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