TUGAS AKHIR
SISTEM PNEUMATIK PADA MODEL PALANG PINTU OTOMATIS KERETA API SATU PERLINTASAN Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Dalam Meraih Gelar Sarjana Strata Satu (S1) Teknik Mesin
Disusun Oleh :
Muhamad Ari Wibowo 01301-127
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA
LEMBAR PENGESAHAHAN
SISTEM PNEUMATIK PADA MODEL PALANG PINTU OTOMATIS KERETA API SATU PERLINTASAN Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Dalam Meraih Gelar Sarjana Teknik (S1) Pada Fakultas Teknologi Industri Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana
Disetujui dan Diterima Oleh : Koodinatir Tugas Akhir
Nanang Ruhyat. ST. MT
Pembimbimg I Tugas Akhir
Prof. Ir. Djoko W Karmiadji, MSME, Ph, D
Pembimbing II Tugas Akhir
R. Ariosuko, Dh. Ir
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA
LEMBAR PERNYATAAN
Saya yang bertanda tangan dibawah ini : Nama
: Muhamad Ari Wibowo
Nim
: 01301-127
Jurusan
:Teknik Mesin
Fakultas
:Teknologi industri
Menyatakan dengan ini sesungguhnya bahwa Tugas Akhir yang saya buat dan susun ini merupakan hasil pemikiran serta karya saya seorang. Tugas Akhir ini tidak di buat oleh pihak lain baik alat itu sendiri, kecuali kutipan-kutipan referensi yang telah disebutkan sumbernya.
Jakarta, Juli 2007
Muhamad Ari Wibowo
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr. Wb
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan berkat, rahmat dan karunianya yang berlimpah sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini tepat pada waktunya. Penulisan tugas akhir ini adalah untuk memenuhi kurikulum jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercu Buana yang diwajibkan kepada setiap Mahasiswa Teknik Mesin. Penulisan dan penyusunan Tugas Akhir ini juga merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Strata Satu (S1). Penulis melakukan Tugas Akhir dengan judul “Sistem Pneumatik Pada Model Palang Pintu Perlintasan Kereta Api Satu Perlintasan”. Bahasan yang diambil secara umum meliputi komponen-komponen alat tersebut serta teori dasar tentang alat itu sendiri. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya yang diajukan kepada : 1. Bpk. Ir. Yuriadi Kusuma Msc., selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercu Buana. 2. Bpk. Ir. Rully Nutranta. M.eng., Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana.
3. Bpk.. Dr. Ir. Djoko Wahyu Karmiadji, MSME. Selaku Pembimbing Tugas Akhir I. 4. Bpk. R. Arisuko Dh.Ir., selaku Koordinator Tugas Akhir dan pembimbing II. 5. Bpk Nanang Ruhyat. ST. MT, Selaku Koordinator Tugas Akhir 6. Kepada orang tua penulis yang telah memberi banyak dorongan moril, material maupun doa untuk membantu penyelesaian tugas akhir ini. 7. Alm. Ayah yang memberi saya inspirasi dan ibu yang memotivasi dalam penyelesaia tugas akhir penulis. 8. Adik-adik penulis yang banyak memberi masukan. 9. Yudo,Adri, Yosep, Verry, kawan-kawan yang telah berbuat banyak untuk tugas akhir penulis. Terima kasih semua. 10. Saepul, Tata, Ami, Yudi, Iwan, Ibnu, Herry, Ozi, Brata, Nurhadi, Aris, Santoso yang banyak membantu penulis dan rekan-rekan lain angkatan 2001. Thanks Brothers. 11. Roy, Andre, Dado, Muri, Yudi yang telah meminjamkan computer untuk penulis. 12. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin yang telah banyak membantu dalam penyusunan tugas akhir ini. 13. Semua pihak yang telah banyak membantu dalam penyusunan Tugas Akhir ini hingga selesai yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Semoga bantuan yang telah diberikan tersebut mendapat berkah yang setimpal dari Allah SWT.
Penulis menyadari kendati telah diupayakan sedemikian rupa tentunya masih banyak terdapat kekurangan dan kesalah-kesalahan yang melekat pada penulisan Tugas Akhir ini. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca khususnya rekanrekan Mahasiswa Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercu Buana. Wassalamualaikum Wr. Wb
Jakarta, Agustus 2007
Penulis
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................................
i
LEMBAR PERNYATAAN ..................................................................................
ii
KATA PENGANTAR
..................................................................................
iii
DAFTAR ISI
...............................................................................................
vi
DAFTAR TABLE
...............................................................................................
ix
DAFTAR GAMBAR ...............................................................................................
x
NOTASI
...........................................................................................................
xi
BAB I
PENDAHULUAN 1.1. Latar belakang.........................................................................................
1
1.2. Tujuan penulisan.....................................................................................
2
1.3. batasan masalah.......................................................................................
2
1.4. Metodelogi penulisan..............................................................................
3
1.5. Sistematika penulisan..............................................................................
4
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Pneumatik
...................................................................................
2.2 Pengaturan Logika Pneumatik 2.2.1
...........................................................
Rangkaian Logika AND
...............................................
6 8 9
2.2.2
Rangkaian Logika OR
...............................................
9
2.2.3
Rangkaian Logika NOT
...............................................
10
2.2.4
Rangkaian Logika Memori
...............................................
11
.......................................................................
12
2.3 Komponen Pneumatik
2.4 Komponen Pendukung Pneumatik
BAB III
...............................................
14
SISTEM PNEUMATIK PERLINTASAN KA
3.1 Fungsi Alat
...................................................................................
20
3.2 Rangkaian Pneumatik
.......................................................................
20
3.3 Komponen Pneumatik
.......................................................................
24
3.4 Sistem Pneumatik
.......................................................................
25
3.5 Distribusi Udara ...................................................................................
27
3.6 Peralatan Pendukung
.......................................................................
29
3.7 Sensor Photoelektrik
.......................................................................
30
BAB IV
ANALISA PERHITUNGAN SISTEM PNEUMATIK
4.1 Proses Pneumatik ................................................................................... 4.1.1
Sistem Pneumatik
4.1.2
Kompresor
34
...........................................................
34
......................................................................
35
4.1.3
Valve ..................................................................................
36
4.1.4
Aktuator
36
4.1.5
Silinder Ganda
4.2 Perhitungan Silinder
...................................................................... ..........................................................
40
......................................................................
41
BAB V
KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan............................................................................................. 48
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
ABSTRAK
Silinder pneumatik yang digunakan oleh penulis pada perancangan Tugas Akhir ini adalah tipe silinder kerja ganda. Silinder kerja ganda pada sistem ini digunakan untuk menggerakkan palang pintu pada lintasan kereta api. Dalam pembuatan alat dengan sistem pneumatik ini, digunakan kompresor dengan tipe kompresor torak dengan spesifikasi tekanan 793 kpa, power 1,5 kw, kapasitas 175 liter. Valve yang digunakan adalah jenis valve yang menggunakan satu buah katup 5/2 yang bekerja untuk mempengaruhi atau mengatur jalan atau lintasan yang diambil oleh akiran udara, terutama saat start stop arah aliran. Dari hasil perhitungan didapat, bahwa sistem pneumatik pada palang pintu otomatis satu perlintasan menggunakan daya 132,383 Watt dan usaha 1588,6 J.
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1
Katup Lima Lubang ……………………………………………..
10
Gambar 2.2
Katup Kontrol Kecepatan………………………………………... 25
Gambar 2.3
Tampak Depan Katup Togle……………………………………..
26
Gambar 2.4
Selang…………………………………………………………….
26
Gambar 2.5
Tampak Depan Nepel……………………………………………. 27
Gambar 2.6
Silinder Kerja Ganda……………………………………………..
29
Gambar 2.7
Sistem Pneumatik Sederhana…………………………………….
31
Gambar 2.8
Silinder Kerja Tunggal…………………………………………...
34
Gambar 2.9
Silinder Gerak Tunggal…………………………………………..
35
Gambar 2.10 Aktuator Linier Dan Rotari………………………………………
36
Gambar 3.1
Air Cylinder/Standart Type Series MB…………………………..
37
Gambar 3.2
Luas Permukaan Silinder………………………………………...
37
Gambar 3.3
Arah Dan Kecepatan Alir Fluida………………………………… 38
NOTASI
SIMBOL
KETERANGAN
SATUAN
A
Luas Permukaan
m2
D
Diameter
m
f
Koefisien Kerugian Gesek
-
F
Gaya
N
Fth
Gaya Piston
N
g
Gravitasi
N
hf
Kerugian Gesek
m
L
Langkah kerja
m
p
Tekanan
N/m2
p
Konversi Head Loss
N/m2 [Kg/m.s2]
P
Daya Kompresor
W
P
Daya
J/s
Re
Bilangan Reynold
-
s
Jarak
m
t
Waktu
s
v
Kecepatan Alir
m/s
W
Usaha
J
π
Jari-jari
m
μ
Dinamik Viskositas
N.m/s
ρ
Massa Jenis
kg/m3
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Teknologi yang semakin berkembang industri yang semakin pesat menuntut kita
untuk terus mengembangkan ide-ide tentang bagaimana peralatan sederhana dengan sistem yang serba praktis menjadi peralatan dengan sistem yang lebih komplek dan otomatis dapat mendukung proses produksi. Di jaman yang serba modern dan teknologi yang semakin canggih, maka diperlukan suatu alat penunjang yang memenuhi segala kriteria yang dibutuhkan oleh pasar sehingga alat tersebut akan berguna dan berfungsi dengan baik di pasaran Melihat kondisi masyarakat kita yang sangat jauh tertinggal dibidang teknologi maka kita hendaknya memaksimalkan potensi yang ada untuk mengejar segala ketertinggalan khususnya dibidang teknologi maka penulis berinisiatif membuat alat perlintasan palang pintu otomatis kereta api satu perlintasan yang bertujuan untuk menekan tingkat angka kecelakaan yang terjadi di jalan raya.
Proses kerja suatu produksi membutuhkan sistem kontrol. Pada dasarnya sistem kontrol merupakan kumpulan dari peralatan elektronika dan mekanik yang ditempatkan untuk menjamin stabilitas, keakuratan dan proses transisi objek tanpa merusak objek dan peralatan produksi lain dalam sebuah proses kerja atau kegiatan manufakturing. Sistem kontrol dapat terwujud dalam berbagai macam bentuk, variasi dan skala implementasi yang luas. Mulai dari pembangkit tenaga (power plant) sampai teknologi semikonduktor. Dikarenakan kemajuan teknologi yang sangat cepat pada saat ini tugas kontrol yang kompleks sekalipun dapat dicapai dengan menggunakan sistem kontrol dengan otomatisasi yang tinggi.
1.2
Tujuan Penulisan Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini, yang berjudul “Sistem Perlintasan
Palang Pintu Otomatis Kereta Api Satu Perlintasan” adalah untuk : 1.2.1
Menerapkan teknologi sistem pneumatik sebagai sumber tenaga gerak.
1.2.2
Mengaplikasikan PLC sebagai sistem kontrol pada gerakan mekanik.
1.2.3
Menerapkan teori yang didapat dari silabus kuliah untuk merancang dan merealisasikan suatu sistem.
1.2.4
Sebagai salah satu syarat guna memperoleh gelar Strata-1 Fakultas Teknologi Industri di Universitas Mercu Buana.
1.3
Batasan Masalah Pembahasan materi skripsi ini dibatasi hanya pada hal perancangan dan cara
kerja miniatur sistem perlintasan palang pintu otomatis kereta api satu perlintasan.
Penulis disini mencoba untuk merancang dan membuat sebuah miniatur perlintasan palang pintu otomatis kereta api satu perlintasan. Agar penulisan dan tujuan tugas akhir ini dapat tercapai dengan baik maka diberikan pembatasan masalah yaitu : a. Penjelasan sistem pneumatik. b. Komponen-komponen pneumatik yang terdapat pada alat ini. c. Gerakan-gerakan yang terjadi pada aquating silinder (Aquator Pneumatik).
1.4
Metodelogi Penelitian Metode penelitian yang dipakai pada tugas akhir ini adalah : a. Metode Studi Pustaka Dalam hal dicari dan dikumpulkan buku-buku referensi yang berhubungan dengan perancangan alat serta data-data yang diperlukan yang dapat menunjang dalam perancangan. b. Metode Studi Literatur. Membahas tentang teori dasar dari rangkaian-rangkaian pendukung. c. Metode wawancara Dengan melakukan tukar pikiran dengan sesama teman mahasiswa yang lebih berpengalaman serta melakukan bimbingan kepada dosen pembimbing untuk mendapat petunjuk yang lebih baik lagi dalam penyusunan tugas akhir ini.
1.5
Sistematika Penulisan Sistem penulisan tugas akhir ini terbagi dalam 5 bab yang saling berhubungan.
Adapun kelima bab tersebut adalah :
BAB I
: PENDAHULUAN Menguraikan tentang latar belakang penulisan, tujuan penulisan, batasan masalah, metodelogi penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II
: TEORI DASAR Berisi
tentang
teori-teori
dasar
yang
merupakan
dasar
dari
pembahasan cara kerja dan komponen-komponen pendukung lainnya.
BAB III
: SISTEM PNEUMATIK PERLINTASAN KA Memberikan penjelasan tentang perancangan sistem dan
komponen
pneumatik yang digunakan.
BAB IV
: ANALISA PERHITUNGAN SISTEM PNEUMATIK Pada bab ini akan membahas tentang perhitungan komponen yang digunakan pada sistem perlintasan palang pintu otomatis kereta api satu perlintasan dengan sistem pneumatik.
BAB V
: KESIMPULAN Dalam bab ini akan dibahas hasil keseluruhan yang berupa kesimpulan dari perancangan alat yang dibuat. Serta saran-saran yang diperoleh untuk pengembangan sistem.
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
BAB II TEORI DASAR
2.1 Pneumatik Pneumatik merupakan teori atau pengetahuan tentang udara yang bergerak, keadaan-keadaan keseimbangan udara dan syarat-syarat keseimbangan. Perkataan pneumatik itu berasal dari perkataan yunani “pneuma” yang berarti “napas” atau “udara”. Jadi pneumatik berarti: terisi udara atau digerakan oleh udara mampat. Pneumatik itu merupakan cabang teoritis aliran atau mekanika fluida dan tidak hanya meliputi penelitian aliran-aliran udara melalui suatu sistem saluran, yang terdiri atas pipa-pipa, selang-selang dan sebagainya, tetapi juga aksi dan penggunaan udara mampat. Jadi pada dasarnya pneumatik merupakan suatu hal yang membahas mengenai udara yang bergerak. Keadaan dan syarat keseimbangan udara pada perkembangan industri, udara di hisap dengan menggunakan pompa khusus yang disebut kompresor dan di mampatkan dari tekanan normal (0,98 bar) sampai tekanan lebih tinggi (8-15 bar) masuk kedalam sebuah rangkaian pneumatik. Udara mampat digunakan dengan cara mengalirkan udara yang bertekanan tersebut melalui rangkaian untuk menggerakan aktuator.
Jika motor kompresor yang dipakai menggunakan tenaga listrik maka tenaga yang dihasilkan adalah tenaga listrik. Adapun hal-hal yang harus diperhatikan dalam konstruksi teknik pneumatik adalah: 1. Perkembangan kecepatan melalui penampang pipa jalan. 2. Pengaruh panjang dan kekasaran dingin pipa atas hambatan aliran gas. 3. Mengurangi hambatan aliran gas pada suatu benda secara garis besar pembagian pneumatik adalah sebagai berikut:
Adapun pembagian teknis. a. Pneumatik adalah penyerahan gaya dan energi mekanik seperti: mesin produksi dan peralatan pengangkutan. b. Pneumatik kendali dan penyatuan adalah teknik pengolahan sinyal dan data seperti: pengerjaan cermat dengan menggunakan PLC.
Menurut tenaga kerja. a. Tekanan yang sangat rendah
(1,001-1,1 bar)
b. Tekanan rendah
(1,2-2 bar)
c. Tekanan tinggi
(2-8 bar)
d. Tekanan sangat tinggi
(8-15 bar)
Menurut bidang penggunaan. a. Penyerahan kerja gaya dan kerja mekanik 1. Pergerakan kerja gaya dan kerja mekanik b. Pengolahan sinyal dan pengolahan data. 1. Elemen pemasuk dan keluar data, seperti: alat penunjuk dan pencatat pada PLC
2. Elemen pengolah data, seperti: tabung hitung analog. 3. Elemen pengut, seperti: Pengut sinyal. Penggunaan pneumatik sudah lama sekali membantu dalam pelaksanaan pekerjaan mekanis sederhana, hingga sekarang pneumatik memegang peranan yang sangat penting dalam bidang otomatisasi. Sebelum tahun 1950 pneumatik telah banyak digunakan sebagai media kerja dalam bentuk energi tersimpan. Era 1950-an kebutuhan sensor dan prosesor berkembang sejalan dengan kebutuhan penggerak, perkembangan ini membantu operasi kerja yang dikontrol dengan menggunakan sensor untuk mengukur keadaan dan kondisi mesin.
2.2
Pengaturan Logika Penumatik Sistem pengaturan logika pneumatik menggunakan udara dan fungsi logika untuk mengendalikan kerja pneumatik atau sistem tenaga fluida lainnya. Sistem logika ini banyak dipakai karena dapat dioperasikan pada beberapa tingkatan sesuai dengan keperluan. Sistem logika ini sebenarnya sudah lama digunakan dalam industri, tapi sistem pengaturan logika dengan pneumatik kini mulai digunakan dengan beberapa keuntungan dibanding dengan menggunakan sirkuit elektronik. Pada sirkuit elektronik mudah terjadi kerusakan akibat beban listrik .yang melebihi tahanannya, panas dan lain-lain. Pada dasarnya secara umum sistem pengaturan logika pneumatik terdiri atas rangkaian DAN (AND), ATAU (OR), TIDAK (NOT), MEMORI, TIME, serta gabungan dari rangkaian tadi.
2.2.1
Rangkaian AND
Dalam rangkaian AND atau dan ini, ada beberapa masukan melalui katup A, B, C yang dipasang secara seri untuk memberikan keluaran D. Bila masukan hanya ada A atau B atau C saja maka keluarannya tidak ada, artinya keluaran hanya akan dihasilkan bila A dan B dan C ada masukan.
Gambar 2.1 Rangkaian Logika AND
2.2.2
Rangkaian OR
Yang dimaksud dengan rangkaian OR adalah bila ada masukan baik itu dari A atau dari B atau dari C maka akan menghasilkan keluaran D.
Gambar 2.2 Rangkaian Logika OR
2.2.3
Rangkaian NOT
Rangkaian NOT dapat dilihat pada gambar berikut, keluaran C tidak ada jika katup A atau B atau keduanya diberikan pada posisi on, tetapi keluaran C akan ada jika katup dalam posisi tidak ditekan atau off.
Gambar 2.3 Rangkaian Logika NOT
2.2.4
Rangkaian Memori Rangkaian Memori adalah kemampuan dari pada rangkaian untuk menahan
penyimpangan. Maksudnya adalah, rangkaian akan berada pada satu posisi atau keadaan hingga diberikan isyarat pengendali untuk mengembalikan pada keadaannya semula. Pada memori tak terbatas, perintah dari isyarat pengendali menyebabkan rangkaian berubah pada satu keadaan dan kembali ke keadaan semula bila isyarat yang berlawanan diberikan.
Pada memori terbatas, isyarat yang diberikan akan memberi pada suatu keadaan kemudian akan mengembalikannya pada keadaan semula secara otomatis setelah selang beberapa waktu. Rangkaian memori tak terbatas dapat dilihat pada gambar 2.4, yang mana rangkaian memiliki dua buah keluaran yaitu C dan D sedangkan pengaturan isyarat pemandu dilakukan dari A dan B. Apabila tombol A ditekan maka keluaran akan melalui C dan bila katup B ditekan maka keluaran akan melalui D. Dengan rangkaian ini dapat memberikan rangkaian bolak-balik dengan menekan kedua tombol secara bergantian.
Gambar 2.4 Rangkaian Logika Memori Tak Terbatas Rangkaian Memori Terbatas sebenarnya hampir sama fungsinya dengan rangkaian Time yang berfungsi sebagai rangkaian penunda waktu.
2.3
Komponen pneumatik Komponen pneumatik yang penting adalah katup (valve) dan tabung (Cylinder)
pneumatik. Katup berfungsi untuk mengontrol gerak tabung atau silinder pneumatik. Silinder pneumatik berfungsi untuk menghasilkan gaya serta gerak linier untuk melakukan suatu kerja.
Katup Dalam sistem pneumatik udara mampat yang dimasukan kedalam silinder harus dapat dikeluarkan kembali untuk dapat mengembalikan pada kedudukan semula. Untuk itu dalam sistem pneumatik ini dibutuhkan katup yang dapat berkerja bolak-balik, dengan kata lain katup dalam sistem ini berfungsi untuk mengatur masuk dan keluarnya udara mampat dari silinder. Jenis katup yang digunakan ada beberapa jenis dengan tombol pengoperasian katup yang berbeda pula sesuai dengan pemakaiannya dalam suatu sistem, adapun jenis katup yang biasa digunakan.
Katup Lima Lubang Pada silinder gerak ganda jarang dikontrol menggunakan katup tiga lubang, untuk
itu digunakan katup lima lubang yang pada hakekatnya sama dengan dua buah katup tiga lubang yang digabung menjadi satu. Untuk menggambarkan detail dari katup ini kita ambil contoh katup lima lubang dengan mekanisme tuas atau lever yang memiliki mekanisme penyekat berupa sebuah poppet yaitu semacam tabung dengan sebuah piringan kecil dibagian bawahnya yang berlapis cincin karet. Mekanisme penyekat ini memiliki sebuah spool, yaitu semacam tabung yang terbuat dari logam paduan yang ringan dan empat buah cincin keret penyekat yang melilit pada spool dengan selang yang teratur. Tuas di gunakan untuk mengatur posisi spool. Tuas pengatur dapat juga berupa mekanisme tombol tekan, roda serta plunger.
Bila tuas dalam posisi on, maka udara masuk kedalam katup melalui lubang 1, kemudian meninggalkan katup dari lubang 2 kesilinder, akibatnya torak silinder bergerak positif. Sementara udara yang terdorong torak keluar dari silinder dan masuk kelubang 4 kemudian dibuang melalui lubang 5. Bila tuas digeser keposisi off maka spool juga akan bergeser sehingga udara mampat masuk dari 1 dan diteruskan kelubang 4 sehingga torak silinder bergerak negatif. Udara yang terdorong oleh torak keluar dari lubang 2 dan dibuang melalui lubang 3.
Gambar 2.1. Katup Lima Lubang [1]
Katup Peka Tekanan Katup ini dioperasikan dengan menggunakan sebuah diafragma dari karet serta
pegas untuk pembalik. Cara kerja katup ini hampir sama dengan katup lima lubang, namun mekanisme untuk menggerakan spool melalui difragma serta pegas pembalik . Bila udara bertekanan yang meskipun rendah diberikan pada lubang dimana diafragma berbeda, maka melalui lubang 1, jika diafragma kembali keposisi semula maka suplai udara utama akan melalui lubang 2.
Katup Selenoid Sesuai dengan namanya katup ini memiliki kumparan selenoid
untuk
menggerakan spool. Dengan sendirinya untuk mengaktifkan kumparan selenoid ini
diperlukan aliran listrik. Katup selenoid ini dapat berupa katup tiga lubang atau katup lima lubang. Detail dari katup ini dapat digambarkan sebagai berikut : bila arus listrik di alirkan pada kumparan selenoid maka sebuah armatur yang sekaligus berfungsi sebagai katup akan bergerak ke arah kumparan sehingga suplai udara utama akan terbuka. Bila arus listrik dilepaskan maka armatur akan kembali keposisi semula dengan bantuan pegas .
2.4
Komponen Pendukung Pneumatik Kompresor Kompresor adalah penyedia udara bertekanan ke semua unit pneumatik, dan
kompresor juga dapat berfungsi sebagai pengisi udara di dalam tabung atau tangki dan sebagai cadangan udara dalam waktu tertentu. Bagian utamanya adalah kompresor terdiri dari motor dan tabung udara. Agar dapat menjamin keandalan pengendalian pneumatik, harus menyediakan udara yang kualitasnya memadai. Dimana faktor yang termasuk didalamnya adalah udara bersih, tekanan yang tepat dan kering.
Jenis kompresor Pemilihan jenis kompresor tergantung dari jumlah udara yang di butuhkan
tekanan, kualitas, kebersihan, dan bagaimana pengeringannya. Adapun jenis-jenis kompresor sebagai berikut : 1. Kompresor Torak, terbagi atas : a) Kompresor Piston b) Kompresor Diafragma
2. Kompresor Rotary, terbagi atas : a) Kompresor Rotary sudut geser b) Kompresor ulir aksial ganda c) Roots Blower 3. Kompresor Alir, terbagi atas : a) Kompresor aliran radial b) Kompresor aliran aksial Jadi pada dasarnya pneumatik merupakan suatu hal yang membahas mengenai udara yang bergerak. Keadaan dan syarat keseimbangan udara pada perkembangan industri, udara dihisap dengan menggunakan pompa khusus yang disebut kompresor dan dimampatkan dari tekanan normal (0,98 bar) sampai tekanan lebih tinggi (8-15 bar) masuk kedalam sebuah rangkaian pneumatik. Udara mampat digunakan dengan cara mengalirkan udara yang bertekanan tersebut melalui rangkaian untuk menggerakan aktuator. Jika motor kompresor yang dipakai menggunakan tenaga listrik maka tenaga yang dihasilkan adalah tenaga listrik. Adapun hal-hal yang harus diperhatikan dalam kontruksi teknik pneumatik adalah : a) Perkembangan kecepatan melalui penampang pipa jalan. b) Pengaruh panjang dan kekasaran dingin pipa atas hambatan aliran gas. c) Mengurangi hambatan aliran gas pada suatu benda secara garis besar. Luas penampang torak
Besarnya gaya (F) yang diteruskan ke batang torak adalah besarnya tekanan (p), (Newton per meter persegi) dikalikan luas penampang torak (A), (meter)2, atau dapat dihitung mengunakan persamaan dibawah ini [1]: F =
P X A
(2.1)
Dimana gaya piston adalah : F th = A x p Dimana : Fth = Gaya piston
(N)
p
(N/m2)
= Tekanan kerja
A = Luas torak
(m2)
Luas permukaan silinder Kecepatan silinder pneumatik bergantung pada beban, tekanan udara yang ada, panjang saluran, penampang antara elemen kontrol terakhir dan elemen kerja, dam jumlah aliran udara yang melelui elemen kontrol terakhir. Kecepatan pun dipengaruhi oleh peredam akhir langkah, Luas permukaan silinder dapat dihitung mengunakan persamaan sebagai berikut [4] :. A
D 4
2
Dimana : A = Luas permukaan silinder π= 3,14 D = Diameter Kecepatan Alir Fluida
(2.2)
Pada aliran-aliran gas (udara dan uap) dalam saluran atau melewati benda, timbul perubahan-perubahan besar dalam hal tekanan, kecepatan dan suhu. Kecepatan Alir Fluida dapat dihitung menggunakan persamaan dibawah ini [3] : v
P A p
(2.3)
Dimana : v = Kecepatan alir fluida P = Daya kompresor p = Tekanan maksimum A = Luas permukaan silinder Bilangan Reynold Bilangan Reynold dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut [3]:
vD Re Dimana : Re = Bilangan reynold v = Kecepatan alir fluida D = Diameter μ= Dinamik viskositas ρ= Massa jenis Head loss
(2.4)
Head tekanan ( h ) menyatukan tinggi suatu kolom fluida yang akan menghasilkan suatu kekuatan tekanan tertentu. Head loss dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut [3] : hf f
L v2 D 2g
(2.5)
Dimana : hf = Kerugian gesek L = Langkah kerja v = Kecepatan alir fluida D = Diameter g = Percepatan gravitasi f = Koefisien kerugian gesek Konversi Head loss menjadi pressure loss Head loss menjadi pressure loss dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut [3] : p =ρ ghf
(2.6)
Dimana : ρ= Massa jenis g = Gravitasi hf = Kerugian gesek Usaha Dalam defenisi usaha, junlah usaha yang diberikan untuk mengangkat beban tertentu lewat tinggi tertentu itu tetap sama. Biarpun usaha ini dilakukan selama 1detik,
maupun 1 jam atau 1 tahun. Tetapi pada banyak kejadian perlu pula untuk meninjau baik cepatnya melakukan usaha maupun jumlah usaha yang dilakukan. Usaha dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut [3] : W = F. s
(2.7)
Dimana : F = Gaya s
= Jarak
Daya Satuan SI untuk daya adalah watt, yang didefinisikan sebagai 1 J s-1. sejauh ini satuan ini adalah satuan daya yang paling umum, karena satuan ini hampir secara universal digunakan untuk pengukuran daya elektrik. Daya dapat dihitung menggunakan persamaan dibawah ini [2] : P=
W t
Dimana : W = Usaha t = Waktu
(2.8)
