Macam – Macam Pneumatik dan Pemanfaatannya dalam Berbagai Industri

Pneumatik berasal dari bahasa Yunani dengan kata dasar “pneu” yang berarti udara tekan, dan “matik” yang berarti hal-hal atau ilmu yang berhubungan dengan sesuatu. Jadi secara bahasa, pneumatik bisa diartikan sebagai ilmu yang berkaitan dengan udara yang bertekanan. Dalam dunia industri, pneumatik merupakan sebuah sistem atau alat. Pneumatik merupakan suatu sistem penggerak yang memanfaatkan tekanan udara sebagai tenaga penggeraknya. Secara sederhana, pneumatik merupakan tekanan udara yang dinaikkan menggunakan kompresor. Tekanan udara tersebut akan menggerakkan silinder kerja yang nantinya akan mengubah tekanan udara menjadi tenaga mekanik berupa gerakan maju dan mundur pada sebuah silinder.

Komponen - Komponen Sistem Pneumatik

1. Kompresor

Sistem pneumatik menggunakan udara yang telah dikompresi sebagai media kerja utamanya. Komponen kompresor inilah yang digunakan untuk memapatkan udara. Di samping itu, kompresor juga bertugas untuk menjaga tekanan udara tetap pada tekanan kerja yang dibutuhkan.

 

2. Gauge dan Regulator

Agar sistem pneumatik tetap bekerja sesuai fungsinya, media kerja harus terus dipantau menggunakan gauge dan regulator. Gauge bertugas menunjukkan level tekanan udara. Sedangkan regulator bertugas mengontrol jumlah media kerja atau udara terkompresi yang masuk ke dalam sistem pneumatik.

 

 

3. Katup Pengontrol

Katup pengontrol (check valve) berfungsi sebagai pembatas yang mencegah aliran balik dari udara terkompresi. Komponen ini akan melepaskan udara kembali masuk ke kompresor saat diproses dalam buffer tank.

 

4. Katup Pengatur Arah

Katup pengatur arah (directional valve) bertugas sebagai pengatur arah udara yang keluar masuk dari aktuator agar kerja aktuator bisa lebih stabil. Ada dua macam katup pengatur arah, yakni mekanis dan elektrik.

 

5. Buffer Tank

Buffer tank adalah komponen yang berfungsi sebagai penyimpanan cadangan udara terkompresi. Fungsi lainnya adalah membantu menyeimbangkan kerja kompresor dalam memberikan tekanan pada udara.

 

6. Aktuator

Aktuator merupakan bagian paling penting dalam sistem pneumatik karena tanpa aktuator, sebuah sistem pneumatik tidak akan mampu menghasilkan gerak. Dalam pemanfaatannya, ada beberapa aktuator di antaranya pneumatik silinder dan pneumatik motor.

 

Konteks Penggunaan Katup Pneumatik

Pada umumnya, istilah “katup pneumatik” memiliki dua konteks penggunaan yang berbeda yang memerlukan penjelasan.

1. Konteks Pertama

Katup pneumatik adalah perangkat yang digunakan untuk mengontrol atau memodulasi aliran udara dalam sistem pneumatik. Katup pneumatik melakukannya dengan mengendalikan udara atau gas pada sumbernya, mengatur jalannya sesuai kebutuhan ke dalam pipa,  atau perangkat dalam sistem pneumatik otomatis.

Komponen aktuasi yang menyebabkan katup pneumatik membuka atau menutup dapat dilakukan dengan beberapa cara, termasuk secara manual, secara elektrik melalui solenoida atau aktuator bermotor atau pneumatik. Konsep utama yang perlu diperhatikan dalam kasus ini adalah bahwa udara atau gas yang bertekanan dikendalikan dan mengalir melalui port katup dalam sistem pneumatik.

2. Konteks Kedua

Udara digunakan sebagai mekanisme kontrol pada katup, tetapi media yang mengalir melalui port katup adalah sesuatu selain udara, bisa air, minyak atau cairan lain. Dalam konteks ini, katup pneumatik berfungsi sebagai penyedia kontrol aliran dalam sebuah katup, tetapi fluida yang dikendalikan bukanlah udara.

Udara berfungsi sebagai media kontrol, dilewatkan melalui aktuator pneumatik untuk membuka, menutup, atau memodulasi aliran sesuai kebutuhan. Dalam konteks pertama, udara dikendalikan tetapi mungkin tidak mendorong mekanisme kontrol katup. Dalam konteks kedua, mengendalikan sesuatu selain udara tetapi mekanisme kontrolnya adalah udara.

Jenis Katup Pneumatik

Katup pneumatik disebut juga katup kontrol arah. Katup pneumatik dapat diklasifikasikan menggunakan beberapa pendekatan berbeda yang meliputi :

• Memiliki jumlah port masuk dan keluar.

• Memiliki jumlah jalur aliran atau posisi switching yang tersedia.

• Memiliki mekanisme yang digunakan untuk membuka atau menutup port.

Katup kontrol arah fungsional yaitu katup yang berfungsi untuk mengontrol arah aliran udara atau menghambat aliran bersama-sama kelas besar katup pneumatik yang menampung berbagai varian. Perangkat ini dapat digunakan dengan berbagai cara dalam sistem hidrolik, seperti untuk menghubungkan atau memutuskan pasokan udara terkompresi utama dari sistem, untuk memajukan atau menarik kembali silinder udara yang bergerak sebagai bagian dari mesin atau proses yang sistem pneumatiknya telah dibuat.

Jenis utama dari katup pneumatik sebagai berikut :

• Katup pneumatik kontrol dua arah

• Katup pneumatik kontrol tiga arah

• Katup pneumatik kontrol empat arah

• Pegas mengimbangi katup pneumatik

• Katup pneumatik kontrol dua arah

Directional valve dua arah melewatkan udara dari dua arah, melalui dua port yang bisa terbuka atau tertutup. Jika port valve tertutup, maka tidak ada udara yang dapat mengalir melalui valve. Jika port terbuka, maka udara dapat bergerak dari port pertama melalui katup dan melalui port kedua atau ke arah yang berlawanan.

1. Katup Pneumatik Kontrol Tiga Arah

Katup udara tiga arah memiliki tiga port, masing-masing mempunyai tujuan yang berbeda.

• Port pertama digunakan untuk menghubungkan katup ke aktuator atau perangkat lain.

• Port kedua terhubung ke aliran udara.

• Port ketiga digunakan sebagai pintu keluar knalpot.

Ketika port pertama dan kedua terbuka dan yang ketiga tertutup, maka udara bergerak melalui katup ke perangkat. Ketika port pertama dan ketiga terbuka dan port kedua tertutup, maka aktuator dapat melampiaskan knalpot. Katup tiga arah ini sering dihubungkan ke aktuator dalam silinder atau digunakan berpasangan dan terhubung ke silinder kerja ganda.

2. Katup Pneumatik Kontrol Empat Arah

Directional valve empat arah memiliki empat port yang berbeda. Dua di antaranya terhubung ke aktuator, satu yang terhubung ke aliran udara bertekanan, dan satu yang berfungsi sebagai jalur pembuangan. Katup ini merupakan salah satu jenis katup yang paling umum ditemukan dalam sistem pneumatik karena empat jalur yang berbeda memungkinkan katup untuk secara efektif membalikkan gerakan motor atau silinder dasar.

Jika ada port tambahan, terkadang ditambahkan ke katup empat arah. Sehingga menjadikannya katup empat arah lima porting. Katup empat arah dengan port tambahan sering digunakan untuk memberikan tekanan ganda, artinya katup dapat menerapkan salah satu dari dua jenis tekanan dan bergantian antara keduanya tergantung pada apa yang dibutuhkan aplikasi. Selain itu, katup juga dapat menggunakan port lain sebagai port buang sekunder.

3. Pegas Mengimbangi Katup Pneumatik

Jenis klasifikasi katup pneumatik mengacu pada cara di mana arah aliran udara diaktifkan. Misalnya, dalam katup dua arah, katupnya terbuka sehingga aliran udara diaktifkan atau katupnya tertutup sehingga aliran udara dicegah. Setiap port dapat mengambil posisi terbuka atau tertutup dengan cara aktuator memindahkan spool katup ke posisinya. Ketika ingin melepaskan spool katup dan mengembalikan katup pneumatik ke posisi sebelumnya, maka pegas akan melepaskan spool. Directional valve dua arah yang berfungsi dengan cara ini disebut dengan spring offset valve.

Penunjukan dan Konfigurasi Katup Pneumatik

Ada berberapa kombinasi konfigurasi katup yang mencerminkan parameter yang diidentifikasi sebelumnya yaitu port, posisi switching, dan keadaan non-aktuasi. Ketika mendefinisikan konfigurasi ini, biasanya menggunakan sistem penomoran standar mencakup dua angka yang dipisahkan oleh garis miring (/). Angka pertama pada katup pneumatik adalah jumlah port dan angka kedua mencerminkan jumlah posisi switching.

Ada beberapa katup pneumatik yang sering digunakan, seperti katup pneumatik 2/2 arah adalah katup yang memiliki dua posisi switching dan dua port. Katup 3/ 2 arah adalah satu dengan dua posisi switching dan tiga port. Katup 4/2 arah mewakili katup yang memiliki dua posisi switching dan empat port. Katup 5/2 arah memiliki dua posisi switching dan 5 port.

Spesifikasi Katup Pneumatik

• Tekanan operasi atau rentang tekanan

Jumlah tekanan atau rentang tekanan (misalnya dalam psi, Bar, atau Pa) yang diperingkat untuk ditangani katup.

• Media pengoperasian 

Jenis media yang dapat dikontrol katup dengan aman dan akan menjadi udara terkompresi.

• Kapasitas aliran atau koefisien aliran

Ukuran kapasitas katup untuk memindahkan atau mengalirkan udara melaluinya dengan koefisien aliran yang mewakili konstanta proporsionalitas antara laju aliran dan tekanan diferensial.

• Laju siklus

Jumlah maksimum siklus katup dapat beroperasi per unit waktu.

• Waktu respon

Jumlah waktu yang dibutuhkan katup untuk beralih status atau posisi setelah digerakkan.

• Ukuran port

Parameter dimensi fisik menentukan ukuran port pada katup dan gaya ulir.

• Tegangan pengumpanan Koil

Untuk katup yang digerakkan secara listrik, ukuran voltase maksimum dapat dipertahankan oleh kumparan aktuasi dan dapat dinilai dalam volt DC dan AC.

Pemanfaatan Pneumatik di Industri

Pemanfaatan pneumatik di industri dalam hal penanganan material adalah sebagai berikut :

a. Pencekaman benda kerja.

b. Penggeseran benda kerja.

c. Pengaturan posisi dari sebuah benda kerja.

d. Pengaturan arah dari suatu benda kerja.

Penerapan pneumatik secara umum :

a. Pengemasan (packaging).

b. Pemakanan (feeding).

c. Pengukuran (metering).

d. Pengaturan buka dan tutup (door or chute control).

e. Pemindahan material (transfer of materials).

f. Pemutaran dan pembalikan benda kerja (turning and inverting of parts).

g. Pemilahan bahan (sorting of parts).

h. Penyusunan benda kerja (stacking of components).

i. Pencetakan benda kerja (stamping and embosing of components).