LAPORAN RESMI PRAKTIKUM

SISTEM PNEUMATIK DAN HIDROLIK

(P-1 SISTEM PNEUMATIK)

WORKSHOP INSTRUMENTASI

Disusun Oleh :

Azania Arnada Auludyah

2414031012

Asisten :

xxx

2413031xxx

PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI

JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

2015

ABSTRAK

ABSTRACT

KATA PENGANTAR

Puji Syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan rahmat,

hidayah dan karunia-Nya sehingga saya dapat menyelesaikan Laporan Praktikum Sistem

Pneumatik dan Hidrolik

Saya juga menyampaikan terima kasih kepada pihak – pihak yang telah

membantu saya dalam menyelesaikan penyusunan laporan ini. Saya sadar dalam

penyusunan laporan ini banyak terdapat kekurangan. Oleh karena itu saya dengan

kerendahan hati meminta maaf kepada pembaca untuk memberikan kritik dan saran untuk

perbaikan penyusunan laporan kedepannya.

Semoga laporan ini dapat menambah pengetahuan bagi pembaca semuanya.

Surabaya, 13 April 2015

Penyusun

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

ABSTRAK

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR

DAFTAR GRAFIK

DAFTAR TABEL

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

1.2 Rumusan Masalah

1.3 Tujuan Percobaan

1.4 Sistematika Laporan

BAB II DASAR TEORI

BAB III METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Peralatan Percobaan

3.2 Prosedur Percobaan

BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisa Data

4.2 Pembahasan

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan

5.2 Saran

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

DAFTAR GRAFIK

DAFTAR TABEL

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dewasa ini perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang ada telah

mendorong manusia untuk melangkan lagi kedepan dengan penuh rasa optimis. Hal

tersebut harus ditunjang pula dengan sumber daya manusia dengan pengetahuan,

kemampuan dan kreatifitas yang tinggi jika tidak individu tersebut akan makin

tenggelam dan tergerus oleh arus globalisasi yang seiring dengan tingginya aktivitas

teknik saat ini, menyebabkan kebutuhan akan instrument – instrument baru juga

meningkat. Instrumen tersebut digunakan agar aktivitas yang ada dapat memiliki

efektifitas dan efesiensi yang tinggi dalam proses pengerjaanya. Saat ini upaya –

upaya efektifitas dan efisiensi yang tinggi dalam proses pengerjaannya. Saat ini

upaya – upaya mulai dari inovasi dibidang teknis mekanik ataupun elektrik telah

dilakukan dan dikembangkan untuk mencapai hal tersebut. Namun upaya – upaya

yang telah dilakukan tersebut masih belum dapat mencapai titik maksimum, dalam

aplikasinya atas dasar pemikiran tersebut, sistem pneumatik dan hidraulik kini mulai

dikembangkan. Perkembangan ini membuat sistem pneumatik dan hidraulik dapat

diaplikasikan kedalam berbagai bentuk. Kini bukan hanya industri berkapasitas

besar,namun industri kecil pun dapat mengaplikasikan sistem ini. Hal ini sangat

penting karena akan membantu menciptakan atmosfer kompetitif di bidang teknologi

industri. Elemen-elemen pneumatik maupun hidraulik telah mengalami

perkembangan yang pesat terutama dalam proses pemilihan bahan, manufacturing,

serta proses desain. Gerakan yang dapat dilakukan oleh sistem Pneumatik dan

Hidraulik ini antara lain adalah gerakan melingkar (cyling), gerakan lurus (linier),

dan gerakan berputar (rotary). Oleh karena itu pada praktikum pneumatik dan

hidraulik ini, kami tertarik untuk mengetahui mekanisme dan fungsi operasional

komponen – komponen pneumatik dan hidraulik serta bagaimana cara

mengaplikasikannya dalam kehidupan nyata.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas , maka yang menjadi rumusan masalah pada

laporan praktikum pneumatik ini adalah :

1. Bagaimana prinsip kerja dari sistem pneumatik?

2. Komponen apa saja yang digunakan dalam sistem pneumatik?

3. Jelaskan alat – alat yang menggunakan prinsip sistem pneumatik?

1.3 Tujuan Praktikum

Berdasarkan rumusan masalah diatas, maka tujuan dari praktikum sistem pneumatik

ini adalah :

1. Memahami dan mengetahui bagaimana prinsip kerja dari sistem pneumatik.

2. Memahami dan mengetahui komponen apa saja yang digunakan serta fungsi

dari sistem pneumatik.

3. Memahami dan mengetahui pengaplikasian sistem pneumatik dalam

pengendalian proses.

1.4 Manfaat Praktikum

Adapun manfaat dari praktikum ini adalah sebagai berikut :

1. Praktikan dapat memahami apa itu sistem pneumatik dan bagaimana prinsip

kerjanya.

2. Praktikan dapat mengetahui apa saja komponen penyusun sistem

pneumatikdan apa saja fungsinya.

3. Praktikan dapat menerapkan sistem pneumatik dalam skala kecil di kehidupan

sehari – hari.

1.5 Sistematika Laporan

Dalam membuat laporan ini saya mempunyai 5 Bab untuk mempermudah saya

dalam mengerjakan laporan ini, yang terdiri dari beberapa sub bab , diantaranya:

BAB I PENDAHULUAN

1.5 Latar Belakang

1.6 Rumusan Masalah

1.7 Tujuan Percobaan

1.8 Sistematika Laporan

BAB II DASAR TEORI

BAB III METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Peralatan Percobaan

3.2 Prosedur Percobaan

BAB IV ANALISA DATA DAN PE MBAHASAN

4.1 Analisa Data

4.2 Pembahasan

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan

5.2 Saran

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Pengertian Sistem 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 pneumatic memiliki aplikasi yang luas karena udara

pneumatik bersih dan mudah didapat. Banyak industri yang menggunakan sistem

pneumatik dalam proses produksi seperti industry makanan, industri obat-obatan, industri

pengepakan barang maupun industri yang lain. Belajar pneumatik sangat bermanfaat

mengingat hampir semua industri sekarang memanfaatkan sistem pneumatik.

Karena menggunakan udara terkompresi, maka sistem pneumatik tidak dapat

dipisahkan dengan kompresor, sebuah alat yang berfungsi untuk menghasilkan udara

bertekanan tertentu. Dalam penggunaan system pneumatik semuanya menggunakan udara

sebagai fluida kerja dalam arti udara mampat sebagai pendukung, pengangkut, dan

pemberi tenaga. Adapun ciri-ciri dari para perangkat sistem pneumatik yang tidak

dipunyai oleh sistem alat yang lain, adalah sebagai berikut :

1. Sistem pengempaan, yaitu udara disedot atau diisap dari atmosphere kemudian

dimampatkan (dikompresi) sampai batas tekanan kerja tertentu (sesuai dengan yang

diinginkan). Dimana selama terjadinya kompresi ini suhu udara menjadi naik.

2. Pendinginan dan penyimpanan, yaitu udara hasil kempaan yang naik suhunya harus

didinginkan dan disimpan dalam keadaan bertekanan sampai ke obyek yang diperlukan.

3. Ekspansi (pengembangan), yaitu udara diperbolehkan untuk berekspansi dan

melakukan kerja ketika diperlukan.

4. Pembuangan, yaitu udara hasil ekspansi kemudian dibebaskan lagi ke atmosphere

(dibuang).

2.2 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

2.3 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 dibidang 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 kompressor, akan disimpan dalam suatu

tabung penampung. Sebelum digunakan udara dari kompressor 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.

2.4 Silinder Pneumatik

Aktuator adalah bagian keluaran untuk mengubah energi suplai menjadi energi

kerja yang dimanfaatkan. Sinyal keluaran dikontrol oleh sistem control dan aktuator

bertanggung jawab pada sinyal kontrol melalui elemen control terakhir. Aktuator

pneumatik dapat digolongkan menjadi 2 kelompok : gerak lurus dan putar. :

1. Gerakan lurus (gerakan linear) :

* Silinder kerja tunggal.

* Silinder kerja ganda.

2. Gerakan putar :

* Motor udara

* Aktuator yang berputar (ayun)

Aktuator Linear

Gambar 2.1 Simbol – symbol actuator linear

Aktuator Putar

Gambar 2.2 Simbol – Simbol Aktuator Putar

2.4.1 Silinder Kerja Tunggal

2.4.1.1 Konstruksi

Silinder kerja tunggal mempunyai seal piston tunggal yang

dipasang pada sisi suplai udara bertekanan. Pembuangan udara pada sisi batang

piston silinder dikeluarkan ke atmosfir melalui saluran pembuangan. Jika lubang

pembuangan tidak diproteksi dengan sebuah penyaring akan memungkinkan

masuknya partikel halus dari debu ke dalam silinder yang bisa merusak seal.

Apabila lubang pembuangan ini tertutup akan membatasi atau menghentikan

udara yang akan dibuang pada saat silinder gerakan keluar dan gerakan akan

menjadi tersentak-sentak atau terhenti. Seal terbuat dari bahan yang fleksibel yang

ditanamkan di dalam piston dari logam atau plastik. Selama bergerak permukaan

seal bergeser dengan permukaan silinder. Gambar konstruksi silinder kerja

tunggal sebagai berikut :

Gambar 2.3 Konstruksi Silinder Tunggal

2.4.1.2 Prinsip Kerja

Dengan memberikan udara bertekanan pada satu sisi permukaan piston,

sisi yang lain terbuka ke atmosfir. Silinder hanya bisa memberikan gaya kerja ke

satu arah . Gerakan piston kembali masuk diberikan oleh gaya pegas yang ada

didalam silinder direncanakan hanya untuk mengembalikan silinder pada posisi

awal dengan alasan agar kecepatan kembali tinggi pada kondisi tanpa beban. Pada

silinder kerja tunggal dengan pegas, langkah silinder dibatasi oleh panjangnya

pegas . Oleh karena itu silinder kerja tunggal dibuat maksimum langkahnya

sampai sekitar 80 mm.

2.4.1.3 Kegunaan

Menurut konstruksinya silinder kerja tunggal dapat melaksanakan berbagai

fungsi gerakan , seperti :

menjepit benda kerja

pemotongan

pengeluaran

pengepresan

pemberian dan pengangkatan.

2.4.1.4 Macam – Macam Silinder Tunggal

Ada bermacam-macam perencanaan silinder kerja tunggal termasuk :

Silinder membran (diafragma)

Silinder membran dengan rol

2.4.1 Silinder Kerja Ganda

2.4.2.1 Konstruksi

Konstruksi silinder kerja ganda adalah sama dengan silinder kerja tunggal,

tetapi tidak mempunyai pegas pengembali. Silinder kerja ganda mempunyai dua

saluran (saluran masukan dan saluran pembuangan). Silinder terdiri dari tabung

silinder dan penutupnya, piston dengan seal, batang piston, bantalan, ring pengikis

dan bagian penyambungan. Konstruksinya dapat dilihat pada gambar berikut ini :

Gambar 2.4 Konstruksi Silinder Gnda

Biasanya tabung silinder terbuat dari tabung baja tanpa sambungan. Untuk

memperpanjang usia komponen seal permukaan dalam tabung silinder dikerjakan

dengan mesin yang presisi. Untuk aplikasi khusus tabung silinder bisa dibuat dari

aluminium, kuningan dan baja pada permukaan yang bergeser dilapisi chrom

keras. Rancangan khusus dipasang pada suatu area dimana tidak boleh terkena

korosi.

Penutup akhir tabung adalah bagian paling penting yang terbuat dari

bahan cetak seperti aluminium besi tuang. Kedua penutup bisa diikatkan pada

tabung silinder dengan batang pengikat yang mempunyai baut dan mur.

Batang piston terbuat dari baja yang bertemperatur tinggi. Untuk

menghindari korosi dan menjaga kelangsungan kerjanya, batang piston harus

dilapisi chrom.

Ring seal dipasang pada ujung tabung untuk mencegah kebocoran udara.

Bantalan penyangga gerakan batang piston terbuat dari PVC, atau perunggu. Di

depan bantalan ada sebuah ring pengikis yang berfungsi mencegah debu dan

butiran kecil yang akan masuk ke permukaan dalam silinder. Bahan seal pasak

dengan alur ganda :

· Perbunan untuk - 20° C s/d + 80° C

· Viton untuk - 20° C s/d + 190° C

· Teflon untuk - 80° C s/d + 200° C

Ring O normal digunakan untuk seal diam.

2.4.2.2 Prinsip Kerja

Dengan memberikan udara bertekanan pada satu sisi permukaan piston

(arah maju) , sedangkan sisi yang lain (arah mundur) terbuka ke atmosfir, maka

gaya diberikan pada sisi permukaan piston tersebut sehingga batang piston akan

terdorong keluar sampai mencapai posisi maksimum dan berhenti. Gerakan

silinder kembali masuk, diberikan oleh gaya pada sisi permukaan batang piston

(arah mundur) dan sisi permukaan piston (arah maju) udaranya terbuka ke

atmosfir. Keuntungan silinder kerja ganda dapat dibebani pada kedua arah

gerakan batang pistonnya. Ini memungkinkan pemasangannya lebih fleksibel.

Gaya yang diberikan pada batang piston gerakan keluar lebih besar daripada

gerakan masuk. Karena efektif permukaan piston dikurangi pada sisi batang piston

oleh luas permukaan batang piston Silinder aktif adalah dibawah kontrol suplai

udara pada kedua arah gerakannya. Pada prinsipnya panjang langkah silinder

dibatasi, walaupun faktor lengkungan dan bengkokan yang diterima batang piston

harus diperbolehkan. Seperti silinder kerja tunggal, pada silinder kerja ganda

piston dipasang dengan seal jenis cincin O atau membrane

2.5 Karakteristik Silinder

Karakteristik penampilan silinder dapat ditentukan secara teori atau dengan data-

data dari pabriknya. Kedua metode ini dapat dilaksanakan, tetapi biasanya untuk

pelaksanaan dan penggunaan tertentu, data-data dari pabriknya adalah lebih

menyakinkan.

2.5.1 Gaya Piston

Gaya piston yang dihasilkan oleh silinder bergantung pada tekanan udara,

diameter silinder dan tahanan gesekan dari komponen perapat. Gaya piston secara

teoritis dihitung menurut rumus berikut :

F = A.P

Untuk silinder kerja tunggal :

F = [D2.π4 p] – f

Untuk silinder kerja ganda :

Langkah maju F = D2. π4 P

Langkah mundur F = [D2- d2 ] . π4 p

Keterangan :

F = Gaya piston ( N )

f = Gaya pegas ( N )

D = Diameter piston ( m )

d = Diameter batang piston ( m )

A = Luas penampang piston yang dipakai (m2 )

p = Tekanan kerja ( Pa )

Pada silinder kerja tunggal, gaya piston silinder kembali lebih kecil dari pada

gaya piston silinder maju karena pada saat kembali digerakkan olehpegas .

Sedangkan pada silinder kerja ganda, gaya piston silinder kembali lebih kecil

daripada silinder maju karena adanya diameter batang piston akan mengurangi luas

penampang piston. Sekitar 3 - 10 % adalah tahanan gesekan.

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Peralatan Percobaan

Peralatan yang digunakan dalam praktikum sistem pneumatik ini antara lain :

1. Silinder Double Acting

2. Air Service

3. Compressor

4. Selang Pneumatik

5. DCV 5/2

6. Tubing

7. Plastisin mainan

8. Penggaris

3.2 Prosedur Percobaan :

Prosedur percobaan dalam praktikum sistem hidrolik ini yakni :

1.Kompressor dinyalakan untuk mengisi udara sampai tekanan 2 Bar.

2.Luas penampang lempengan silinder diukur.

3. Plastisin diletakkan tepat di bawah penampang silinder double acting.

4. besar pressure pada air service diatur dari 15 psi dan 30 psi.

5. Ketinggian awal plastisin diukur dari H0 = 4 cm.

6 Push button DCV ditekan hingga silinder menekan plastisin.

7.Ketinggian plastisin diukur setelah mendapat gaya tekan dari silinder ( H1 ).

8. Hasil percobaan yang telah dilakukan dicatat dan dibuat dalam bentuk table.

9. Hitung gaya dorong silinder yang bekerja.

NO P

( Tekanan ( Psi )

A

( Luas )

F

( Gaya )

1

2

3

4

10. Buat grafik hubungan P – F, P – H1, F – H1

BAB IV

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

5.2 Saran