Sistem pneumatik telah memainkan peran penting di dunia mesin dan juga telah lama diandalkan dalam memecahkan solusi di dunia otomasi industri. Sistem pneumatik cukup erat hubungannya dengan sistem hidrolik, hanya saja sistem ini tidak memanfaatkan cairan hidrolik, namun menggunakan udara yang dimampatkan (bertekanan).
Istilah pneumatik berasal dari bahasa Yunani “pneuma” yang berarti udara. Sedangkan pneumatik sendiri berarti menggunakan udara yang dimampatkan untuk melakukan pekerjaan tertentu. Dalam pengaplikasiannya, sistem pneumatik banyak ditemukan di industri manufaktur, garasi rumahan, dan peralatan dokter gigi.
Udara yang dimampatkan pada sistem pneumatik biasanya disaring dan dikeringkan untuk menjaga silinder, aktuator, serta peralatan-peralatan lainnya. Dalam beberapa penerapannya, sistem pneumatik juga membutuhkan alat pelumas (oli).
Pada artikel kali ini, kita akan membahas lebih lanjut mengenai pengertian, fungsi, komponen, hingga kelebihan dan kekurangan dari sistem pneumatik. Karena itu, simaklah ulasan berikut.
Pengertian Sistem Pneumatik
Sistem pneumatik adalah terobosan teknologi yang bekerja dengan menggunakan udara bertekanan agar suatu alat bisa menciptakan gerakan seperti maju-mundur, naik-turun, berputar, dll. Sistem ini telah banyak dimanfaatkan secara masif dan intensif dalam kehidupan sehari-hari.
Salah satu alasan utama kenapa sistem pneumatik banyak dipakai ialah karena kepraktisannya. Bahkan kontrol/konfigurasi alatnya bisa didesain dan dirangkai dengan cepat menggunakan komponen-komponen pneumatik seperti katup dan silinder. Dengan memanfaatkan udara bertekanan, alat pneumatik bisa berumur panjang walau dengan sedikit perawatan.
Sebagai sumber tenaganya, sistem pneumatik menggunakan kompresor yang menghasilkan udara bertekanan. Besar dari daya pneumatik baik dari tekanan atau kapasitas ditentukan oleh jenis dan fungsi dari alat pneumatik yang dipakai.
Fungsi Sistem Pneumatik
Karena bekerja dengan bantuan tekanan udara, sistem pneumatik memiliki berbagai fungsi dan kegunaan yang cukup penting, terkhusus di dunia industri otomasi. Berikut adalah beberapa fungsinya:
- Mencekam dan memindahkan benda kerja
- Mengatur posisi benda kerja
- Mengatur arah benda kerja.
Komponen Sistem Pneumatik Beserta Fungsinya
Setelah membahas pengertian dan fungsinya, sekarang saatnya membahas komponen dari sistem pneumatik. Bagian-bagian dari sistem pneumatik cukup penting untuk dipelajari agar perawatannya lebih mudah. Berikut ini adalah komponen sistem pneumatik beserta fungsinya:
1. Air Compressor
Air compressor merupakan komponen yang paling penting karena di sinilah tempat udara bertekanan dihasilkan. Fungsi utama dari komponen ini adalah menyimpan udara pada tangki lalu mengonversinya menjadi udara bertekanan.
Namun, perlu diketahui bahwa kondisi udara dipengaruhi oleh suhu dan tekanan. Di dalam tangki sendiri rata-rata udaranya berkisar antara 6 sampai 9 bar. Jika tekanan berada dibawah 6 bar bisa menurunkan energi mekanis silinder. Sedangkan jika tekanan melebihi 9 bar bisa sangat berbahaya bagi compressor.
Setiap compressor sebenarnya memiliki jenis dan kapasitas yang berbeda bergantung pada jumlah udara yang dibutuhkan oleh sistem pneumatik. Namun, yang paling harus diperhatikan adalah kualitas udara bertekanan yang akan mengalir pada sistem ini.
2. Tangki/Reservoir Udara
Tangki udara berfungsi dalam menyimpan udara bertekanan yang dihasilkan oleh air compressor. Komponen ini juga dilengkapi dengan katup pengaman. Jika tekanan pada tangki melebihi batas, maka katup akan terbuka dan melepaskan kelebihan tekanannya ke atmosfir untuk menghindari malfungsi dan menjamin keselamatan operasional.
Atmosfer akan mengandung sedikit uap air sesudah kompresor digunakan. Untuk sementara, uap air tadi akan masuk kedalam tangki dan mengembun di bagian bawah tangki. Lalu air hasil embun tadi akan menjadi air jenuh dan bisa dibuang dengan katup pembuangan dibagian bawah tangki. Pembuangan air jenuh harus sering dilakukan jika lingkungannya memiliki kelembaban yang tinggi.
3. Filter dan Regulator
Filter berguna dalam menyaring udara bertekanan yang akan mengalir ke dalam actuator. Sedangkan regulator berfungsi untuk mengatur besarnya tekanan udara yang mengalir supaya tetap sesuai dengan desain.
4. Lubricator
Pada sistem pneumatik, lubricator berfungsi untuk memberi pelumasan ke dalam actuator sehingga gerakan dari actuator jadi lebih lancar. Selain itu, lubricator juga berfungsi untuk mencegah actuator mengalami aus. Biasanya lubricator memberi pelumasan hanya dengan oli yang tak terlalu pekat.
5. Solenoid Valve
Solenoid valve merupakan salah satu komponen yang cukup penting karena berfungsi dalam menghentikan dan mengubah arah aliran udara. Bagian ini mengatur arah aliran udara untuk menggerakkan actuator. Solenoid valve bekerja dengan menggunakan sistem penggerak seperti coil electric.
6. Check Valve
Check valve berfungsi untuk mencegah terjadinya aliran udara bertekanan yang bergerak balik menuju kompresor. Komponen ini akan sangat berguna jika alat kerja nya memiliki tangki. Meskipun begitu, check valve tetap akan mengalirkan udara bertekanan dari compressor menuju tangki.
7. Directional Control Valve
Directional valve terpasang tepat sebelum actuator, fungsinya adalah untuk mengatur arah udara bertekanan baik yang masuk atau keluar dari actuator. Keunikan dari komponen ini adalah desainnya yang mampu mengatur arah udara lebih dari 2 arah.
8. Feed Lines
Feed lines merupakan komponen berupa selang yang memindahkan udara bertekanan melalui sistem pneumatik. Diameter terbesar dari selangnya dipasang untuk menangani besar tekanan udaranya. Selang yang terbesar tadi juga membantu udara mengalir lebih cepat
9. Actuator
Actuator merupakan susunan komponen yang terakhir dari sistem pneumatik. Jenis actuator yang digunakan biasanya silinder. Bisa dibilang actuator merupakan bagian dari sistem pneumatik yang bekerja paling keras.
Sesudah udara bertekanan dialirkan oleh solenoid valve dari actuator menuju inlet, maka piston dapat bergerak maju. Namun jika udara bertekanan dialirkan menuju outlet, maka piston akan bergerak mundur.
Cara Kerja Sistem Pneumatik
Sederhananya, prinsip kerja pneumatik adalah dengan memanfaatkan udara bertekanan menjadi gerakan translasi pada piston. Dengan begitu pengaplikasiannya bisa lebih banyak sehingga akan lebih efisien. Untuk lebih lengkapnya, simaklah cara kerja sistem pneumatik berikut:
- Pertama-tama, udara akan diambil secara langsung dari atmosfer oleh filter, dan filter akan membersihkan udaranya. Setelah itu, udara baru bisa dikirimkan menuju air compressor yang mana didorong oleh energi mekanis yang diciptakan oleh motor listrik.
- Lalu, air compressor akan meningkatkan tekanan udara dan menurunkan volumenya. Saat tekanan udara meningkat, maka suhunya juga akan meningkat. Lalu udara bertekanan akan dialirkan menuju pendingin udara yang akan menurunkan suhunya, namun tekanannya akan tetap sama.
- Setelah itu, udara yang sudah didinginkan akan dikirimkan dan disimpan di dalam tangki. Selanjutnya, udara ini bisa dialirkan menuju ruang perawatan seperti filter, regulator, dan lubricator. Saat udara sudah dipindahkan menuju ruang perawatan, udara akan dikeringkan.
- Sesudah udara dari ruang perawatan dialirkan menuju solenoid valve untuk mengubah arah aliran udaranya sesuai dengan kebutuhan. Pada akhirnya, actuator menggunakan energi dari udara dan akan mengubahnya menjadi energi mekanis. Lalu kita akan mendapatkan hasil akhirnya dari actuator.
Contoh Sistem Pneumatik
Selain sistem hidrolik, sistem pneumatik juga merupakan terobosan teknologi yang sudah digunakan secara luas. Bahkan penerapan sistem pneumatik bisa kita temukan pada kehidupan sehari-hari seperti contoh berikut: Pompa ban, Rem pada bis, traktor, dan bis, Pengukur tekanan ban, Nailgun, dan Pintu otomatis mobil.
Selain itu, sistem pneumatik juga banyak digunakan di dunia industri. Bahkan dijadikan pilihan utama dibandingkan sistem hidrolik karena lebih praktis, bersih, dan minim risiko. Berikut ini adalah contoh sistem pneumatik di bidang industri:
1. Rem Darurat
Rem darurat hampir dibutuhkan di semua mesin. Bukan hanya mesin kendaraan namun juga mesin statis seperti mesin produksi, sorting, screening, dll.
Rem darurat pada kendaraan biasanya ditemukan pada bis, traktor, atau truk. Wahana permainan seperti rollercoaster juga memanfaatkan rem darurat dengan sistem pneumatik.
2. Jackhammer
Jika anda pergi ke tempat proyek pembangunan, pasti anda menemukan jack hammer. Jackhammer adalah alat seperti palu otomatis yang memanfaatkan sistem pneumatik dan membutuhkan listrik untuk memakainya.
3. Pengebor Jalan
Fungsi dan cara kerja dari pengebor jalan hampir sama dengan jackhammer. Hanya saja, pengebor jalan berfungsi untuk membuat lubang dan menghancurkan benda yang besar. Pengebor jalan biasanya digunakan untuk membuat gorong-gorong, membuat sumur, dll.
4. Sistem Sortir
Sistem sortir berfungsi dalam menyortir barang berdasarkan bentuk, berat, dan ukuran. Banyak pabrik makanan, minuman kemasan, atau material yang menggunakan sistem sortir berbasis pneumatik.
5. Cable Jetting
Cable jetting merupakan proses memasukkan kabel kedalam pipa dengan tekanan udara. Tekhnik ini biasanya diterapkan dalam pemasangan kabel di tempat yang sulit dijangkau seperti air dan bawah tanah,
Kelebihan dan Kekurangan Sistem Pneumatik
Setiap sistem pasti memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing, tak terkecuali sistem pneumatik. Berikut kami jabarkan apa saja kelebihan dari sistem pneumatik:
- Desain dan kontrol yang simpel – Sistem pneumatik memiliki silinder yang sederhana dan memiliki tombol on/off untuk konfigurasinya.
- Tahan lama – Komponen sistem pneumatik cukup tahan lama dan tidak mudah rusak. Selain itu, perawatan yang dibutuhkan juga minim/
- Aman – Sistem pneumatik tidak mudah terbakar atau meledak meskipun berada di ruangan yang mudah terbakar
- Sangat efektif – Karena menggunakan udara bertekanan yang diserap dari udara di atmosfer yang tidak terbatas
- Adaptabilitas yang tinggi – Udara bertekanan pada sistem pneumatik tidak akan terpengaruh karena lingkungan yang bersuhu tinggi, berdebu, berkorosi, dll.
- Kecepatan dan tekanannya mudah diatur – Kecepatan sistem pneumatik lebih mudah diatur karena memiliki batasan. Regulator pada sistem juga membuat penyesuaian udara lebih mudah.
- Ekonomis – Komponen-komponen pneumatik tidak terlalu mahal, sehingga harga/biaya sistem pneumatik juga terjangkau.
Sistem pneumatik juga memiliki sejumlah kekurangan seperti di bawah ini:
- Relatif tidak akurat – Karena volume udara yang akan ditekan atau dipanaskan dapat berubah-ubah, sehingga suplai udara pada sistem juga tidak terlalu akurat.
- Muatannya rendah – Karena silinder/actuator pada sistem pneumatik cenderung kecil, sehingga tidak bisa memuat muatan besar.