Pneumatik Di Rel KA
Transcript of Pneumatik Di Rel KA
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
1/31
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
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
2/31
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 Pembimbing II Tugas Akhir
Prof. Ir. Djoko W Karmiadji, MSME, Ph, D R. Ariosuko, Dh. Ir
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
3/31
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
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
4/31
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.
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
5/31
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.
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
6/31
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 rekan-
rekan Mahasiswa Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercu Buana.
Wassalamualaikum Wr. Wb
Jakarta, Agustus 2007
Penulis
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
7/31
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 ................................................................................... 6
2.2 Pengaturan Logika Pneumatik ........................................................... 8
2.2.1 Rangkaian Logika AND ............................................... 9
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
8/31
2.2.2 Rangkaian Logika OR ............................................... 9
2.2.3 Rangkaian Logika NOT ............................................... 10
2.2.4 Rangkaian Logika Memori ............................................... 11
2.3 Komponen Pneumatik ....................................................................... 12
2.4 Komponen Pendukung Pneumatik ............................................... 14
BAB III 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 ................................................................................... 34
4.1.1 Sistem Pneumatik ........................................................... 34
4.1.2 Kompresor ...................................................................... 35
4.1.3 Valve .................................................................................. 36
4.1.4 Aktuator ...................................................................... 36
4.1.5 Silinder Ganda .......................................................... 40
4.2 Perhitungan Silinder ...................................................................... 41
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
9/31
BAB V KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan............................................................................................. 48
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
10/31
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.
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
11/31
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
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
12/31
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
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
13/31
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.
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
14/31
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.
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
15/31
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.
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
16/31
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.
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
17/31
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
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
18/31
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.
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
19/31
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
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
20/31
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.
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
21/31
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
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
22/31
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.
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
23/31
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.
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
24/31
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 .
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
25/31
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
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
26/31
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
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
27/31
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
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
28/31
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 :
F th = Gaya piston (N)
p = Tekanan kerja (N/m2)
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] :.
2 D A (2.2)
Dimana :
A = Luas permukaan silinder
π = 3,14
D = Diameter
Kecepatan Alir Fluida
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
29/31
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] :
p A
P v
(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]:
vDRe (2.4)
Dimana :
Re = Bilangan reynold
v = Kecepatan alir fluida
D = Diameter
μ = Dinamik viskositas
ρ = Massa jenis
Head loss
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
30/31
Head tekanan ( h ) menyatukan tinggi suatu kolom fluida yang akan
menghasilkan suatu kekuatan tekanan tertentu. Head loss dapat dihitung menggunakan
persamaan sebagai berikut [3] :
g
v
D
L f h f
2
2
(2.5)
Dimana :
h f = 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 = ρgh f (2.6)
Dimana :
ρ = Massa jenis
g = Gravitasi
h f = 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,
-
8/16/2019 Pneumatik Di Rel KA
31/31
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 =t
W (2.8)
Dimana :
W = Usaha
t = Waktu