Sistem Pneumatik

6.1.      Pengertian Sistem Pneumatik.

Pneumatik merupakan teori atau pengetahuan tentang udara yang bergerak, keadaan-keadaan kesetimbangan udara dan syarat-syarat keseimbangan. Pneumatik berasal dari bahasa Yunani “Pneuma” yang berarti nafas atau udara. Jadi pnematik berarti terisi udara atau digerakkan oleh udara mampat. Semua sistem yang menggunakan tenaga yang disimpan dalam bentuk udara yang dimampatkan untuk menghasilkan suatu kerja disebut dengan sistem Pneumatik. Dalam penerapannya, sistem pneumatik banyak digunakan sebagai sistem automasi. Penggunaan sistem Pneumatik antara lain sebagai berikut :

a.    Rem.

b.   Buka dan tutup pintu.

c.    Pelepas dan penarik roda-roda pendarat pesawat.

Pneumatik menggunakan hukum-hukum aeromekanika yang menentukan keadaan keseimbangan gas dan uap (khususnya udara atmosfer) dengan adanya gaya-gaya luar (aerostatika), dan teori aliran (aerodinamika). Aeromekanik mengenal bidang kejuruan teoritis dan bidang kejuruan bersifat percobaan (eksperimental).

6.2.      Keuntungan Sistem Pneumatik.

Udara atmosfer yang diisap oleh kompresor dan dimampatkan dari tekanan normal (0,98 bar) sampai tekanan yang lebih tinggi (biasanya antara 4 dan 8 bar) disebut udara mampat. Fenomena penurunan tekanan udara dan suhu atau juga disebabkan oleh pemuaian udara mampat ini dalam suatu alat pneumatik maka energi potensial yang terkandung dalam udara diubah menjadi energi kinetik, sehingga alat ini dapat menghasilkan kerja mekanis. Dalam beberapa hal tekanan udara mampat dapat digunakan secara langsung. Fungsi udara mampat ini sebenarnya adalah sebagai sumber tenaga.

Dalam pengertian teknik pneumatik meliputi: alat-alat penggerakan, pengukuran, pengaturan, pengendalian, penghubungan dan perentangan yang menggunakan gaya dan penggeraknya dari udara mampat. Persaingan antara alat-alat pneumatik dengan alat-alat mekanik, hidraulik atau elektrik makin menjadi besar. Seringkali sistem pnematik diutamakan karena:

1.   Paling banyak dipertimbangkan untuk sederhana ini memberi kesempatan pada perusahaan dengan biaya yang tidak besar.

2.   Ketelitian yang tinggi dari peralatan pneumatik yang konstruksinya semakin baik memungkinkan suatu pekerjaan yang hampir tidak memerlukan perawatan dan menjamin suatu masa pakai yang lama.

3.   Dapat bertahan lebih baik terhadap keadaan-keadaan kerja tertentu.

4.   Fluida kerja mudah didapat dan ditransfer.

5.   Dapat disimpan dengan baik.

6.   Penurunan tekanan relatif lebih kecil dibandingkan dengan sistem hidrolik.

7.   Viskositas fluida yang lebih kecil sehingga gesekan dapat diabaikan.

8.   Aman terhadap kebakaran.

6.2.1.Keuntungan pneumatik.

1.   Fluida kerja yang mudah diperoleh dan mudah diangkut.

a.    Udara dimana saja tersedia dalam jumlah yang tak terhingga.

b.   Saluran balik tidak diperlukan, karena udara bekas (lebih) dapat dibuang dengan bebas.

2.   Dapat disimpan dengan baik (kecocokan udara mampat untuk menyimpan energi).

a.    Sumber udara mampat (kompresor)hanya memberikan udara mampat kalau udara ini memeng digunakan, jadi kompresor ini tidak selalu bekerja seperti halnya pada pompa pada peralatan hidraulik.

b.   Suatu daur (siklus) kerja  yang telah dimulai selalu dapat diselesaikan, demikian pula kalau penyediaan listrik tiba-tiba dihentikan (padam).

3.   Bersih dan kering.

a.    Udara mampat adalah bersih, kalau ada kebocoran pada saluran pipa benda-benda kerja maupun bahan-bahan tidak tidak akan menjadi kotor.

b.   Udara mampat adalah kering, bila terjadi kerusakan pipa-pipa tidak akan pengotoran, bintik (stain) minyak  dan sebagainya.

4.   Tidak peka terhadap suhu.

a.    Udara bersih (tanpa uap air) dapat digunakan sepenuhnya pada suhu-suhu yang tinggi atau pada nilai-nilai rendah, jauh dibawah titik beku ( baik pada kondisi panas ataupun dingin).

b.   Udara mampat juga dapat digunakan pada tempat-tempat yang sangat panas (tempa, dapur pijar).

5.   Aman terhadap kebakaran dan ledakan.

a.    Keamanan kerja serta serta produksi besar dari udara mampat tidak mengandung bahaya kebakaran atau ledakan.

b.   Alat-alat pnematik dapat digunakan tanpa dibutuhkan pengamanan yang mahal dan luas.

6.   Tidak diperlukan pendinginan (penyegaran) fluida kerja.

Pembawa energi (udara mampat) tidak perlu diganti sehingga untuk ini tidak dibutuhkan biaya. Minyak pelumas setidak-tidaknya harus diganti setelah 100 sampai 125 jam kerja.

7.   Rasional (menguntungkan).

a.    Pneumatik adalah 40 -50 kali lebih murah daripada tenaga otot. Hal ini sangat penting pada mekanisasi dan otomatisasi produksi.

b.   Komponen-komponen untuk pealatan pneumatik tanpa pengecualian adalah lebih murah jika dibandingkan dengan peralatan hidraulik.

8.   Kesederhanaan (mudah dipelihara).

a.    Karena konstruksinya sangat sederhana, hampir tidak peka gangguan.

b.   Konstruksinya yang sederhana, kerusakan-kerusakan seringkali dapat direparasi sendiri.

9.   Sifat dapat bergerak.

Selang-selang elastis memberi kebebasan pindah yang besar sekali dari komponen pneumatik ini.

10.               Aman.

Sama sekali tidak ada bahaya hubungan penggunaan pneumatik bila digunakan pada ruang-ruang lembab atau udara luar. Pada alat-alat elektrik ada bahaya hubungan singkat.

11.               Dapat dibebani lebih (tahan pembebanan lebih).

a.    Pada pembebanan lebih pneumatik ini akan berhenti, tetapi tidak akan mengalami kerusakan.

b.  Silinder gaya tidak peka terhadap pembebanan lebih, dan dengan menggunakan katup-katup khusus maka kecepatan torak dapat disetel tanpa bertingkat.

12.               Jaminan bekerja besar.

a.  Peralatan serta komponennya sangat tahan aus dan tahan terhadap naik turunnya suhu.

b.  Kebocoran-kebocoran yang mungkin ada tidak mempengaruhi ketentuan bekerjanya suatu instalasi.

13.               Biaya pemasangan murah.

a.  Tidak dibutuhkan saluran balik sebagai upaya penghematan energi (hanya saluran masuk).

b.  Suatu peralatan pnematikdengan kapasitas yang tepat, dapat melayani semua pemakai dalam satu industri.

14.               Pengawasan (kontrol).

Pengawasan tekanan-tekanan kerja dan gaya-gaya atas komponen pneumatik berfungsi dengan mudah dapat dilaksanakan dengan alat ukur tekanan (manometer).

15.               Fluida kerja cepat.

a.    Kecepatan-kecepatan udara yang sangat besar menjamin bekerjanya elemen-elemen pneumatik.

b.  Udara mampat dapat mencapai kecepatan alir sampai 1000 m/menit (dibandingkan dengan energi hidraulik sampai 180 m/menit).

16.               Dapat diatur tanpa bertingkat.

a.      Dengan katup pengatur arus (katup penghambat) kecepatan dan gaya dapat diatur tanpa bertingkat.

b.      Tekanan udara dengan sederhana dan kalau dibutuhkan dalam keadaan sedang bekerja dapat disesuaikan dengan keadaan.

17.               Ringan sekali.

Berat peralatan pneumatik jauh lebih kecil daripada mesin-mesin yang digerakkan elektrik, perkakas konstruksi, perkakas tangan atau perkakas tumbuk.

18.               Kemungkinan penggunaan lagi (ulang).

Perkakas pneumatik dapat digunakan lagi, misalnya kalau komponen-komponen ini tidak dibutuhkan lagi dalam mesin yang tua.

19.               Konstruksi kokoh.

Pada umumnya komponen pneumatikini dikonstruksikan secara kompak dan kokoh, dan oleh karena itu hampir tidak peka terhadap gangguan dan tahan terhadap perlakuan kasar.

20.               Fluida kerja murah.

Penggangkut energi (udara) adalah gratis dan dapat diperoleh senantiasa dan dimana saja. Yang harus dipilih adalah suatu kompresor yang tepat untuk keperluan tertentu.

6.2.2. Kerugian pneumatik.

1.   Ketermampatan (udara): udara dapat dimampatkan, oleh karena itu tidak mungkin untuk mewujudkan kecepatan-kecepatan torak pengisian yang perlahan-lahan dan tetap tergantung dari bebannya.

2.   Gangguan suara (bising): Udara yang ditiup keluar menyebabkan kebisingan (desisan) mengalir keluar.

3.   Kegerbakan (volatile): Udara mampat sangat gerbak (volatile), terutama dalam jaringan-jaringan udara mampat yang besar dan luas dapat terjadi kebocoran-kebocoran yang banyak ( sehingga udara mampat mengalir keluar).

4.   Kelembaban udara: kelembaban udara dalam udara mampat pada waktu suhu menurun dan tekanan meningkat dipisahkan sebagai tetesan air (pengembunan).

5.   Bahaya pembekuan: Pada waktu pemuaian (expansion) tiba-tiba dan penurunan suhu yang drastis dapat terjadi pembentukan es.

6.   Kehilangan energi dalam bentuk kalor: energi kompresi adiabatik dibuang dalam bentuk kalor dalam pendingin antara dan akhir. Kalor ini hilang sama sekali dan kerugian ini hampir tidak dapat dikurangi.

7.   Pelumasan udara mampat: sistem pelumasan untuk bagian-bagian yang bergerak, maka bahan pelumas ini dimasukkan bersamaan dengan udara yang mengalir, untuk itu bahan pelumas harus dikabutkan dalam udara mampat

8.   Gaya tekan terbatas: dengan udara mampat dapat dibangkitkan gaya yang terbatas saja, untuk gaya-gaya yang besar dibutuhkan diameter torak yang besar.

9.   Ketakteraturan: suatu gerakan teratur hampir tidak dapat diwujudkan pada pembebanan berganti-ganti dan kecepatan-kecepatan kecil (kurang dari 0,25 cm/s) dapat timbul ”stick slip effect”.

10.Tidak ada sinkronisasi: Menjalankan secara bersamaan (mensinkronkan) dua atau lebih dari silinder sangat sulit dilaksanakan.

11.Biaya energi tinggi: biaya produksi udara udara mampat adalah tinggi oleh karena itu untuk produksi dan distribusi dibutuhkan peralatan-peralatan khusus.

Perbandingan biaya (tergantung dari cara penggerak):

a.    Elektrisitas : Pneumatik = 1 : 10 (sampai 12).

b.   Elektrisitas : Hidraulik = 1 : 8 (sampai 10).

Elektrisitas : Tangan = 1 : 400 (sampai 500).