1
Bab 3 Katup Kontrol Arah Katup kontrol arah adalah bagian yang mempengaruhi jalannya aliran udara. Biasanya ini meliputi satu atau keseluruhan dari uraian berikut Mem ;perbolehkan udara
m elewati
dan
mengarahkannya
ke
saluran
udara,
menggeser
sinyal
sebagaimana dibutuhkan dengan memblok salurannya dan membuang udara ke atmosfir melalui lubang pembuangan. Katup kontrol arah digambarkan dengan jumlah lubang sambungan kontrol. Informasi tambahan diberikan untuk memperjelas metode aktuasi untuk mencapai variasi posisi pensakelaran. Konstruksi katup adalah hal yang penting bila menganalisa karakteristik aliran katup seperti jumlah rugi aliran, tekanan, dan w aktu pensakelaran. Sim bol pada um um nya cukup mewakili untuk karakteristik pengoperasian katup dalam perbandingan dengan elemen lain dalam rangkaian. Simbol yang sama untuk katup kontrol boleh arah dipakai untuk perencanaan yang banyak, konstruksi, metoda, karakteristik. dan 3.1 Konfigurasi dan konstruksi
Prinsip
perencanaan
adalah
sebuah
faktor
sumbangan
dengan
mempertimbangkan, kelangsungan hidup, gaya untuk aktuasi, waktu pensakelaran, maksud aktuasi, maksud sambungan, dan ukuran. Perencanaan dikategorikan sebagai berikut: •
Katup duduk ◦ Katup dengan kedudukan bola ◦ Katup dengan kedudukan piringan
•
Katup geser ◦ Katup geser memanjang ◦ Katup geser rata memanjang ◦ Katup geser dengan piringan
Pneumatik-Hidrolik
Ariosuko
2
Katup Duduk Dengan katup duduk sambungannya dibuka dan ditutup dengan menggunakan bola, piringan, dan kerucut. Kedudukan katup biasanya ditutupi dengan menggunakan penutup yang elastis. Kedudukan katup mempunyai sedikit bagian yang aktif dan karena itu ia mempunyai kelangsungan hidup yang lama. Katup ini sangat peka sekali dan tidak tahan terhadap kotoran. Bagaimanapun juga gaya aktuasinya relatif lebih besar seperti untuk menahan gaya pegas pengembali yang dalam, ada di dan tekanan udara. Katup geser
Pada katup geser masing-masing sambungan dihubungkan bersamaditutup atau oleh kumparan geser, kum paran geser yang rata; dan dengan katup piringan geser. 3.2 Katup 2/2
Katup 2/2 m empunyai dua lubang dan dua posisi. Ini sangatdipakai cocok sebagai katup penghubung dan pem utus. Katup ini hanya berfungsi untuk mengalirkan sinyal dan tidak bisa melepaskan udara ke atmosfir pada saat posisi tertutup. Jika udara bisa dibuang pada posisi tertutup, maka katup 3/2 seharusnya dipakai. Katup 2/2 biasanya dengan konstruksi kedudukan bola yangdengan sama katup 3/2. Pada um um nya dioperasikan secara m anual atau dengan listrik dengan menggunakan solenoid. 3.3 Katup 3/2 Katup 3/2 mengeluarkan sinyal dengan sifat bahwa sebuah sinyal ada pada sisi keluaran katup bisa dikeluarkan dan juga bisa dipindahkan. Katup 3/2 mempunyai tiga lubang dan dua posisi. Tambahan dari lubang pembuangan 3(R) bisa mengeluarkan sinyal pada saat katup dipindahkan posisinya. Hubungan posisi awal katup adalah lubang keluaran sinyal2(A) terhubung dengan lubang pembuangan 3(R). Gaya pegas mengembalikan sebuah bola pada kedudukan katup sehingga mencegah udara bertekanan mengalirdari lubang masukan 1(P) ke lubang keluaran 2(A). Dengan tertekannya tuas penekan katup menyebabkanbila menerima gaya dan lepas dari Pneumatik-Hidrolik
Ariosuko
3
kedudukannya. Dalam melakukan ini gayanya harus dapat melawan gaya pegas pengembali, dan akhirnyaudara bertekanan harus mengalir. Suplai udara bertekanan ke sisi keluarankatup dan sebuah sinyal dikeluarkan. Sekali tuas penekan dilepas lubang 1(P) tertutup dan lubang keluaran 2(A) terhubung ke lubang pembuangan melalui tuas penekan sehingga sinyal dipindahkan.
Dalam
hal
ini
katup
dioperasikan
secara
manual
atau
mekanik.
Untuk
menggerakkan tuas katup sebagai tambahan aktuasi bisa dipasanglangsung pada puncak katup seperti, tombol tekan, rol dan lain sebagainya. Gaya yang dibutuhkan untuk mengaktifkan tuas tergantung pada tekanan suplai gaya pegas pengembali dan kerugian gesekan dalam katup. Ukuran katup dan luas permukaan kedudukan katup harus lebihkecil untuk mendapatkan batasan gaya aktifnya yang kecil pula. Konstruksikedudukan bila katup sangat sederhana dan oleh karena itu harganya relatif murah. Yang membedakan adalah ukuran yang sederhana dan praktis. Dalam rangkaian ini katup 3/2 1.1 mengontrol sebuah silinder kerja tunggal 1.0. Katup yang diaktifkan dengan tombol tekan pada saat tidak aktif lubang masukan 1(P)tertutup, silinder terhubung ke pembuangan atmosfir melalui lubang pembuangan 3(R). Dengan menekan tombol tekan, udara bertekanan mengalirdari lubang masukan 1(P) ke lubang ketuaran 2(A) dan akibatnya silinder mendorong pegas pengembali lalu batang piston bergerak keluar. Ketika tombol tekan dilepas katup
Pneumatik-Hidrolik
Ariosuko
4
kembali oleh pegas dan silinder juga kembali ke posisi awal oleh dorongan pegas pengembalisilinder. Katup yang ditunjukkan disini dikonstruksi padaprinsipkedudukan piring. Karet sealnya sederhanatapi efektif. Waktu tanda untuk bereaksi pendek, dan gerakannya kecil menjadi alasan untuk memperbesar luas permukaan kedudukan piring agarsupaya dapat mengalirkan udara. Sama juga dengan katup kedudukan bola, katup ini sangat peka dan tidak tahan terhadapkotoran dan mempunyai kelangsungan hidup yang lama. Katup 3/2 banyak dipakai untuk menggerakkan silinder kerja-tunggal, pembangkit sinyal yangakan dikirim ke elemen pengolah, dan sebagai elemen kontrol terakhir. Katup jenis kedudukan piring tunggal adalah jenis tanpa konflik sinyal. Jika dioperasikan dengan lambat tidak ada udara yang hilang. Dengan aktifnya tuas menyebabkan tertutupnya saluran udara dari lubang 2(A) lubang ke pembuangan 3(R). Selanjutnya dengan menekan tuas piring didorong dari kedudukannya sehingga memperbolehkan udara bertekanan mengalirdari lubang masukan 1(P) ke lubang keluaran 2(A). Pengembalian ke posisi awal dilakukan oleh pegas pengembali. Dengan melepas tuaslubang masukan 1 (P) tertutup, dan saluran keluaran terhubung ke atmosfir melalui lubang pembuangan 3(R). Katup ini ditunjukan pada halaman sebelumnya dan digolongkan normal tertutup karena posisi awal, kondisi tidak aktif udara dari lubang masukan 1(P) tertutup ke lubang keluaran 2(A). Gambaran katup normal terbuka ditunjukkan pada gambar di bawah.
Sebuah katup 3/2 yang posisi normalnya terbuka mengalirkan udara dari lubang Pneumatik-Hidrolik
Ariosuko
5
masukan 1(P) ke lubang keluaran 2(A), dinamakan katup normal terbuka. Posisi awal lubang masukan 1 (P) tersambung ke lubang keluaran 2(A) melalui tangkai katup, dan kedudukan piringan menutup lubang ke pembuangan 3(R). Ketika tuas ditekan, udara dari lubang masukan 1(P)ditutup oleh tangkai kedudukan dan selanjutnya piringan tertekan sehinggalubang keluaran 2(A) terhubung ke atmosfir melalui lubang pembuangan 3(R). Ketika tuas dilepas piston dengan dua karet seal pada kedudukannyadikembalikan ke posisi awal oleh pegas pengembali. Sekali lagi lubang pembuangan 3(R) tertutup, dan udara mengalirdari lubang masukan 1(P) ke lubang keluaran 2(A). Katup bisa diaktifkan secara manual, mekanik, listrik, dan pneumatik. Perbedaan metode aktuasi bisa diterapkan pada kebutuhan yang sesuai dengan aplikasi itu sendiri. Pada gambar rangkaian ini katup jalan 3/2 normal terbuka 1.1 pada kondisi tidak aktif mengalirkan udara bertekanan ke silinder 1.0. Sehingga silinder 1.0 posisi awalnya berada diluar. Dengan mengoperasikan katup jalan 3/2 1.1 secara manual, silinder kembali masuk ke dalam, karena udara malalui lubang 2(A) terhubung ke lubang pembuangan 3(R).
Katup dengan tuas idle rol Katup dengan tuas idle rol adalah katup yang aktif pada satu arah saja. Katup ini direncanakan untuk beroperasi dalam satu arah dari hubungan yang bergerak melewati kepala rol. Maka dari itu katup ini harus ditempatkan sebelum batas langkah akhir gerakan silinder. Katup harus dipasang dengan satu arah gerakan operasi dalam arah gerakan yang benar. Sinyalyang dikeluarkan oleh katup dengan rol idle waktu aktifnya relatif pendek. Katup ini digunakan untuk mengeluarkan sinyal dengan tempo pendek untuk mencegah terjadinya konflik sinval. Katup 3/2 geser dengan tangan Katup 3/2 geser deng an tangan digunakaruntuk mensuplai udaredari sebuah leher dari pensuplai udara ke bagian yang mengkonsumsinya. Konstruksi dari katup inisederhana dan difung-sikan sebagai katup pemutus dan penghubung aliran udara.
Bentuknya kompak danmempunyai dua penahan
untuk memegang katup pada kondisi terbuka atau tertutup. Pneumatik-Hidrolik
Ariosuko
6
Dengan menggeser rumah luar katup saluran 1 (P) terhubung ke saluran keluaran 2(A) dalam satu posisi, sedangkan posisi yang lain saluran keluaran 2(A) terhubung ke saluran pembuangan 3(R) yang membuang udara dari rangkaian kerja ke atmosfir. Katup 3/2 diaktifkan secarapneumatik Katup3/2 diaktuasikan secara pneumatik dioperasikan oleh sinyal udarapada lubang aktuasi 12(2),
menggunakan
udara dari luar
sebagai pembantu. Ini
digolongkan sebagai katup beroperasi dengan pilot tunggal, karena hanya ada satu sinyal kontrol dan katup mempunyai pegaspengembali. Pada posisi awal katup adalah normal tertutup karena saluran masukan 1(P) diblok oleh kedudukan piringan dan saluran keluaran 2(A) dibuang keatmosfir. Katup yang diaktifkan secara pneumatik bisa dipakai sebagai sebuah elemen kontrol terakhirdengan sistem kontrol tidak langsung. Sinyal untuk silinder bergerak keluar diawali oleh sebuah katup dengan tombol tekan 1.2 yang mensuplai sinyal kontrol ke elemen kontrol terakhir 1.1. Katup 1.1 bisa jadi relatif lebih besar ukurannya jika dibandingkan dengan elemen sinyal katup tombol tekan 1.2, dan katup 1.2 bisa dipasang pada jarak yang agak jauh dari katup 1.1 Udara yang diberikan pada lubang aktuasi 12(Z) menggerakkan tuas katup dan akibatnya pegas tertekan. Saluran masukan 1 (P) dan saluran keluaran 2(A) terhubung sehingga lubang keluaran 2(A) mengeluarkan sinyal sedangkan lubang pembuangan 3(R) terblok. Pada saat sinyal pada lubang aktuasi 12(Z) dihentikan, tuas katup kembali ke posisi awal oleh gaya pegas pengembali. Piringan menutupsambungan antara saluran masukan 1(P)dan saluran keluaran 2(A), akibatnya udara yang ada dalam elemen kerja dibuang ke saluran pembuangan 3(R) melalui saluran keluaran 2(A). Katup atau
3/2
dengan
normal
pilot
terbuka,
tunggal
Lubang
bisa
saluran
difungsikan pada
katup
sebagai normal tertutup ini
mempunyai
fungsi
ganda yang dalam hal ini untuk fungsi normal terbuka saluran 1(P) dan 3(R)
ditukar
tempatkan
fungsinya.
Kepala
katup
dengan
lubang
aktuasi
12(Z) bisa diputar 180 °. Apabila katup pada posisi normal terbuka dipasang pada posisi katup maka 1.1, piston silinder berada diluar dalam posisi awal dan bergerak masuk setelah katup tombol tekan ditekan.
Pneumatik-Hidrolik
Ariosuko
7
Pengontrolan dengan servo : Katup3/2 dengan tuas rol Untuk menahan gaya aktuasi yang tinggi, katup kontrol arah yang diaktifkan secara mekanik bisa diperlengkapi dengan katup pilot internal dan piston servo untuk membantu pembukaan katup. Gaya aktuasi katup sering sebagai faktor penentu dalam aplikasinya. Bantuan servo memperbolehkan katup diaktifkan dengan gaya aktuasi yang rendah, hal ini meningkatkan kepekaan dari sistem. Sebuah lubang kecil menghubungkan saluran masukan 1 (P) dengan pilot. katupJika tuas rol diaktifkan katup pilot membuka. Udara bertekanan mengalir ke piston servo,
dan mengaktifkan piringan katup utama. Pertama pengaruhnya adalah tertutupnya saluran keluaran 2(A) ke saluranpembuangan 3(R), diikuti oleh kedua kedudukan piringan membuka udara m engalir dari saluran 1(P) ke 2(A). Jenis katup ini bisa dipakai sebagai katup normal tertutup atau katup normal terbuka dengan menukar posisi saluran dan memutar kepalanya. Katup jalan 4/2 mempunyai empat lubang dan duaposisi kontak, 3.4 Katup 4/2 Sebuah katup jalan 4/2 dengan kedudukan piringan adalah sama dalam
konstruksi dengan kombinasi gabungan dua buah katup 3/2, satu katup berfungsi normal tertutup, dan yang satunya lagi normal terbuka. Jika dua tuas diaktifkan secara bersamaan, saluran 1 (P) ke 2(B) dan ke 4(A) 3(R) ditutup oleh gerakan pertama. Dengan menekan tuas selanjutnya katup piringan m elaw an gaya pegas pengem bali, aliran antara saluran 1(P) ke4(A) dan dari2(B)ke3(R) terbuka. Tuas katup bisa dioperasikan dengan menambahkan pada bagian puncak tuas seperti lengan rol atau tomboltekan. Katup mempunyai saluran pembuangan tanpa konflik dan dikembalikan keposisi mulai oleh pegas. Katup ini banyak dipakai untuk menggerakkan silinder kerja ganda. Ada m etoda-m etoda aktuasi yang lain danjenis konstruksi yang tersedia untuk katup jalan 4/2 ini, termasuk tombol tekan, pilot udara tunggal, pilot udara ganda, diaktifkan de- ngan tuas rol dan platgeser. Utamanya katup jalan 4/2 dipakai pada fungsi yang sam a seperti katup jalan 5/2. Pada umumnya katupjalan 4/2 bisa digantikan oleh katup jalan 5/2. Katup jalan 5/2 Pneumatik-Hidrolik
Ariosuko
8
mem-punyai keuntungan pada konstruksi saluran, danmembolehkan pembu-angan udaranya pada saat silinder keluar atau masukdikontrol secaraterpisah. R angkaian dengan katup jalan 5/2 mem-punyai fungsi kontrol utam a sama seperti rangkaian dengan katupjalan 4/2. 3.5 Katup 4/3
Katup jalan 4/3 mempunyai empat lubang dan tiga posisi-kontak. Contoh katup ini adalah katup geser pelat dengan pengaktifan tangan atau kaki. Pada saat aktif, kanal-kanal sirkulasi akan saling berhubungan dengan berputarnya dua piringan. Rangkaian disamping memperlihatkan katup jalan 4/3 dalam posisi tengah tertutup. Dengan katup ini batang piston silinder dapat dihentikan pada setiap tempat. Tetapi tidak mungkin dilakukan penempatan batang piston silinder secara tepat. Kompresibilitas udaramengubah posisi bat ang piston apabila bebannya berubah. 3.6 Katup 5/2 Katup jalan 5/2 mempunyai lima lubang dan dua posisi-kontak. Katup ini terutama dipakai sebagaielemen kontrol terakhir untuk menggerakkan silinder. Katup gesermemanjang adalah contoh katup jalan 5/2. Sebagai elemen kontrol, katup ini memiliki sebuah piston kontrol yang dengan gerakan horisontalnya menghubungkan atau memisahkan saluran yangsesuai. Tenaga pengoperasiannya adalah kecil sebab tidak ada tekananudara atau tekanan pegas yang harus diatasi (prinsip dudukan bola atau dudukan pining). Pada katup geser-memanjang semua cara pengaktifanmanual, mekanis, elektris, atau pneumatis, adalah mungkin. Juga untuk mengembalikan katup ke posisi awal, dapat digunakan cara-cara pengaktifan ini. Jalan pengaktifan jauh lebih panjang dari pada katup dudukan. Dalam memasang katup-geser, perapatan menjadi masalah.Perapatan yang sudah dikenal dalam hidraulik : "Logam pada logam" memerlukan pengepasan piston geser secara tepat ke dalam rumahnya. Pada katup pneumatik, jarak antara dudukan dan rumahnya tidak boleh lebih dari 0,002-0,004 mm, kalau tidak kerugian kebocoran akan menjadi lebih besar. Untuk menghemat biaya pemasangan yang mahal dudukan sering memakai seal jenis O. Untuk menjaga kerusakan seal, lobang sambungan bisa ditempatkan di sekitar keliling rumah dudukan.
Pneumatik-Hidrolik
Ariosuko
9
Semua jenis aktuasi dapat digunakan pada katup geser longitudinal nual, (ma mekanik, listrik, pneumatik), yang juga untuk reset ke posisi awal. Metoda lain dari seal adalah menggunakan sebuah dudukan pining penutup dengan gerakan memutus-menghubung relatif kecil. Dudukan piringan seal menyambung saluran masukan 1(P) ke saluran keluaran 2(3) atau 4(A). Seal kedua pada kumparan piston menghubungkan saluran pembuangan ke lubang pembuangan. Ada tombol manual yang menumpang pada setiap akhir dari pengoperasian katup secara manual.Katup 5/2 dengan pilot udara ganda mempunyai sifat memori kontrol. Posisi pensakelaran terakhir dipertahankan sampai posisi pensakelaran yang baru diawali oleh sinyal pilot pada sisi yang berlawanan dari sinyal terakhir. Posisi yang baru ini disimpan sampai sinyal yang lain diberikan. 3.7 Keandalan operasi katup Pemasangan katup dengan tuas rol: Keandalan sebuah pengontrolan bertahap sangat bergantung pada pemasangan katup batas yang benar. Untuk semua perencanaan pemasangan katup batas harus diatus posisi kedudukan dengan mudah agar supaya mendapatkan keserasian koordinasi gerakan silinder dalam urutan kontrol. Penempatan katup : Pemilihan katup yang cermat, penempatan yang benar adalah sebagai salah satu persyaratan lanjutan, untuk keandalan sifat pensakelaran harus bebas gangguan pengoperasiannya, hal ini memberikan kemudahan untuk mereparasi, dan memelihara. Pemakaian ini pada katup-katupdalam bagian daya dan katup-katup dalam bagian kontrol.
Katup yang diaktifkan secara m anual untuk sinyal m asukan pada um ditempatkan um nya pada panel kontrolatau m eja kontrol. M aka dari itu praktis dan tepat sekali untuk m emakai katup-katup rlengan aktuator yang bisa ditempatkan pada katup dasar. Variasi aktuator-aktuator tersedia untuk macam yang luas dari fungsi masukan. Penempatan katup kontrol harus bisa diambil dengan mudah untuk mereparasi, mengeluarkan, atau memodifikasi kerjanya. Penomoran komponen dan pemakai indikator sebagai penunjuk untuk sinyal kontrol merupakan hal yang paling penting
Pneumatik-Hidrolik
Ariosuko
10
guna untuk m engurangi waktu tunda dan memudahkan pencarian kesalahan. Katup-katup daya mempunyai tugas aktuasi pneumatik untuk mengatur sesuai dengan urutan tahapan kontrol yang telah ditentukan. Persyaratan dasar untuk katup daya adalah untuk m em bolehkan m em balikaliran ke udara aktuator begitu sinyal kontrol telah ditriger. Katup daya sebaiknya ditempatkan sedekat mungkin dengan aktuator. Agar supaya panjang saluran bisa diperpendek, dan juga w aktu pensake laran seideal dan sependek mungkin. Katup daya bisa ditempatkan lang sung ke pengatur. Sebagai keuntungan tam bahan adalah bahw a penyam bung dan slang, waktu pemasangannya bisa dihemat.
Pneumatik-Hidrolik
Ariosuko
