Mekanik dasar : Pneumatic dan Hidrolik

Pneumatic adalah sebuah sistem penggerak yang memanfaatkan tekanan udara sebagai tenaga penggeraknya.

Jadi, secara sederhana pneumatic adalah tekanan udara yang dinaikkan oleh kompresor udara, sehingga mampu menggerakkan alat-alat industri. Tekanan udara tersebut akan menggerakkan sebuah cylinder kerja, dimana cylinder kerja yang nantinya akan mengubah tenaga/tekanan udara tersebut menjadi tenaga mekanik (gerakan maju mundur pada cyilinder).

Gambar 1. Pneumatic

Beberapa kegunaan dari sistem pneumatic dalam dunia industri adalah sebagai berikut :

* Untuk pencekaman benda kerja

* Untuk penggeseran benda kerja

* Untuk pengaturan posisi benda kerja

* Untuk pengaturan arah benda kerja

Perbedaan Pneumatic dan Hidrolik

Antara pneumatic  dan hidrolik memiliki cara kerja yang tidak jauh berbeda, namun dari sisi tenaga penggerakknya terdapat perbedaan yang signifikan.

Sistem pneumatic adalah sebuah teknologi yang menggunakan udara terkompresi/bertekanan untuk menghasilkan efek gerakan mekanis, sementara pada sistem hidrolik yaitu sebuah sistem yang memanfaatkan tekanan fluida/cairan sebagai sumber tenaga untuk menghasilkan tenaga mekanik.

Sistem pneumatic banyak digunakan  pada mesin-mesin industri dengan kekuatan/daya mekanik yang rendah. Dalam pneumatic, kekuatan tekanan hanya sebesar 80-100 psi (pound per inci persegi).  Sehingga sistem pneumatic hanya bisa diaplikasikan pada mesin-mesin yang tidak terlalu membutuhkan tenaga mekanik yang sangat kuat ( mesin bertenaga ringan) dalam pengoperasiannya.

Sementara pada sistem hidrolik digunakan untuk mesin-mesin yang membutuhkan tenaga mekanik yang relatif kuat. Pada aplikasi industri dengan sistem hidrolik biasanya memiliki tekanan yang sangat besar yaitu berkisar 1000 – 5000 psi.

Keunggulan dan Kelemahan Sistem Pneumatic

Keunggulan

* Udara sebagai tenaga kerja mudah didapatkan dan memiliki jumlah yang tak terbatas

* Dapat disimpan dengan baik

* Bersih dan kering

* Tidak peka terhadap suhu/temperatur

* Aman terhadap kebakaran atau ledakan

* Tidak memerlukan pendinginan fluida kerja

* Sederhana dan harga murah

Kelemahan

* Daya mekanik yang dihasilkan sangat rendah

* Menghasilkan suara yang bising

* Kelembaban udara

* Mudah terjadi ketermampatan

* Memerlukan biaya perawatan yang cenderung besar, karena udara sebagai tenaga kerja biasanya kotor dan mengandung air, sehingga dapat menyebabkan gesekan antara komponen di dalamnya yang mampu mempercepat kerusakan pada alat.

Keunggulan dan Kelemahan Sistem Hidrolik

Keunggulan

* Dapat menghasilkan daya mekanik yang kuat dan besar

* Cylinder hidrolik lebih awet daripada cylinder pneumatic (air cylinder)

* Fluida/cairan sebagai tenaga penggerakknya tidak akan habis/berkurang bila tidak terjadi kebocoran. Sehingga hanya diperlukan investasi diawal.

Kelemahan

* Kurang ramah lingkungan, terutama bila terjadi kebocoran dalam sistem perpipaan

* Harga oli yang cenderung mahal

* Kurang responsif bila dibandingkan dengan pneumatic

Prinsip Kerja dan Komponen Pneumatic

Gambar 2. Prinsip kerja pneumatic

Pada dasarnya, prinsip kerja dari sistem pneumatik adalah pemanfaatan udara terkompresi menjadi suatu gerakan translasi pada plunyer atau piston. untuk pengaplikasian yang lebih banyak,  maka hal ini jauh lebih efisien dan praktis.

Pada umumnya, sistem meliputi kompresor udara yang menyimpan udara yang terkompresi dalam sebuah cylinder dan melepaskannya di bawah control listrik.

Sistem pneumatik menggunakan hukum-hukum aeromekanika, yang  mana menentukan kondisi keseimbangan antara gas dan uap (khususnya udara atmosfir) dengan adanya gaya-gaya luar (aerostatika) dan teori aliran (aerodinamika).

Untuk lebih jelas, berikut cara kerja pneumatik beserta fungsi komponennya :

Kompresor

Kompresor berfungsi untuk menghisap udara yang berada di atmosfer dan menyimpannya ke dalam tabung penampung udara atau receivoir air. Kondisi udara yang berada di atmosfer dipengaruhi oleh suhu dan tekanan.

Udara pada tabung penampung akan mencapai tekanan 6 -9 bar (tekanan rata-rata). Tekanan dibawah 6 bar dapat menyebabkan turunkan daya mekainik dari cylinder kerja pneumatic. Sedangkan tekanan diatas 9 bar, merupakan tekanan yang sangat berbahaya pada sistem perpipaan atau kompresor.

Air Dryer / Air Trap

Selanjutnya udara bertekanan akan melewati air dryer atau filter untuk memisahkan  kandungan air pada udara yang masuk dari kompresor. Meski jumlah air pada udara yang masuk kedalam sistem pneumatik persentasenya kecil, namun hal ini dapat menjadi penyebab serius dari tidak berfungsinya sistem.

Air Filter

Setelah udara yang dikeringkan dari bagian air dryer, maka udara yang telah terkompresi tersebut akan melalui filter untuk disaring kualitasnya. Air Filter berfungsi untuk memisahkan udara dari kemungkin adanya debu dan kotoran yang mungkin ada di dalam udara.

Regulator

Di dalam bagian regulator, udara akan diatur jumlah tekanannya sehingga besar tekanan udara yang mengalir menuju ke actuator telah sesuai dengan standar.

Solenoid Valve

Solenoid Valve merupakan suatu katup pada sistem pneumatik yang berfungsi untuk mengarahkan aliran udara bertekanan dengan sistem penggerak berupa coil electric atau pneumatic.  Solenoid ini memiliki bentuk dan jenis yang bereda-beda.

Actuator atau Air Cylinder

Air cylinder bergerak berdesarkan solenoid valve.  Jika solenoid valve menyalurkan udara bertekanan dari air cylinder ke inlet maka piston akan bergerak maju. Sementara bila solenoid valve menyalurkan udara bertekanan dari air cylinder ke outlet maka piston akan bergerak mundur.

Video Contoh Penggunaan Pneumatic