DASAR PNEUMATIK (Bagian ke-1)

DASAR PNEUMATIK

I.            PENDAHULUAN

Pneumatik merupakan teori atau pengetahuan tentang udara yang bergerak, keadaan-keadaan keseimbangan udara dan syarat-syarat keseimbangan. Perkataan pneumatik berasal dari bahasa Yunani ‘pneuma’ yang berarti ‘napas’ atau ‘udara’. Jadi pneumatik berarti terisi udara atau digerakkan oleh udara mampat. Pneumatik merupakan cabang teori aliran atau mekanika fluida dan tidak hanya meliputi penelitian aliran-aliran udara melalui suatu sistem saluran yang terdiri atas pipa-pipa, selang-selang, gawai, dan sebagainya, tetapi juga aksi dan penggunaan udara mampat.

Susunan sistem pneumatik adalah sebagai berikut:

      a.       Catu daya (suplai energi)

      b.      Elemen masukan (input)

      c.       Elemen pengolah (proses)

      d.      Elemen kerja (output)

Sifat-sifat udara yang mempengaruhi sifat-sifat pengontrolan sistem pneumatik antara lain:

   a.       Udara tidak mempunyai bentuk khusus. Bentuknya selalu sesuai dengan tempatnya/wadahnya.

      b.      Dapat dimampatkan/dikompres

      c.       Memenuhi semua ruang dengan sama rata

      d.      Dapat dikontrol, baik laju alirannya maupun tekanan dan gaya yang bekerja.

II.            KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN SISTEM PNEUMATIK

Keuntungan-keuntungan yang bias kita dapatkan bila menggunakan sistem udara bertekanan (pneumatik) antara lain:

      a.       Penyimpanannya mudah

      b.      Transportasi udara mudah dan murah (tidak diperlukan pipa balik)

      c.       Bersih

      d.      Tahan ledakan

      e.       Dapat dikontrol (kecepatan, gaya, arah, dll)

      f.       Aman terhadap beban lebih

      g.      Kecepatan kerja elemen tinggi

Sedangkan kerugian-kerugiannya antara lain:

      a.       Biaya persiapannya mahal

      b.      Persiapan udaranya perlu perhatian khusus

      c.       Polusi suara (dapat dikurangi dengan peredam suara)

      d.      Daerah kekuatan gayanya terbatas (hanya ekonomis untuk beban di bawah 2 ton)

III.            PERBANDINGAN ANTARA PNEUMATIK DENGAN SISTEM LAINNYA

Berikut ini gambaran mengenai pneumatik bila dibandingkan dengan sistem lain yang dikutip dari modul pembelajaran interaktif tentang pneumatik (2002).

KRITERIA	PNEUMATIK	HIDROLIK	ELEKTRIK
Gaya Lurus	Gaya dibatasi oleh tekanan rendah dan diameter silinder. Berkisar 35.000 s.d. 40.000 N tanpa konsumsi daya saat gaya bertahan	Gaya tinggi dan dicapai dengan dimensi yang kecil	Efisiensi rendah tanpa perlindungan terhadap beban lebih, konsumsi energi tinggi pada operasi beban kosong, gaya kecil, dimensi besar
Gaya Putar	Torsi penuh, bahkan pada saat gaya bertahan, tak ada konsumsi energi tambahan	Torsi penuh, bahakan pada saat energi bertahan, ini menyebabkan konsumsi energi yang paling tinggi	Torsi rendah pada saat gaya bertahan
Gerakan Lurus	Mudah membangkitkan, percepatan tinggi, kecepatan tinggi (mendekati 1,5 m/s)	Mudah membangkitkan dengan silinder, dapat terkontrol dengan baik	Rumit dan mahal; untuk langkah pendek dimungkinkan dengan solenoid dan motor linear untuk gaya yang lebih kecil
Gerakan Putar atau Berisolasi	Motor udara bertekanan dengan kecepatan yang sangat tinggi (mendekati 500.000 rpm), biaya operasi tinggi	Motor hidrolik dan silinder dengan kecepatan lebih rendah daripada pneumatik, efisiensi baik	Efisiensi paling baik dengan penggerak putar, kecepatan terbatas
Pengaturan	Pada kecepatan yang lebih rendah dapat dikontrol tekanannya dengan katup cekik atau katup buang cepat	Gaya dan kecepatannya dapat dikontrol dengan sangat baik, juga di dalam gerakan yang pelan	Hanya mungkin untuk sudut tertentu dengan kompensasi biaya yang tinggi
Penyimpanan Energi dan Pengirimannya	Penyimpanan dalam jumlah yang banyak tanpa biaya tinggi atau di dalam tabung udara dimampatkan. Mudah mengirimkan dalam pipa (hingga 1000 meter)	Penyimpanan hanya terbatas dimungkinkan dengan mencampur media gas; pengiriman di dalam pipa hingga 100 meter	Penyimpanan sangat sulit dan mahal, biasanya hanya untuk jumlah yang kecil (akumulator, baterai); mudah mengirimkan dengan jaringan yang sangat penjang
Pengaruh Lingkungan	Tidak peka terhadap perubahan suhu; tahan ledakan; bahaya pada kelembapan yang tinggi, kecepatan alir tinggi, dan suhu sekitar rendah	Sensitif terhadap perubahan suhu; kebocoran dapat mengakibatkan kontaminasi dan bahaya kebakaran	Tidak sensitif terhadap perubahan suhu; perlindungan harus diberikan pada area yang mudah terbakar dan meledak
Harga Energi	Tinggi dibandingkan dengan elektrik	Tinggi dibandingkan dengan elektrik	Paling murah
Penanganan	Dapat dioperasikan hanya dengan ilmu pengetahuan dasar. Konstruksi dan instalasi relatif sederhana dan aman	Lebih sulit dibandingkan pneumatik untuk menaikkan tekanan; bantuan dan jalur kembali diperlukan	Pengetahuan spesialis sangat diperlukan. Bahaya kecelakaan. Jika salah sambung data membahayakan komponen dan terjadi ledakan
Umum	Komponen tahan beban lebih. Gangguan udara buang tidak menyenangkan dan peredam udara sangat diperlukan	Gangguan pompa terjadi dalam tekanan yang tinggi. Komponen tahan beban lebih	Komponen tidak tahan terhadap beban lebih dan ini menyebabkan biaya tinggi. Gangguan terjadi saat kontaktor dan solenoid bekerja.

IV.            PENGADAAN UDARA BERTEKANAN

        1.      Persiapan Udara Bersih

Keandalan sistem pneumatik dapat terjamin jika tersedia udara bertekanan berkualitas yang memadai. Adapun yang menjadi cirri udara bertekanan berkualitas yaitu udaranya bersih, udaranya kering, serta memiliki tekanan yang tepat atau sesuai dengan yang dibutuhkan.

Kerusakan  dalam sistem pneumatik bias dikurangi jika udara bertekanan dipersiapkan dengan benar. Untuk hal tersebut, aspek di bawah ini harus diperhatikan untuk mendapatkan udara yang berkualitas.

a.       Kuantitas udara yang diinginkan harus memenuhi kebutuhan sistem

b.      Jenis kompresor yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan sistem

c.       Tangki penyimpanan udara yang memadai

d.      Persyaratan udara yang bersih

e.       Tingkat kelembapan udara yang dapat mengurangi korosi dan lembap

f.       Persyaratan pelumasan jika diperlukan

g.      Temperatur  udara dan pengaruh lain yang rendah pada sistem

h.      Persyaratan tekanan kerja

i.        Ukuran katup dan saluran harus memenuhi kebutuhan sistem

j.        Pemilihan bahan dan kebutuhan sistem harus sesuai dengan lingkungan

k.      Tersedianya titik-titik drainase dan saluran buangan pada sistem distribusi

l.        Tata letak sistem pendistribusian udara yang sesuai

Desain dari komponen pneumatik direncanakan untuk maksimum operasi pada tekanan 8 s.d. 10 bar (800 s.d. 1000 kPa), tetapi dalam praktik dianjurkan beroperasi pada tekanan 5 sampai 6 bar (500 s.d. 600 kPa) untuk penggunaan yang ekonomis.

Sumber