Aspek yang diperlukan untuk mendapatkan udara berkualitas
Tekanan pada kompresor
:
:
:
Keandalan sistem pneumatik dapat terjamin jika tersedia udara bertekanan berkualitas yang memadai. Udara bertekanan berkualitas adalah:
•Udara bersih
•Udara kering
•Tekanan yang tepat.
Kerusakan dalam sistem pneumatik bisa dikurangi jika udara bertekanan dipersiapkan dengan benar. Untuk hal tersebut aspek di bawah ini harus diperhatikan guna untuk mendapatkan udara yang berkualitas.
•Kuantitas udara yang diinginkan harus memenuhi kebutuhan sistem
•Jenis kompresor yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan sistem
•Tangki penyimpan udara yang memadai
•Persyaratan udara yang bersih
•Tingkat kelembaban udara yang dapat mengurangi korosi dan lembab
•Persyaratan pelumasan jika diperlukan
•Temperatur udara dan pengaruh lain yang rendah pada sistem
•Persyaratan tekanan kerja
•Ukuran katup dan saluran harus memenuhi kebutuhan sistem
•Pemilihan bahan dan kebutuhan sistem harus sesuai dengan lingkungan
•Tersedianya titik-titik drainase dan saluran buangan pada sistem distribusi.
•Tata letak sistem pendistribusian udara yang sesuai.
Disain dari komponen pneumatik direncanakan untuk maksimum operasi pada tekanan 8 s.d. 10 bar (800 s.d. 1000 kPa), tetapi dalam praktik dianjurkan beroperasi pada tekanan 5 s.d. 6 bar (500 s.d. 600 kPa) untuk penggunaan yang ekonomis. Memperhatikan adanya kerugian tekanan pada sistem distribusi, maka kompresor harus menyalurkan udara bertekanan 6,5 s.d. 7 bar, sehingga pada sistem kontrol, tekanan tetap tercapai sebesar 5 s.d. 6 bar.
2. Sistem Pengadaan Udara Bertekanan
Elemen-elemen dalam penyiapan udara bertekanan
Gejala yang tampak pada persiapan udara yang kurang baik
:
:
Udara bertekanan diperoleh dari kompresor, kemudian dialirkan melalui beberapa elemen sampai mencapai pemakai. Tidak menggunakan persiapan udara yang berkualitas baik dan pemilihan komponen yang salah akan mengurangi kualitas. Elemen-elemen berikut harus dipergunakan dalam penyiapan udara bertekanan:
•Kompresor udara
•Tangki udara
•Penyaring udara dengan pemisah air
•Pengering udara
•Unit Pemeliharaan Udara (Air Service Unit) yang terdiri dari pengatur tekanan, penyaring udara (filter) dan pelumas
•Tempat pembuangan untuk kondensasi
Jenis dan penempatan kompresor turut mempengaruhi kadar partikel-partikel debu, minyak, dan air masuk ke dalam sistem. Persiapan udara yang kurang baik akan mengakibatkan sering menimbulkan gangguan dan menurunkan daya tahan sistem pneumatik. Berikut adalah gejala-gejala yang tampak:
•Keausan yang cepat pada seal dan elemen yang bergerak dalam katup dan silinder.
•Katup beroli
•Peredam suara kotor.
Persiapan dilakukan oleh penyaring isap pada pengambilan udara masuk kompresor, disambung seri dengan pengering, penyaring dan pemisah minyak dan air kondensasi. Mereka harus dipilih sesuai dengan tugasnya.
Sistem pengadaan udara bertekanan
3. Kompresor
Fungsi
Kriteria pemilihan kompresor
:
:
Kompresor dibutuhkan untuk memampatkan udara agar mendapatkan tekanan kerja yang diinginkan
Pemilihan kompresor tergantung tekanan kerja dan jumlah udara yang dibutuhkan.
Kriteria yang lain :
•desain
•tipe penggerak
•kapasitas penyimpanan
•pendinginan
•kondisi dan lingkungan instalasi
•perawatan
•biaya
Macam-macam kompresor
:
Kompresor piston tunggal
Kompresor sekerup
Kompresor aliran radial
Kompresor sudu putar
Kompresor aliran aksial
Kompresor piston
:
Piston menarik udara melalui katup isap pada langkah turun, memampatkannya pada langkah naik dan mendorong keluar melalui katup tekanan.
Daerah tekanan :
·Satu tahap sampai600 kPa ( 6 bar)
·Dua tahap sampai 1500 kPa (15 bar)
Kompresor sekerup
:
Udara dihisap melalui lubang hisap dan dipindahkan aksial melalui dua propeller dengan kecepatan tinggi untuk mendapatkan tekanan.
Daerah tekanan : sampai 1000 kPa (10 bar)
Kompresor aliran radial
:
Melalui baling-baling putaran cepat, udara dipercepat secara radial. Energi kinetik dari udara diubah menjadi energi tekanan.
Daerah tekanan :
•Dengan langkah banyak sampai 1000 kPa (10 bar)
Kompresor sudu deser
:
Kompresor ini mempunyai rotor yang dipasang secara eksentrik di dalam rumah yang berbentuk silinder. Pada rotor terdapat beberapa parit dalam arah aksial dimana sudu-sudu dipasang. Selama berputar ukuran sudu-sudu, sehingga udara dimampatkan.
Daerah tekanan :
·Satu tahap sampai400 kPa ( 4 bar)
·Dua tahap sampai 800 kPa ( 8 bar)
Kompresor aksial
:
Melalui baling-baling putaran cepat, udara dipercepat secara radial. Energi kinetik dari udara diubah menjadi energi tekanan.
Daerah tekanan :
•Dengan langkah banyak sampai 600 kPa ( 6 bar)
4. Tangki Udara
Fungsi Tangki
:
a)Untuk mendapatkan tekanan konstan pada sistem pneumatik, dengan tidak mengindahkan beban yang berfluktuasi
b)Penyimpan / tandon udara sebagai “emergency suplay” bila sewaktu-waktu ada kegagalan kompresor, beban pemakaian yang tiba-tiba besar.
c)ruangan yang luas dari tangki akan mendinginkan udara. Oleh karena itu, penting pada tangki bagian bawah dipasang kran untuk membuang air kondensasi
Pemasangan Tangki
:
Tangki udara dapat dipasang secara vertikal atau horisontal. Udara keluaran diambilkan dari bagian atas tangki, sedangkan udara masuk lewat bagian bawah tangki.
Pemasangan tangki
Pemilihan ukuran tangki
:
Pemilihan ukuran tangki udara bertekanan tergantung dari:
Volume udara yang ditarik ke dalam kompresor
Pemakaian udara konsumen
Ukuran saluran
Jenis dari pengaturan siklus kerja kompresor
Penurunan tekanan yang diperkenankan dari jaringan saluran.
Hal lain yang harus diperhatikan dalam pemilihan tangki udara adalah adanya :
a)Penunjuk tekanan ( manometer )
b)Penunjuk temperatur ( termometer )
c)Katup relief
d)Pembuangan air
e)Pintu masuk ( untuk tangki yang besar )
Tangki dan komponen-komponennya
5. Pengering Udara
Kondisi Udara Bertekanan
:
Udara yang dihisap kompresor selalu mengandung uap air. Kadar air ini harus ditekan serendah mungkin. Suhu dan tekanan udara menentukan kadar kelembaban udara. Makin tinggi suhu udara, makin banyak kadar uap air yang dapat diserap. Apabila titik jenuh dari kelembaban udara mencapai 100%, meneteslah air.
Gambar grafik menunjukkan hubungan antara kandungan air dalam udara dengan temperatur pada kelembaban 100 %.
Contoh :
·Pada temperatur 20°C, udara mengandung air sebesar 17 gram/m3.
·Pada temperatur 40°C, udara mengandung air sebesar 51 gram/m3.
:
Contoh Perhitungan
:
Sebuah kompresor berdaya hisap 10 m3/h memampatkan udara bebas (20°C, kelembaban relatif 50%) pada tekanan absolut 7 bar (1,43 m3/h). Sebelum pemampatan, kadar air sebesar 8,5 g/m3. Hasilnya adalah massa air 85 g/h. Setelah pemampatan, suhu naik menjadi 40°C. Udara yang dijenuhkan pada lubang-keluar kompresor, mempunyai kadar air sebesar 51 g/m
.
Pada massa udara yang dimampatkan 1,43 m3/h, massa airnya adalah:
·1,43 m3/h . 51 g/ m3 = 72,93 g/h
Dengan demikian massa air yang dikeluarkan dari kompresor adalah:
·85 g/h - 72,93 g/h = 12,07 g/h
Akibat air konden-sasi dalam sistem pneumatik
:
Air kondensasi ini, jika tidak dikeluarkan dapat mengakibatkan :
·Korosi dalam pipa, katup, silinder, dan elemen-elemen lainnya. Ini akan menambah biaya pemakaian dan perawatan.
·Mencuci pelumas asli pada elemen yang bergerak.
·Mengganggu fungsi kontak dari katup
·Mencemarkan dan merusak hal tertentu misalnya pada industri makanan, dan pengecatan.
Macam-macam pengering udara
:
Ada 3 cara untuk mengurangi kandungan air di dalam udara :
·Pengering temperatur rendah (dengan sistem pendingin )
·Pengering adsorbsi
·Pengering absorbsi
Penambahan biaya untuk pengadaan peralatan pengering udara dikompensasi dengan turunnya biaya pemeliharaan dan menambah keandalan sistem.
Proses pengeringan :
·Udara bertekanan mengalir melalui penukar panas ke unit pendingin dengan tujuan untuk menurunkan temperatur udara sampai ke titik embun. Air dalam udara akan mengembun dan jatuh ke luar ke dalam bak air.
·Sebelum dialirkan ke sistem , udara dipanaskan agar kembali ke kondisi semula.
Keuntungan :
·Biaya operasi dan perawatan rendah
Pengertian :
·air yang disimpan dalam permukaan benda padat
Proses :
·Udara bertekanan dilewatkan melalui gel dan airnya disimpan pada permukaannya
·Dipergunakan dua tangki, yang satu dipakai sebagai pengeringan dan tangki lainnya dalam proses pencucian dengan udara panas.
Pengering absorbsi
Prinsip kerja :
·merupakan proses kimia murni
·udara bertekanan yang lembab bercampur dengan bahan pengering dan selanjutnya menyebabkan bahan pengering menjadi rusak
Keuntungan :
·Peralatan instalasinya sederhana
·Pemakaian mekanik rendah (tidak ada bagian yang bergerak)
·Tanpa energi dari luar
Kerugian :
·Biaya operasi tinggi
·Efisiensinya rendah
6. Sistem Pemipaan
Untuk menjamin distribusi udara yang handal dan lancar, beberapa hal harus diperhatikan. Ukuran pipa yang benar sama pentingnya seperti halnya bahan yang digunakan, tahanan sirkulasi, susunan pipa dan pemeliharaan.
:
Penentuan diameter dalam pipa tergantung dari :
·kecepatan aliran
·panjang pipa
·kerugian tekanan yang diijinkan ( ideal 0,1 bar )
·tekanan kerja
·jumlah pencabangan, tahanan pipa.
Bahan pipa
:
Kriteria bahan pipa yang baik adalah sebagai berikut :
·kerugian tekanan rendah
·bebas kebocoran
·tahan karat
·mempunyai kemampuan pemuaian.
Instalasi Pipa Udara Bertekanan
:
·saluran pemipaan dengan kemiringan 1-2% agar air kondensasi dapat dibuang,
·pada titik terendah dipasang pembu-angan air,
·dibuat dalam bentuk melingkar (Ring Main)
7. Unit Pelayanan Udara (Air Service Unit)
:
·Untuk menyaring partikel-partikel debu
·Untuk menyaring kotoran-kotoran
Ukuran filter
:
·Ukuran pori filter menunjukkan ukuran partikel minimum yang dapat disaring dari udara mampat,
·Misal filter 5 micron akan menyaring partikel yang mempunyai diameter lebih besar dari 0,005 mm.
Penggantian filter
:
Penggantian filter dilakukan jika perbedaan tekanan antara output dan input sebesar 0,4 – 0,6 bar.
Perawatan
:
·mengganti atau mencuci elemen filter
·membuang air kondensasi
Harap diperhatikan
!
:
·Arah aliran
·Jumlah/besar aliran
·Batas maksimum air kondensasi
·Pembersihan elemen filter yang kontinyu
Fungsi
:
·untuk menjaga tekanan konstan dari udara mampat pada elemen kontrol
Fungsi
:
·untuk menyalurkan minyak berupa kabut dalam jumlah yang dapat diatur, lalu dialirkan ke komponen pneumatik yang membutuhkannya.
