUT

5.0 PENGENALAN

S

ekiranya seseorang bercerita tentang reka bentuk litar pneumatik, apakah yang

anda

faham tentangnya ?

Kerja mereka bentuk bagi suatu litar pneumatik bukanlah satu tugas yang mudah dilakukan terutama sekali apabila banyak penggerak yang perlu dikawal dengan jujukan gerakan yang rumit. Oleh itu, aspek-aspek seperti keselamatan tentang pengoperasian, perlaksanaan fungsi yang dicapai, tahap kecekapan operasi dan kos perlu diambil kira ketika melakukan kerja mereka bentuk litar pneumatik, supaya litar tersebut dapat mencapai atau melaksanakan kerja ke tahap yang optimium. Perlaksanaan fungsi yang dicapai adalah dimaksudkan sebagai asas pencapaian yang berulang. Sementara itu, aspek yang perlu dititikberatkan ialah sistem hendaklah bebas daripada suhu persekitaran yang tinggi, kelembapan dan habuk. Ha l ini kerana perkara berkenaan dapat mempengaruhi atau merosakkan litar sistem pneumatik. Tambahan pula, kos pembaikan bagi sistem ini adalah mahal. 5.1 PENGENDALIAN LITAR ASAS KAWALAN TURUTAN BERBILANG SILINDER

Bagi kendalian litar kawalan turutan berbilang selinder di contoh 5.1 di bawah, terdapat dua rod silinder tindakan pneumatik yang akan digerak atau dikawal secara bergilir-gilir dengan menggunakkan bantuan daripada komponen-komponen pneumatik.


J4012 / UNIT 5/3


Contoh 5.1 : Silinder B

Silinder A a0

b0

a1

b1

b0

a0

St

Sumb Sumber er an in

Rajah 5.1 : Litar asas berbilang silinder Jujukan litar merupakan turutan pergerakan silinder atau penggerak yang mempunyai lebih dari satu penggerak dalam sesuatu litar. Berdasarkan rajah 5.1 di atas, jujukan litar adalah seperti rajah 5.2 di bawah. a1

b1

A+

a0

B+

st

A-

B-

b0

Rajah 5.2 : Jujukan litar Rajah 5.2 di atas menunjukkan dua buah silinder dua tindakan iaitu A dan B. Di mana pergerakkan silinder ini perlu mengikuti jujukan A+ B+ A- B- dengan secara Automatik apabila suis tekan ditekan dan dilepaskan. Komponen : Dua buah sillinder dua tindakan, dua injap kawalan berarah 4/2, empat buah injap belantik sehala, dua buah suis sentuh dan sebuah suis tekan.


J4012 / UNIT 5/4


Penerangan kendalian : 1. Bila suis tekan ditekan, udara dibekalkan ke injap belantik sehala a1dengan "normally open" sehingga ke injap kawalan berarah 4/2. 2. Injap ini akan bergerak ke sebelah kiri untuk menyambungkan A+, kemudian udara akan dihantar ke silinder A bagi menggerakkan rod silinder keluar sehingga menyentuh suis sentuh a1 dan terhenti. 3. Injap belantik a1 akan mula beroperasi dengan bergerakkan ke kiri supaya udara dapat disalurkan ke injap kawalan berarah 4/2 dengan menyambung B+ dengan tujuan untuk menolak rod silinder B keluar daripadanya sehinggs rod itu tersentuh suis sentuh b1. 4. Sebaik sahaja rod itu tersentuh suis sentuh b1, injap belantik b1 akan berfungsi lalu bergerak ke kanan bagi melengkapkan sambungan aga r menyalurkan udara menerusinya ke injap kawalan. Di sini injap kawalan akan digerak kembali ke arah kanan dengan menyambungkan A- sehingga ke silinder A. Hal ini akan menolak rod silinder A masuk ke dalamnya supaya udara itu dapat dialir keluar hingga ekzos dengan bantuan saluran yang telah disambungkan. Ia akan terhenti apabila tersentuh suis sentuh a0. 5. Apabila rod silinder tersentuh suis sentuh a0,silinder B akan berfungsi semula di mana udara dibekalkan dengan menerusi injap belantik sehala kemudian memasak injap kawalan 4/2 bergerak ke sebelah kiri. 6. Ini akan membolehkan B- disambung dan menbenarkan udara melaluinya sehingga silinder B. Dengan ini rod silinder akan ditolak masuk sebaik sahaja bekalan udara diterima lalu menyalurkan udara disebelah depan rod ke bahagian ekzos. 7. Manakala silinder A akan berfungsi lagi bila rod di silinder B tersentuh suis sentuh b0, kitar ini akan berulang-ulang beroperasi selagi suis tekan tidak dilepaskan.


J4012 / UNIT 5/5


Contoh 5.2 :

Litar ini adalah sama dengan litar pada rajah 5.1 di atas tetapi berbeza dari segi susunan jujukan iaitu A+ A- B+ B-. Injap penghad jenis guling guling digantikan dengan jenis yang lain sekiranya terdapat isyarat yang berlawanan. Silinder A

a0

b0

Silinder B

a1

b0

b1

a0

b1

St

b1

Hidraul

Rajah 5.3 : Litar asas berbilang silinder berlainan berlainan jujukan Contoh 5.3 :

Ianya adalah sama seperti litar dalam rajah 5.2 dan rajah 5.3 di atas tetapi dengan jujukan A+ B+ B- A-. Suis injap penghad jenis guling digantikan dengan jenis lain yang sesuai sekiranya terdapat isyarat yang berlawanan. a0

a

Silin Silinder der B

a

St Injap Belantik sehala

Rajah 5.4 : Litar asas berbilang berbilang silinder berlainan jujukan digandingkan bersama dengan injap belantik sehala


J4012 / UNIT 5/6

KAWALAN TURUTAN BERBILANG SILINDER

5.2 RAJAH GERAKAN MASA

Rajah gerakan masa (RGM) atau “Time Motion Diagram”, dapat menggambarkan jujukan dua atau lebih silinder yang digerakkan secara automatik.

Contoh 5.4 :

Jujukan A+ B+ B- A1

JumlahPergerakan 3 4 2

Pergerakkan A+ diwakili oleh 1 ke 2 dari a0 ke a1(menaik) pada silinder A. 5

a1

A

a0 b1 B

b0

Pergerakkan B+ diwakili oleh 2 ke 3 dari b0 ke b1(menaik) pada silinder B. Pergerakkan B- diwakili oleh 3 ke 4 dari b1 ke b0(menurun) pada silinder B. Pergerakkan A- diwakili oleh 4 ke 5 dari a1 ke a0(menurun) pada silinder A.

Contoh 5.5 : Jujukan A+ A- B+ B-

1

JumlahPergerakan 3 2 4

Pergerakkan A+ diwakili oleh 1 ke 2 dari a0 ke a1(menaik) pada silinder A. 5

a1

A

a0 b1 B

b0

Pergerakkan A- diwakili oleh 2 ke 3 dari a1 ke a0 (menurun) pada silinder A. Pergerakkan B+ diwakili oleh 3 ke 4 dari b0 ke b1 (menaik) pada silinder B. Pergerakkan B- diwakili oleh 4 ke 5 dari b1 ke b0 (menurun) pada silinder A.


J4012 / UNIT 5/7


AKTIVITI 5a SELAMAT MENCUBA

Soalan 5a-1

Isikan tempat kosong yang telah disediakan 1. Kawalan turutan untuk litar berbilang silinder dilakukan pada suatu litar yang mempunyai lebih dari __________________silinder. 2. Kawalan turutan gerakan bagi silinder-silinder juga dipanggil _____________ silinder. 3. A+ B+ B- A- adalah jujukan bagi _________silinder. 4. A+ B+ C+ C- B- A- adalah jujukan bagi _________silinder. 5. A+ B+ A-,B- adalah jujukan bagi __________silinder. Soalan 5a-2

Sila lengkapkan jujukan di bawah a1

i.

A+

ii.

b1

B+

a1

A-,B-

c0

c1

b1

St

a0


b0

J4012 / UNIT 5/8


Soalan 5a-3

Sila lengkapkan penerangan di bawah:

Silinder A

a0

a1

1. A+ ialah pergerakan _____________ piston A 2. A- ialah pergerakan ______________ piston A 3. Bila A+ berlaku, ianya akan menjana injap _______ pada akhir pergerakan tersebut. 4. Bila A- berlaku, ianya akan menjana injap _______ pada akhir pergerakan tersebut.


J4012 / UNIT 5/9



Jawapan 5a-1

1. 2. 3. 4. 5.

Satu Jujukan Dua Tiga Dua

Jawapan 5a-2

a1 a1

bb1 1 B+

A+

a0,b0

St

a1 A+

C+

St

Jawapan 5a-3

1. 2. 3. 4.

keluar masuk a1 a0

c0

c1

b1 B+

A-,B-

b0 B-

C-

A-

a0

TAHNIAH SEKIRANYA JAWAPAN ANDA SAMA SEPERTI DI ATAS DAN ANDA SEBENARNYA TELAH BERSEDIA UNTUK INPUT SETERUSNYA


J4012 / UNIT 5/10


INPUT

5.3 MEMBINA LITAR LATA ( CASCADE )

Dalam membina litar lata, perkara seperti membahagikan pergerakan silinder kepada kumpulan, setiap ahli kumpulan tidak boleh sama dan jumlah bilangan kumpulan adalah bersamaan dengan bilangan garisan yang akan digunakan ke dalam sesuatu sistem pneumatik, adalah merupakan cara penting yang perlu dikuasai oleh seseorang semasa proses melakukannya. Dalam litar ini, terdapat injap memori dan garisan angin sekiranya dibandingkan dengan pengendalian litar asas berbilangan silinder. Di samping itu, litar ini agak popular digunakan dalam mesin gerudi, dimana mesin perlu dikawal langkah demi langkah dalam pembuatan dan lain-lain lagi. 5.3.1

Cara untuk membina litar pneumatik lata (Cascade).

Prosedur membina litar lata adalah seperti berikut; 1. Membahagikan jujukan gerakan silinder seperti rajah 5.5 di bawah, A+, B+, A-,A+, B-, A- kepada beberapa kumpulan. Pastikan bahawa setiap kumpulan yang dibahagikan tidak mempunyai jujukan pada silinder yang sama contohnya A+ tidak boleh berada dalam satu kumpulan dengan A-. Kumpulan yang dibahagikan adalah berdasarkan garis angin yang hendak kita guna. Sekiranya anda telah menubuhkan 4 kumpulan seperti dibawah bermaksud anda akan menggunakan 4 garis ga ris angin. 1 a1

A+

2

B+

3 a1

A b1

A+

B-

a0

st

4

A b0

a0

Rajah 5.5 : Jujukan Gerakan Selinder


J4012 / UNIT 5/11


(B)

(A) a1

b1 b0

a0

a1

S1 S2 S3 S4

3 b1

2

1 b0 st

a0

Rajah 5.6 : Litar lata (cascade)


J4012 / UNIT 5/12


2. Empat kumpulan lata telah dibentuk dalam gerakan jujukan silinder ini, iaitu : Kumpulan

Jujukan

Sambungan untuk litar kuasa

A+, B+

A1 disambung kepada S1; a1 dan S1

Cascade 1

disambung kepada B1. 2

A-

A0 disambung kepada S2

3

A+, B-

A1 disambung kepada S3; a1 dan S3 disambung kepada B0.

4

A-

A0 disambung kepada S4.

3. Pada injap memori cascade pula, oleh sebab terdapat 4 kumpulan cascade jadi 3 injap memori akan digunakan. Di mana injap yang ke-3 adalah digunakan untuk kumpulan kumpulan cascade 4 dan 1. Injap memori cascade

Sambungan

1

S1. b1

2

S2. a0

3

S4. a0 .st(kanan). S3. b0 (kiri)

*Rujukan : S1- Suis 1

st- Suis start

S2- Suis 2 S3- Suis 3 Penerangan :

Injap had - hanya a1 tidak disambung kepada injap memori cascade. a1 digunakan dalam kumpulan cascade 1 dan 3. Dalam kumpulan 1, S1 dan a1 disambungkan ke B1, manakala dalam kumpulan 3, S3 dan a1 disambungkan ke B0 (injap Dan akan digunakan). Untuk membuat sambungan ke injap memori cascade, a0 adalah digunakan dua kali, iaitu pada injap memori cascade 1 dan 3. Talian a0 daripada bercabang dua, di mana satu akan pergi ke st yang akan disambung k e injap Dan bagi menyambung dengan S4 dan dari injap Dan ke injap memori cascade 1. Manakala satu lagi ( dari ke injap a0 ) akan pergi ke injap Dan (lain) untuk digabung dengan S2 dan seterusnya ke injap memori cascade 3.


J4012 / UNIT 5/13


b1 dan b0 hanya digunakan sekali sahaja, maka b1 dan b0 boleh dibuat dengan secara bersiri dan seterusnya ke injap memori cascade 2. b0 pula disambungkan secara bersiri dengan S3 dan seterusnya ke injap memori cascade 4. Rajah 5.7, menunjukan empat kumpulan cascade telah dibentuk.

1 a1

A+

2

B+

3 a1

A b1

A+

4

B-

a0

A b0

a0

st

Rajah 5.5 : Jujukan litar Penerangan kendalian:

1. Apabila suis ditekan, injap 4/2 akan ditolak daripada keadaan asal supaya udara termampat akan dibekal ke injap. 2. Di injap pula, ia akan melengkapkan litar dengan menyambungkan saluran A ke silinder tindakan dua arah. 3. Sebaik sahaja silinder memperolehi udara, rod silinder akan digerakkan ke depan. 4. Selepas suis tekan itu dilepaskan, injap tersebut akan bergerak kembali ke kedudukan asalnya. 5. Udara daripada silinder akan disalur ke saluran B dengan tujuan untuk mengalirkannya ke ekzos. 6. Dengan ini, rod silinder akan bergerak masuk ke dalam silinder sehingga udara habis disalur keluar.


J4012 / UNIT 5/14


5.3.2 Panduan membina litar Lata (Cascade)

Panduan membina litar lata 1. Bahagikan pergerakan silinder kepada jumlah kumpulan yang dikehendaki. 2. Setiap ahli kumpulan tidak boleh sama. contoh : A+ dengan A-. 3. Bilangan kumpulan adalah sama dengan bilangan garis angin. 4. Bilangan injap memori yang digunakan adalah kurang satu dar bilangan garis angin Garis angin pertama (S1) Garis angin kedua (S2) SET 1

SET 2

Rajah 5.6: Susunan injap memori lata untuk dua kumpulan lata Garis angin pertama (S1) Garis angin kedua (S2) Garis angin ketiga (S3) SET 2 Untuk isyarat input kump lata 2 SET 3 Untuk isyarat input kump lata 3

SET 1

Untuk isyarat input kump lata 1

Rajah 5.7: Susunan injap memori lata untuk tiga kumpulan lata Garis angin pertama (S1) Garis anginkedua (S2) Garis angin ketiga (S3) Garis angin keempat (S4)

PERHATIAN ! SET ialah isyarat untuk

menganjakkan injap memori lata kepada kumpulan lata yang berkenaan. Rajah 5.8: Susunan injap memori lata untuk empat kumpulan lata


J4012 / UNIT 5/15


5.4 LITAR PNEUMATIK PEMBILANG LANGKAH

Litar ini mengandungi modul-modul yang dihubungkan kepada injap-injap kuasa. Setiap kuasa pula dihubung dengan sebuah silinder pneumatik. Injap kuasa yang digunakan ialah injap kawalan berarah 4/2 dianjak oleh pneumatik. Setiap langkah maka bermakna empat modul akan digunakan. Misalnya dalam satu kitar, jika sebuah silinder perlu dipanjangkan dua kali maka dua buah modul diperlukan dan jika perlu pula diundurkan dua kali juga maka dua lagi modul diperlukan. Modul Pembilang Langkah Setiap modul mengandungi dua injap, iaitu 1. Injap memori iaitu injap kawalan berarah 3/2 yang dianjakkan oleh pneumatik. 2. Injap DAN. Selain daripada modul ini, litar jenis ini adakalanya memerlukan injap-injap berikut: 1. Injap ATAU. 2. Injap DAN. 5.4.1 Modul Pembilang Langkah

Bagi membina litar pembilang langkah, anda memerlukan modul pembilang langkah yang terdiri daripada injap 3/2 dan injap DAN. Ianya mempunyai 6 titik sambungan seperti gambarajah di bawah. PERINGATAN! Anda mestilah melukis modul pembilang langkah dengan lengkap seperti gambarajah 5.9 di bawah supaya tidak terkeliru dalam pembinaan litar pembilang langkah.

3 5

4

6

1

2

Rajah 5.9 : Modul Pembilang Langkah

Berdasarkan rajah 5.9 di sebelah, penomboran melambangkan laluan angin untuk sesuatu penyambungan litar. 1. Isyarat persediaan dari jujukan yang terdahulu 2. Tindak balas signal dari langkah yang lepas 3. signal ke injap kawalan arah 4. menolak balik injap 3/2 yang lepas ke kedudukan asal 5. isyarat persediaan untuk modul akan datang 6. Isyarat menolak balik injap 3/2 kedudukan asal


J4012 / UNIT 5/16


5.4.2

Litar Pembilang Langkah

Litar ini mengandungi lebih daripada satu silinder, seperti litar cascade, ianya mempunyai jujukan supaya siliner-silinder tersebut bergerak mengikut aturan tertentu yang telah ditetapkan.Contoh jujukan adalah seperti dibawah: A+

B+

C+

C-

B-

A-

Sekiranya anda diberi jujukan seperti di atas dan anda dikehendaki membina litar dengan menggunakan kaedah pembilang langkah, pertama sekali anda perlu pastikan berapa silinder yang diperlukan. Contoh jujukan di atas anda memerlukan 3 silinder iaitu A,B dan C. Kedua anda perlu memastikan jumlah pergerakkan untuk menentukan bilangan modul pembilang langkah ya ng diperlukan. Contoh jujukan di atas ianya mempunyai 6 pergerakan, jadi litar ini memerlukan 6 modul pembilang langkah. Rajah 5.7 menunjukkan binaan litar bagi jujukan di atas. 5.4.3 Sambungan Litar

Bagi menyambungkan litar dari modul ke injap kuasa, anda perlu mengikut langkah-langkah di bawah berpandukan rajah 5.7 di muka surat sebelah. 

Isyarat dari modul pembilang langkah (bahagian atas) 1. Modul pertama disambungan ke A1 2. Modul kedua disambung ke B1 3. Modul ketiga disambung ke C1 4. Modul keempat disambung ke C0 5. Modul kelima disambung ke B0 6. Modul keenam disambung ke A0



Sambungan litar dari modul pembilang langkah kepada injap kawalan(bahagian bawah) 1. injap Ao disambung ke injap mula, St dan seterusnya disambung ke injap DAN pada modul 1 2. injap A1 disambung ke injap DAN pada modul kedua 3. injap B1 disambung ke injap DAN pada modul ketiga 4. injap C1 disambung ke injap DAN pada modul keempat. 5. injap C0 disambung ke injap DAN pada modul kelima 6. injap B0 disambung ke injap DAN pada modul keenam


J4012 / UNIT 5/17


S t

a

0

S i l i n d e r A

a 1

S i l i n d e r B

b 1

c 1

S i l i n d e r C

c

0

b

0

Rajah 5.10 : Litar pembilang langkah (step counter)


J4012 / UNIT 5/18


AKTIVITI 5b

SELAMAT MENCUBA

Soalan 5b-1

Bahagikan kumpulan untuk jujukan dibawah supaya anda dapat menentukan garisan angin dan injap memori yang diperlukan A+

B+

A-

B-

C-

B-

Jumlah garis angin __________ Jumlah injap memori __________

A+

B+,C+

A-

Jumlah Garis angin ________ Jumlah Injap Memori ________

A+

B+

B-

C+

C-

B+

B-

A-

Jumlah Garis angin ________ Jumlah Injap Memori ________ Soalan 5b-2

Sila tentukan ke manakah arah sambungan bagi 6 titik utama bagi suatu modul pembilang langkah. 3 5

4

6

1

1._______________________________________ 2._______________________________________ 3._______________________________________ 4._______________________________________ 5._______________________________________ 6._______________________________________

2


J4012 / UNIT 5/19


Soalan 5b-3

Isikan jawapan anda di tempat kosong yang disediakan di bawah; 1. Berikan 2 jenis litar yang anda telah pelajari 2. Sekiranya anda bahagikan kepada 4 kumpulan untuk pembinaan litar lata (cascade) dalam satu jujukan tertentu, bermaksud anda akan menggunakan ________ garis angin dan ________ injap memori.

3. Elemen _____________ dan ____________ pada silinder yang sama tidak boleh berada dalam kumpulan yang sama contohnya ______ dan ______

4. Satu modul yang mempunyai 2 injap iaitu injap 3/2 dan injap DAN dalam membantu pembinaan litar pembilang langkah di panggil ___________________ ___________

5. Jumlah modul pembilang langkah boleh ditentukan dengan mengenalpasti jumlah _________________.


J4012 / UNIT 5/20


MAKLUM BALAS KEPADA AKTIVITI 5b TAHNIAH SEKIRANYA JAWAPAN ANDA SAMA SEPERTI DI BAWAH

Jawapan 5b-1

1. garis angin 2,3 dan 4 injap memori 1,2 dan 3 2. garis angin 5,4,3 dan 2 Injap memori 4,3,2 dan 1 3. Garis angin 7,6,5 dan 4 Injap memori 6,5,4 dan 3 Jawapan 5b-2

1. 2. 3. 4. 5.

Isyarat persediaan dari jujukan yang terdahulu Tindak balas signal dari langkah yang lepas signal ke injap kawalan arah menolak balik injap 3/2 yang lepas ke kedudukan asal isyarat persediaan untuk modul akan datang 6. Isyarat menolak balik injap 3/2 kedudukan asal Jawapan 5b-3 1.

2. 3. 4. 5.

Litar Lata dan Litar Pembilang Langkah 4 dan 3 Positif, Negatif, A+ dan AModul Pembilang Langkah Pergerakan


J4012 / UNIT 5/21


PENILAIAN KENDIRI

UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA

Soalan 1

Sebagai seorang jurutera yang berpengalaman, anda dikehendaki merekabentuk satu jujukan seperti berikut A+ B+ A- A+ B- A- dengan mengunakan litar lata (cascade). Anda diberi kebebasan untuk memilih jumlah garis angin yang sesuai untuk membina litar tersebut. Beberapa komponen telah diberikan oleh Syarikat anda seperti: 

Tiga buah silinder 2 tindakan



Ti ga buah injap kawalan arah 4/2



Enam suis penghad



Dan beberapa buah injap memori, injap DAN,injap ATAU dan sebagainya.

Sila berikan keterangan mengenai litar tersebut. Soalan 2

Anda telah diberi kepercayaan oleh Syarikat Hajarah untuk membina satu litar Pembilang langkah. Berdasarkan jujukan yang telah diberikan, anda dikehendaki menyelesaikannya dalam masa satu jam. Syarikat tersebut telah membekalkan anda beberapa peralatan Pneumatik tulin seperti dibawah. 

3 buah silinder tindakan dua arah



6 buah suis penghad



Sebuah suis tekan



Beberapa injap kawalan arah 4/2 dua tindakan oleh udara termampat. A+

B+

C+

C-

B-

A-


J4012 / UNIT 5/22


Soalan 3

Lukiskan rajah Modul Pembilang Langkah dan berikan penerangan untuk setiap masukan dan keluaran.


J4012 / UNIT 5/23


MAKLUM BALAS KEPADA PENILAIANKENDIRI

Jawapan 1


J4012 / UNIT 5/24


Penerangan kendalian:

1. Apabila suis utama ditekan, injap memori yang pertama akan ditolak daripada keadaan asal supaya udara termampat akan terus dibekalkan ke garis angin pertama melalui injap memori yang kedua dan ketiga. 2. Apabila angin dibekalkan pada garis angin yang pertama, angin tersebut akan terus ke injap ATAU untuk menjanakan A+, angin juga akan terus keinjap DAN tetapi ianya tidak berfungsi kerana injap DAN memerlukan dua masukan yang serentak. 3. Apabila A+ terjana dimana silinder akan bergerak menyentuh suis penghad a1, seterusnya akan menghidupkan injap a1 dimana injap a1 akan membenarkan angin masuk kebahagian injap DAN yang sebelah lagi sehingga ianya mencukupi syarat injap DAN yang akhirnya akan membenarkan proses B+ berlaku. 4. Apabila B+ berlaku ianya akan menjanakan injap b1, dimana injap b1 akan membenarkan angin masuk dan terus ke injap memori dan akan mengubah angin dari garis angin yang pertama ke garis angin yang kedua. 5. pada garis angin yang kedua proses A- berlaku dimana ianya akan menjanakan a0 6. Pada garis angin yang ketiga proses A+ berlaku ianya akan menjanakan a1 dan proses B- berlaku ianya akan menjanakan b0 seterusnya ia akan keinjap memori untuk mengubah angin dari garis angin ketiga ke garis angin yang keempat. 7. pada garis angin yang keempat prose A- berlaku dimana ianya akan menjanakan injap a0 dan berakhir di butang pemula.


J4012 / UNIT 5/25


Jawapan 2

S t

a

0

S i l i n d e r A

a 1

b 1

S i l i n d e r B

c 1

c

0

b

0


S i l i n d e r C

J4012 / UNIT 5/26


Jawapan 3 3

5

4

6

1

2

1.

Isyarat persediaan dari jujukan yang terdahulu

2. Tindak balas signal dari langkah yang lepas 3. signal ke injap kawalan arah 4. menolak balik injap 3/2 yang lepas ke kedudukan asal 5. isyarat persediaan untuk modul akan datang 6. Isyarat menolak balik injap 3/2 kedudukan asal

TAHNIAH! SEKIRANYA ANDA BERJAYA MENJAWAB DENGAN BETUL. ANDA TELAH BERJAYA MENCAPAI OBJEKTIF DAN LAYAK UNTUK MENERUSKAN UNIT YANG SETERUSNYA.


J4012 / UNIT 6/1

REKABENTUK LITAR

UNIT 6

REKABENTUK LITAR (LITAR ASAS BERBILANG SELINDER SISTEM ELEKTRO-PNEUMATIK DAN FUNGSI TAMBAHAN)

OBJEKTIF

Objektif Am :

Mempelajari dan memahami rekabentuk litar Elektro-pneumatik


Merekabentuk litar asas b erbilang si linder berdasarkan kawalan Elektro-pneumatik. Menerangkan l itar asas berbilang sili nder berdasarkan kawalan Elektro-pneumatik. Menerangkan f ungsi tambahan k awalan tur utan pneumatik dan Elektro-pneumatik


J4012 / UNIT 6/2

REKABENTUK LITAR

INPUT

6.0 Pengenalan

T

ahukah anda bahawa sistem pneumatik adalah satu sistem yang menggunakan udara mampatan sebagai kawalan. Pemampat udara dan silinder adalah contoh

komponen yang digunakan dalam sistem pneumatik. Sistem elektrik adalah sistem yang hanya menggunakan komponen-komponen elektrik yang menggunakan tenaga elektrik sebagai kawalan. Kebanyakan komponen masukan atau pemproses seperti suis, penderia dan geganti adalah contoh komponen yang digunakan dalam sistem elektrik. Sistem elektro-pneumatik adalah sistem yang menggunakan gabungan komponenkomponen pneumatik yang menggunakan udara mampatan dan komponenkomponen elektrik yang menggunakan tenaga elektrik sebagai kawalan. Injap solenoid adalah satu contoh komponen yang digunakan dalam sistem elektro pneumatik. Rajah 6.1 menunjukkan perbezaan komponen-komponen yang digunakan dalam sistem pneumatik dan komponen-komponen yang digunakan dalam sistem elektro pneumatik. Dapat diperhatikan bahawa komponen-komponen elektro-pneumatik mempunyai injap solenoid padanya yang berfungsi menggerakan komponen secara elektrik. Manakala pada komponen-komponen sistem pneumatik, komponen digerakan dengan menggunakan udara mampatan.


J4012 / UNIT 6/3

REKABENTUK LITAR

Pneumatik

Elektro-Pneumatik

Rajah 6.1 : Perbezaan diantara pneumatik dan elektro-pneumatik 6.1 Gambarajah Tetangga

Gambarajah tetangga adalah satu sistem kawalan elektrik. Rajah tangga digunakan untuk mengawal suatu sistem elektrik atau gabungannya dengan sistem lain seperti pneumatik dan hidraulik. Contohnya sistem lampu isyarat, mesin-mesin automatik dan mungkin juga beberapa fungsi mesin CNC dan robot. Rajah tangga tidak boleh dianggap sebagai satu litar elektrik. Rajah tangga hanya merupakan satu rujukan bagi melukis litar elektrik sebenar. Lazimnya, rajah tangga berfungsi sebagai suatu aturcara logik untuk diproses oleh alat kawalan logik yang dinamakan PLC (Programmable Logic Controller).

6.1.1 Reka Bentuk Gambarajah Tetangga

Rajah tetangga boleh direka bentuk dengan menggunakan beberapa kaedah secara lazimnya. Antara kaedah yang digunakan ialah: Kaedah Reka Bentuk Huffman Kaedah Reka Bentuk Cascade Kaedah Reka Bentuk Dengan Menggunakan Carta Jujukan Tidak kira apa jua kaedah yang digunakan untuk mereka bentuk rajah tetangga, bentuk suatu rajah tangga mempunyai satu piawai yang telah ditentukan.


J4012 / UNIT 6/4

REKABENTUK LITAR

Rajah 6.2 menunjukkan salah satu contoh rung tangga. Rung tangga terdiri daripada rung-rung yang mempunyai tugas yang berlainan. Setiap rung terdiri daripada bahagian syarat di sebelah kiri rung dan bahagian tindakan di sebelah kanan rung. 24v(+)

0v(-) Syarat

Tindakan

Satu Rung Rajah 6.2 : Rung Syarat ialah kumpulan yang mewakili sesentuh pelbagai komponen masukan atau pemproses yang disusun secara bersiri atau selari di sebelah kiri rajah tangga. Tindakan ialah kumpulan yang mewakili pelbagai pemproses atau keluaran yang disusunkan secara selari di sebelah kanan rajah tangga. Tindakantindakan tidak boleh disusunkan secara siri di dalam satu rung. Contoh 6.1

Litar elektro-pneumatik bersama gambarajah tangga adalah seperti yang ditunjukkan dalam rajah 6.3 di bawah. Kendalian rajah tangga gambarajah 6.3 adalah seperti berikut: a. Rod silinder satu tindakan digerakkan keluar dan masuk dengan menggunakan injap kawalan arah 3/2 solenoid tunggal berpegas. b. Rod silinder dua tindakan digerakkan keluar dan masuk dengan menggunakan injap kawalan arah 4/2 solenoid tunggal berpegas. c. Rod silinder dua tindakan digerakkan keluar dan masuk dengan menggunakan injap kawalan arah 4/2 bersolenoid kembar. d. Rod silinder satu tindakan digerakkan keluar dan masuk dengan menggunakan injap kaawalan arah 3/2 solenoid tunggal berpegas. e. Rod silinder dua tindakan digerakkan keluar dan masuk dengan menggunakan injap kawalan arah 4/2 solenoid tunggal berpegas. f.

Rod silinder dua tindakan digerakkan keluar dan masuk dengan menggunakan injap kawalan arah 4/2 bersolenoid kembar.


J4012 / UNIT 6/5

REKABENTUK LITAR

Litar Elektro-Pneumatik

Gambarajah Tangga

A (+)

(-)

a. A+ st

A (+)

(-)

b. A+ st

A (+)

(-)

c.

A+ st1 Ast2

Rajah 6.3 : Litar Tangga


J4012 / UNIT 6/6

REKABENTUK LITAR

Contoh 6.2

24V(+)

0V(-) R1

st1 r1

st2 r2

A+

A+

R2 A-

A-

Rajah 6.4 : Litar Tangga Rajah di atas merupakan gambarajah litar elektro-pneumatik bersama dengan gambarajah tangga bagi satu sistem yang terdiri daripada satu silinder dua tindakan dan satu injap solenoid 4/2. Rod silinder dua tindakan akan keluar apabila suis tekan st1 ditekan dan rod silinder tersebut akan masuk apabila suis tekan st2 ditekan. Penerangan kendalian rajah tangga pada sistem:

1. Bekalan udara dibekalkan kepada silinder dua tindakan melalui injap 4/2 yang mempunyai dua solenoid pada setiap hujung. 2. Apabila suis tekan st1 ditekan, arus elektrik akan mengalir kepada gelung geganti R1. 3. Apabila gelung geganti R1 dijanakan, relay contact r1 biasa terbuka akan tertutup dan membekalkan arus kepada solenoid A+. 4. Ini akan menggerakkan injap 4/2 ke sebelah kanan. Rod silinder akan bergerak keluar. 5. Apabila suis tekan st2 ditekan, arus elektrik akan mengalir kepada gelung geganti R2. 6. Apabila gelung geganti R2 dijanakan, relay contact r2 akan tertutup dan membekalkan arus kepada solenoid A-. 7. Ini akan menggerakkan injap 4/2 ke sebelah kiri. Rod silinder akan bergerak masuk.


J4012 / UNIT 6/7

REKABENTUK LITAR

Contoh 6.3

24V(+)

a0

a1

0V(-)

st1 r1

R1 a0

A+

r1 R2 r2

A+

a1

A-

A-

Rajah 6.5 : Litar Tangga Rajah 6.5 menunjukkan litar elektro-pneumatik bersama dengan rajah tangga bagi satu sistem yang terdiri daripada satu silinder dua tindakan dan satu injap 4/2 dua solenoid. Rod silinder dua tindakan akan keluar dan masuk secara automatik apabila suis tekan st1 ditekan. Penerangan kendalian rajah tangga pada sistem:

1. Bekalan udara dibekalkan kepada silinder dua tindakan melalui injap 4/2 yang mempunyai dua solenoid pada setiap hujung. 2. Apabila suis tekan st1 ditekan, arus elektrik akan mengalir kepada gelung geganti R1. 3. Apabila gelung geganti R1 dijanakan, relay contact r1 biasa terbuka akan tertutup dan membekalkan arus kepada solenoid A+ melalui suis had a0 yang tertutup oleh sebab kedudukan asal rod silinder. 4. Ini akan menggerakkan injap 4/2 ke sebelah kanan. Rod silinder akan bergerak keluar. 5. Pada masa yang sama, gelung geganti R2 juga dijanakan melalui relay contact r1. 6. Apabila gelung geganti R2 dijanakan, relay contact r2 yang biasa terbuka akan tertutup. Arus elektrik sampai ke suis had a1. 7. Apabila rod silinder bergerak sehingga menyentuhi suis had a1, suis had a1 akan tertutup dan arus elektrik dibekal kepada solenoid A-. 8. Ini akan menggerakkan injap 4/2 ke sebelah kiri. Rod silinder akan bergerak masuk.


J4012 / UNIT 6/8

REKABENTUK LITAR

Contoh 6.4 A

B

a0

A+

a1

b0

A-

B+

b1

B-

24V(+)

0V(-)

st

b0

r5.1 R1

r1.1 r1.2 a1

r2.1

A+ r1.3 R2

r2.2 r2.3

B+

R3 r3.2

Rajah 6.6 : Litar Tangga Rajah 6.6 menunjukkan satu litar elektro-pneumatik berbilang silinder bersama gambarajah tangga litar berkenaan. Komponen-komponen seperti injap kawalan arah bersolenoid kembar, suis tekan st1, suis penghad a0, a1, b0 dan b1 digunakan. Rod dua silinder dua tindakan A


J4012 / UNIT 6/9

REKABENTUK LITAR

dan B dikehendaki untuk digerakkan keluar dan masuk secara automatik dengan jujukan A+, B+, A-, B-. Penerangan kendalian rajah tangga pada sistem:

1. Bekalan udara dibekalkan kepada kedua-dua silinder dua tindakan melalui injap 5/2 yang mempunyai dua solenoid pada setiap hujung. 2. Apabila suis tekan st1 ditekan, arus akan dibekalkan dan menjanakan gelung geganti R1 melalui suis had b0 dan relay contact r5.1 biasa tertutup. 3. Gelung geganti R1 menjanakan relay contact r1.1, r1.2 dan 1.3. Relay contact r1.1 akan menyebabkan gelung geganti R1 terus terjana. 4. Arus elektrik dibekalkan kepada solenoid A+ melalui relay contact r1.2 dan r2.1. 5. Rod silinder A akan bergerak keluar sehingga menyentuh suis had a1. 6. Apabila suis had a1 dicapai, arus akan mengalir melalui suis had a1 dan relay contact r1.3 kepada gelung geganti R2. 7. Gelung geganti R2 akan menjanakan relay contact r2.1, r2.2, dan r2.3. Relay contact r2.2 akan menyebabkan gelung geganti R2 terus terjana. 8. Arus elektrik dibekalkan kepada solenoid B+ melalui relay contact r2.3 dan r3.1. 9. Rod silinder B akan bergerak keluar sehingga menyentuhi suis had b1. 10. Apabila suis had b1 dicapai, arus akan mengalir melalui suis had b1 dan relay contact r2.4 kepada gelung geganti R3. 11. Gelung geganti R3 akan menjanakan relay contact r3.1, r3.2, r3.3 dan r3.4. Relay contact r3.2 akan menyebabkan gelung geganti R3 terus terjana. 12. Arus elektrik dibekalkan kepada solenoid A- melalui relay contact r3.3. 13. Rod silinder A akan bergerak masuk sehingga menyentuhi suis had a0. 14. Apabila suis had a0 dicapai, arus akan mengalir melalui suis had a0 dan relay contact r3.4 kepada gelung geganti R4. 15. Gelung geganti R4 akan menjanakan relay contact r4.1, r4.2 dan r4.3. Relay contact r4.1 akan menyebabkan gelung geganti R4 terus terjana. 16. Arus elektrik dibekalkan kepada solenoid B- melalui relay contact r4.2. 17. Rod silinder B akan bergerak masuk sehingga menyentuhi suis had b0. 18. Apabila suis had b0 tercapai, arus akan mengalir melalui suis had b0 dan relay contact r4.3 kepada gelung geganti R5. 19. Gelung geganti R5 akan menjanakan relay contact r5.1 dan seterusnya, mematikan seluruh litar elektro-pneumatik. 20. Litar elektro-pneumatik penuh dan berhenti.


J4012 / UNIT 6/10

REKABENTUK LITAR

Contoh 6.5 A

B

a0

a1

b0

A

b1

B

24V(+)

0V(-)

st

b0

r3.1 R1

Rung 1

r1.1 r1.2

r2.1

A+ Rung 2

a1

r1.3 R2

Rung 3

r2.2 a0 b1

r2.3

B+ Rung 4 r2.4 R3

Rung 5

Rajah 6.7 : Litar Tangga

Rajah 6.7 merupakan satu litar elektro-pneumatik berbilang silinder bersama gambarajah tangga litar berkenaan. Komponen-komponen seperti injap kawalan arah bersolenoid tunggal berpegas, suis tekan st, suis penghad a0, a1, b0 dan b1 digunakan. Rod dua silinder dua tindakan A dan B dikehe ndaki untuk digerakkan keluar dan masuk secara otomatik dengan jujukan A+, A-, B+, B-.


J4012 / UNIT 6/11

REKABENTUK LITAR

Penerangan kendalian rajah tangga pada sistem:

1. Bekalan udara dibekalkan kepada kedua-dua silinder dua tindakan melalui injap 5/2 yang mempunyai dua solenoid pada setiap hujung. 2. Apabila suis tekan st ditekan, arus akan dibekalkan dan menjanakan gelung geganti R1 melalui suis had b0 dan relay contact r3.1 biasa tertutup. 3. Gelung geganti R1 akan menjanakan relay contact r1.1 dan r1.2. Relay contact r1.1 akan menyebabkan gelung geganti R1 terus terjana. 4. Arus elektrik akan dibekalkan kepada solenoid A+ melalui relay contact r1.2 dan r2.1 biasa tertutup. 5. Rod silinder A akan bergerak keluar sehingga menyentuhi suis had a1. 6. Apabila suis had a1 dicapai, arus akan dibekalkan dan menjanakan gelung geganti R2 melalui suis had a1 dan relay contact r1.3. 7. Gelung geganti R2 akan menjanakan relay contact r2.1, r2.2, r2.3 dan r2.4. Relay contact r2.2 akan menyebabkan gelung geganti R2 terus terjana. 8. Apabila gelung geganti R2 dijanakan, relay contact r2.1 biasa tertutup akan menjadi terbuka. Maka, solenoid A+ akan kehilangan tenaga dan menyebabkan rod silinder A bergerak masuk disebabkan pegas sehingga mencapai suis had a0. 9. Apabila suis had a0 dicapai, arus akan mengalir kepada solenoid B+ melalui suis had a0 dan relay contact r2.3. 10. Rod silinder B akan bergerak keluar sehingga menyentuhi suis had b1. 11. Apabila suis had b1 dicapai, arus akan dibekalkan dan menjanakan gelung geganti R3 melalui suis had b1 dan relay contact r2.4. 12. Gelung geganti R3 akan menjanakan relay contact r3.1. Ini menyebabkan arus yang dibekalkan kepada gelung geganti R1 terputus dan seterusnya menyebabkan arus yang dibekalkan kepada gelung geganti R2 terputus juga. 13. Gelung geganti R2 kehilangan tenaga dan menyebabkan relay contact r2.3 menjadi biasa terbuka semula. Maka, solenoid B+ kehilangan tenaga dan menyebabkan rod silinder B bergerak masuk disebabkan pegas. 14. Litar elektro-pneumatik penuh dan berhenti.


J4012 / UNIT 6/12

REKABENTUK LITAR

AKTIVITI 6a

UJI KEFAHAMAN ANDA SEBELUM ANDA MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA. SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUM BALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.

SELAMAT MENCUBA……

Soalan 6a-1

1. Elektro-pneumatik adalah operasi gabungan antara _________ dan_____________ 2. Sistem pneumatik menggunakan _____________ sebagai penggerak injap kawalan. 3. Sistem elektro-pneumatik menggunakan _____________ sebagai penggerak injap kawalan. 4. Alat yang digunakan untuk menukarkan mekanisma elektrikal kepada mekanikal untuk menggerakkan injap kawalan elektro-pneumatik di panggil ________________ 5. Untuk menerangkan litar asas bagi berbilang silinder berdasarkan kawalan eletro pneumatik di namakan_______________


J4012 / UNIT 6/13

REKABENTUK LITAR

Soalan 6a-2

Sila lengkapkan rajah tetangga di bawah

24V(+)

0V(-)

st1 r1

st2 r2

A+

R1 A+

R2 A-

A-

Soalan 6a-3

Sila padankan injap dibawah

Elektro-Pneumatik

Pneumatik


J4012 / UNIT 6/14

REKABENTUK LITAR


Jawapan 6a-1

1. elektrik , pneumatik 2. angin mampat 3. elektrik 4. solenoid 5. Gambarajah tetangga Jawapan 6a-2 24V(+)

0V(-)

st1 r1

st2 r2

A+

R1 A+

R2 A-

A-

Jawapan 6a-3

Pneumatik

Elektro-Pneumatik


J4012 / UNIT 6/15

REKABENTUK LITAR

INPUT

6.2 FUNGSI DAN ALAT TAMBAHAN BAGI KAWALAN TURUTAN PNEUMATIK DAN ELEKTRO-PNEUMATIK

Terdapat tiga jenis alatan tambahan bagi mengawal kawalan turutan sistem pneumatik dan juga elektro-pneumatik. Tiga jenis alat tersebut ialah :Lengah masa (timer) Pembilang (counter) Penyedut vakum Simbol tangga bagi setiap komponen di atas adalah seperti berikut;

PERALATAN

SIMBOL TANGGA

Lengah Masa

TIM N

Pembilang

CNT N

KEEP(1 1)

Penyedut Vakum

Gambarajah 6.8 : Simbol Ladder


J4012 / UNIT 6/16

REKABENTUK LITAR

6.2.1 LENGAH MASA (TIMER)

Jikalau dirumah kita sentiasa mengunakan penetap masa mesin basuh untuk menetapkan jangkamasa membasuh dan alat yang anda gunakan itu merupakan alat lengah masa. Begitu juga dengan sistem pneumatik dan elektro pneumatik. 6.2.1.1 Binaan Alat Lengah Masa

Ia terdiri daripda gelung medan magnet yang dapat menghasilkan daya elektromagnet, dimana daya elektromagnet ini dapat menarik sesentuh untuk bertindak. Terdapat sesentuh lazim terbuka dan sesentuh lazim tertutup didalam komponen ini. Sesentuh ini adalah untuk mengawal litar. Timer ini dilaras dengan melaraskan pelaras masa yang terdapat pada bahagian atas untuk mengawal tindakkan timer supaya mengikut masa yang kita hendaki. Terdapat berbagai jenis timer dalam pasaran mengikut kegunaannya dalam litar elektrik atau elektronik. Bahagian badan timer ini biasanya dibuat dari plastik untuk menutupi bahagian gegelung supaya gegelung dapat bertahan dengan lebih lama. 6.2.1.2 Fungsi.

Timer biasanya digunakan di dalam litar eletrik bagi litar Pneumatik adalah untuk mencipta litar separa automatik atau litar automatik sepenuhnya. Dimana ia mengantikan kawalan manusia dengan melaraskan masa yang diinginkan pada pelaras masa yang terdapat pada timer.


J4012 / UNIT 6/17

REKABENTUK LITAR

Tugas

utama

timer

adalah

untuk

memutuskan

atau

menyambungkan bekalan pada beban apabila tempoh masa yang dilaras telah sampai tempoh. Tugas

memutuskan

atau

menyambungkan

bekalan

adalah

dilakukan oleh sesentuh lazim terbuka dan lazim tertutup. Dimana sesentuh lazim terbuka akan jadi tertutup apabila sampai tempoh manakala sesentuh lazim tertutup akan terbuka. 6.2.2 PEMBILANG (COUNTER)

Pembilang dalam sistem pneumatik dan elektro-pneumatik boleh berfungsi untuk mengira bilangan tindakan piston. Jikalau setiap tindakan piston merupakan proses ke atas sesuatu produk, pembilang juga boleh membilang jumlah produk yang telah melalui sistem tersebut. 6.2.3 PENYEDUT VAKUM

Proses utamanya ialah mevakumkan sesebuah sistem dengan mengeluarkan kesemua udara didalam sistem tersebut, sehingga menjadikan sistem itu bebas daripada udara. Udara yang di sedut keluar daripada sistem selalunya udara yang kotor dan mengandungi pelbagai bendasing ataupun dipanggil satu proses politropik. Terdapat tiga jenis pam vakum iaitu seperti Rajah 6.9 di bawah :

Jenis piston

Jenis skru

Jenis berputar

Sumber:

Rajah 6.9 : Jenis-jenis pam vakum


Festo Didactic

J4012 / UNIT 6/18

REKABENTUK LITAR

Penerangan

Pemampat penyedut vakum ini menggunakan pemampat udara jenis salingan. 

Pemampat jenis ini menggunakan gerakan piston dalam silinder untuk menyingkirkan bendasing yang terdapat didalam udara.



Biasanya udara singkiran atau sedutan dari sesebuah unit dihasilkan melalui proses mampatan dalam satu atau beberapa peringkat.



Pemampat salingan satu peringkat menghasilkan udara yang kadar sedutannya lebih rendah daripada pemampat salingan dua peringkat.



Pemampat salingan satu peringkat menyedut udara dalam sesebuah unit dengan menggunakan satu piston sahaja.



Piston digerakkan kebawah dan udara yang kotor dan tercemar serta yang mempunyai bendasing disedut masuk ke ruang silinder melalui liang sedutan.



Apabila injap sedutan terbuka, injap hantaran adalah dalam keadaan tertutup.



Selepas itu proses hantaran pun bermula dengan piston bergerak keatas.



Injap hantaran terbuka dan injap sedutan tertutup.



Udara dalam ruang atas piston dalam silinder akan ditolak keluar melalui liang hantaran ke satu lubang atau satu saluran yang lebih di kenali sebagai ekzos.



Proses penyedutan atau penyingkiran udara yang tercemar ini berlaku sehinggalah ke suatu tekanan yang telah dilaraskan.


J4012 / UNIT 6/19

REKABENTUK LITAR

Pemegang Objek Pam Vakum

Jenis pemegang objek yang digunakan oleh pam vakum ditentukan oleh bentuk dan material bahan / alat yang hendak dipegang seperti ditunjukkan dalam rajah 6.10 di bawah.

Plat keras

Plat lembut

Objek bulat

Lain-lain bentuk

Rajah 6.10 : Jenis-jenis pemegang objek


Sumber: Festo Didactic

J4012 / UNIT 6/20

REKABENTUK LITAR

AKTIVITI 6b SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUM BALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA. Soalan 6b-1

Sila isikan jawapan anda di tempat kosong yang disediakan. 1. Bagi sesuatu proses yang memerlukan lengah masa, gambarajah tangga memerlukan ………………………. 2. Fungsi utama timer ialah untuk menentukan ……………………. sesuatu proses 3. Pembilang “counter” digunakan untuk …………………. proses atau objek yang telah dilakukan oleh sistem elektro-pneumatik. 4. Proses ………………. merupakan proses membuang udara di da lam sesuatu sistem. 5. Alat vakum digunakan untuk memegang …………………….yang ringan dan mudah pecah. Soalan 6b-2

Lukiskan simbol bagi peralatan di bawah pada ruangan kosong yang disediakan.

PERALATAN

SIMBOL TANGGA

Lengah Masa

Pembilang

Penyedut Vakum


J4012 / UNIT 6/21

REKABENTUK LITAR


Jawapan 6b-1

1. Timer 2. Lengah Masa 3. Membilang 4. Vakum 5. Komponen

Jawapan 6b-1

PERALATAN

SIMBOL TANGGA

Lengah Masa

TIM N

Pembilang

CNT N

KEEP(1 1)

Penyedut Vakum


J4012 / UNIT 6/22

REKABENTUK LITAR

PENILAIAN KENDIRI UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN UNIT SELANJUTNYA…! SILA

SEMAK

JAWAPAN

ANDA

PADA

MAKLUMBALAS

HALAMAN BERIKUTNYA

Soalan 1

Anda telah dibekalkan oleh syarikat anda beberapa komponen seperti di bawah : Dua buah Silinder 2 tindakan Dua buah injap kawalan arah 5/2 dengan 2 solenoid Empat buah suis penghad Sebuah suis tekan i.

Lukiskan Litar tangga untuk mengawal gerakan 2 buah silinder yang bergerak mengikut jujukan A+

ii.

B+

A-

B-

Berdasarkan jawapan soalan 1(i) di atas, terangk an operasi litar elektro-pneumatik bagi jujukan tersebut.

Soalan 2

Anda telah dibekalkan oleh syarikat anda beberapa komponen seperti di bawah : Dua buah Silinder 2 tindakan Dua buah injap kawalan arah 5/2 dengan 2 solenoid Empat buah suis penghad Sebuah suis tekan i.

Lukiskan Litar tangga untuk mengawal gerakan 2 buah silinder yang bergerak mengikut jujukan A+

ii.

A-

B+

B-

Berdasarkan jawapan soalan 2(i) di atas, terangk an operasi litar elektro-pneumatik bagi jujukan tersebut.


DI

J4012 / UNIT 6/23

REKABENTUK LITAR

MAKLUMBALAS KEPADA PENILAIANKENDIRI

Jawapan 1) (i) A

B

a0

A+

a1

b0

A-

B+

B-

24V(+)

0V(-)

st

b0

r5.1 R1

Rung 1

r1.1 r1.2

r2.1

A+ Rung 2

a1

r1.3 R2

Rung 3

r2.2 r2.3 b1

r3.1

B+ Rung 4 r2.4 R3

Rung 5

r3.2 r3.3 a0

ARung 6 r3.4 R4

Rung 7

r4.1 r4.2 b0

BRung 8 r4.3 R5

Rung 9


b1

J4012 / UNIT 6/24

REKABENTUK LITAR

(ii) Penerangan kendalian rajah tangga pada sistem:

1. Bekalan udara dibekalkan kepada kedua-dua silinder dua tindakan melalui injap 5/2 yang mempunyai dua solenoid pada setiap hujung. 2. Apabila suis tekan st1 ditekan, arus akan dibekalkan dan menjanakan gelung geganti R1 melalui suis had b0 dan relay contact r5.1 biasa tertutup. 3. Gelung geganti R1 menjanakan relay contact r1.1, r1.2 dan 1.3. Relay contact r1.1 akan menyebabkan gelung geganti R1 terus terjana. 4. Arus elektrik dibekalkan kepada solenoid A+ melalui relay contact r1.2 dan r2.1. 5. Rod silinder A akan bergerak keluar sehingga menyentuh suis had a1. 6. Apabila suis had a1 dicapai, arus akan mengalir melalui suis had a1 dan relay contact r1.3 kepada gelung geganti R2. 7. Gelung geganti R2 akan menjanakan relay contact r2.1, r2.2, dan r2.3. Relay contact r2.2 akan menyebabkan gelung geganti R2 terus terjana. 8. Arus elektrik dibekalkan kepada solenoid B+ melalui relay contact r2.3 dan r3.1. 9. Rod silinder B akan bergerak keluar sehingga menyentuhi suis had b1. 10. Apabila suis had b1 dicapai, arus akan mengalir melalui suis had b1 dan relay contact r2.4 kepada gelung geganti R3. 11. Gelung geganti R3 akan menjanakan relay contact r3.1, r3.2, r3.3 dan r3.4. Relay contact r3.2 akan menyebabkan gelung geganti R3 terus terjana. 12. Arus elektrik dibekalkan kepada solenoid A- melalui relay contact r3.3. 13. Rod silinder A akan bergerak masuk sehingga menyentuhi suis had a0. 14. Apabila suis had a0 dicapai, arus akan mengalir melalui suis had a0 dan relay contact r3.4 kepada gelung geganti R4. 15. Gelung geganti R4 akan menjanakan relay contact r4.1, r4.2 dan r4.3. Relay contact r4.1 akan menyebabkan gelung geganti R4 terus terjana. 16. Arus elektrik dibekalkan kepada solenoid B- melalui relay contact r4.2. 17. Rod silinder B akan bergerak masuk sehingga menyentuhi suis had b0. 18. Apabila suis had b0 tercapai, arus akan mengalir melalui suis had b0 dan relay contact r4.3 kepada gelung geganti R5. 19. Gelung geganti R5 akan menjanakan relay contact r5.1 dan seterusnya, mematikan seluruh litar elektro-pneumatik. 20. Litar elektro-pneumatik penuh dan berhenti.


J4012 / UNIT 6/25

REKABENTUK LITAR

Jawapan 2 (i) A

B

a0

a1

b0

A

b1

B

24V(+)

0V(-)

st

b0

r3.1 R1

Rung 1

r1.1 r1.2

r2.1

A+ Rung 2

a1

r1.3 R2

Rung 3

r2.2 a0

r2.3

b1

B+ Rung 4 r2.4 R3

Rung 5

(ii) Penerangan kendalian rajah tangga pada sistem:

1. Bekalan udara dibekalkan kepada kedua-dua silinder dua tindakan melalui injap 5/2 yang mempunyai dua solenoid pada setiap hujung. 2. Apabila suis tekan st ditekan, arus akan dibekalkan dan menjanakan gelung geganti R1 melalui suis had b0 dan relay contact r3.1 biasa tertutup. 3. Gelung geganti R1 akan menjanakan relay contact r1.1 dan r1.2. Relay contact r1.1 akan menyebabkan gelung geganti R1 terus terjana. 4. Arus elektrik akan dibekalkan kepada solenoid A+ melalui relay contact r1.2 dan r2.1 biasa tertutup. 5. Rod silinder A akan bergerak keluar sehingga menyentuhi suis had a1.


J4012 / UNIT 6/26

REKABENTUK LITAR

6. Apabila suis had a1 dicapai, arus akan dibekalkan dan menjanakan gelung geganti R2 melalui suis had a1 dan relay contact r1.3. 7. Gelung geganti R2 akan menjanakan relay contact r2.1, r2.2, r2.3 dan r2.4. Relay contact r2.2 akan menyebabkan gelung geganti R2 terus terjana. 8. Apabila gelung geganti R2 dijanakan, relay contact r2.1 biasa tertutup akan menjadi terbuka. Maka, solenoid A+ akan kehilangan tenaga dan menyebabkan rod silinder A bergerak masuk disebabkan pegas sehingga mencapai suis had a0. 9. Apabila suis had a0 dicapai, arus akan mengalir kepada solenoid B+ melalui suis had a0 dan relay contact r2.3. 10. Rod silinder B akan bergerak keluar sehingga menyentuhi suis had b1. 11. Apabila suis had b1 dicapai, arus akan dibekalkan dan menjanakan gelung geganti R3 melalui suis had b1 dan relay contact r2.4. 12. Gelung geganti R3 akan menjanakan relay contact r3.1. Ini menyebabkan arus yang dibekalkan kepada gelung geganti R1 terputus dan seterusnya menyebabkan arus yang dibekalkan kepada gelung geganti R2 terputus juga. 13. Gelung geganti R2 kehilangan tenaga dan menyebabkan relay contact r2.3 menjadi biasa terbuka semula. Maka, solenoid B+ kehilangan tenaga dan menyebabkan rod silinder B bergerak masuk disebabkan pegas. 14. Litar elektro-pneumatik penuh dan berhenti.


J4012 / UNIT 7/1

SIMBOL PIAWAI DAN KEGUNAAN KOMPONEN

UNIT 7 SIMBOL PIAWAI DAN KEGUNAAN KOMPONEN


:

Objektif Khusus :

Menyatakan dan melakarkan simbol piawai ISO komponen-komponen sistem hidraulik


Menyatakan s imbol piawai ISO kompon en-kompo nen sistem hidraulik. Menerangkan kegunaan serta melakar bi naan gear, ram, omboh dan skru. Menerangkan kaedah menggerak injap. Menerangkan kegunaan dan melakarkan injap kawalan. Menyatakan kegunaan serta melakarkan binaan penggerak.


J4012 / UNIT 7/2


INPUT Selepas mempelajari sistem pneumatik pada unit yang sebelum ini, sekarang anda akan didedahkan pula kepada sistem hidraulik. TERUSKAN SKAN Untuk mengetahuinya TERU

MEMBACA unit

ini.

7.0 PENGENALAN

T

ahukah anda, bahawa sistem hidraulik mempunyai sejarah penggunaan yang sama dengan pneumatik. Hari ini, sistem sistem hidraulik digunakan dengan meluas dalam pembinaan jentera berat seperti jentolak, traktor, mesin

gerudi, lori dan lain-lain lagi. Sebenarnya sistem hidraulik adalah lebih baik dan efisien berbanding sistem

penumatik dalam pembinaan jentera berat kerana sistem hidraulik menggunakan bendalir sebagai bahantara. Tahukah anda bagaimana baga imana sistem hidraulik berfungsi? Dalam sistem hidraulik minyak bertekanan terdapat di dalam sebuah power pack . Pam digunakan bagi menyedut minyak yang dipacu oleh pengerak utama iaitu motor aliran elektrik yang menghasilkan aliran bendalir. Arah aliran dan kadar aliran tekanan dikawal oleh injap yang bertekanan. Penggerak pula digunakan untuk menukarkan tekanan bendalir kepada pergerakan mekanikal (Kuasa). Jumlah keluaran kuasa yang terhasil bergantung kepada aliran bendalir. Kecekapan keseluruhan dan susutan tekanan merentasi sesuatu penggerak. .


J4012 / UNIT 7/3


Sistem hidraulik yang ringkas terdiri terdiri daripada dua buah silinder, iaitu satu silinder besar dan satu silinder kecil. Kedua-dua silinder ini disambungkan oleh paip. Di dalam silinder yang kecil terdapat satu omboh yang dikenakan daya ke atasnya. Di dalam silinder yang besar pula, terdapt satu omboh yang dinamakan omboh pelantak. Beban diletakkan di atas omboh pelantak. Keseluruhan sistem ini diisikan dengan cecair hidraulik atau minyak hidraulik. Daya yang dikenakan pada silinder kecil akan dipindahkan ke silinder besar untuk mengangkat beban.

Tuil

Beban

Omboh Pelantak

10N

Beban ditolak

Omboh bergerak

Minyak (b)

(a)

Rajah 7.1: Menunjukkan asas sistem hidraulik

AWA A WAS S! Adalah penting untuk anda mengetahui simbol-simbol penting bagi sistem hidraulik sebelum anda boleh meneruskan pembelajaran anda di unit yang seterusnya !


J4012 / UNIT 7/4


7.1 SIMBOL-SIMBOL PIAWAI BAGI KOMPONEN HIDRAULIK

Simbol piawai ISO bagi komponen-komponen sistem hidraulik adalah seperti di bawah; BIL

NAMA

1

Pam hidraulik anjakan tetap

2

Pam hidraulik anjakan berubah

3

Motor hidraulik anjakan tetap

4

Motor hidraulik anjakan berubah

5

Motor pam hidraulik anjakan tetap

6

Motor pneumatik

7

Motor pam hidraulik anjakan berubah

SIMBOL


J4012 / UNIT 7/5


BIL

NAMA

8

Penggerak hidraulik berayun

9

Penggerak pneumatik berayun

10

Silinder satu tindakan tanpa spring atau pegas

11

Silinder satu tindakan berpegas

12

Silinder jenis ram

13

Silinder dua tindakan jenis rod tunggal

14

Silinder jenis rod kembar

15

Silinder dengan kusyen jenis tunggal

SIMBOL


J4012 / UNIT 7/6


BIL

NAMA

16

Silinder dengan kusyen jenis kembar

17

Silinder jenis teleskopik tindakan sehala

18

Injap pelega dan injap keselamatan jenis susun padu dalam dan luar

19

Injap kawalan aliran

20

Injap kawalan aliran boleh laras

21

Injap kawalan arah jenis 2/2

22

Injap kawalan arah jenis 4/3 (pusat tertutup)

23


24

Injap kawalan arah jenis 3/3 solenoid berpegas

25


26

Injap sehala

SIMBOL


J4012 / UNIT 7/7


BIL

NAMA

27

Injap ulang-alik

28

Injap kawalan aliran dengan injap sehala

29

Suis tekanan

30

Penapis

31

Silinder jenis gegendang

32

Susun atur jenis terus

33

Susun atur jenis tak terus

34

Jenis pegas

35

Jenis pegas berlaras

SIMBOL

Rajah 7.2 : Simbol-simbol piawai bagi komponen hidraulik


J4012 / UNIT 7/8


AKTIVITI 7a


SELAMAT MENCUBA…… Soalan 7a-1

Namakan simbol-simbol yang diberikan berikut:Simbol

Nama


J4012 / UNIT 7/9


Soalan 7a-2 Nama




Penapis


Simbol

J4012 / UNIT 7/10




Jawapan 7a-1 Simbol

Nama

Pam hidraulik anjakan berubah jenis satu arah.

Motor hidraulik anjakan berubah jenis dua arah.

Motor hidraulik anjakan tetap jenis satu arah.

Pam hidraulik anjakan tetap jenis dua arah.


J4012 / UNIT 7/11


Jawapan 7a-2

Nama




Penapis


Simbol

J4012 / UNIT 7/12


INPUT

7.2 KEGUNAAN KOMPONEN ASAS HIDRAULIK

Sistem hidraulik boleh dibahagikan kepada beberapa bahagian seperti di bawah bergantung kepada fungsi komponen tersebut :Injap Berfungsi untuk mengatur tekanan dalam litar dan mengawal arah aliran minyak. Motor Mengeluarkan kuasa untuk membuat kerja bagi pergerakan putaran. Penapis Menapis minyak hidraul dari kekotoran. Pam Mengedar kuantiti minyak hidraul ke seluruh sistem. Silinder Boleh mengeluarkan kuasa untuk membuat kerja bagi gerakan linar. Penumpuk Berfungsi untuk menyimpan tekanan sistem, menyerap getaran dan menstabilkan tekanan sistem. Tangki Menakung minyak hidraul dan menyejukkan minyak hidraul

Rajah 7.3 dibawah menunjukkan kedudukan komponen asas sistem kawalan hidraulik untuk menggerakkan satu motor dua tindakan. Pusat terbuka 4/2

Injap Pelega

Pam

Motor 2 tindakan

Rajah 7.3 : Kedudukan komponen asas sistem kawalan hidraulik untuk mengerakkan satu motor dua tindakan.


J4012 / UNIT 7/13


7.2.1

PAM

Pam dan motor boleh dibahagikan kepada dua jenis yang utama iaitu anjakan tetap dan anjakan berubah. Kesemua pam dan motor yang digunakan dalam hidrostatik adalah jenis anjakan positif dimana kebocorannya hanya sedikit sahaja dan boleh diabaikan. Isipadu cecair yang tetap dikeluarkan dari pam pada setiap pusingan aci pemacu pam tanpa mengira keadaan tekana n dalam litar hidraulik. Pam boleh dibahagikan kepada beberapa jenis seperti di bawah:   

Gear Ram Omboh Skru

7.2.1.1 Gear

Menggunakan dua atau lebih pasangan gear dan ianya dipasang di dalam sebuah kotak keluli yang mempunyai saluran masukan dan keluaran. Kedua-dua gear dalam satu pasangan adalah sama saiz.

SALUR MASUK

KEDAP DALAM TERBENTUK DI SINI SALUR KELUAR

Gambarajah 7.4 : Pam Jenis Gear 7.2.1.2 Ram

Gambarajah 7.5 di bawah menunjukkan pam jenis ram gelangsar yang paling ringkas yang mengandungi rotor di pasang dengan beberapa ram rotor yang bebas bergelangsar dengan celah jejari. Rotor itu bersipi dengan perumah yang mengandungi ram rotor itu. Cecair akan mengalir ke dalam ruang masukan apabila ruang antara sarung rotor dan ram rotor menjadi besar dan cecair itu akan


J4012 / UNIT 7/14


dikeluarkan dari ruang disebelahnya apabila ruang itu menjadi kecil ketika rotor itu berpusing.


Gambarajah 7.5 : Pam Jenis Ram 7.2.1.3 Omboh

Pam omboh kebanyakannya digunakan pada sistem dengan tekanan operasi melebihi atau sama dengan 140 bar. Ciri utama pam omboh adalah kecekapan yang tinggi pada tekanan tinggi. Ini adalah sangat penting apabila aliran malar, tanpa bergantung kepada perubahan tekanan. Terdapat 2 jenis pam hidraulik berbilang omboh, iaitu jenis paksi dan jejarian. Pam paksi terbahagi kepada dua jenis seperti gambarajah 7.6 di bawah:-

(a)

(b)

Gambarajah 7.6 : Pam Jenis Omboh Paksi (a) Paksi Bengkok ( b) Paksi Plat Kocak.


J4012 / UNIT 7/15


Rajah 7.7 di bawah pula menunjukkan pam jenis omboh jejarian, Pam jenis ini juga terbahagi kepada dua iaitu jenis alir jejari piston berpusing dan sesondol berpusing.

Rajah 7.7 : Pam Jenis Alir Jejari 7.2.1.4 SKRU

Rajah 7.8 di bawah menunjukkan binaan Pam Jenis Skru. Ianya adalah tahan lasak kerana bendalir yang digunakan akan bertindak sebagai pelindung daripada kebocoran. Ianya sesuai digunakan jika beban yang dikenakan padanya tidak berubah. Pam jenis ini memerlukan penapis minyak yang dipasang secara siri dibahagian keluaran.

Putaran

Keluaran

Masukan

Rajah 7.8 : Pam Jenis Skru


J4012 / UNIT 7/16


AKTIVITI 7b SELAMAT MENCUBA

Soalan 7b-1

Senaraikan EMPAT jenis pam hidraulik

Soalan 7b-2

Lakarkan binaan keratan rentas bagi pam berikut: i.

Pam Gear

ii.

Pam Ram


J4012 / UNIT 7/17


MAKLUM BALAS KEPADA AKTIVITI TAHNIAH SEKIRANYA JAWAPAN ANDA SAMA SEPERTI DI BAWAH

Jawapan 7b-1

i.

Gear

ii.

Ram

iii.

Omboh

iv.

Skru

Jawapan 7b-2

i.

SALUR MASUK

KEDAP DALAM TERBENTUK DI SINI SALUR KELUAR

ii.


J4012 / UNIT 7/18


7.2.1

INJAP

Injap di dalam sistem hidraulik berfungsi sama seperti injap di dalam sistem pneumatik. Kaedah menggerakkan injap adalah seperti berikut; 7.2.2.1 Kaedah Menggerakkan Injap

Injap di dalam sistem hidraulik boleh digerakkan dengan berbagai cara seperti di bawah:

Mekanikal

Kaedah menggerakkan injap mekanikal pula boleh dibahagikan kepada dua iaitu secara kendalian mekanikal dan insani. Rajah 7.9 di bawah menunjukkan salah satu daripada jenis kendalian injap secara mekanikal.

Sumber: Pneumatic & Hydraulic, Oxford University, 1998

Rajah 7.9 : Kaedah Kendalian Mekanikal Rajah 7.10 di bawah pula menunjukkan salah satu kaedah menggerakkan injap secara insani.


Rajah 7.10 : Kaedah Menggerakkan Injap Secara Insani


J4012 / UNIT 7/19




Pneumatik

Rajah 7.11 di bawah menunjukkan kaedah menggerakkan injap secara pneumatik di mana aci dikawal sepenuhnya oleh pneumatik.


Rajah 7.11 : Kaedah Menggerakkan Injap Secara Pneumatik



Elektrikal

Rajah 7.12 di bawah menunjukkan kaedah menggerakkan injap secara elektrikal yang dikawal oleh solenoid.


Rajah 7.12 : Kaedah Menggerakkan Injap Secara Elektrikal


J4012 / UNIT 7/20


7.2.2.2 INJAP KAWALAN

Injap kawalan terbahagi kepada tiga iaitu injap kawalan tekanan, arah dan aliran. 

Injap Kawalan Tekanan

Injap kawalan tekanan digunakan untuk menghadkan atau mengawal tekanan sistem. Ianya mengurangkan tekanan beban sesebuah pam atau menetapkan tekanan minyak sebelum minyak itu disalurkan ke dalam litar hidraulik. Injap Kawalann tekanan boleh dibahagikan kepada lima jenis iaitu :

Injap pelega dan sehala


Rajah 7.13 : Injap pelega dan sehala 

Injap pengurang tekanan


Rajah 7.14 : Injap pengurang tekanan


J4012 / UNIT 7/21




Injap penjujukan tekanan


Rajah 7.15 : Injap penjujukan tekanan 

Injap pemunggahan tekanan


Rajah 7.16 : Injap pemunggahan tekanan 

Injap imbangan lawan.


Rajah 7.17 : Injap imbangan lawan


J4012 / UNIT 7/22




Injap Kawalan Arah

Injap kawalan arah digunakan untuk meneruskan pengaliran minyak di dalam sistem hidraul. Ia mempunyai pelbagai jenis seperti berikut:    

Injap rotor Injap gelendong (kili) Injap pusat terbuka dan pusat tertutup Injap kili sebadan dan kili cantuman

Keempat-empat injap ini menggunakan pelbagai elemen injap yang berlainan untuk meneruskan pengaliran minyak. 







Injap sehala menggunakan sebuah poppet yang bergerak pada kedudukan badan injap mengikut keadaan tekanan. Injap rotor menggunakan sebuah gelendong rotor yang boleh dipusing untuk mengawal aliran minyak. Injap kili menggunakan sebuah kili gelongsor yang bergerak ke hadapan dan ke belakang untuk mengawal aliran minyak.

Injap Kawalan Arah Jenis Rotor

Ianya biasa digunakan sebagai injap pandu untuk meneruskan aliran ke injap lain. Injap kawalan arah jenis putar menggunakan sebuah injap rotor yang mempunyai 4 hala keluaran dan masukan minyak. Rotor ini mempunyai lubang yang boleh dihubungkan dengan lubang yang berada di badan injap apabila rotor itu dipusingkan. Rotor ini digerakkan oleh sebuah tuil (lever ) secara hidraul ataupun secara elektrik. Rajah 7.18, menunjukkan keadaan injap rotor di mana minyak dan pam memasuki ruang masukan dan mengalir melalui injap tersebut ke sistem. Sementara minyak dari sistem akan meng alir balik ke tangki melalui ruang keluaran. Ruang-ruang tersebut sebenarnya terletak di dua tingkat yang berasingan. Injap rotor ini boleh diubahsuai untuk menggerakkan dua, tiga atau empat hala. Ini dapat dicapai dengan mengubah kedudukan ruang saluran dengan menambah / mengurangkan saluran minyak yang ada pada injap tersebut.


J4012 / UNIT 7/23



Rajah 7.18: Injap Kawalan Arah Jenis Rotor



Injap Kawalan Arah Jenis Kili

Injap ini adalah sebuah injap kawalan arah yang sebenar. Ianya digunakan sebagai injap pengawal untuk mengarahkan minyak bagi memulakan aliran minyak atau memberhentikan alirannya ke sistem. Injap kili yang mempunyai 2, 4 dan 6 batas (landas) adalah yang umum dimana ianya selalu digunakan dalam cantuman injap, iaitu selcum. Bagi injap yang mempunyai lebih dari satu unit, setiap injap mengawal sebahagian daripada sistem hidraul. Injap ini boleh dikawal secara manual, gelung elektrik atau tekanan hidraul yang bertindak di penghujung kili itu. Alat penetap sentiasa digunakan untuk menentukan kedudukan injap pada setiap operasi. Sumber: Festo Didactic

Neutral

Rajah 7.19 : Injap Kili


Neutral

J4012 / UNIT 7/24




Injap Pusat Terbuka dan Pusat Tertutup

Rajah 7.20 menunjukkan simbol injap pusat terbuka dan injap pusat tertutup. Injap ini digunakan dalam sistem pusat terbuka , dimana pam akan bergerak secara berterusan walaupun injap kawalan arah berada dalam kedudukan neutral. Minyak hidraulik akan mengalir dengan berterusan dari pam melalui injap kawalan arah kemudiannya mengalir balik ke tangki. Dalam sistem tertutup, pam akan berhenti semasa injap kawalan arah berada dalam keadaan neutral. Injap kawalan arah akan menghalang aliran minyak dari pam. Ianya akan menyebabkan pam hidraul berhenti dari mengepam minyak. Pam akan dimatikan dengan memutuskan bekalan arus ke motor yang memusingkan pam. Suis tersebut dikawal oleh tekanan minyak.

(a) (b) Rajah 7.20: Menunjukkan (a) Injap Pusat Terbuka dan (b) Injap Pusat Tertutup 

Injap Kili Sebadan Dan Cantuman

Dua atau lebih injap kili boleh digunakan dalam satu kumpulan injap untuk pengendalian pelbagai fungsi. Pembinaan injap kili bergantung kepada bilangan cantuman injap dalam operasi. Susunan untuk injap yang mempunyai 3 kedudukan boleh dibuat dengan banyak cara seperti rajah di bawah.


Rajah 7.21: Injap Kili Jenis Cantuman Sebadan


J4012 / UNIT 7/25


Rajah 7.22 pula menunjukkan beberapa gelendung injap yang dipasang dalam satu bungkah.


Rajah 7.22 : Injap Kili Cantuman 

Injap Kawalan Aliran

Injap kawalan aliran boleh dilaraskan dengan cara berikut: Menghadkan aliran masuk atau keluar dari komponen yang mana kelajuannya senang dilaras. Injap ini ialah jenis tiada pampasan. Mengalihkan arah aliran dari komponen yang mana kelajuannya senang dilaras. Injap jenis ini biasanya berpampasan. •

•

Injap kawalan aliran boleh dibahagikan kepada dua jenis iaitu; 

Injap tak terpampas

Injap tak terpampas tidak akan terpengaruh pada perubahan tekanan. Apabila aliran masuk berubah, maka aliran yang melalui injap juga berubah. Injap tak terpampas biasa digunakan apabila kawalan aliran yang tepat tidak diperlukan. Contoh injap ini ialah injap jenis jarum dan injap glob. 

Injap Kawalan Dan Injap Glob (Tak Terpampas)

Injap jenis ini biasa digunakan pada litar hidraul. Injap ini tidak peka kepada perubahan tekanan. Ianya mudah dan boleh dilaraskan untuk mendapatkan nilai kadar alir yang dikehendaki.


J4012 / UNIT 7/26




Injap Kawalan Aliran Jenis Jarum

Rajah 7.23 menunjukkan injap kawalan arah jenis jarum. Ianya merupakan suatu penghad mudah. Apabila batang jarum dipusingkan ke bawah, aliran akan terhenti. Apabila batang jarum dinaikkan ke atas dengan membuka skru, lubang orifis akan terbuka sedikit dan membenarkan aliran melaluinya. Apabila skru dibuka sepenuhnya, aliran penuh akan terhasil. Sumber: Pneumatic & Hydraulic, Oxford University, 1998

Rajah 7.23 : Injap Kawalan Aliran Jenis Jarum 

Injap terpampas

Injap terpampas akan cuba mengekalkan kadar aliran walaupun aliran masuk ke injap berubah. Injap ini akan melaraskan aliran sambil mengawal aliran masuk. 

Injap Kawalan Aliran Terpampas

Injap jenis ini beroperasi dengan konsep di mana saiz orifis yang sedia ada pada komponen mengawal kejatuhan tekanan pada orifis, menyebabkan kadar alir menjadi tetap. Saiz lubang orifis pada hujung kili telah dipadankan dengan pegas.

Rajah 7.24: Injap Kawalan Aliran Terpampas


J4012 / UNIT 7/27


Apabila aliran masuk yang melalui orifis bertambah, perbezaan tekanan di antara bahagian luar dan dalam kili akan bertambah. Penambahan aliran akan menyebabkan kili bergerak ke kanan dan menekan pegas. 

Pengatur Aliran Pirau ( By-Pass)

Injap jenis ini biasa digunakan pasa sistem pusat terbuka. Dengan menggunakan injap jenis ini minyak yang di keluarkan oleh pam akan digunakan untuk membuat kerja pada fungsi utama, yang mana pada keadaan tertentu minyak akan dialirkan ke fungsi kedua atau dialirkan balik ke tangki. Injap pengatur juga berfungsi menggunakan prinsip pegas dan orifis tetap untuk mengawal aliran.

Rajah 7.25 :Injap Pengatur Aliran Pirau


J4012 / UNIT 7/28


AKTIVITI 7c SELAMAT MENCUBA

Soalan 7c-1

Senaraikan TIGA kaedah menggerakkan injap. Soalan 7c-2

Senaraikan LIMA jenis injap kawalan tekanan. Soalan 7c-3

Senaraikan EMPAT jenis injap kawalan arah. Soalan 7c-4

Terangkan kaedah untuk melaraskan injap kawalan aliran.


J4012 / UNIT 7/29


MAKLUM BALAS KEPADA AKTIVITI TAHNIAH SEKIRANYA JAWAPAN ANDA SAMA SEPERTI DI BAWAH

Jawapan 7c-1

i. ii. iii.

Mekanikal Pneumatik Elektrik

Jawapan 7c-2

i.

Injap pelega dan sehala

ii.

Injap pengurangan tekanan

iii.

Injap penjujukan tekanan

iv.

Injap pemunggah tekanan

v.

Injap imbangan lawan

Jawapan 7c-3

i.

Injap putar atau rotor

ii.

Injap kili

iii.

Injap pusat terbuka dan pusat tertutup

iv.

Injap kili sebadan dan kili cantuman

Jawapan 7c-4

Injap kawalan aliran boleh dilaraskan dengan cara berikut: i. Menghadkan aliran masuk atau keluar dari komponen yang mana kelajuannya sedang dilaras. Injap ini ialah jenis tiada pampasan. ii. Mengalihkan arah aliran dari komponen yang mana kelajuannya sedang dilaras.


J4012 / UNIT 7/30


7.2.3 PENGGERAK (ACTUATOR)

Pada amnya, pergerakkan hidraulik digunakan untuk menjalankan tugas berat. Ianya mengangkat beban di antara 200 – 600 tan pada jarak angkatan yang kecil iaitu 100 – 300 mm. Kebanyakan jenis mesin dan penggerak ini digunakan dalam pengunaan mesin angkat. Perhubungan di antara pengge rak dan peralatan hidraulik adalah seperti berikut : Peralatan Hidraulik

Penggerak Hidraulik

Mekanisme Kendali

Kerja Langsung Turbo Gerak

Rajah 7.26 : Perhubungan antara penggerak dan peralatan hidraulik. 7.2.3.1 Silinder

Silinder hidraul digunakan untuk membuat sesuatu kerja dan menghubungkan kuasa hidraul kepada kuasa mekanikal. Silinder bergerak sebagai lengan mekanikal yang digunakan untuk mengangkat, menolak atau menggerak sebarang alat-alat pengerak. Silinder mengandungi sebuah aci piston yang digunakan untuk menggerakkan piston yang dipasangkan kepada penghujung aci itu. Piston digunakan untuk memerangkap minyak hidraul dalam silinder. Pada umumnya penyendal hidraul telah dipasang di sekeliling piston di mana ianya bertindak sebagai penyendal ( prevent leakage). Silinder hidraul boleh dibahagikan kepada dua jenis yang umum iaitu: Silinder jenis piston – yang memberikan tindakan linar (linear).   Silinder jenis bilah – yang memberi tindakan pusingan.


J4012 / UNIT 7/31




Silinder jenis piston Gambarajah 7.27 di bawah menunjukkan Silinder Jenis Piston.

Gambarajah 7.27: Silinder Jenis Piston Silinder Jenis Piston boleh dibahagikan kepada dua jenis iaitu: 

Silinder tindakan sehala. Gambarajah 7.28 menunjukkan silinder tindakan sehala yang biasanya memberikan tindakan daya pada satu hala sahaja. Tekanan minyak dimasukkan ke dalam ruang silinder untuk mengangkat sesuatu beban.

Gambarajah 7.28: Silinder Tindakan Sehala 

Silinder tindakan dua hala. Gambarajah 7.29 menunjukkan silinder tindakan dua hala. Silinder ini memberikan tindakan pada 2 hala iaitu ke hadapan dan ke belakang. Tekanan minyak disalurkan kepada salah satu daripada ruang masukan silinder dan kemudiannya ke ruang masukan yang lain.

Gambarajah 7.29: Silinder Tindakan Dua Hala


J4012 / UNIT 7/32




Silinder Jenis Bilah

Silinder jenis ini mengandungi sebuah silinder, aci dan bilah logam. Dua bilah logam digunakan di mana satu kedudukan ditetapkan pada silinder dan satu lagi dipasang pada aci yang memutar berulang-alik diantara sudut-sudut yang tertentu. Kesemua silinder jenis bilah adalah tindakan dua hala. 7.2.3.2 Motor Hidraulik

Pada asasnya motor hidraulik mempunyai persamaan dengan pam hidraulik. Perbezaannya ialah motor hidraulik menukarkan kuasa hidraulik kepada kuasa mekanikal. Binaan motor hidraulik juga mempunyai persamaan dengan pam hidraulik. Kelajuan motor hidraulik boleh diubah dengan mengubah kuantiti kadar aliran minyak kepada motor. Arah pusingan aci motor boleh diubah dengan mengubah suhu masukan menjadi keluaran dan salur keluaran menjadi masukan. 

Jenis-jenis Motor Hidraulik

Rajah 7.30 menunjukkan jenis-jenis motor hidraulik yang digunakan secara meluas. Bilah

Gear Gear Motor Hidraulik

Gear Skru Piston

Paksi

Piston Piston Jejari

Rajah 7.30 menunjukkan jenis-jenis motor hidraulik


Plat

J4012 / UNIT 7/33




Motor Bilah

Rajah 7.31 menunjukkan binaan motor bilah yang mempunyai persamaan dengan pam bilah. Pegas digunakan untuk menekan keluar bilah ke arah gegelang sesondol semasa motor mula berpusing atau berhenti dari berpusing.


7.31 : Motor Jenis Bilah



Motor Gear

Motor jenis gear digunakan secara meluas kerana ia mudah dan ekonomi. Pada kebiasaannya ia digunakan untuk menggerakkan komponen yang kecil. Motor gear berpusing mengikut arah pusingan jam atau sebaliknya. Ianya mempunyai anjakan tetap. Terdapat dua jenis motor gear yang biasa digunakan iaitu motor gear luar dan motor gear dalam. Rajah 7.32 menunjukkan keratan rentas motor gear dalam.

Rajah 7.32 : Motor Gear.



J4012 / UNIT 7/34




Motor Skru

Motor jenis skru terdiri daripada silinder dan omboh yang dielakkan dari berputar oleh rod pandu. Omboh dan rod omboh yang dilengkapi dengan alur akan dipadankan bersama-sama sepertimana skru dan nut. Rekabentuk motor jenis skru hanya dihadkan untuk penggunaan tekanan rendah.

Putaran Sumber: Pneumatic & Hydraulic, Oxford University, 1998

Keluaran

Masukan

Rajah 7.34 : Motor Jenis Skru 

Motor Piston

Motor piston dikelaskan bergantung kepada susunan piston pada silinder dan aci keluaran motor. Motor piston biasa digunakan kerana ia mempunyai kelajuan dan tekanan yang tinggi. Rajah 7.33 menunjukkan dua jenis motor piston paksi iaitu jenis paksi bengkok dan jenis plat kocak. Sementara motor piston jejari dikelaskan kepada jenis bersipi dimana piston akan menolak aci bersipi untuk mendapatkan momen dan jenis berbilang lejang di mana piston akan menolak sesendol berombak yang terdapat pada perumah rotor.

(a)


(b)

Rajah 7.33 : Motor Piston (a) Paksi Jenis Plat Kocak Dan (b) Paksi Bengkok


J4012 / UNIT 7/35


AKTIVITI 7d SELAMAT MENCUBA

Soalan 7d-1

Senaraikan DUA jenis penggerak hidraulik. Soalan 7d-2

Senaraikan DUA jenis penggerak silinder. Soalan 7d-3

Senaraikan EMPAT jenis motor hidraulik.


J4012 / UNIT 7/36


MAKLUM BALAS KEPADA AKTIVITI 7d TAHNIAH SEKIRANYA JAWAPAN ANDA SAMA SEPERTI DI BAWAH

Jawapan 7d-1

i.

Silinder

ii.

Motor

Jawapan 7d-2

i.

Jenis Piston

ii.

Jenis Bilah

Jawapan 7d-3

i.

Gear

ii.

Piston

iii.

Skru

iv.

Bilah


J4012 / UNIT 7/37


PENILAIAN KENDIRI UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUM BALA S DI HALAMAN BERIKUTNYA. Soalan 1

Namakan simbol-simbol injap di bawah:i)

ii)

iii)

iv)

v)

vi)

Soalan 2

Lukiskan simbol-simbol injap bagi komponen untuk sistem hidraulik seperti berikut:-

i. Injap kawalan arah jenis 4/3 hala pusat tertutup. ii. Injap kawalan arah jenis 4/3 hala pusat terbuka. iii. Injap kawalan arah jenis 5/3 hala.


J4012 / UNIT 7/38


Soalan 3

Namakan 2 jenis pam omboh. a. b.

Soalan 4

Berikan 2 sebab mengapa pam omboh selalu digunakan dalam sistem hidraulik. a. b.


J4012 / UNIT 7/39




Jawapan 1

i. Injap kawalan arah jenis 2/2 hala. ii. Injap kawalan arah jenis 3/2 hala. iii. Injap kawalan arah jenis 4/2 hala. iv. Injap kawalan arah jenis 5/2 hala. v. Injap kawalan arah jenis 3/3 hala solenoid berpegas. vi. Injap kawalan arah jenis 5/3 hala.

Jawapan 2

i)

ii)

iii)

Jawapan 3

a) Pam omboh jenis paksi. b) Pam omboh jenis jejari.


J4012 / UNIT 7/40


Jawapan 4

a) Kecekapan yang tinggi. b) Kos tidak begitu mahal.

SEKARANG MARILAH KITA BERPINDAH KE UNIT SETERUSNYA YANG DIJAMIN LEBIH MENARIK DAN MENCABA R LA GI….


J4012 / UNIT 8/1

SUSUNATUR KOMPONEN HIDRAULIK

UNIT 8 SUSUNATUR KOMPONEN DAN LITAR ASAS HIDRAULIK


:

Menyatakan dan memahami susunatur komponen dan litar asas sistem hidraulik.

Objektif Khusus :


Menyatakan susunatur komp onen-komponen litar asas hidraulik. Menyatakan k ebaikan dan k eburukan lit ar asas hidraulik Merekabentuk litar asas hidr aulik


J4012 / UNIT 8/2


INPUT 8.0 PENGENALAN

S

istem hidraulik merupakan suatu sistem yang menggunakan minyak untuk menghasilkan daya gerakan. Ianya adalah satu sistem penting yang terdapat pada beberapa jenis jentera dan mesin. Ianya digunakan pada jengkaut, mesin gerudi batuan, jentolak, mesin penempa, mesin pelarikan kawalan komputer, jentera pertanian, kenderaan berat, mesin injeksi plastik dan mesin “die casting”. Sistem hidraulik ini dapat membantu jentera mengangkat dan menurunkan beban yang berat. Pada masa kini sistem hidraulik yang moden telah dilengkapkan pada traktor bagi melakukan kerja-kerja yang lebih rumit. Kegunaan utamanya ialah: Menaik dan menurunkan beban. Mengawal kedalaman pembajakan. Menjalankan alat-alat hidraulik lain seperti alat hidraulik hujung. 8.1 SUSUNATUR KOMPONEN

Komponen-komponen asas dalam sesuatu litar hidraulik adalah seperti di bawah :Injap Ianya berfungsi untuk mengatur tekanan dalam litar dan mengawal arah aliran minyak. Motor Berfungsi untuk mengeluarkan kuasa untuk membuat kerja bagi pergerakan putaran. Penapis Berfungsi untuk menapis minyak hidraul dari kekotoran. Pam Berfungsi untuk mengedar kuantiti minyak hidraul k e seluruh sistem. Silinder Berfungsi untuk mengeluarkan kuasa untuk membuat kerja bagi gerakan lurus. Penumpuk Ianya berfungsi sebagai penyimpan tekanan sistem, penyerap getaran dan penstabil tekanan sistem. Tangki Berfungsi untuk menakung minyak hidraul dan menyejukkan minyak hidraul.


J4012 / UNIT 8/3


Susunatur komponen-komponen litar asas hidraulik adalah seperti yang ditunjukkan dalam rajah 8.1 di bawah.

SILINDER

Injap kawalan aliran Injap kawalan berarah Penumpuk

Injap pelega

Injap sehala Pam

Motor Penapis Tangki

Rajah 8.1: Menunjukkan litar asas hidraulik untuk menggerakkan silinder

Rajah 8.2 di bawah menunjukkan satu litar asas sistem kawalan hidraulik untuk menggerakkan satu motor dua tindakan. Pusat terbuka 4/2

Injap Pelega

Pam

Motor 2 tindakan

Rajah 8.2: Menunjukkan satu litar asas sistem kawalan hidraulik untuk menggerakkan satu motor dua tindakan.


J4012 / UNIT 8/4


Rajah 8.3 di bawah menunjukkan litar asas untuk menggerakkan motor 2 tindakan. Injap Jujukan

Motor satu tindakan

Injap sehala

Injap kawalan arah

Motor 2 tindakan Pam

Rajah 8.3 : Litar jujukan untuk dua motor

8.2 SISTEM ASAS LITAR HIDRAULIK

Sistem asas litar hidraulik dibahagikan kepada dua iaitu: Hidraulik tulin  Elektro-hidraulik 8.2.1 Hidraulik Tulin

Ianya direkabentuk untuk mengawal jujukan operasi silinder dengan menggunakan injap jujukan, contohnya jujukan yang diberi adalah A+ B+ BA-. Berdasarkan rajah 8.4 di bawah, injap kawalan arah digerakkan dengan kuasa hidraulik. Apabila injap kawalan arah digerakkan, silinder A dan B akan bergerak mengikut jujukan berikut:i. ii. iii. iv.

Rod Silinder Rod Silinder Rod Silinder Rod Silinder

A ( pengapit ) bergerak keluar B ( penggerudi ) bergerak keluar B bergerak masuk A bergerak masuk

Dalam litar jujukan , injap jujukan ( a ) dan ( b ) mestilah dilaraskan pada tekanan lebih tinggi dari tekanan ( 1 ) dan ( 2 ).


J4012 / UNIT 8/5


Untuk Gerudi

Untuk Pengapit

B

A

2 3

4

1

Rajah 8.4 : Litar Hidraulik Tulin

8.2.2

Litar Elektro Hidraulik

Dalam litar elektro hidraulik yang ditunjukkan dalam rajah 8.5 dibawah, injap kawalan arah dengan solenoid kembar digerakkan oleh suis penghad. Dengan menekan suis, solenoid (a) ditenagakan untuk mendapatkan operasi (1). Pada akhir operasi (1) solenoid (c) ditenagakan oleh suis penghad 2 untuk mendapatkan operasi (2). Kemudian solenoid (b) ditenagakan oleh suis penghad 3 untuk mendapatkan operasi (3). Akhir sekali, solenoid (d) ditenagakan oleh suis penghad 1 untuk mendapatkan operasi (4).


J4012 / UNIT 8/6


Rajah 8.5 : Litar Elektro-Hidraulik 8.3 LITAR SISTEM ASAS HIDRAULIK

Litar sistem asas hidraulik terbahagi kepada dua iaitu :Litar sistem pusat terbuka Litar sistem pusat tertutup 8.3.1 Litar Sistem Pusat Terbuka

Dalam litar sistem pusat terbuka , pam akan bergerak berterusan walaupun injap kawalan arah berada dalam kedudukan neutral. Minyak hidraulik akan mengalir dengan berterusan dari pam melalui injap kawalan arah kemudiannya mengalir balik ke tangki. Rajah litar adalah seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 8.6 di bawah.


Rajah 8.6 : Litar sistem pusat terbuka


J4012 / UNIT 8/7


Kebaikan Sistem Pusat Terbuka

Didapati sistem ini adalah lebih ringkas dalam binaan dan mempunyai pelbagai kebaikan iaitu tekanannya lebih rendah pada masa pergerakan. Ini mengurangkan getaran dan hausan serta mengurangkan tenaga disebabkan oleh kebocoran apabila sistem berkeadaan neutral. Disamping itu ia mempunyai litar yang mudah dan senang dibina. Ianya juga mengurangkan penyenggaraan.

8.3.2 Litar Sistem Tertutup

Dalam litar sistem tertutup, pam akan berhenti semasa injap kawalan arah berada dalam keadaan neutral. Injap kawalan arah akan menghalang aliran minyak dari pam. Ini akan menyebabkan pam hidraul berhenti dari mengepam minyak. Pam akan dimatikan dengan memutuskan bekalan arus ke motor yang memusingkan pam. Suis tersebut dikawal oleh tekanan minyak. Contoh litar sistem tertutup adalah seperti ditunjukkan dalam rajah 8.7 di bawah.


Rajah 8.7: Litar sistem tertutup KEBAIKAN SISTEM PUSAT TERTUTUP

Pam hanya bergerak apabila sistem memerlukan minyak. Cara ini menjimatkan kuasa enjin apabila alat hidraul digunakan. Minyak disimpan dengan tekanan yang tinggi untuk tindakan cepat. Cara ini menjimatkan masa kendalian (operating time). Kelambatan tindakan sistem hidraul dapat dikurangkan dengan menyediakan minyak bertekanan tinggi untuk tindakan segera berbending dengan sistem pusat terbuka di mana minyak hendaklah dirangkap sebelum tekanan minyak boleh dinaikkan atau ditinggikan untuk operasi . Jika sistem hidraul digunakan untuk membuat pelbagai kerja dalam satu masa yang sama memanglah gerakan sistem akan mengambil masa yang panjang untuk meningkatkan tekanan ke tekanan sistem.


J4012 / UNIT 8/8


Rajah 8.8 : Litar sistem tertutup semasa neutral

Rajah 8.9 : Litar sistem terbuka semasa neutral


J4012 / UNIT 8/9


SILINDER

SILINDER

Injap kawalan aliran Injap kawalan berarah

Injap kawalan berarah

Injap pelega

Injap sehala

Injap sehala

Pam

Pam

Motor

Motor Penapis

Penapis

Tangki

Tangki

(a)

(b)

Rajah 8.10: (a) Litar sistem terbuka (b) Litar sistem tertutup

AWAS ! Perhatik an dan fahamkan kedudukan komponen-komponen penting di dalam litar di atas !!


J4012 / UNIT 8/10


AKTIVITI 8a



Soalan 8a-1 Senaraikan LIMA komponen yang terdapat pada litar asas hidraulik Soalan 8a-2 Nyatakan perbezaan diantara hidraulik tulin dan elektro-hidraulik Soalan 8a-3 Nyatakan kebaikan sistem pusat terbuka

Soalan 8a-4 Nyatakan kebaikan sistem pusat tertutup


J4012 / UNIT 8/11



TAHNIAH ! ANDA TELAH MENGHAMPIRI KEJAYAAN, PASTIKAN JAWAPAN ANDA BETUL SEBELUM BERPINDAH KEPADA INPUT YANG SELANJUTNYA. Jawapan 8a-1 1. Tangki 2. Penggerak 3. Motor 4. Pam 5. Injap Kawalan Arah 6. Penapis 7. Penumpuk Jawapan 8a-2 Hidraulik Tulin

Pergerakan injap kawalan arah dikawal oleh hidraulik

Elektro-Hidraulik

Pergerakan injap kawalan arah dikawal dengan solenoid yang dijanakan oleh elektrik

Jawapan 8a-3 1. Didapati sistem ini adalah lebih ringkas dalam binaan 2. Tekanannya lebih rendah pada masa pergerakan. 3. Mengurangkan getaran dan hausan 4. Mengurangkan tenaga disebabkan oleh bocor apabila sistem berkeadaan neutral. 5. Mempunyai litar yang mudah dan senang dibina. 6. Mengurangkan penyenggaraan. Jawapan 8a-4 1. Pam hanya bergerak apabila sistem memerlukan minyak. 2. menjimatkan kuasa enjin apabila alat hidraul digunakan. 3. Minyak disimpan dengan tekanan yang tinggi untuk tindakan cepat. 4. Cara ini menjimatkan masa kendalian( operating time ). 5. Kelambatan tindakan sistem hidraul dapat dikurangkan dengan menyediakan minyak bertekanan tinggi untuk tindakan segera.


J4012 / UNIT 8/12


PENILAIAN KENDIRI UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUM BALA S DI HALAMAN BERIKUTNYA. Soalan 1 Lukiskan litar hidraulik asas untuk menggerakkan sebuah silinder Soalan 2 Lukiskan litar hidraulik asas untuk menggerakkan dua buah motor Soalan 3 Lukiskan litar sistem terbuka dan litar sistem tertutup Soalan 4 Huraikan operasi litar sistem terbuka dan litar sistem tertutup


J4012 / UNIT 8/13




Jawapan 1

SILINDER

Injap kawalan aliran Injap kawalan berarah Penumpuk Injap pelega

Injap sehala

Pam



J4012 / UNIT 8/14


Jawapan 2 Injap Jujukan

Motor satu tindakan

Injap sehala

Injap kawalan arah

Motor 2 tindakan Pam

Jawapan 3

SILINDER

SILINDER

Injap kawalan aliran Injap kawalan berarah

Injap kawalan berarah

Injap pelega

Injap sehala

Injap sehala

Pam


Pam



J4012 / UNIT 8/15


Jawapan 4 Litar Sistem Pusat Terbuka Dalam litar sistem pusat terbuka , pam akan bergerak berterusan walaupun injap kawalan arah berada dalam kedudukan neutral. Minyak hidraulik akan mengalir dengan berterusan dari pam melalui injap kawalan arah kemudiannya mengalir balik ke tangki. Litar Sistem Tertutup Dalam litar sistem tertutup, pam akan berhenti semasa injap kawalan arah berada dalam keadaan neutral. Injap kawalan arah akan menghalang aliaran minyak dari pam. Ini akan menyebabkan pam hidraul berhenti dari mengepam minyak. Pa m akan dimatikan dengan memutuskan bekalan arus ke motor yang memusingkan pam. Suis tersebut dikawal oleh tekanan minyak. Contoh litar sistem tertutup adalah seperti ditunjukkan dalam rajah 8.7 di bawah.


J4012 / UNIT 9/1

PENGAWALAN TEKANAN DAN AL IRAN PADA PENGGERAK

UNIT 9 PENGAWALAN TEKANAN DAN AL IRAN PADA PENGGERAK


:

Objektif Khusus :

Melakarkan dan menerangkan pengawalan tekanan dan aliran pada penggerak-penggerak sistem hidraulik


Melakarkan kaedah-kaedah pengawalan tekanan d an aliran penggerak-penggerak si stem hi draulik Menerangkan kaedah-kaedah pengawalan tekanan dan aliran penggerak-penggerak si stem hi draulik


J4012 / UNIT 9/2


INPUT

9.0

PENGENALAN

C

uba anda bayangkan apa yang akan terjadi kepada motosikal anda jika aliran minyak tidak boleh dikawal, pastilah ianya akan membahayakan anda. Kawalan dalam sistem adalah satu kemestian untuk memastikan keselamatan pengguna dan jangkahayat sesuatu peralatan dapat dipanjangkan. Di dalam sistem hidraulik, pengawalan tekanan dan aliran dapat dilakukan menggunakan injap kawalan aliran tetapi kedudukan injap tersebut yang menentukan bahagian yang hendak dikawal. Bahagian kawalan ini dikenali sebagai Meter - Out, Meter - In dan Bleed – Off. 9.1

PENGAWALAN TEKANAN DAN ALIRAN PADA PENGGERAKPENGGERAK SISTEM HIDRAULIK

Litar yang mengawal kelajuan rod bergantung kepada kedudukan injap kawalan aliran pada sesuatu litar hidraulik. Ini kerana pengawalan kelajuan rod silinder bergantung kepada keperluan sesuatu kerja tersebut. Terdapat 3 cara kelajuan rod dikawal semasa ia keluar iaitu:Meter - Out Meter - In Bleed – Off 9.1.1

Litar Meter – Out

Injap kawalan pada litar ini dipasang pada bahagian keluaran minyak hidraulik ke penggerak seperti silinder atau motor. Untuk membolehkan tiada gangguan pada kelajuan rod silinder semasa gerakan masuk, injap sehala dipasang seperti Rajah 9.1 (a) di bawah. Apabila tekanan silinder mencapai ke tekanan maksimum minyak akan dialirkan ke tangki. Apabila beban berkurangan atau kecil, tekanan balikan lebih besar dari tekanan keluaran pam.


J4012 / UNIT 9/3


9.1.2

Litar Meter – In Injap kawalan aliran pada litar ini dipasang pada bahagian masukan minyak hidraulik ke penggerak seperti silinder atau motor. Untuk membolehkan tiada gangguan pada kelajuan rod silinder semasa gerakan masuk, injap sehala dipasang seperti Rajah 9.1 (b) di bawah . Apabila tekanan silinder mencapai ketekanan maksimum minyak hidraulik akan dialirkan ke tangki.

9.1.3

Litar Bleed – Off

Injap kawalan aliran boleh laras pada litar ini dipasang pada bahagian masukan minyak hidraulik di antara injap kawalan aliran dan silinder seperti di tunjukkan dalam Rajah 9.1 (c) di bawah.. Kelajuan boleh dikawal dengan melaraskan injap kawalan aliran. Sekiranya semua minyak dialirkan balik ke tangki, rod silinder tidak akan bergerak disebabkan kejatuhan tekanan sistem. Rajah 9.1 di bawah menunjukkan ketiga-tiga litar yang tersebut di atas.

Litar Meter – Out

Litar Meter – In

Litar Bleed – Off

Rajah 9.1 : Menunjukkan (a) Litar Meter-Out, (b) Meter-In dan (c) Bleed-Off


J4012 / UNIT 9/4


AKTIVITI 9



Soalan 9-1 Nyatakan TIGA cara mengawal kelajuan rod.

Soalan 9-2 Isikan tempat kosong yang berikut : a. Litar Meter – Out

Injap kawalan pada litar ini dipasang pada bahagian

________________minyak

hidraulik ke penggerak seperti _____________atau _____________________. Untuk membolehkan tiada gangguan pada kelajuan rod silinder semasa gerakan masuk, injap, sehala

dipasang.

Apabila

tekanan

silinder

mencapai

ketekanan

_______________minyak akan dialirkan ke_________________. Apabila beban berkurangan atau kecil, tekanan balikan lebih besar dari tekanan keluaran pam.


J4012 / UNIT 9/5


b. Litar Meter – In

Injap kawalan _____________pada litar ini dipasang pada bahagian _______________minyak hidraulik ke penggerak seperti silinder atau motor. Untuk membolehkan tiada gangguan pada _______________rod silinder semasa gerakan masuk, injap sehala dipasang. Apabila tekanan silinder mencapai ketekanan maksimum minyak hidraulik akan dialirkan ke tangki.


J4012 / UNIT 9/6


MAKLUM BALAS KEPADA AKTIVITI 9


Jawapan 9-1 i. Litar meter – out ii. Litar meter – in iii. Litar bleed – off

Jawapan 9-2 a. Keluaran Silinder Motor Maksimum Tangki b. Aliran Masukan Kelajuan


J4012 / UNIT 9/7


PENILAIAN KENDIRI UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUM BALA S DI HALAMAN BERIKUTNYA. Soalan 1 Terangkan kaedah-kaedah pengawalan tekanan dan aliran penggerak-penggerak sistem hidraulik seperti dibawah: a) Metering in b) Metering out c) Metering off

Soalan 2 Lukiskan kaedah-kaedah pengawalan tekanan dan aliran penggerak-penggerak sistem hidraulik dibawah: a) Metering in b) Metering out c) Metering off


J4012 / UNIT 9/8




Jawapan 1 Metering out Injap kawalan pada litar ini dipasang pada bahagian keluaran minyak hidraulik ke penggerak seperti silinder atau motor. Untuk membolehkan tiada gangguan pada kelajuan rod silinder semasa gerakan masuk, injap, sehala dipasang . Apabila tekanan silinder mencapai ketekanan maksimum minyak akan dialirkan ke tangki. Apabila beban berkurangan atau kecil, tekanan balikan lebih besar dari tekanan keluaran pam.

Metering In Injap kawalan aliran pada litar ini dipasang pada bahagian masukan minyak hidraulik ke penggerak seperti silinder atau motor. Untuk membolehkan tiada gangguan pada kelajuan rod silinder semasa gerakan masuk, injap sehala dipasang . Apabila tekanan silinder mencapai ketekanan maksimum minyak hidraulik akan dialirkan ke tangki.

Metering Off Injap kawalan aliran bolelaras pada litar ini dipasang pada bahagian masukan minyak hidraulik diantara injap kawalan aliran dan silinder . Kelajuan boleh dikawal dengan melaraskan injap kawalan aliran. Sekiranya semua minyak dialirkan balik ke tangki, rod silinder tidak akan bergerak disebabkan kejatuhan tekanan sistem.


J4012 / UNIT 9/9


Jawapan 2 Metering in

Metering Off

Metering out


J4012 / UNIT 10/1

REKABENTUK LITAR HIDRAULIK

UNIT 10



:

Objektif Khusus :

Merekabentuk dan menerangkan pembinaan litar asas hidraulik secara praktikal.


Merekabentuk dan menerangkan pembinaan litar asas hidraulik secara praktikal. Menerangkan prinsip kerja litar asas hidraulik.


J4012 / UNIT 10/2


INPUT

10.0

PENGENALAN

P

embinaan litar dalam penghasilan sistem hidraulik penting bagi menghasilkan sistem yang dapat berfungsi secara optima dan mencapai spesifikasi. Pembinaan litar bermula dengan pembinaan litar asas atau litar mudah iaitu menggunakan komponen asas seperti di bawah : Tangki pam Injap kawalan berarah Injap pelega Silinder Manakala pembinaan litar yang agak kompleks melibatkan pelbagai peralatan atau aksesori bagi meningkatkan keberkesanan sistem. Alatan tambahan yang biasa digunakan adalah seperti berikut : Injap sehala Injap kawalan aliran Injap pelega Penapis

10.1 PEMBINAAN LITAR KAWALAN

Pembinaan litar kawalan terbahagi kepada empat iaitu : Litar kawalan elektrik Litar kawalan insani Litar jujukan Litar elektrik – hidraulik 10.1.1 Litar Kawalan Elektrik

Ianya adalah sama seperti litar pneumatik, di mana litar ini menggunakan solenoid sebagai alat untuk menukarkan kedudukan injap 4/2. Litar ini terbahagi kepada dua iaitu : litar hidraulik litar kawalan


J4012 / UNIT 10/3


Rajah 10.1 menunjukkan Litar Kawalan Elektrik yang hanya menggunakan satu silinder sahaja, pengawalan injap dilakukan oleh elektrikal bersolenoid kembar. Litar ini menggunakan injap pengawal tekanan untuk mengawal tekanan. Tekanan yang berlebihan akan menyebabkan minyak akan dikembalikan ke dalam tangki.


Rajah 10.1 : Litar Kawalan Elektrik 10.1.2 Litar Kawalan Insani Litar kawalan insani ialah litar yang menggunakan system hidraulik yang mengandungi injap kawalan berarah gerakan insani kembalikan pegas. Garisan yang menyambungkan antara komponen tersebut adalah simbol bagi saluran hidraulik seperti paip dan hos hidraulik. Litar kawalan insani terbahagi kepada 3 iaitu : Kili berkedudukan neutral. Kili berkedudukan kedua. Kili berkedudukan ketiga.

Rajah 10.2 di bawah hanya menggunakan satu silinder sahaja dengan pengawalan injap dilakukan oleh insani. Litar ini menggunakan injap pengawal tekanan untuk mengawal tekanan.


Rajah 10.2 : Litar insani


J4012 / UNIT 10/4


10.1.3 Litar Jujukan

Litar jujukan direkabentuk untuk mengawal jujukan operasi silinder dengan menggunakan injap jujukan. Tujuan jujukan adalah untuk menyelaraskan turutan keluar masuk omboh injap agar ianya mengikut aturan dengan betul. Jujukan diperlukan untuk sesuatu litar yang mempunyai lebih dari satu penggerak. Rajah 10.3 menunjukkan litar hidraulik yang menggerakkan lebih dari satu silinder. Rajah 10.3 (a) menunjukkan silinder yang digunakan ialah dua tindakan jenis seimbang, manakala rajah 10.3 (b) menggunakan silinder dua tindakan tidak seimbang.


(a)

(b) Rajah 10.3 : Litar jujukan 1

Rajah 10.4 di bawah menunjukkan litar jujukan hidraulik (a) menggunakan penggerak jenis tandem dan dikawal secara insani dengan menggunakan injap kawalan 4/3 dan (b) menggunakan injap 4/2 bersolenoid tunggal.


(a)

(b) Rajah 10.4 : Litar jujukan 2


J4012 / UNIT 10/5


10.1.4 Litar Elektro – Hidraulik

Dalam litar elektro – hidraulik, injap kawalan arah dengan solenoid kembar atau tunggal digerakkan oleh suis penghad digunakan untuk mendapatkkan operasi. Rajah 10.5 menunjukkan kawalan injap dilakukan secara elektrikal. Penggerak yang digunakan ialah silinder dua tindakan. Bagi rajah 10.5 (a) injap kawalan arah jenis 4/2 satu solenoid digunakan manakala rajah 10.5 (b) injap kawalan jenis 4/3 dua solenoid digunakan.


(a)

(b)

Rajah 10.5 : Litar Elektro-Hidraulik 1 Rajah 10.6 (a) menggunakan silinder dua tindakan sebagai penggerak dan injap 4/2 satu solenoid sebagai injap kawalan manakala rajah 10.5 (b) pula menggunakan motor sebagai penggerak dan injap kawalan 2/2 satu solenoid sebagai injap kawalan.


Rajah 10.6 : Litar Elektro-Hidraulik 2


J4012 / UNIT 10/6


10.2 Gabungan litar-litar kawalan

Litar-litar kawalan boleh digabungkan bersama untuk mewujudkan suatu litar kawalan yang menepati kehendak pengguna mengikut kesesuaiannya. Rajah 10.7 hingga 10.11 di bawah menunjukkan contoh-contoh litar tersebut.

Contoh 10.1 Rajah 10.7 (a) menunjukkan penggunaan dua silinder dua tindakan dan dua buah motor hidraulik jenis anjakan tetap ianya dikawal dengan injap 4/2 bersolenoid tunggal secara elektrikal, manakala rajah 10.7 (b) menunjukkan penggunaan dua silinder dua tindakan dan dikawal alirannya.

(a)

(b)

Rajah 10.7 : (a) Penggunaan dua silinder dua tindakan dan dua buah motor hidraulik jenis anjakan tetap ianya dikawal dengan injap 4/2 bersolenoid tunggal secara elektrikal, (b) Penggunaan dua silinder dua tindakan dan dikawal alirannya.


J4012 / UNIT 10/7


Contoh 10.2 Rajah 10.8 di bawah menunjukkan motor hidraulik jenis anjakan berubah digunakan sebagai penggerak dan dua buah injap pelega digunakan. Injap kawalan 3/2 bersolenoid tunggal berpegas digunakan untuk mengawal arah pusingan motor hidraulik tersebut.

Rajah 10.8 : Motor hidraulik jenis anjakan berubah digunakan sebagai penggerak

Contoh 10.3 Rajah 10.9 di bawah menunjukkan litar yang menggunakan motor hidraulik sebagai penggerak tetapi rajah 10.9(a) menggunakan injap kawalan 4/2 secara insani manakala rajah 10.9(b) pula menggunakan injap kawalan 4/3 bersolenoid berkembar atau dikenali juga sebagai injap terbuka.

Rajah 10.9 : (a) Penggunaan injap kawalan 4/2 secara insani, (b) Penggunaan injap kawalan 4/3 bersolenoid berkembar atau dikenali juga sebagai injap terbuka.


J4012 / UNIT 10/8


Contoh 10.4 Litar menunjukkan penggunaan dua buah motor hidraulik sebagai penggerak dan kedua-dua buah motor tersebut masing-masing dikawal oleh injap 4/3 solenoid berkembar jenis injap sistem terbuka.

Rajah 10.10 : Penggunaan dua buah motor hidraulik sebagai penggerak


J4012 / UNIT 10/9


Contoh 10.5 Rajah 10.11 menunjukkan penggunaan dua buah motor hidraulik sebagai penggerak dan kedua-dua buah motor tersebut masing-masing dikawal oleh injap 4/3 solenoid berkembar. Kedua-dua injap 4/3 solenoid berkembar itu pula dikawal alirannya.

Rajah 10.11 : Penggunaan dua buah motor hidraulik dan injap 4/3 solenoid berkembar


J4012 / UNIT 10/10


AKTIVITI 10


SELAMAT MENCUBA…… Soalan 10-1

Nyatakan EMPAT komponen asas untuk membina litar mudah

Soalan 10-2

Namakan EMPAT alatan tambahan yang digunakan untuk menambah ke cekapan sesuatu litar.

Soalan 10-3

Nyatakan EMPAT cara pengawalan litar hidraulik


J4012 / UNIT 10/11




Jawapan 10-1

a. b. c. d.

Tangki pam injap kawalan berarah injap pelega silinder

Jawapan 10-2

a. b. c. d.

Injap sehala Injap kawalan aliran Injap pelega Penapis.

Jawapan 10-3

a. b. c. d.

litar kawalan elektrik litar kawalan insani litar jujukan litar elektrik – hidraulik


J4012 / UNIT 10/12


PENILAIAN KENDIRI UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUM BALA S DI HALAMAN BERIKUTNYA. Soalan 1

Sebagai seorang pembantu jurutera anda diberikan komponen seperti berikut:     

Sebuah silinder 2 tindakan Sebuah injap kawalan 3/2 yang dikawal secara insani Motor Tangki Injap pelega

Lakarkan satu litar ringkas dengan menggunakan komponen-komponen yang dinyatakan di atas. Soalan 2

Sebagai seorang juruteknik yang pengalaman, anda diberikan komponen seperti berikut: Sebuah silinder 2 tindakan  Sebuah injap kawalan 4/3 yang dikawal secara elektrikal  Motor  Tangki  Injap pelega  Lakarkan satu litar ringkas dengan menggunakan komponen-komponen yang dinyatakan di atas. Soalan 3

Terangkan secara ringkas mengenai litar kawalan insani dan litar kawalan elektrikal


J4012 / UNIT 10/13


MAKLUMBALAS KEPADA PENILAIAN KENDIRI


Jawapan 1


J4012 / UNIT 10/14


Jawapan 2

Jawapan 3 Litar Kawalan insani

Litar kawalan insani ialah litar yang menggunakan system hidraulik yang mengandungi injap kawalan berarah gerakan insani kembalikan pegas. Garisan yang menyambungkan antara komponen tersebut adalah symbol bagi saluran hidraulik seperti paip dan hos hidraulik. Litar kawalan insani terbahagi kepada 3 iaitu :  Kili berkedudukan neutral. Kili berkedudukan kedua.  Kili berkedudukan ketiga. 

Litar Kawalan elektrikal

Litar kawalan elektrikal seperti juga litar-elektro pneumatik, litar ini menggunakan solenoid sebagai alat untuk menukarkan kedudukan injap kawalan arah. Litar ini terbahagi kepada 2 iaitu : litar hidraulik  litar kawalan 


J4012 / UNIT 11/1

PERMASALA HAN DALA M SISTEM HIDRAULIK

UNIT 11 MASALAH-MASALAH UTAMA DALAM SISTEM HIDRAULIK


:

Objektif Khusus :

Mengenalpasti masalah-masalah dalam sistem hidraulik .


Menyatakan masalah-masalah utama sistem hid raulik . Menyelesaikan masalah-masalah berkaitan sis tem hidraulik.


J4012 / UNIT 11/2


INPUT

11.0 PENGENALAN

S

esuatu ciptaan manusia sebenarnya tidak 100 % sempurna, di mana kekurangannya pasti terdapat samada secara langsung atau tidak langsung. Dengan mengkaji dan mengetahui kekurangan tersebut, penambahbaikan akan meningkatkan lagi kecekapan sesuatu sistem. 11.1 PERMASALAHAN DALAM SISTEM HIDRAULIK

Terdapat beberapa masalah yang telah dikenalpasti dalam sistem hidraulik yang boleh mengganggu sistem tersebut, di mana sebahagiannya adalah seperti yang dihuraikan di bawah :11.1.1 Kesan Beban Lebih Ke Atas Pam

Kebanyakkan pam digunakan atau beroperasi dibawah keupayaan maksimum untuk memastikan ia tahan lama. Apakah akan terjadi apabila digunakan terus menerus ke tahap maksimum. Ia akan memberi kesan kepada ketahanan galas pam tersebut. Sebagai contoh, sekiranya sebuah pam direkabentuk untuk mengepam pada tekanan 150 bar dan mempunyai jangka hayat galas 4800 jam. Sekiranya pam tersebut digunakan untuk mengepam bendalir dengan tekanan 300 bar, ia akan memberi kesan kepada ketahanan pam.

Jangkahayat galas = yang baru =

Jangkahayat Galas Dahulu 3 (Tekanan Baru/Tekanan lama) 4800 3 (300/150) T1 = T2

= 600 jam

P2 P1

3

Pengiraan di atas menunjukkan dengan menggandakan tekanan dari 150 bar ke 300 bar, jangkahayat pam akan berkurangan dari 4800 jam ke 600 jam sahaja. Semasa pam beroperasi perkara-perkara yang boleh


J4012 / UNIT 11/3


menyebabkan peningkatan tekanan mestilah diambil kira. Peningkatan tekanan pada pam mungkin disebabkan oleh penyelengaraan yang tidak betul, pam lebih beban atau saluran hidraulik tersumbat. 11.1.2 Kesan Kelajuan Lebih Ke Atas Pam.

Dengan menambah kelajuan maksimum pam, jangkahayat galas pam akan berkurangan. Katakan pam seperti dalam contoh pertama digandakan kelajuannya kepada dua kali, pengiraan seperti berikut menunjukkan pengurangan jangkahayat pam. Katakan jangkahayat biasa pam ialah 4800 jam. Dengan menggandakan dua kali kelajuan pam, jangka hayat pam akan berkurangan sebanyak separuh dari jangkahayat asal. Oleh itu kelajuan maksimum bagi pam mestilah dipatuhi untuk memerlukan ketahanan pam.

Jangkahayat Baru Galas

= Jangkahayat Lama x Kelajuan Lama Pam Kelajuan Baru Pam = 4800jam x 2000pus/min 4000pus/min

T1V1

= 2400 jam

= T2V2

11.1.3 Kesan Peronggaan Ke Atas Pam Peronggaan pam merupakan satu masalah yang terjadi disebabkan penyenggaraan pam yang tidak betul. Peronggaan terjadi apabila bendalir tidak memenuhi semua ruang pam. Ini bermakna terdapat ruang yang dipenuhi oleh udara yang akan memberi kesan kepada kecekapan operasi pam.

Peronggaan terjadi apabila kelajuan bendalir yang dikeluarkan oleh pam terlalu laju manakala saluran masuk ke pam tersumbat. Apabila pam terus beroperasi maka terjadilah peronggaan di dalam pam. Apabila perkara ini berterusan, kawasan peronggaan akan diisi oleh wap bendalir yang terhasil disebabkan perbezaan tekanan dan suhu.


J4012 / UNIT 11/4


Masalah peronggaan ini akan menjadi rumit disebabkan kejatuhan tekanan pada kawasan peronggaan akan menyebabkan ianya diisi oleh udara yang sedia terdapat didalam bendalir. Pam akan mengalami kerosakan apabila peronggaan yang terdapat di dalam minyak (tekanan rendah) bertemu dengan bendalir bertekanan tinggi. Kerosakan adalah disebabkan oleh getaran pam yang terhasil. Getaran pam boleh mengakibatkan kehausan pada komponen pam dan ia boleh merosakkan pam tersebut. 11.1.4 Kebocoran Sistem

Pada tanggapan ramai, sistem hidraulik adalah kotor dan kerap bocor. Dengan rekabentuk dan pemasangan dan penyenggaraan yang sempurna, secara amnya kebocoran sistem boleh dikawal dan selalu juga dapat dihapuskan. Jika semua litar bocor, kita tentu tidak berani menaiki kapal terbang. Kebocoran bendalir hidraulik berlaku secara dalaman dan luaran komponen. Kebocoran dalaman yang keterlaluan akan mengurangkan kecekapan sistem dan menjana haba yang boleh merosakkan bendalir. Sedikit kebocoran dalaman adalah disengajakan dalam komponen sebagai pelincir, kawalan pemampas dan lain-lain. Kebocoran luaran bukan hanya mengotorkan tetapi juga membahayakan. Bendalir boleh merosakkan komponen tersebut. Kosnya tinggi bukan hanya bendalir hilang yang terpaksa diganti tetapi menambahkan masa rosak dan prestasi juga merosot. 11.1.5 Masalah-Masalah Lain

Terdapat beberapa masalah yang timbul selain daripada masalah yang telah dibincangkan di atas. Masalah-masalah lain adalah seperti di bawah.


J4012 / UNIT 11/5


11.1.5.1

Masalah Yang Berlaku Pada Silinder

Kebocoran Luar Minyak keluar melalui pengelap Kebocoran Dalam Minyak mengalir melalui kelegaan antara piston dan silinder apabila tekanan diberikan. ‘Creeping’ Bila dikenakan tekanan, piston akan balik ke dalam keadaan asal. Ini adalah disebabkan oleh kebocoran dalam juga. Creeping juga berlaku pada injap kawalan arah pada silinder 2 hala. ‘Sluggish’ Disebabkan oleh udara yang ada dalam silinder itu. Udara boleh dimampat, maka sluggish akan berlaku. Kelikatan yang tidak sesuai digunakan juga akan menyebabkan ‘sluggish’ ini.

11.1.5.2

Masalah Disebabkan Oleh Bendalir Bendalir berasaskan sintetik dikelaskan sebagai sebatian kimia yang boleh menyebabkan kerosakan kedap minyak ( oil seal ) yang diperbuat dari getah asli. Ia menyebabkan getah asli itu menjadi lembut dan kembang. Bendalir berasaskan air ialah bendalir tahanapi kerana apabila bendalir itu disentuh dengan punca penyala stim yang dikeluarkan dari air akan mengasingkan udara dari sebahagian pelincir yang mudah terbakar dan juga mengasingkan pelincir dari permukaan yang panas seterusnya menghalang kebakaran. Masalah bendalir berasaskan air dan minyak Mudah berkarat disebahagian sistem yang diperbuat dari besi. Menyebabkan kehausan pada aci, silinder dan komponen lain kerana kekurangan pelinciran. Kemungkinan menjadi beku di kawasan yang bercuaca sejuk Peralatan yang besar diperlukan.


J4012 / UNIT 11/6


Panduan mengatasi masalah bendalir

Berdasarkan masalah yang disebabkan oleh bendalir di atas, berikut adalah panduan yang perlu diambilkira untuk pemilihan sesuatu bendalir sebagai bahantara.

1. Kelikatan Dinamik (Kelikatan Mutlak)

2

Kelikatan Dinamik = Tegasan Ricih (N/m ) Kadar Kericihan (M/s/m)

δv

v

μ = δv/ δy θ

δy

θ = Sudut Ricih

1 poise = 100 sentipoise = 1gm/cm.s 1 kg/ms

= =

1000gm/100cm.s 10 gm/cm.s

1kg/ms = 10 poise Kelikatan Dinamik (μ) =

τ

y δ v / δ 2

= unit N s/m centistoke 1 kg/ms = 1 N saat/m = 10 poise


J4012 / UNIT 11/7


2. Kelikatan Kinematik Kelikatan Kinamatik

= =

Kelikatan Mutlak Ketumpatan μ ρ

3. Indeks Kelikatan Adalah satu ukuran bagi perubahan keadaan pengaliran dengan perubahan suhu bendalir. Bendalir yang mempunyai kelikatan yang tinggi adalah sesuatu bendalir yang stabil iaitu kelikatannya berubah sedikit dengan perubahan suhu. Angka biasa bagi kelikatan ialah 0 – 100.

4. Modula Pukal ( Bulk Modulus )

Kelikatan Modula Pukal A

C

B

=

dρ

=

dv/v - vdρ dv

tanda (-) menunjukkan tekanan

Suhu

11.1.5.2 Sifat Bendalir Hidraul Yang Baik

Berikut disenaraikan kriteria untuk memilih bendalir bagi digunakan sebagai bahantara yang terbaik : Tidak boleh dimampatkan Pada umumnya ia boleh dimampatkan sedikit tetapi pada tekanan yang tinggi. Mesti mempunyai indeks kelikatan yang tinggi Minyak hidraul mempunyai indeks kelikatan yang tinggi tidak kurang daripada 80. Indeks kelikatan yang sesuai bagi sesuatu minyak hidraul ialah 100 tetapi dengan penambahan bahan kimia, indeks kelikatan yang lebih tinggi boleh dicapai.


J4012 / UNIT 11/8


Mempunyai sifat perasingan bauran. Dalam operasi sistem hidraul, lembapan akan diserap oleh minyak hidraul. Ia adalah disebabkan oleh kebocoran pengalir haba dan juga mendapan. Apabila air bercampur dengan minyak, bauran akan terhasil. Ini adalah satu keburukan dan mesti dielakkan. Minyak hidraul mestilah mengandungi sifat pemelowapan supaya ia boleh mengasingkan bahan air itu. Mestilah mempunyai sifat pencegah karat Sebenar sifat pencegah karat yang baik tanpa sebarang penambahan pencegahan pengoksidanan, ini adalah sebab kejadian sesuatu oksidanan yang menyaluti dipermukaan logam dan menghalang kejadian oksida, oleh itu bahan pencegah karat hendaklah ditambah. Mempunyai sifat pelinciran dan kekuatan lapisan Untuk menghalang kehausan, lapisan minyak amatlah perlu untuk mengasingkan kedua-dua komponen yang bergerak bersama. Lapisan minyak akan melicinkan permukaan komponen tersebut. Mempunyai sifat pencegah buih Pada umumnya minyak galian tidak ada keupayaan menjadi buih. Cara yang terbaik untuk menghalang kejadian buih ialah dengan menggunakan minyak yang mempunyai kestabilan kimia yang tinggi dan mengurangkan udara dari sistem. Mempunyai kestabilan kimia Suhu yang tinggi akan merosakkan kestabilan kimia di dalam minyak hidraul. Ini akan menyebabkan kejadian oksida dan menghasilkan gam dan kotoran. Mempunyai sifat pencegah toksid Ia tidak akan membahayakan kulit kita apabila tersentuh. Tidak merosakkan penyendal/kedap Bahantara yang dipilih mestilah tidak merosakkan penyendal / kedap dimana ianya tidak akan memendekkan jangka masa hayat komponen tersebut.


J4012 / UNIT 11/9


Mempunyai sifat senang dipam Bendalir yang mempunyai ketumpatan bandingan yang tinggi adalah sukar dipam dan senang terjadi perongaan dan kesukaran dalam pengaliran. Tahan lama, tidak berubah sifat kimianya semasa disimpan Bendalir mestilah bersifat tahan lama dan tidak berubah sifat kimianya dalam jangkamasa yang panjang. Tidak mudah terbakar Bendalir yang dipilih mestilah tidak mudah terbakar. Harga yang berpatutan Bendalir yang dipilih mestilah mudah diperolehi dan kosnya berpatutan.


J4012 / UNIT 11/10


AKTIVITI 11


SELAMAT MENCUBA…… Soalan 11-1 Kesan Beban Lebih Ke Atas Pam

Kebanyakkan__________________ digunakan atau beroperasi dibawah keupayaan maksimum untuk memastikan ia _________________. Apakah akan terjadi apabila digunakan terus menerus ke tahap __________________. Ia akan memberi kesan kepada ketahanan ______________________ pam tersebut.

Soalan 11-2 Kesan Kelajuan Lebih Ke Atas Pam.

Dengan menambah ________________maksimum pam, _________________galas pam akan berkurangan. Katakan pam seperti dalam contoh pertama digandakan kelajuannya kepada

dua

kali,

pengiraan

seperti

berikut

menunjukkan

jangkahayat pam. Katakan jangkahayat biasa pam ialah 4800 jam.


_________________

J4012 / UNIT 11/11


Dengan menggandakan _______________kali kelajuan pam, jangka hayat pam akan berkurangan sebanyak __________________ dari jangkahayat asal. Oleh itu kelajuan maksimum bagi pam mestilah dipatuhi untuk memerlukan _________________pam.


J4012 / UNIT 11/12



TAHNIAH ! ANDA TELAH MENGHAMPIRI KEJAYAAN, SILA SEMAK JAWAPAN ANDA DI BAWAH.

Jawapan 11-1 a. Pam b. Tahan lama c. maksimum d. galas

Jawapan a. b. c. d. e. f.

11-2 Kelajuan jangkahayat pengurangan dua separuh ketahanan


J4012 / UNIT 11/13


PENILAIAN KENDIRI UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SETELAH ANDA MENGIKUTI UNIT INI DENGAN TEKUN. SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA. Soalan 1

Terangkan masalah yang disebabkan oleh Peronggaan

Soalan 2 Terangkan masalah kesan beban yang lebih

Soalan 3 Bincangkan Kesan perubahan kadar alir

Soalan 4 Terangkan masalah tentang silinder


J4012 / UNIT 11/14


MAKLUMBALAS KEPADA PENILAIAN KENDIRI

TAHNIAH! ANDA TELAH BERJAYA MENCAPAI OBJEKTIF YANG DITETAPKAN…

Jawapan 1

Peronggaan pam merupakan satu masalah yang terjadi disebabkan penyenggaraan pam yang tidak betul. Peronggaan terjadi apabila bendalir tidak memenuhi semua ruang pam. Ini bermakna terdapat ruang yang dipenuhi oleh udara yang akan memberi kesan kepada kecekapan operasi pam. Peronggaan terjadi apabila kelajuan bendalir yang dikeluarkan oleh pam terlalu laju manakala saluran masuk ke pam tersumbat. Apabila pam terus beroperasi maka terjadilah peronggaan di dalam pam. Apabila perkara ini berterusan, kawasan peronggaan akan diisi oleh wap bendalir yang terhasil disebabkan perbezaan tekanan dan suhu. Masalah peronggaan ini akan menjadi rumit disebabkan kejatuhan tekanan pada kawasan peronggaan akan menyebabkan ianya diisi oleh udara yang sedia terdapat didalam bendalir. Jawapan 2 Kebanyakkan pam digunakan atau beroperasi dibawah keupayaan maksimum untuk memastikan ia tahan lama. Apakah akan terjadi apabila digunakan terus menerus ke tahap maksimum. Ia akan memberi kesan kepada ketahanan galas pam tersebut.

Sebagai contoh, sekiranya sebuah pam direkabentuk untuk mengepam pada tekanan 150 bar dan mempunyai jangka hayat galas 4800 jam. Sekiranya pam tersebut digunakan untuk mengepam bendalir dengan tekanan 300 bar, ia akan memberi kesan kepada ketahanan pam.


J4012_Pneumatik Dan Hidraulik.pdf

Recommend Documents