SISTEM KERJA PNEUMATIK(PENGGERAK DAN INJAP

PENGENALAN

T

ahukah anda, setiap sistem pasti mengeluarkan hasil kerja atau keluaran begitu juga dengan sistem pneumatik. Hasil kerja atau keluaran dalam sistem pneumatik ditunjukkan oleh pengerak. Penggerak pneumatik digunakan untuk menukarkan tenaga atau daya angin mampatan kepada pergerakan secara mekanikal. Ianya merupakan komponen yang terakhir sekali digunakan dalam sistem pneumatik.

REKABENTUK LITAR(KAWALAN TURUTAN BERBILANG SILINDER

5.0 PENGENALAN

S

ekiranya seseorang bercerita tentang reka bentuk litar pneumatik, apakah yang anda faham tentangnya ?

 

Kerja mereka bentuk bagi suatu litar pneumatik bukanlah satu tugas yang mudah dilakukan terutama sekali apabila banyak penggerak yang perlu dikawal dengan jujukan gerakan yang rumit. Oleh itu, aspek-aspek seperti keselamatan tentang pengoperasian, perlaksanaan fungsi yang dicapai, tahap kecekapan operasi dan kos perlu diambil kira ketika melakukan kerja mereka bentuk litar pneumatik, supaya litar tersebut dapat mencapai atau melaksanakan kerja ke tahap yang optimium.

 

REKABENTUK LITAR(LITAR ASAS BERBILANG SELINDER SISTEM ELEKTRO-PNEUMATIK DAN FUNGSI TAMBAHAN)

 

6.0 Pengenalan

 

T

ahukah anda bahawa sistem pneumatik adalah satu sistem yang menggunakan udara mampatan sebagai kawalan. Pemampat udara dan silinder adalah contoh komponen yang digunakan dalam sistem pneumatik.

 

Sistem elektrik adalah sistem yang hanya menggunakan komponen-komponen elektrik yang menggunakan tenaga elektrik sebagai kawalan. Kebanyakan komponen masukan atau pemproses seperti suis, penderia dan geganti adalah contoh komponen yang digunakan dalam sistem elektrik.

 

Sistem elektro-pneumatik adalah sistem yang menggunakan gabungan komponen-komponen pneumatik yang menggunakan udara mampatan dan komponen-komponen elektrik yang menggunakan tenaga elektrik sebagai kawalan. Injap solenoid adalah satu contoh komponen yang digunakan dalam sistem elektro-pneumatik.

 

Rajah 6.1 menunjukkan perbezaan komponen-komponen yang digunakan dalam sistem pneumatik dan komponen-komponen yang digunakan dalam sistem elektro-pneumatik.

 

Dapat diperhatikan bahawa komponen-komponen elektro-pneumatik mempunyai injap solenoid padanya yang berfungsi menggerakan komponen secara elektrik. Manakala pada komponen-komponen sistem pneumatik, komponen digerakan dengan menggunakan udara mampatan.

 

(SISTEM PENJANAAN DAN PENGAGIHAN UDARA

PENGENALAN KEPADA PNEUMATIK

2.0 PENGENALAN

T

ahukah anda bahawa terdapat beberapa perkara yang berlaku apabila angin dimampatkan, pertama ialah kenaikan tekanan dan kedua ialah haba yang banyak dihasilkan. Oleh kerana haba tidak diperlukan di dalam sistem pneumatik, ianya dikeluarkan dengan menggunakan strip penyejuk pemampat. Pada peringkat akhir air akan terhasil, ini adalah kerana air tidak boleh dimampatkan dan ianya diperah keluar pada peringkat mampatan.

Pada masa ini, sistem mampatan boleh didapati dikebanyakan kilang. Ianya harus diletakkan pada kawasan yang mempunyai ventilasi yang banyak, kuasa yang diberikan ialah antara 700 – 800 kPa.

1. PERSAMAAN YANG BERKAITAN DENGAN UDARA MAMPAT
   

Sebelum anda teruskan dengan Sistem Pneumatik, eloklah kiranya anda mengetahui terlebih dahulu persamaan yang berkaitan dengan udara mampat, seperti yang tersenarai di bawah.

PENGENALAN KEPADA PNEUMATIK (SISTEM PNEUMATIK)

1.0 PENGENALAN
Sebaik sahaja Pneumatik diperkenalkan di Amerika Syarikat, ia mengambil masa yang agak lama untuk diperkenalkan kepada negara-negara lain terutamanya Eropah.

Pneumatik telah pun digunakan secara meluas di Amerika Syarikat iaitu sebelum Perang Dunia II. Jenis injap kawalan arah yang digunakan pada masa itu ialah jenis ‘spool valve’ dengan operasi elektro-magnetik kawalan terus. Selepas itu ‘plane slide valve’ diperkenalkan, di mana angin ekzos petunjuk dikeluarkan melalui sebuah solenoid valve 2/2 yang kecil. Pada kedua-dua perkara yang disebut di atas, pengawalan adalah menggunakan elektrik dengan litar relay. Dengan adanya ramai juru elektrik, tidaklah menjadi masalah untuk membina kabinet kawalan yang agak baik.
Di Eropah, pneumatic hanya diperkenalkan selepas Perang Dunia II, dimana pada masa tersebut Eropah mengalami zaman kemelesetan. Dengan ini, ia tidak mempunyai teknologi yang tinggi untuk pembuatan injap tanpa ‘seal’, seperti yang digunakan di Amerika Syarikat sebelum perang berlaku. Dengan itu pengeluaran yang pertamanya adalah agak mudah dan injap ‘popet’ banyak dikeluarkan. Injap kuasa popet hanya boleh beroperasi dengan piston pneumatik. Untuk mengatasi daya operasi angin yang tinggi, kawalan pneumatik dimajukan. Selain daripada itu, pemanduan solenoid pada masa itu tidaklah mempunyai reliability yang baik. Untuk mengelakkan penyambungan lemah di antara kawalan elektrik dan kuasa pneumatik, kawalan pneumatik sahaja dimajukan ke tahap yang lebih tinggi di Eropah, menggantikan operasi pemanduan solenoid dan kawalan elektrik.
Pada tahun 1960an, teknologi baru dari Amerika Syarikat diperkenalkan pada semua negara perindustrian di dunia iaitu “Fluidics” dan teknologi pneumatic switching (tanpa alatan bergerak). Kedua-dua prinsip utama ini, yang diasaskan dari “Wall Attachment” (Coanda Effect) dan “Turbulence Amplifiers”, lenyap sebaik sahaja ia diperkenalkan tanpa mendapat peranan yang agak popular. Salah satu sebab kejatuhan projek ini ialah kos kawalan elektrik pada masa itu sangat tinggi. Selain daripada itu, pengetahuan dan komponen adalah berkurangan untuk membina bekalan fluidics yang sesuai. Pada masa sekarang, solenoid yang beroperasi mempunyai reliability yang tinggi dan tahan lama.

1.1 KOMPONEN SISTEM PNEUMATIK

Tahukah anda apa yang dikatakan sistem pneumatik?. Pneu merupakan perkataan yang berasal dari Greek yang bermaksud angin, manakala matik pula merujuk kepada kuasa. Oleh itu, sistem pneumatik bolehlah ditafsirkan sebagai sistem yang digerakkan oleh kuasa angin.
Sistem pneumatik menggunakan udara termampat sebagai media pemindahan kuasa. Udara termampat adalah udara sekeliling yang telah dimampatkan dengan menggunakan pemampat udara kendalian motor elektrik.
Sistem pneumatik banyak digunakan dalam industri pemasangan komponen elektronik, mesin memproses makanan, alat pneumatik seperti mesin gerudi, motor udara dan lain-lain. Sebagai contoh, sistem pneumatik juga digunakan oleh bas pada sistem pintu automatiknya dan juga pada bahagian brek. Gambarajah blok komponen sistem pneumatik adalah seperti dalam gambarajah 1.1 di bawah ;

SUMBER : SMC Pneumatic

Gambarajah 1.1 : Blok komponen Sistem Pneumatik

1.1.1 Pemampat Udara

Berfungsi untuk mengumpulkan udara dan memampatkannya dari tekanan udara kasa ketekanan tertentu. Contohnya Pemampat Putaran dan Pemampat salingan.

1.1.2 Pengering Udara

Berfungsi untuk mengeringkan udara yang telah dimampatkan daripada wap air sebelum udara dihantar ke sistem untuk mengelakkan komponen pneumatik dari berkarat. Contohnya Pengeringan Serapan dan Pengeringan Jerapan.

1.1.3 Penerima Udara

Berfungsi untuk menyimpan udara yang telah dimampat dan dikeringkan sebelum dihantar ke sistem. Penerima udara juga dikenali sebagai tabung udara. Ia juga boleh mengawal tekanan angin yang terdapat di dalamnya.

1.1.4 Unit Servis

Unit servis terdiri dari tiga komponen iaitu pengatur tekanan, tolok tekanan dan pelincir. Ianya berfungsi untuk mengawal tekanan dan melincirkan udara sebelum dihantar ke sistem.

1.1.5 Injap Kawalan Arah

Ianya berfungsi untuk mengawal arah gerakan penggerak.

1.1.6 Penggerak

Ianya merupakan komponen terakhir yang terdapat dalam sistem ini. Berfungsi untuk melakukan kerja sebagaimana yang telah dikehendaki. Terdapat pelbagai jenis penggerak seperti rod keluar masuk, putaran dan nyalaan.

1.2 KEBAIKAN SISTEM PNEUMATIK

Di antara kebaikan sistem pneumatik adalah seperti di bawah :-
Mudah disalurkan untuk jarak yang jauh dan mudah disimpan. Iaitu kebolehdapatannya tidak terbatas.
Udara tidak tertakluk kepada suhu dan tidak mudah terbakar.
Dapat menyediakan cara yang berkesan untuk pendaraban daya, mudah diselaraskan dan tiada masalah beban.
Udara dapat menyediakan kebolehlenturan dalam kawalan mesin
Dapat memberikan sambutan yang cepat untuk memulakan dan memberhentikan kawalan.
Udara tidak memerlukan aliran balik.
Udara adalah bersih, kebocorannya tidak akan mencemarkan persekitaran.
Isipadu udara rendah, jadi pergerakannya lebih laju berbanding dengan minyak hidraulik.
Komponen sistem pneumatik mudah dibina jika dibandingkan dengan sistem lain.

1.3 KEBURUKAN SISTEM PNEUMATIK

Keburukan sistem pneumatik pula adalah seperti di bawah :-
Udara termampat memerlukan persediaan sistem yang teliti.
Udara yang terkeluar dari proses pemampatan mengeluarkan bunyi yang bising.
Walaupun kos penyenggaraannya rendah tetapi kos penyediaannya tinggi
(untuk membuang bahan cemar).
Keperluan dayanya terhad, hanya dari 20 kN – 30 kN.
Kebolehmampatan tidak dapat menghasilkan kelajuan piston yang malar dan seragam.
Untuk menjadi sumber kuasa, udara termampat boleh dikatakan mahal.
Ianya menggunakan banyak paip.

AKTIVITI 1a

UJI KEFAHAMAN ANDA SEBELUM ANDA MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA.
SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.
SELAMAT MENCUBA……
Soalan 1a-1
Lengkapkan gambarajah blok sistem pneumatik di bawah.

Soalan 1a-2
Bagi setiap pernyatan di bawah, sila tandakan (Ö ) pada ruang betul atau salah yang disediakan

Betul	Salah	Pernyataan
		Unit servis terdiri dari empat komponen pengatur tekanan, tolok tekanan,penapis tekanan dan pelincir.
		Injap kawalan berfungsi untuk mengawal arah pergerakan penggerak
		Sistem pneumatik memerlukan aliran pergi dan balik
		Sekiranya kebocoran sistem pneumatik berlaku ianya akan mencemarkan alam sekitar
		Udara termampat adalah murah untuk dijadikan sebagai sumber kuasa
		Sistem pemampat memerlukan persediaan sistem yang teliti
		Keperluan daya yang digunakan ialah antara 50 kN hingga 60 kN

Jawapan 1a-1

Jawapan 1a-2

Betul	Salah	Pernyataan
	Ö	Unit servis terdiri dari empat komponen pengatur tekanan, tolok tekanan,penapis tekanan dan pelincir.
Ö		Injap kawalan berfungsi untuk mengawal arah pergerakan penggerak
	Ö	Sistem pneumatik memerlukan aliran pergi dan balik
	Ö	Sekiranya kebocoran sistem pneumatik berlaku ianya akan mencemarkan alam sekitar
	Ö	Udara termampat adalah murah untuk dijadikan sebagai sumber kuasa
Ö		Sistem pemampat memerlukan persediaan sistem yang teliti
	Ö	Keperluan daya yang digunakan ialah antara 50 kN hingga 60 kN

1.4 SIMBOL-SIMBOL PIAWAI BAGI KOMPONEN PNEUMATIK
Simbol piawai ISO bagi komponen-komponen sistem pneumatik adalah seperti di bawah:-

KOMPONEN	KETERANGAN	SIMBOL
Pemampat pneumatik	Sesaran tetap
Silinder pneumatik tindakan searah	Tanpa pegas
Kembalikan pegas
Silinder pneumatik tindakan dua arah	Satu rod
Dua rod
Injap 2/2	Dua liang tertutup
Dua liang terbuka
KOMPONEN	KETERANGAN	SIMBOL
Injap 3/2	Liang masuk tertutup
Liang masuk terbuka
Injap 4/2	Dua arah aliran (satu ekzos)
Gerakan insani	Am
Butang tekan
Tuil
Injak
Gerakan mekanik	Penguling

KOMPONEN	KETERANGAN	SIMBOL
Injap kawalan aliran	Kawalan aliran bolehubah
Kawalan aliran satu arah sahaja
Kawalan aliran bolehubah bagi satu arah sahaja
Pengatur tekanan	Bolehubah
Gerakan pneumatik	Tekanan pada injap padu
Tekanan secara terus

KOMPONEN	KETERANGAN	SIMBOL
Gerakan elektrik dengan solenoid satu gelung	Dengan solenoid satu gegelung
Injap sehala	Tanpa pegas
Dengan pegas
Penyeyap
Penapis	Tanpa pengasing air
Dengan penapis air
Pengering udara
KOMPONEN	KETERANGAN	SIMBOL
Alat pelincir
Tolok tekanan
Punca udara dari pemampat
Saluran udara
Saluran panduan pneumatik
Sambungan saluran

Soalan 1b-1
Pada ruangan di sebelah kanan bagi setiap unit di bawah lukiskan simbol pneumatik yang berkenaan.

Unit	Simbol
Pemampat udara
Silinder pneumatik tindakan searah tanpa pegas
Silinder pneumatik tindakan searah berpegas
Injap 2/2 dua liang tertutup
Pengatur tekanan bolehubah

Jawapan 1b-1

Unit	Simbol
Pemampat udara
Silinder pneumatik tindakan searah tanpa pegas
Silinder pneumatik tindakan searah berpegas
Injap 2/2 dua liang tertutup
Pengatur tekanan bolehubah

		PENILAIAN KENDIRI

UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…!
SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.
1. Apakah yang dimaksudkan dengan PNEUMATIK dan bagaimana sistem ini
berfungsi?
2. Lakarkan gambarajah blok secara ringkas tentang sistem pneumatik.

3. Berikan EMPAT contoh industri yang menggunakan sistem pneumatik.

4. Nyatakan LIMA kebaikan sistem pneumatik.
5. Nyatakan LIMA keburukan sistem pneumatik.

	TAHNIAH! ANDA TELAH BERJAYA MENCAPAI OBJEKTIF DAN LAYAK UNTUK MENERUSKAN UNIT YANG SETERUSNYA.

1. Pneu merupakan perkataan yang berasal dari Greek yang bermaksud angin, manakala matik pula merujuk kepada kuasa. Oleh itu sistem pneumatik bolehlah ditafsirkan sebagai sistem yang digerakkan oleh angin. Sistem pneumatik menggunakan udara termampat sebagai media pemindahan kuasa. Udara termampat adalah udara sekeliling yang telah dimampatkan dengan menggunakan pemampat udara kendalian motor elektrik.
2.
3. Empat contoh industri yang menggunakan sistem pneumatik ialah :-
a. industri pemasangan komponen elektronik
b. alat pneumatik seperti mesin gerudi
c. mesin memproses makanan
d. motor udara

4. Lima kebaikan sistem pneumatik

a. Mudah disalurkan untuk jarak yang jauh dan mudah disimpan.Kebolehdapatannya tidak terbatas.
b. Udara tidak tertakluk kepada suhu dan tidak mudah terbakar.
c. Dapat menyediakan cara yang berkesan untuk pendaraban daya, mudah diselaraskan dan tiada masalah beban.
d. Udara dapat menyediakan kebolehlenturan dalam kawalan mesin
e. Dapat memberikan sambutan yang cepat untuk memulakan dan memberhentikan kawalan.

5. Lima keburukan sistem pneumatik

a. Udara termampat memerlukan persediaan sistem yang teliti
b. Udara yang terkeluar dari proses pemampatan mengeluarkan bunyi yang bising.
c. Walaupun kos penyenggaraan rendah tetapi kos penydiaannya tinggi
d. Keperluan dayanya terhad, hanya dari 20 kN – 30 kN.
e. Kebolehmampatan tidak dapat menghasilkan kelajuan piston yang malar dan seragam.