Lapres Asli Seru p1 ph
description
Transcript of Lapres Asli Seru p1 ph
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM
SISTEM PNEUMATIK DAN HIDROLIK
(P-1 SISTEM PNEUMATIK)
WORKSHOP INSTRUMENTASI
Disusun Oleh :
Azania Arnada Auludyah
2414031012
Asisten :
xxx
2413031xxx
PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
JURUSAN TEKNIK FISIKA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
2015
ABSTRAK
ABSTRACT
KATA PENGANTAR
Puji Syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan rahmat,
hidayah dan karunia-Nya sehingga saya dapat menyelesaikan Laporan Praktikum Sistem
Pneumatik dan Hidrolik
Saya juga menyampaikan terima kasih kepada pihak – pihak yang telah
membantu saya dalam menyelesaikan penyusunan laporan ini. Saya sadar dalam
penyusunan laporan ini banyak terdapat kekurangan. Oleh karena itu saya dengan
kerendahan hati meminta maaf kepada pembaca untuk memberikan kritik dan saran untuk
perbaikan penyusunan laporan kedepannya.
Semoga laporan ini dapat menambah pengetahuan bagi pembaca semuanya.
Surabaya, 13 April 2015
Penyusun
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
ABSTRAK
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR GRAFIK
DAFTAR TABEL
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Tujuan Percobaan
1.4 Sistematika Laporan
BAB II DASAR TEORI
BAB III METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Peralatan Percobaan
3.2 Prosedur Percobaan
BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisa Data
4.2 Pembahasan
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR GRAFIK
DAFTAR TABEL
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dewasa ini perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang ada telah
mendorong manusia untuk melangkan lagi kedepan dengan penuh rasa optimis. Hal
tersebut harus ditunjang pula dengan sumber daya manusia dengan pengetahuan,
kemampuan dan kreatifitas yang tinggi jika tidak individu tersebut akan makin
tenggelam dan tergerus oleh arus globalisasi yang seiring dengan tingginya aktivitas
teknik saat ini, menyebabkan kebutuhan akan instrument – instrument baru juga
meningkat. Instrumen tersebut digunakan agar aktivitas yang ada dapat memiliki
efektifitas dan efesiensi yang tinggi dalam proses pengerjaanya. Saat ini upaya –
upaya efektifitas dan efisiensi yang tinggi dalam proses pengerjaannya. Saat ini
upaya – upaya mulai dari inovasi dibidang teknis mekanik ataupun elektrik telah
dilakukan dan dikembangkan untuk mencapai hal tersebut. Namun upaya – upaya
yang telah dilakukan tersebut masih belum dapat mencapai titik maksimum, dalam
aplikasinya atas dasar pemikiran tersebut, sistem pneumatik dan hidraulik kini mulai
dikembangkan. Perkembangan ini membuat sistem pneumatik dan hidraulik dapat
diaplikasikan kedalam berbagai bentuk. Kini bukan hanya industri berkapasitas
besar,namun industri kecil pun dapat mengaplikasikan sistem ini. Hal ini sangat
penting karena akan membantu menciptakan atmosfer kompetitif di bidang teknologi
industri. Elemen-elemen pneumatik maupun hidraulik telah mengalami
perkembangan yang pesat terutama dalam proses pemilihan bahan, manufacturing,
serta proses desain. Gerakan yang dapat dilakukan oleh sistem Pneumatik dan
Hidraulik ini antara lain adalah gerakan melingkar (cyling), gerakan lurus (linier),
dan gerakan berputar (rotary). Oleh karena itu pada praktikum pneumatik dan
hidraulik ini, kami tertarik untuk mengetahui mekanisme dan fungsi operasional
komponen – komponen pneumatik dan hidraulik serta bagaimana cara
mengaplikasikannya dalam kehidupan nyata.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas , maka yang menjadi rumusan masalah pada
laporan praktikum pneumatik ini adalah :
1. Bagaimana prinsip kerja dari sistem pneumatik?
2. Komponen apa saja yang digunakan dalam sistem pneumatik?
3. Jelaskan alat – alat yang menggunakan prinsip sistem pneumatik?
1.3 Tujuan Praktikum
Berdasarkan rumusan masalah diatas, maka tujuan dari praktikum sistem pneumatik
ini adalah :
1. Memahami dan mengetahui bagaimana prinsip kerja dari sistem pneumatik.
2. Memahami dan mengetahui komponen apa saja yang digunakan serta fungsi
dari sistem pneumatik.
3. Memahami dan mengetahui pengaplikasian sistem pneumatik dalam
pengendalian proses.
1.4 Manfaat Praktikum
Adapun manfaat dari praktikum ini adalah sebagai berikut :
1. Praktikan dapat memahami apa itu sistem pneumatik dan bagaimana prinsip
kerjanya.
2. Praktikan dapat mengetahui apa saja komponen penyusun sistem
pneumatikdan apa saja fungsinya.
3. Praktikan dapat menerapkan sistem pneumatik dalam skala kecil di kehidupan
sehari – hari.
1.5 Sistematika Laporan
Dalam membuat laporan ini saya mempunyai 5 Bab untuk mempermudah saya
dalam mengerjakan laporan ini, yang terdiri dari beberapa sub bab , diantaranya:
BAB I PENDAHULUAN
1.5 Latar Belakang
1.6 Rumusan Masalah
1.7 Tujuan Percobaan
1.8 Sistematika Laporan
BAB II DASAR TEORI
BAB III METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Peralatan Percobaan
3.2 Prosedur Percobaan
BAB IV ANALISA DATA DAN PE MBAHASAN
4.1 Analisa Data
4.2 Pembahasan
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Pengertian Sistem Pneumatik
Istilah pneumatik berasal dari bahasa Yunani, yaitu ‘pneuma’ yang berarti napas
atau udara. Istilah pneumatik selalu berhubungan dengan teknik penggunaan udara
bertekanan, baik tekanan di atas 1 atmosfer maupun tekanan di bawah 1 atmosfer
(vacum). Sehingga pneumatik merupakan ilmu yang mempelajari teknik pemakaian udara
bertekanan (udara kempa). Jaman dahulu kebanyakan orang sering menggunakan udara
bertekanan untuk berbagai keperluan yang masih terbatas, antara lain menambah tekanan
udara ban mobil/motor, melepaskan ban mobil dari peleknya, membersihkan kotoran, dan
sejenisnya. Sekarang, sistem pneumatic memiliki aplikasi yang luas karena udara
pneumatik bersih dan mudah didapat. Banyak industri yang menggunakan sistem
pneumatik dalam proses produksi seperti industry makanan, industri obat-obatan, industri
pengepakan barang maupun industri yang lain. Belajar pneumatik sangat bermanfaat
mengingat hampir semua industri sekarang memanfaatkan sistem pneumatik.
Karena menggunakan udara terkompresi, maka sistem pneumatik tidak dapat
dipisahkan dengan kompresor, sebuah alat yang berfungsi untuk menghasilkan udara
bertekanan tertentu. Dalam penggunaan system pneumatik semuanya menggunakan udara
sebagai fluida kerja dalam arti udara mampat sebagai pendukung, pengangkut, dan
pemberi tenaga. Adapun ciri-ciri dari para perangkat sistem pneumatik yang tidak
dipunyai oleh sistem alat yang lain, adalah sebagai berikut :
1. Sistem pengempaan, yaitu udara disedot atau diisap dari atmosphere kemudian
dimampatkan (dikompresi) sampai batas tekanan kerja tertentu (sesuai dengan yang
diinginkan). Dimana selama terjadinya kompresi ini suhu udara menjadi naik.
2. Pendinginan dan penyimpanan, yaitu udara hasil kempaan yang naik suhunya harus
didinginkan dan disimpan dalam keadaan bertekanan sampai ke obyek yang diperlukan.
3. Ekspansi (pengembangan), yaitu udara diperbolehkan untuk berekspansi dan
melakukan kerja ketika diperlukan.
4. Pembuangan, yaitu udara hasil ekspansi kemudian dibebaskan lagi ke atmosphere
(dibuang).
2.2 Karakteristik Udara Kempa
Udara dipermukaan bumi ini terdiri atas campuran dari bermacam-macam gas.
Komposisi dari macam-macam gas tersebut adalah sebagai berikut : 78 % vol. gas 21 %
vol. nitrogen, dan 1 % gas lainnya seperti carbon dioksida, argon, helium, krypton, neon
dan xenon. Dalam sistem pneumatik udara difungsikan sebagai media transfer dan
sebagai penyimpan tenaga (daya) yaitu dengan cara dikempa atau dimampatkan. Udara
termasuk golongan zat fluida karena sifatnya yang selalu mengalir dan bersifat
compressible (dapat dikempa). Sifat-sifat udara senantiasa mengikuti hukum-hukum gas.
Karakteristik udara dapat diidentifikasikan sebagai berikut :
a) Udara mengalir dari tekanan tinggi ke tekanan rendah
b) Volume udara tidak tetap
c) Udara dapat dikempa (dipadatkan)
d) Berat jenis udara 1,3 kg/m³
e) Udara tidak berwarna
2.3 Aplikasi Penggunaan Pneumatik
Penggunaan udara bertekanan sebenarnya masih dapat dikembangkan untuk
berbagai keperluan proses produksi, misalnya untuk melakukan gerakan mekanik yang
selama ini dilakukan oleh tenaga manusia, seperti menggeser, mendorong, mengangkat,
menekan, dan lain sebagainya. Gerakan mekanik tersebut dapat dilakukan juga oleh
komponen pneumatik, seperti silinder pneumatik, motor pneumatik, robot pneumatik
translasi, rotasi maupun gabungan keduanya. Perpaduan dari gerakan mekanik oleh
aktuator pneumatik dapat dipadu menjadi gerakan mekanik untuk keperluan proses
produksi yang terus menerus (continue), dan flexibel.
Pemakaian pneumatik dibidang produksi telah mengalami kemajuan yang pesat,
terutama pada proses perakitan (manufacturing), elektronika, obat-obatan, makanan,
kimia dan lainnya. Pemilihan penggunaan udara bertekanan (pneumatik) sebagai sistim
kontrol dalam proses otomasinya, karena pneumatik mempunyai beberapa keunggulan,
antara lain: mudah diperoleh, bersih dari kotoran dan zat kimia yang merusak, mudah
didistribusikan melalui saluran (selang) yang kecil, aman dari bahaya ledakan dan
hubungan singkat, dapat dibebani lebih, tidak peka terhadap perubahan suhu dan
sebagainya.
Udara yang digunakan dalam pneumatik sangat mudah didapat/diperoleh di
sekitar kita. Udara dapat diperoleh dimana saja kita berada, serta tersedia dalam jumlah
banyak. Selain itu udara yang terdapat di sekitar kita cenderung bersih dari kotoran dan
zat kimia yang merugikan. Udara juga dapat dibebani lebih tanpa menimbulkan bahaya
yang fatal. Karena tahan terhadap perubahan suhu, maka penumatik banyak digunakan
pula pada industri pengolahan logam dan sejenisnya.
Secara umum udara yang dihisap oleh kompressor, akan disimpan dalam suatu
tabung penampung. Sebelum digunakan udara dari kompressor diolah agar menjadi
kering, dan mengandung sedikit pelumas. Setelah melalui regulator udara dapat
digunakan menggerakkan katub penggerak (aktuator), baik berupa silinder/stang torak
yang bergerak translasi, maupun motor pneumatik yang bergerak rotasi. Gerakan bolak
balik (translasi), dan berputar (rotasi) pada aktuator selanjutnya digunakan untuk
berbagai keperluan gerakan yang selama ini dilakukan oleh manusia atau peralatan lain.
2.4 Silinder Pneumatik
Aktuator adalah bagian keluaran untuk mengubah energi suplai menjadi energi
kerja yang dimanfaatkan. Sinyal keluaran dikontrol oleh sistem control dan aktuator
bertanggung jawab pada sinyal kontrol melalui elemen control terakhir. Aktuator
pneumatik dapat digolongkan menjadi 2 kelompok : gerak lurus dan putar. :
1. Gerakan lurus (gerakan linear) :
* Silinder kerja tunggal.
* Silinder kerja ganda.
2. Gerakan putar :
* Motor udara
* Aktuator yang berputar (ayun)
Aktuator Linear
Gambar 2.1 Simbol – symbol actuator linear
Aktuator Putar
Gambar 2.2 Simbol – Simbol Aktuator Putar
2.4.1 Silinder Kerja Tunggal
2.4.1.1 Konstruksi
Silinder kerja tunggal mempunyai seal piston tunggal yang
dipasang pada sisi suplai udara bertekanan. Pembuangan udara pada sisi batang
piston silinder dikeluarkan ke atmosfir melalui saluran pembuangan. Jika lubang
pembuangan tidak diproteksi dengan sebuah penyaring akan memungkinkan
masuknya partikel halus dari debu ke dalam silinder yang bisa merusak seal.
Apabila lubang pembuangan ini tertutup akan membatasi atau menghentikan
udara yang akan dibuang pada saat silinder gerakan keluar dan gerakan akan
menjadi tersentak-sentak atau terhenti. Seal terbuat dari bahan yang fleksibel yang
ditanamkan di dalam piston dari logam atau plastik. Selama bergerak permukaan
seal bergeser dengan permukaan silinder. Gambar konstruksi silinder kerja
tunggal sebagai berikut :
Gambar 2.3 Konstruksi Silinder Tunggal
2.4.1.2 Prinsip Kerja
Dengan memberikan udara bertekanan pada satu sisi permukaan piston,
sisi yang lain terbuka ke atmosfir. Silinder hanya bisa memberikan gaya kerja ke
satu arah . Gerakan piston kembali masuk diberikan oleh gaya pegas yang ada
didalam silinder direncanakan hanya untuk mengembalikan silinder pada posisi
awal dengan alasan agar kecepatan kembali tinggi pada kondisi tanpa beban. Pada
silinder kerja tunggal dengan pegas, langkah silinder dibatasi oleh panjangnya
pegas . Oleh karena itu silinder kerja tunggal dibuat maksimum langkahnya
sampai sekitar 80 mm.
2.4.1.3 Kegunaan
Menurut konstruksinya silinder kerja tunggal dapat melaksanakan berbagai
fungsi gerakan , seperti :
menjepit benda kerja
pemotongan
pengeluaran
pengepresan
pemberian dan pengangkatan.
2.4.1.4 Macam – Macam Silinder Tunggal
Ada bermacam-macam perencanaan silinder kerja tunggal termasuk :
Silinder membran (diafragma)
Silinder membran dengan rol
2.4.1 Silinder Kerja Ganda
2.4.2.1 Konstruksi
Konstruksi silinder kerja ganda adalah sama dengan silinder kerja tunggal,
tetapi tidak mempunyai pegas pengembali. Silinder kerja ganda mempunyai dua
saluran (saluran masukan dan saluran pembuangan). Silinder terdiri dari tabung
silinder dan penutupnya, piston dengan seal, batang piston, bantalan, ring pengikis
dan bagian penyambungan. Konstruksinya dapat dilihat pada gambar berikut ini :
Gambar 2.4 Konstruksi Silinder Gnda
Biasanya tabung silinder terbuat dari tabung baja tanpa sambungan. Untuk
memperpanjang usia komponen seal permukaan dalam tabung silinder dikerjakan
dengan mesin yang presisi. Untuk aplikasi khusus tabung silinder bisa dibuat dari
aluminium, kuningan dan baja pada permukaan yang bergeser dilapisi chrom
keras. Rancangan khusus dipasang pada suatu area dimana tidak boleh terkena
korosi.
Penutup akhir tabung adalah bagian paling penting yang terbuat dari
bahan cetak seperti aluminium besi tuang. Kedua penutup bisa diikatkan pada
tabung silinder dengan batang pengikat yang mempunyai baut dan mur.
Batang piston terbuat dari baja yang bertemperatur tinggi. Untuk
menghindari korosi dan menjaga kelangsungan kerjanya, batang piston harus
dilapisi chrom.
Ring seal dipasang pada ujung tabung untuk mencegah kebocoran udara.
Bantalan penyangga gerakan batang piston terbuat dari PVC, atau perunggu. Di
depan bantalan ada sebuah ring pengikis yang berfungsi mencegah debu dan
butiran kecil yang akan masuk ke permukaan dalam silinder. Bahan seal pasak
dengan alur ganda :
· Perbunan untuk - 20° C s/d + 80° C
· Viton untuk - 20° C s/d + 190° C
· Teflon untuk - 80° C s/d + 200° C
Ring O normal digunakan untuk seal diam.
2.4.2.2 Prinsip Kerja
Dengan memberikan udara bertekanan pada satu sisi permukaan piston
(arah maju) , sedangkan sisi yang lain (arah mundur) terbuka ke atmosfir, maka
gaya diberikan pada sisi permukaan piston tersebut sehingga batang piston akan
terdorong keluar sampai mencapai posisi maksimum dan berhenti. Gerakan
silinder kembali masuk, diberikan oleh gaya pada sisi permukaan batang piston
(arah mundur) dan sisi permukaan piston (arah maju) udaranya terbuka ke
atmosfir. Keuntungan silinder kerja ganda dapat dibebani pada kedua arah
gerakan batang pistonnya. Ini memungkinkan pemasangannya lebih fleksibel.
Gaya yang diberikan pada batang piston gerakan keluar lebih besar daripada
gerakan masuk. Karena efektif permukaan piston dikurangi pada sisi batang piston
oleh luas permukaan batang piston Silinder aktif adalah dibawah kontrol suplai
udara pada kedua arah gerakannya. Pada prinsipnya panjang langkah silinder
dibatasi, walaupun faktor lengkungan dan bengkokan yang diterima batang piston
harus diperbolehkan. Seperti silinder kerja tunggal, pada silinder kerja ganda
piston dipasang dengan seal jenis cincin O atau membrane
2.5 Karakteristik Silinder
Karakteristik penampilan silinder dapat ditentukan secara teori atau dengan data-
data dari pabriknya. Kedua metode ini dapat dilaksanakan, tetapi biasanya untuk
pelaksanaan dan penggunaan tertentu, data-data dari pabriknya adalah lebih
menyakinkan.
2.5.1 Gaya Piston
Gaya piston yang dihasilkan oleh silinder bergantung pada tekanan udara,
diameter silinder dan tahanan gesekan dari komponen perapat. Gaya piston secara
teoritis dihitung menurut rumus berikut :
F = A.P
Untuk silinder kerja tunggal :
F = [D2.π4 p] – f
Untuk silinder kerja ganda :
Langkah maju F = D2. π4 P
Langkah mundur F = [D2- d2 ] . π4 p
Keterangan :
F = Gaya piston ( N )
f = Gaya pegas ( N )
D = Diameter piston ( m )
d = Diameter batang piston ( m )
A = Luas penampang piston yang dipakai (m2 )
p = Tekanan kerja ( Pa )
Pada silinder kerja tunggal, gaya piston silinder kembali lebih kecil dari pada
gaya piston silinder maju karena pada saat kembali digerakkan olehpegas .
Sedangkan pada silinder kerja ganda, gaya piston silinder kembali lebih kecil
daripada silinder maju karena adanya diameter batang piston akan mengurangi luas
penampang piston. Sekitar 3 - 10 % adalah tahanan gesekan.
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Peralatan Percobaan
Peralatan yang digunakan dalam praktikum sistem pneumatik ini antara lain :
1. Silinder Double Acting
2. Air Service
3. Compressor
4. Selang Pneumatik
5. DCV 5/2
6. Tubing
7. Plastisin mainan
8. Penggaris
3.2 Prosedur Percobaan :
Prosedur percobaan dalam praktikum sistem hidrolik ini yakni :
1.Kompressor dinyalakan untuk mengisi udara sampai tekanan 2 Bar.
2.Luas penampang lempengan silinder diukur.
3. Plastisin diletakkan tepat di bawah penampang silinder double acting.
4. besar pressure pada air service diatur dari 15 psi dan 30 psi.
5. Ketinggian awal plastisin diukur dari H0 = 4 cm.
6 Push button DCV ditekan hingga silinder menekan plastisin.
7.Ketinggian plastisin diukur setelah mendapat gaya tekan dari silinder ( H1 ).
8. Hasil percobaan yang telah dilakukan dicatat dan dibuat dalam bentuk table.
9. Hitung gaya dorong silinder yang bekerja.
NO P
( Tekanan ( Psi )
A
( Luas )
F
( Gaya )
1
2
3
4
10. Buat grafik hubungan P – F, P – H1, F – H1
BAB IV
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran