bab iii silinder
TRANSCRIPT
POLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN
PNEUMATIK17
ELEMEN KERJA PNEUMATIK
3.1 Pendahuluan
Tenaga pneumatic diubah menjadi gerakan-gerakan resiprok garis lurus
dan putaran oleh silinder-silinder dan motor-motor pneumatic.
3.2 Prasyarat
Materi elemen kerja pneumatik ini diperuntukkan bagi mahasiswa(i)
teknik mesin yang telah mengikuti materi Kompresor.
3.3 Tujuan Instruksional
Setelah mempelajari materi ini dan mengerjakan soal-soal yang
diberikan mahasiswa dapat :
1. Manjelaskan prinsip kerja silinder kerja tunggal
2. Menjelaskan prinsip kerja silinder kerja ganda
3. Menghitung gaya yang terjadi pad torak silinder
3.4 Elemen pneumatik bergerak lurus (silinder pneumatik)
Untuk mendapatkan suatu gerakan garis lurus dengan elemen mekanik
yang digerakkan dengan listrik adalah suatu persolan yang cukup kompleks.
3.4.1 Silinder kerja tunggal
Pada silinder kerja tunggal, udara kempaan bekerja hanya pada satu
sisi. Silinder ini dapat menghasilkan kerja hanya dalam satu arah. Oleh
sebab itu, udara diperlukan hanya untuk satu arah gerakan. Pegas
terpasang tetap atau gaya luar menggerakkan torak dalam arah berlawanan.
Gaya pegas dari pegas terpasang tetap direncanakan untuk
mengembalikan torak ke posisi awal dengan kecepatan cukup tinggi. Pada
silinder kerja tunggal dengan pegas terpasang tetap langkahnya dibatasi
oleh panjang pegas sebenarnya (panjang pegas tekan pada saat merapat
penuh). Oleh karenanya silider kerja tunggal dibuat dengan panjang langkah
sampai lebih kurang 100 mm. Elemen kerja ini terutama digunakan untuk
penjepitan, pengungkitan, pengepresan, pengangkatan, ingsutan
(pengisian), dan sebagainya.
A. Hendrawan
POLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN
PNEUMATIK18
ELEMEN KERJA PNEUMATIK
Gambar silinder kerja tunggal
3.4.2 Silinder kerja ganda
Gaya yang didorong oleh udara kempaan menggerakkan silinder kerja
ganda dalam dua arah, gaya tertentu bekerja pada kedua gerakan maju dan
mundur.
Silinder kerja ganda digunakan terutama bila torak diperlukan untuk
melakukan suatu fungsi kerja tidak hanya pada gerakan maju tetapi juga
gerakan mundur. Pada prinsipnya, panjang langkah silinder tidak terbatas,
walaupun demikian tekukan dan bengkokan perpanjangan (gerak keluar)
batang torak harus diperhitungkan. Disini juga, penahanan bocor dengan
menggunakan penyekat jenis melingkar dan torak atau diapragma.
Gambar silinder kerja ganda
3.5. Perhitungan untuk silinder
3.5.1 Gaya Torak
Gaya torak yang ditimbulkan oleh sutu elemen kerja tergantung pada
tekanan udara, diameter silinder, dan resistensi gesekan komponen-
komponen penyekat.
Gaya torak teoritis dihitung dengan menggunakan rumus-rumus berikut :
Fth = A . p
A. Hendrawan
POLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN
PNEUMATIK19
ELEMEN KERJA PNEUMATIK
Fth = Gaya torak teoritis (N)
A = Luas penampang torak terpakai (cm2)
P = Tekanan operasi (kPa, 105N/m2, bar/14,5 psi)
Dalam praktek, gaya torak efektif adalah penting. Dalam menghitung gaya
torak efektif, resistensi gesekan diperhitungkan. Dibawah kondisi operasi
normal (batas tekanan 400-800 kPa / 4-8 bar), gaya geseknya boleh diambil
antara 3 – 20 % dari gaya terhitung.
Pada silinder kerja tunggal,
Fn = A.p – (FR + FF)
Pada silinder kerja ganda gerak maju,
Fn = A.p - FR
Pada silinder kerja ganda gerak mundur,
Fn = A1.p - FR
Dengan :
Fn = Gaya torak efektif (N)
A = Luas penampang torak terpakai (cm2)
A1 = Luas penampang torak terpakai berbentuk cincin (cm2
p = Tekanan operasi (kPa, 105 N/m2, bar/14,5 psi)
FR = Gaya gesek (3-20%) (N)
FF = Gaya pegas pembalik (N)
D = Diameter silinder (mm)
d = Diameter batang torak (mm)
3.5.2 Panjang Langkah
Panjang langkah silinder pneumatik tidak boleh lebih besar dari 2000
mm. Dengan silider besar dan langkah panjang, konsumsi udara yang tinggi
membuat pneumatik tidak hemat.
Dengan langkah besar, tegangan mekanik pada batang torak dan pada
pendukung terlalu besar. Untuk menghindari bahaya tekukan, harus dipilih
diameter batng torak agar lebih besar untuk panjang langkah lebih besar.
A. Hendrawan
POLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN
PNEUMATIK20
ELEMEN KERJA PNEUMATIK
Dan lagi, apabila langkah diperpanjang, jarak antara pendukung-
pendukungnya (bantalan) bertambah dan pengarah batang torak ditambah.
3.6. Kesimpulan
Tenaga pneumatic diubah menjadi gerakan-gerakan resiprok garis lurus
dan putaran oleh silinder-silinder dan motor-motor pneumatic.
Gaya torak yang ditimbulkan oleh sutu elemen kerja tergantung pada
tekanan udara, diameter silinder, dan resistensi gesekan komponen-
komponen penyekat.
Pada silinder kerja tunggal, udara kempaan bekerja hanya pada satu
sisi, sedang gaya yang didorong oleh udara kempaan menggerakkan silinder
kerja ganda dalam dua arah, gaya tertentu bekerja pada kedua gerakan
maju dan mundur.
3.7. Soal-Soal
1. Jelaskan prinsip kerja silider kerja tunggal!
2. Jelaskan prinsip kerja silinder kerja ganda!
3. Suatu torak silinder kerja tunggal memiliki luas penampang torak
sebesar 50 mm dan tekanan operasi yang terjadi 400 kPa.
Berapakah besar gaya torak teoritis?
A. Hendrawan