PNEUMATIK dan HIDROLIK I Semester IV

Buku Rujukan :

1. Croser. P, Thomson. J, 1989, Electro Pneumatics, Festo Didactic,

Esslingen. 2. Deppert. W, and Stoll. K, 1985, Pneumatics in Control, Vogel

Verlag. 3. Deppert. W, and Stoll. K, 1983, Pneumatics Applications, Vogel

Verlag. 4. Joko Tri Wardoyo, 2003, Modul Pelatihan Pneumatik,

Laboratorium Kontrol Fluida Progran Studi Teknik Mesin Politeknik Negeri Semarang.

5. Merkle. D, Rupp. K, Scholz. D, 1994, Electro-Hydroulics, Festo Didactic, Esslingen.

6. Sugihartono, 1985, Dasar- dasar Kontrol Pneumatik, Tarsito, Bandung.

7. Team UT, 2000, Manual Training Hidrolik. 8. Text Book Festo, 1977, Maintanance Of Pneumatic Equipment

and System, Festo Didactic, Esslingen.

Oleh :

Joko Tri Wardoyo, ST

POLITEKNIK NEGERI SEMARANG (2008)

PNEUMATIK dan HIDROLIK I

1. Pengenalan media kerja

2. Pengadaan Udara

3. Katup pneumatik

4. Aktuator pneumatik

5. Diagram rangkaian pneumatik

6. Elektro pneumatik

7. Prinsip dasar hidrolik

8. Power unit pada hidrolik

9. Katup dan Aktuator hidrolik

10. Diagram rangkaian hidrolik

11. Elektro hidrolik

Pneumatik

Elektrik

Hidrolik

Mekanik

PEMILIHAN MEDIA KERJA dan MEDIA KONTROL

FAKTOR YANG PERLU DIPERHATIKAN

1. Keandalan komponen 2. Usia pemakaian

3. Ketersediaan suku cadang 4. Jenis dan kecepatan gerakan

5. Kemudahan pemasangan, perawatan, dan pengembangan

Mengapa kita menggunakan

PNEUMATIK 1. Bahan baku melimpah

2. Penyimpanan dan pengangkutan mudah

3. Tidak peka terhadap temperatur

4. Instalasi bersih

5. Konstruksi sederhana

6. Kecepatan kerja tinggi

7. Aman terhadap beban lebih

Memerlukan alat pembangkit tekanan

Bising

Hanya efisien untuk gaya yang kecil (Kurang dari 30 kN)

KOMPRESOR DAN TANGKI

PROSES PEMAMPATAN UDARA

PENGERING UDARA

SISTEM PERPIPAAN

UNIT PELAYANAN UDARA (Air Service Unit)

= fluida residu

= oli

UPU

Tanpa lubricator

JENIS KATUP PNEUMATIK

1. Katup Kontrol Arah

Katup 3/2, 4/2, 4/3, 5/2

2. Katup Satu Arah

Check Valve

3. Katup Kontrol Aliran

Throttle valve, One way flow control valve,

Shuttle valve, Two pressure valve,

Quick exhaust Valve

4. Katup Kontrol Tekanan

Katup pengatur tekanan

Katup pembatas tekanan

5. Katup Kombinasi

Katup tunda waktu (time delay valve)

BENTUK-BENTUK KATUP

KONFIGURASI DAN KONSTRUKSI KATUP KONTROL ARAH

1. Posisi peralihan (penggeseran) katup digambarkan dengan segi empat. 2. Jumlah segi empat yang berdekatan menunjukkan berapa banyak posisi

peralihan. 3. Garis menunjukkan jalan (lintasan), sedang anak panah menunjukkan

arah aliran. 4. Posisi menutup ditunjukkan di dalam segi empat dengan garis siku-siku. 5. Pertemuan lintasan (lubang) aliran digambarkan dengan sebuah titik. 6. Sambungan (lubang-lubang saluran masuk dan saluar keluar)

ditunjukkan dengan garis yang menempel pada sisi luar segi empat yang menggambarkan posisi normal atau awal.

7. Posisi lain diperolah dengan menggeser segi empat sampai lubang-lubang alirannya bertemu dengan sambungan-sambungannya.

8. Posisi penggeseran (pemindahan) dinyatakan dengan huruf-huruf kecil a,b,c,...dan o

9. Posisi normal / netral / off /awal biasanya berada pada kotak nomor dua dari kiri

10.Penamaan katup dinyatakan dengan jumlah sambungan dan jumlah posisi penggeserannya, contoh katup 3/2, 4/3, 5/2, dll

SISTEM PENOMORAN KATUP

Lubang / sambungan Sistem angka Sistem huruf Lubang / sambungan tekanan 1 P Lubang / samb. pembuangan 3, 5 R, S, T Lubang / sambungan keluaran 2, 4 A, B Saluran pengaktifan : Membuka aliran dari 1 ke 2 12 Z (katup 3/2) Membuka aliran dari 1 ke 2 12 Y (katup 5/2) Membuka aliran dari 1 ke 4 14 Z (katup 5/2)

12 (Z) 14 (Z) 12 (Y)

2

1 3

4 2

5

1

3

CARA KERJA KATUP

2

1 3

OFF

ON

2

1 3

2

1 3

4

3 1

2

OFF

ON

4 2

1 3

4 2

1 3

2

1 3

OFF

ON

2

1 3

2

1 3

4

3 1

2

OFF

ON

4 2

1 3

4 2

1 3

PENGGERAK KATUP

1. Kontrol manual •Tombol tekan •Tuas •Pedal

2. Kontrol mekanik •Plunyer •Rol •Pegas

3. Kontrol pneumatik •Tekanan udara

4. Kontrol elektrik •Solenoid

5. Kontrol kombinasi •Elektrik dan pneumatik

Pull/push button

Lever

Pedal

MANUAL :

Spring

Plunger

Roll

MECHANICAL :

AKTUATOR PNEUMATIK

Aktuator pneumatik bisa diuraikan pada dua kelompok, yaitu : 1. Aktuator Gerak lurus (gerakan linier)

silinder kerja tunggal (Single acting cylinder) silinder kerja ganda (Double acting cylinder)

2. Aktuator Gerak putar (gerakan rotasi) motor udara silinder gerak putar (rotary cylinder)

AKTUATOR GERAK LURUS

AKTUATOR ROTARI

Simbolnya

DIAGRAM RANGKAIAN

2

1 3

2

1 3

4 2

5

1

3

2

1 3

4 2

5

1

3

2

1 3

Rangkaian kontrol langsung Rangkaian kontrol tak langsung

A B A B

A. Pada Silinder kerja tunggal

B. Pada Silinder kerja ganda

Shuttle Valve ( OR Gate ) Untuk rangkaian yang membutuhkan dua atau lebih sinyal input

Input Output

A B X

0 0 1

0 1 1

1 0 1

1 1 1

Two Pressure Valve ( AND Gate )

Untuk rangkaian yang membutuhkan dua atau lebih sinyal input sekaligus

Input Output

A B X

0 0 1

0 1 1

1 0 1

1 1 1

GAMBAR APLIKASI OR DAN AND GATE

4 2

5

1

3

2

1 3

2

1 3

A1

2

1 3

1 1

2

1 1

2

2

1 3

A0 A1

A B C D

21 21

Katup Satu Arah ( Check Valve )

One Way Flow Control Valve (Check Throttle)

Untuk mengatur / memperlambat gerakan aktuator

Pemasangannya sedekat mungkin dengan aktuator

Time Delay Valve

Fungsi : Untuk Menunda gerakan aktuator

Time delay valve, normally closed

Time delay valve, normally open

METODE CASCADE

Metode cascade digunakan untuk mengatasi adanya sinyal konflik, sehingga mudah digunakan sebagai acuan untuk membuat rangkaian yang komplek sekalipun, dengan urutan langkahnya adalah sebagai berikut : 1. Buat persamaan geraknya 2. Bagi dalam group-group, dimana dalam satu group hanya

terdapat satu gerakan untuk tiap silindernya 3. Identifikasi sensor atau limit switch yang dibutuhkan, yang

ada dalam satu group tempatkan diatas, sedang yang berlainan group tempatkan dibawah

4. Buat rangkaian cascadenya, dengan ketentuan : • Tiap group membutuhkan satu jalur perbekalan (supply

line), sehingga jumlah jalur perbekalan sama dengan jumlah group

• Untuk memindahkan antar jalur perbekalan dibutuhkan katup pembalik, yang menggunakan katup 4/2 atau 5/2

• Jumlah katup pembalik sama dengan jumlah group dikurangi satu

5. Jalur perbekalan terakhir harus ada tekanan udara 6. Lengkapi rangkaian pneumatiknya

RANGKAIAN SISTEM CASCADE

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

4 2

5

1

3

Rangkaian 3 Group Rangkaian 4 Group

RANGKAIAN SISTEM SHIFT REGISTER

2

1 3

2

1 3

2

1 3

Secara umum penggambaran sistem shift register

sama dengan sitem cascade, bedanya terletak pada :

1. Jumlah katup pembalik

2. Jenis katup pembalik

SENSOR

Macam-macam sensor : 1. Sensor dengan kontak (fisik), contoh sensor dengan rol 2. Sensor tanpa kontak A. Kapasitif : untuk semua benda B. Induktif : khusus untuk logam C. Optik : untuk benda yang terang D. Magnetik: khusus untuk logam

A D C B

SWITCH

Switch dikelompokkan menjadi 2, yaitu :

1. Switch single kontaktor, yang terdiri dari :

a. Normal terbuka (NO)

b. Normal tertutup (NC)

c. Posisi pilihan (change over contactor)

2. Switch multi kontaktor

RELAY

Relay berfungsi untuk :

1. Memperbanyak kontak

2. Mengunci rangkaian (latching)

PRINSIP KERJA SOLENOID

Solenoid bekerja berdasarkan prinsip dasar Elektromagnet, apabila konduktor (kabel tembaga) dibentuk menjadi lilitan (koil) dan arus listrik mengalir melalui konduktor, maka akan terjadi electromotive force (EMF).

ELEKTRO PNEUMATIK

2

1 3

Y1

+24V

0V

Y1

S1

3

4

1

CONTOH RANGKAIAN EP UNTUK GERAKAN (A+B+A-B-)

4 2

5

1

3

Y1 Y2

4 2

5

1

3

Y3 Y4

BO B1A0 A1

+24V

0V

Y1

S1

3

4

B1

3

4

Y1Y1Y1

A1 A0

1 2 4 5

SINYAL KONFLIK

Untuk mengatasi adanya sinyal konflik, maka dapat menggunakan relay yang dipasang dengan ketentuan sebagai berikut :

1. Input selalu dipasang seri dengan relay , selanjutnya di latching dengan kontaktor yang ada pada relay tersebut

2. Relay berikutnya dapat ON bila relay sebelumnya sudah ON 3. Bial relay terakhir ON, maka relay pertama harus OFF

Input 1

K 1

Input 2

K 2

Input n

K n

K1 Kn K(n-1)

K1 K2 Kn

KARAKTERISTIK HIDROLIK

1. Tidak rusak karena adanya beban lebih 2. Bisa digunakan untuk gaya yang besar ( diatas 30 kN) 3. Konstruksinya sederhana 4. Fluida kerja tidak kompresibel, sehingga gerakan aktuatornya

konstan 5. Memerlukan system pembangkit tekanan 6. Bila ada kebocoran, lingkungan menjadi kurang bersih 7. Kecepatan gerak aktuatornya rendah

PRINSIP DASAR HIDROLIK

UNIT PEMBANGKIT (POWER UNIT)

Unit pembangkit terdiri dari :

1. Motor listrik

2. Pompa

3. Katup relief bertekanan

4. Manometer

5. Tangki

M

P T

Pengukur Tekanan

Relief Vave

Reservoir

Motor Listrik dan

Pompa Hidrolik

Saluran Balik

AKUMULATOR

Akumulator berfungsi untuk menyimpan energi hidrolik, yang dapat digunakan untuk : 1.Mengatasi kebutuhan puncak 2.Sebagai cadangan / sumber energi bila power unit gagal berfungsi

JENIS KATUP HIDROLIK

AKTUATOR HIDROLIK

Aktuator gerak lurus

(silinder hidrolik)

Aktuator gerak putar

(motor hidrolik)

SIRKUIT DASAR SISTEM HIDROLIK

CONTOH RANGKAIAN

P T

Ts

A B

P T

P T

Ts

A B

P T

GERAK SQUENSIAL

P T

Ts

A B

P T

A

B

A

B

B

A

P

T

B

A

P

T

A

B

Gerak squensial adalah gerakan dimana gerakan berikutnya sangat dipengaruhi oleh gerakan sebelumnya

ELEKTRO HIDROLIK

Rangkaian elektro hidrolik terdiri dari dua :

1. Rangkaian hidrolik

2. Rangkaian elektrik

+24V

0V

Y1

S1

3

4

1

P T

Ts

A B

P T

Y1