Sistem Pneumatic dan Hydrolic

1. Pengertian 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 pneumatik memiliki apliaksi yang

luas karena udara pneumatik bersih dan mudah didapat. Banyak industri

yang menggunakan sistem pneumatik dalam proses produksi seperti industri

makanan, industri obat-obatan, industri pengepakan barang maupun industri

yang lain. Belajar pneumatik sangat bermanfaat mengingat hampir semua

industri sekarang memanfaatkan sistem pneumatik.

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

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 di bidang 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 kompresor, akan disimpan

dalam suatu tabung penampung. Sebelum digunakan udara dari kompresor

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.

4. Efektifi tas Pneumatik

            Sistim gerak dalam pneumatik memiliki optimalisasi/efektifitas bila

digunakan pada batas-batas tertentu. Adapun batas-batas ukuran yang dapat

menimbulkan optimalisasi penggunaan pneumatik antara lain: diameter

piston antara 6 s/d 320 mm, anjang langkah 1 s/d 2.000 mm, tenaga yang

diperlukan 2 s/d 15 bar, untuk keperluan pendidikan biasanya berkisar antara

4 sampai dengan 8 bar, dapat juga bekerja pada tekanan udara di bawah

1 atmosfer (vacuum), misalnya untuk keperluan mengangkat plat baja dan

sejenisnya melalui katup karet hisap flexibel. Adapun efektifitas penggunaan

udara bertekanan dapat dilihat pada grafik berikut:

 

            Penggunaan silinder pneumatik biasanya untuk keperluan antara lain:

mencekam benda kerja, menggeser benda kerja, memposisikan benda kerja,

mengarahkan aliran material ke berbagai arah. Penggunaan secara nyata pada

industri antara lain untuk keperluan: membungkus (verpacken), mengisi material,

mengatur distribusi material, penggerak poros, membuka dan menutup pada

pintu, transportasi barang, memutar benda kerja, menumpuk/menyusun material,

menahan dan menekan benda kerja. Melalui gerakan rotasi pneumatik dapat

digunakan untuk, mengebor, memutar mengencangkan dan mengendorkan

mur/baut, memotong, membentuk profil plat, menguji, proses finishing (gerinda,

pasah, dll.)

5. Keuntungan dan Kerugian Penggunaan Udara Kempa

5.1 Keuntungan

            Penggunaan udara kempa dalam sistim pneumatik memiliki beberapa

keuntungan antara lain dapat disebutkan berikut ini :

• Ketersediaan yang tak terbatas, udara tersedia di alam sekitar kita dalam jumlah yang tanpa batas sepanjang waktu dan tempat.

• Mudah disalurkan, udara mudah disalurkan/pindahkan dari satu tempat ke tempat lain melalui pipa yang kecil, panjang dan berliku.

• Fleksibilitas temperatur, udara dapat fleksibel digunakan pada berbagai temperatur yang diperlukan, melalui peralatan yang dirancang untuk keadaan tertentu, bahkan dalam kondisi yang agak ekstrem udara masih dapat bekerja.

• Aman, udara dapat dibebani lebih dengan aman selain itu tidak mudah terbakar dan tidak terjadi hubungan singkat (kotsleiting) atau meledak sehingga proteksi terhadap kedua hal ini cukup mudah, berbeda dengan sistim elektrik yang dapat menimbulkan kostleting hingga kebakaran.

• Bersih, udara yang ada di sekitar kita cenderung bersih tanpa zat kimia yang berbahaya dengan jumlah kandungan pelumas yang dapat diminimalkan sehingga sistem pneumatik aman digunakan untuk industri obat-obatan, makanan, dan minuman maupun tekstil

• Pemindahan daya dan Kecepatan sangat mudah diatur. udara dapat melaju dengan kecepatan yang dapat diatur dari rendah hingga tinggi atau sebaliknya. Bila Aktuator menggunakan silinder pneumatik, maka kecepatan torak dapat mencapai 3 m/s. Bagi motor pneumatik putarannya dapat mencapai 30.000 rpm, sedangkan sistim motor turbin dapat mencapai 450.000 rpm.

• Dapat disimpan, udara dapat disimpan melalui tabung yang diberi pengaman terhadap kelebihan tekanan udara. Selain itu dapat dipasang pembatas tekanan atau pengaman sehingga sistim menjadi aman.

• Mudah dimanfaatkan, udara mudah dimanfaatkan baik secara langsung misal untuk membersihkan permukaan logam dan mesin-mesin, maupun tidak langsung, yaitu melalui peralatan pneumatik untuk menghasilkan gerakan tertentu.

5.2 Kerugian/Kelemahan Pneumatik

Selain memiliki kelebihan seperti di atas, pneumatik juga memiliki

beberapa kelemahan antara lain:

• Memerlukan instalasi peralatan penghasil udara. Udara kempa harus dipersiapkan secara baik hingga memenuhi syarat. memenuhi kriteria tertentu, misalnya kering, bersih, serta mengandung pelumas yang diperlukan untuk peralatan pneumatik. Oleh karena itu sistem pneumatik memerlukan instalasi peralatan yang relatif mahal, seperti kompresor, penyaring udara, tabung pelumas, pengering, regulator, dll.

• Mudah terjadi kebocoran. Salah satu sifat udara bertekanan adalah ingin selalu menempati ruang yang kosong dan tekanan udara susah dipertahankan dalam waktu bekerja. Oleh karena itu diperlukan seal agar udara tidak bocor. Kebocoran seal dapat menimbulkan kerugian energi. Peralatan pneumatik harus dilengkapi dengan peralatan kekedapan udara agar kebocoran pada sistim udara bertekanan dapat ditekan seminimal mungkin.

• Menimbulkan suara bising. Pneumatik menggunakan sistim terbuka, artinya udara yang telah digunakan akan dibuang ke luar sistim, udara yang keluar cukup keras dan berisik sehingga akan menimbulkan suara bising terutama pada saluran buang. Cara mengatasinya adalah dengan memasang peredam suara pada setiap saluran buangnya.

• Mudah mengembun. Udara yang bertekanan mudah mengembun, sehingga sebelum memasuki sistem harus diolah terlebih dahulu agar memenuhi persyaratan tertentu, misal kering, memiliki tekanan yang cukup, dan mengandung sedikit pelumas agar mengurangi gesekan pada katup-katup dan aktuator.

Diharapkan setelah diketahuinya keuntungan dan kerugian penggunaan

udara kempa ini kita dapat membuat antisipasi agar kerugian-kerugian ini

dapat dihindari.

Sumber: bse (buku sekolah elektronik)

Artikel Terkait: