j4012_pneumatik-dan-hidraulik.pdf

J4012 PNEUMATIK & HIDRAULIK

( i )

MODUL POLITEKNIK

KEMENTERIAN PENDIDIKAN MALAYSIA

JJ44001122 PNEUMATIK DAN HIDRAULIK

AHMAD SYAYUTHI BIN ABD. RAHMAN (PUO) CHE MOHD AZMI BIN CHE IBRAHIM (PUO) KAMARUZAMAN BIN DAUD (PUO)

http://modul2poli.blogspot.com/


( ii )

BIODATA PENULIS

J4012 - PNEUMATIK DAN HIDRAULIK

Nama : Ahmad Syayuthi B Abdul Rahman Alamat : Jabatan Kejuruteraan Mekanikal Politeknik Ungku Omar Jln Raja Musa Mahadi, 31450 Ipoh. No Tel :05-5457656/7622 ext 465 Email : [email protected] Kelulusan : BEng (Hons) KejMekanikal(USM) (Bahan) Sijil Teknologi Pembuatan (POLIMAS) Jawatan : Pensyarah Teknik

Nama : Che Mohd Azmi Bin Che Ibrahim Alamat : Jabatan Kejuruteraan Mekanikal Politeknik Ungku Omar 31450 Jln Raja Musa Mahadi, Ipoh. No Tel :05-5457656/7622 ext 465 Email : Kelulusan : Sarjana Pendidikan (Teknikal)(UTM) BSc (Hons) Kej Mekanikal(UTM) (Teknologi Pembuatan) Diploma Tek. Perindustrian (KUSZA) Jawatan : Pensyarah Teknik

Nama : Kamaruzzaman Bin Daud Alamat : Jabatan Kejuruteraan Mekanikal Politeknik Ungku Omar Jln Raja Musa Mahadi,31450, Ipoh Perak No Tel :05-5457656/7622 ext 468 Email : [email protected] Kelulusan :Diploma Kejuruteraan Pert. (UPM) Jawatan : Pensyarah Teknik



( iii )

SOAL SELIDIK MODUL OLEH PELAJAR

Tajuk Modul : _________________________Kod Modul : _____________ Nama Pelajar : _______________________ No. Pendaftaran : ____________ Kursus : ____________________________________ Nama Penulis Modul : ______________________________ Sila gunakan skala berikut untuk penilaian anda.

4 Sangat setuju 3 Setuju 2 Tidak setuju 1 Sangat tidak setuju Arahan : Tandakan pada ruangan skor yang dipilih.

Bil ELEMEN PENILAIAN SKALA

A. FORMAT 1 2 3 4 1 Susun atur muka surat adalah menarik. 2 Saiz font yang digunakan adalah senang untuk dibaca.

3 Saiz dan jenis gambar serta carta yang digunakan sesuai dengan input.

4 Carta dan gambar senang dibaca dan difahami.

5 Jadual yang digunakan tersusun dengan teratur dan mudah difahami.

6 Teks input disusun dengan cara yang mudah difahami. 7 Semua ayat berbentuk arahan dipamerkan dengan jelas. B. ISI KANDUNGAN 1 2 3 4

8 Saya faham semua objektif dengan jelas. 9 Saya faham pada idea yang disampaikan.

10 Cara persembahan idea adalah menarik. 11 Semua arahan yang diberikan mudah difahami.

12 Saya boleh melaksanakan semua arahan yang diberikan dalam unit ini.

13 Soalan dalam aktiviti adalah mudah dijawab. 14 Saya boleh menjawab soalan-soalan dalam penilaian kendiri. 15 Maklum balas boleh membantu mengenalpasti kesilapan saya. 16 Ayat-ayat yang digunakan mudah difahami. 17 Gaya penulisan menarik. 18 Saya boleh mengikuti unit ini dengan mudah. 19 Unit ini memudahkan saya mempelajari & memahami topik ini. 20 Penggunaan modul ini menarik minat saya.



( iv )

GRID KURIKULUM Grid kurikulum ini adalah berdasarkan kepada kurikulum yang sedang digunakan di Politeknik-Politeknik Kementerian Pendidikan Malaysia.

TOPIK UNIT

PENGENALAN KEPADA PNEUMATIK 1 2

SISTEM KERJA PNEUMATIK 3 4

REKABENTUK LITAR 5 6

KOMPONEN-KOMPONEN SISTEM HIDRAULIK 7

LITAR ASAS HIDRAULIK 8 9

PEMBINAAN LITAR HIDRAULIK 10

PERMASALAHAN DALAM SISTEM HIDRAULIK 11 PENGENALAN KEPADA PNEUMATIK Unit 1 Sistem Pneumatik ( 2 Jam ) 1.0 Pengenalan 1.1 Komponen Sistem Pneumatik 1.2 Kebaikan Sistem Pneumatik 1.3 Keburukan Sistem Pneumatik Unit 2 Sistem Penjanaan Pneumatic Dan Pengagihan Udara ( 2 Jam ) 2.0 Pengenalan 2.1 Persamaan yang berkaitan dengan udara mampatan 2.2 Pemampat udara 2.3 Jenis-jenis Pemampat 2.4 Penghasilan udara bebas 2.5 Penyahidratan udara SISTEM KERJA PNEUMATIK Unit 3 Penggerak Dan Injap ( 2 Jam ) 3.0 Pengenalan 3.1 Penggerak pneumatik 3.2 Jenis-jenis Silinder Lelurus 3.3 Menentukan daya dan saiz silinder 3.4 Pengkusyenan dalam silinder pneumatik



( v )

3.5 Pencagak silinder 3.6 Silinder istimewa 3.7 Penggerak berputar 3.8 Penggerak istimewa 3.9 Injap Unit 4 Penderia Dan Kawalan Gerakan Satu Selinder ( 2 Jam ) 4.0 Pengenalan 4.1 Penderia 4.2 Pengawalan Pergerakan silinder REKABENTUK LITAR Unit 5 Kawalan Turutan Berbilang Selinder ( 5 Jam ) 5.0 Pengenalan 5.1 Pengendalian litar asas kawalan turutan berbilang silinder 5.2 Rajah gerakan masa 5.3 Membina litar lata (Cascade) 5.4 Membina litar pembilang langkah (Step Counter) Unit 6 Fungsi Tambahan Kawalan Turutan Pneumatic

Dan Elektro-Penumatik ( 3 Jam ) 6.0 Pengenalan 6.1 Fungsi dan alat tambahan bagi kawalan turutan pneumatik dan

elektropneumatik.

KOMPONEN-KOMPONEN SISTEM HIDRAULIK Unit 7 Simbol Piawai Dan Kegunaan Komponen ( 3 Jam ) 7.0 Pengenalan 7.1 Simbol piawai bagi komponen hidraulik 7.2 Pengenalan kepada komponen asas hidraulik 7.3 Pam 7.4 Injap 7.5 Penggerak



( vi )

LITAR ASAS HIDRAULIK Unit 8 Susunatur Komponen Dan Sistem Asas Litar Hidraulik ( 3 Jam ) 8.0 Pengenalan 8.1 Susunatur komponen hidraulik 8.2 Sistem asas hidraulik 8.3 Litar sistem asas hidraulik Unit 9 Pengawalan Tekanan Dan Aliran Pada Penggerak ( 1 Jam ) 9.0 Pengenalan 9.1 Pengawalan tekanan dan aliran pada penggerak-penggerak sistem hidraulik PEMBINAAN LITAR HIDRAULIK Unit 10 Rekabentuk Litar ( 5 Jam ) 10.0 Pengenalan 10.1 Pembinaan litar kawalan 10.2 Gabungan litar kawalan PERMASALAHAN DALAM SISTEM HIDRAULIK Unit 11 Masalah-Maslah Utama Dalam Sistem Hidraulik ( 2 Jam ) 11.0 Pengenalan 11.1 Permasalahan dalam sistem hidraulik



( vii )

PANDUAN MENGGUNAKAN MODUL 1. Modul ini dibahagikan kepada 11 unit. Setiap unit disediakan dalam jilid yang sama. 2. Mukasurat dinomborkan berdasarkan kepada kod subjek, unit dan halaman. J4012 / Unit 1 / 1

3. Pada permulaan unit, objektif am dan khusus dinyatakan. 4. Setiap unit mengandungi urutan aktiviti dan diberikan simbol berikut :- 5. Anda perlu mengikuti unit demi unit yang disediakan. 6. Anda boleh meneruskan unit selanjutnya setelah berjaya melalui unit sebelumnya

dan yakin dengan pencapaian anda.

OBJEKTIF Bahagian ini mengandungi objektif am dan khusus setiap pembelajaran

Unit Halaman

Subjek

Contoh :

AKTIVITI Bahagian ini mengandungi proses pembelajaran secara aktif untuk menguji kefahaman anda. Anda perlu ikuti dengan teliti dan melaksanakan arahan yang diberikan.

INPUT Input mengandungi maklumat yang akan anda pelajari.

MAKLUMBALAS KEPADA AKTIVITI Bahagian ini mengandungi jawapan kepada soalan-soalan yang dikemukakan dalam aktiviti

PENILAIAN KENDIRI Penilaian kendiri menguji kefahaman anda dalam setiap unit.

MAKLUMBALAS KEPADA PENILAIAN KENDIRI Bahagian ini mengandungi jawapan kepada soalan-soalan yang dikemukakan dalam penilaian kendiri



( viii )

PERNYATAAN TUJUAN Modul ini disediakan untuk kegunaan pelajar-pelajar Semester 5 yang mengikuti kursus Diploma di Jabatan Kejuruteraan Mekanikal, Politeknik-Politeknik Kementerian Pendidikan Malaysia. Ianya bertujuan untuk memberi pendedahan kepada pelajar tentang konsep sesuatu unit kearah pembelajaran kendiri atau dengan bimbingan daripada pensyarah. PRA-SYARAT KEMAHIRAN. Pra-syarat untuk mengikuti modul ini adalah lulus penuh pada semester sebelumnya.

OBJEKTIF AM Diakhir modul ini, pelajar akan dapat :-

1. Mempelajari, memahami dan melakarkan rajah blok struktur dan aliran isyarat sistem pneumatik, sistem penjanaan udara dan pengagihan udara.

2. Mempelajari , memahami, merekabentuk dan melakarkan binaan silinder, injap dan penderia.

3. Mempelajari , memahami, merekabentuk dan menerangkan kawalan turutan berbilang silinder dan fungsi tambahan.

4. Mempelajari , memahami dan melakarkan binaan injap dan penggerak. 5. Mempelajari , memahami dan melakarkan susunatur, litar asas,

pengawalan tekanan dan aliran pada penggerak-penggerak sistem hidraul.

6. Menyatakan dan menyelesaikan masalah-masalah utama dalam sistem hidraulik.

PERALATAN & SUMBER YANG PERLU DIGUNAKAN BERSAMA MODUL

1. Kertas graf. 2. Alat-alat geometri. 3. Kalkulator. 4. OHP. 5. Magnetic Teaching.

RUJUKAN

1. S. Majumdar, Pneumatic Systems, Principles and Maintenance, Mc Graw Hill, 1995

2. David Booth, Pneumatic & Hydraulic, Oxford University, 1998. 3. Peter Rohner, Pneumatic Control for Industrial Automation,AE

Press,1987. 4. Aizerman,Pneumatic & Hydraulic Control System, Penrgamon Press,

1968. 5. CD Simulasi SMC, SMC Pneumatic Sdn. Bhd. 6. CD Simulasi Festo, Festo Didactic Sdn. Bhd.


J4012 / UNIT 1/1

SISTEM PNEUMATIK

Objektif Am : Mempelajari dan memahami rajah

blok struktur dan aliran isyarat sistem pneumatik.

Objektif Khusus : Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat:-

Menerangkan pengenalan dan penggunaan kawalan pneumatik di industri.

Melakarkan dan menerangkan rajah blok struktur dan aliran isyarat sistem pneumatik.

Menyatakan kelebihan dan kekurangan sistem pneumatik

Menyatakan simbol piawai ISO komponen-komponen sistem pneumatik.

UNIT 1

PENGENALAN KEPADA PNEUMATIK (SISTEM PNEUMATIK)

OBJEKTIF


J4012 / UNIT 1/2

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

IINNPPUUTT

Tahukah anda bahawa setiap sesuatu yang ada pada hari ini mesti ada sejarahnya yang tersendiri. Begitu juga dengan Pneumatik, di mana ianya mempunyai sejarah yang agak panjang untuk berkembang seperti yang anda lihat pada hari ini. Untuk mengetahuinya TERUSKAN MEMBACA unit ini.


J4012 / UNIT 1/3

SISTEM PNEUMATIK

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 ;


J4012 / UNIT 1/4

SISTEM PNEUMATIK

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.

Pemampat Udara

Penerima Pengering Unit Servis

Injap Kawalan

Penggerak

SUMBER : SMC Pneumatic


J4012 / UNIT 1/5

SISTEM PNEUMATIK

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.


J4012 / UNIT 1/6

SISTEM PNEUMATIK

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.


J4012 / UNIT 1/7

SISTEM PNEUMATIK

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 ( ) 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

AKTIVITI 1a

Pemampat Udara

Pengering Penggerak


J4012 / UNIT 1/8

SISTEM PNEUMATIK

Jawapan 1a-1 Jawapan 1a-2

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

MAKLUM BALAS KEPADA AKTIVITI 1a

Pemampat Udara

Penerima Pengering Unit Servis

Injap Kawalan

Penggerak

TTAAHHNNIIAAHH ! ANDA TELAH MENGHAMPIRI KEJAYAAN, PASTIKAN JAWAPAN ANDA BETUL SEBELUM BERPINDAH KEPADA INPUT YANG SELANJUTNYA.


J4012 / UNIT 1/9

SISTEM PNEUMATIK

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

IINNPPUUTT


J4012 / UNIT 1/10

SISTEM PNEUMATIK

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


J4012 / UNIT 1/11

SISTEM PNEUMATIK

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


J4012 / UNIT 1/12

SISTEM PNEUMATIK

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


J4012 / UNIT 1/13

SISTEM PNEUMATIK

KOMPONEN KETERANGAN SIMBOL

Alat pelincir

Tolok tekanan

Punca udara dari pemampat

Saluran udara

Saluran panduan pneumatik

Sambungan saluran

PASTIKAN ANDA MENGENALI SEMUA SIMBOL

YANG TERSENARAI DI ATAS.


J4012 / UNIT 1/14

SISTEM PNEUMATIK

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

AKTIVITI 1b

SELAMAT MENCUBA


J4012 / UNIT 1/15

SISTEM PNEUMATIK

Injap 2/2 dua liang tertutup

Pengatur tekanan bolehubah


J4012 / UNIT 1/16

SISTEM PNEUMATIK

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

MAKLUM BALAS KEPADA AKTIVITI 1b

TAHNIAH SEKIRANYA JAWAPAN ANDA SAMA SEPERTI DI BAWAH


J4012 / UNIT 1/17

SISTEM PNEUMATIK

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.

PENILAIAN KENDIRI


J4012 / UNIT 1/18

SISTEM PNEUMATIK

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

MAKLUM BALAS KEPADA PENILAIAN KENDIRI

Pemampat Udara

Pengering Penerima Unit Servis

Injap Kawalan

Penggerak

TAHNIAH!

ANDA TELAH BERJAYA MENCAPAI OBJEKTIF DAN LAYAK UNTUK

MENERUSKAN UNIT YANG SETERUSNYA.


J4012 / UNIT 1/19

SISTEM PNEUMATIK

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.


J4012/ UNIT 2/1

SISTEM PENJANAAN DAN PENGAGIHAN UDARA

PENGENALAN KEPADA PNEUMATIK

(SISTEM PENJANAAN DAN PENGAGIHAN UDARA)

Objektif am : Mempelajari dan memahami sistem penjanaan serta pengagihan udara.


Menyatakan dan membandingkan jenis-jenis pemampat udara

Menyatakan dan menerangkan aksesori pemampat Menyatakan dan menerangkan penyahhidratan udara Menyatakan dan menerangkan kesan rawatan udara Menyatakan dan menerangkan prinsip kerja penapis,

pengatur tekanan dan pelincir udara.

UNIT 2

OBJEKTIF


J4012/ UNIT 2/2


2.0 PENGENALAN

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.

2.1 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. 2.1.1 Tekanan

Terdapat 3 cara untuk mengukur tekanan dalam satu sistem iaitu kPa, psi dan bar. Kesemua udara akan kembali ke atmosfera berdasarkan persamaan unit di bawah.

T

IINNPPUUTT

1 Atmosfera = 100 kPa (1 Pascal = 1 N/m2) = 14.5 psi

= 1.01325 bar


J4012/ UNIT 2/3


2.1.2 Hukum Boyles

Seperti juga gas, udara tidak mempunyai bentuk tertentu. Jika isipadu sesuatu jisim dikurangkan, tekanan akan bertambah kerana ianya berkadaran songsang terhadap isipadu, iaitu jika isipadu dikurangkan sebanyak kali, tekanan akan bertambah sebanyak 2 kali seperti Gambarajah 2.1 di bawah..

Gambarajah 2.1 : Tekanan daya ke atas omboh

Formula yang membuktikan teori tersebut ialah:

2.1.3 Daya

Unit untuk daya ialah Newton. Formulanya ialah:

Pada masa kini dengan adanya bahan serta teknologi pembuatan silinder di mana ianya mempunyai tahap geseran yang rendah. Formula untuk mengira daya efektif , Feff dengan anggaran 10% kerugian ialah:

Di mana unit daya efektif dalam Newton, unit tekanan dalam bar dan diameter ( D2 ) dalam sm2.

P1V1 = P2V2

Daya = Tekanan x Keluasan

Feff = P x D2 x 7

Sumber: SMC Pneumatic


J4012/ UNIT 2/4


2.1.4 Dew Point Wap air terdapat dalam udara sekeliling. Jumlah wap air yang ada boleh berubah mengikut perubahan suhu. Apabila kita menyatakan bahawa udara telah padat dengan air, ianya dikenali sebagai Dew Point. Jadual 2.1 menunjukkan perkadaran penyejatan air di dalam udara berbanding suhu.

Jadual 2.1 : Penyejatan air di dalam udara

Untuk mendapatkan kandungan air dalam udara, lakarkan garisan oC kepada lengkung dan tudingkan (ukuran kedua ialah kepada bahagian kiri graf iaitu turus gH20/m3 untuk mendapatkan nilai air yang maksimum. Kelembapan bandingan ( Relative Humudity) adalah penyukatan peratus air dalam satu isipadu angin/udara, berbanding dengan nilai maksimum udara berdasarkan suhu tertentu. Garisan melengkung pada Gambarajah 2.2 mewakili garisan Dew Point atau 100% RH, untuk julat suhu tertentu.

Rajah 2.2 : Garis lengkung Dew Point




J4012/ UNIT 2/5


Soalan 2a-1 Isikan tempat kosong di bawah:- 1. Sistem mampatan boleh didapati dikebanyakkan kilang berkuasa di antara

_______hingga_______kPa 2. Terdapat 3 cara untuk mengukur tekanan iaitu ___________, _________ dan

___________ 3. Bagi nilai tekanan,1 atm adalah bersamaan dengan ___________bar. 4. Hukum Boyles menyatakan bahawa jika isipadu suatu jisim dikurangkan, tekanan

akan __________ 5. Unit untuk daya ialah___________ Soalan 2a-2 Sila isikan rumus yang berkaitan pada ruang yang disediakan di bawah.

PERKARA RUMUS

1. Hukum Boyles

2. Daya

3. Daya Efektif

AKTIVITI 2a


J4012/ UNIT 2/6


Jawapan 2a-1

1. 700,800 2. kPa,psi dan bar 3. 1.035 4. bertambah 5. Newton

Jawapan 2a-2

1. P1V1 = P2V2 2. Daya = Tekanan x Keluasan 3. Feff = P x D2 x 7

MAKLUM BALAS KEPADA AKTIVITI


J4012/ UNIT 2/7


2.2 PEMAMPAT UDARA

Pemampat udara memampatkan udara dari tekanan atmosfera ke satu tekanan yang lebih tinggi. Ini dilakukan oleh pemampat iaitu dengan mengurangkan isipadu udara itu. Bagi kiraan udara dianggap sebagai mengalami satu proses politropik.

Udara yang dibekalkan mestilah bersih daripada minyak dan bahan cemar. Keadaan seumpama ini amat penting dalam memproses makanan dan penyenggaraan peralatan. Udara dimampatkan supaya boleh disimpan dan digunakan untuk membekalkan tenaga yang berkesan kepada kendalian mesin. Kegunaan udara termampat adalah seperti di bawah; Mengendalikan alatan salingan contohnya penukul ribet, penukul menyerpih,

pengorek, pemecah konkrit dan sebagainya. Mengendalikan alatan berputar contohnya motor udara, pencanai, gerudi, reamer,

pam kendalian udara, wrenches dan sebagainya. Menyembur cat, minyak, racun serangga dan sebagainya. Mengendalikan omboh-omboh udara untuk alat penekan, pembuka pintu,

pengangkat, pencengkam dan sebagainya. Semburan udara untuk tujuan pembersihan. Mengembangkan tayar kenderaan. Memulakan enjin diesel yang besar Mengendalikan alatan kawalan, injap dan sebagainya.

Udara ialah gabungan dari beberapa jenis gas yang menyelubungi bumi sehingga ketinggian 50,000 meter dari aras laut. Tekanan udara berkadar songsang dengan altitud atau tinggi, iaitu tekanan udara akan berkurangan pada altitud yang tinggi. Titik rujukan ialah aras laut di mana tekanan udara (atmosfera) ialah 1.01325 bar (101.325 kPa). Pada aras 100 meter di atas permukaan laut, tekanan udara ialah 1.00 bar (100 kPa) bagi setiap 100 meter. Apabila pemampat udara dikendalikan pada altitud tinggi, kecekapannya akan berkurangan.

IINNPPUUTT


J4012/ UNIT 2/8


2.3 JENIS-JENIS PEMAMPAT

Pemampat udara boleh dibahagikan kepada dua kategori yang utama seperti di bawah.

Pemampat

Jenis Anjakan Positif Jenis Dinamik

i. Jenis salingan i. Jenis aliran jejari ii. Jenis putaran ii. Jenis aliran paksi

2.3.1 Pemampat Jenis Anjakan Positif

Pemampat udara anjakan positif merupakan mesin dengan sekumpulan isipadu udara atau gas yang diletakkan di dalam bekas tertutup kerana tekanan akan meningkat apabila isipadu tersebut dikurangkan. Pemampat udara anjakan positif biasa digunakan di dalam loji-loji pemampat udara untuk kawalan pneumatik. Pemampat ini terdiri dari dua jenis yang utama iaitu jenis salingan dan berputar. Pemampat jenis anjakan positif terbahagi kepada dua kategori iaitu :- 1. Pemampat jenis salingan 2. Pemampat jenis putaran

2.3.1.1 Pemampat Jenis Salingan

Pemampat jenis salingan terbahagi kepada dua :- 1. pemampat omboh satu peringkat dan dua peringkat 2. pemampat jenis gegendang

Pemampat omboh satu dan dua peringkat

Pemampat jenis ini menggunakan gerakan piston dalam silinder untuk memampatkan udara. Biasanya udara termampat dihasilkan melalui proses mampatan dalam satu atau beberapa peringkat. Pemampat salingan satu peringkat menghasilkan


J4012/ UNIT 2/9


tekanan udara yang lebih rendah daripada pemampat salingan dua peringkat.

Pemampat salingan satu peringkat memampatkan udara dalam silinder dengan menggunakan satu piston sahaja. Piston digerakkan ke bawah dan udara atmosfera disedut masuk ke ruang silinder melalui liang sedutan seperti rajah 2.3(a). Apabila injap sedutan terbuka, injap hantaran adalah dalam keadaan tertutup. Selepas itu proses hantaran bermula dengan piston bergerak ke atas, injap hantaran terbuka dan injap sedutan tertutup. Udara dalam ruang atas piston dalam silinder akan ditolak keluar melalui liang hantaran ke penerima seperti rajah 2.3(b). Proses ini memampatkan udara sehingga ke suatu tekanan yang telah dilaraskan.

(a) Proses Sedutan (b)Proses Hantaran

Rajah 2.3 : Keratan rentas dan proses pemampat salingan satu peringkat.

Gambarajah 2.4 : Pemampat salingan satu peringkat

Injap hantaran

Liang hantaran

Omboh

Injap sedutan Liang sedutan

Sumber : SMC Pneumatic

Sumber : Pneumatic Control for Industrial Automation, AE Press, 1987


J4012/ UNIT 2/10


Pemampat salingan dua peringkat memampatkan udara dengan menggunakan dua piston. Udara disedut ke dalam ruang atas piston dalam silinder pertama dan dihantar dengan satu tekanan ke ruang atas piston dalam silinder kedua untuk dimampatkan ke tekanan yang lebih tinggi. Proses mampatan pada silinder pertama menghasilkan udara bersuhu tinggi. Penyejuk-antara digunakan untuk memindahkan haba sebelum udara itu memasuki silinder kedua.

Rajah 2.5 : Keratan rentas dan operasi pemampat dua peringkat

Gambarajah 2.6 : Pemampat dua peringkat

Silinder Kedua

Omboh Kedua

Saluran Udara Termampat

Air Penyejuk Masuk

Penyejuk Antara

Omboh Pertama

Air Penyejuk Keluar

Silinder Pertama

Liang Sedutan

Udara masuk

Liang Hantaran


Sumber: Pneumatic Control for Industrial Automation, AE Press, 1987.


J4012/ UNIT 2/11


Pemampat jenis gegendang

Merujuk kepada rajah 2.7, ianya adalah sama seperti pemampat berpiston tetapi piston digantikan dengan pemasangan cakera dan gegendang. Gegendang disambungkan dengan cakera dan dinding silinder. Udara hanya masuk dan keluar setakat ruang di dalam gegendang sahaja.

Rajah 2.7 : Pemampat salingan jenis gegendang

2.3.1.2 Pemampat Jenis Putaran Pemampat Jenis Putaran terbahagi kepada dua iaitu :- 1. Pemampat Jenis Ram Gelangsar 2. Pemampat Jenis Skru

Pemampat Ram Gelangsar

Pemampat ini padat, berkelajuan tinggi, bebas dari pencemaran pelincir dan selalunya mempunyai kecekapan yang lebih tinggi dari pemampat jenis emparan tetapi tidaklah setinggi kecekapan pemampat jenis salingan.Pemampat jenis putaran boleh menghasilkan tekanan antara 400 kN/m 800 kN/m. Keupayaannya boleh mencapai 100 m/min. Unsur asasnya ialah

Injap

Gegendang



J4012/ UNIT 2/12


pemutar dan beberapa keping ram yang bebas melunsur secara jejarian di dalam satu selongsong seperti gambarajah 2.8 di bawah.

(a) (b)

Gambarajah 2.8 : Menunjukkan (a) ram gelangsar dan (b) keratan rentas ram gelangsar

Pemampat Jenis Skru

Pemampat jenis skru menggunakan minyak pelincir sebagai pelindung daripada kebocoran. Ianya sesuai digunakan jika beban yang dikenakan padanya tidak berubah. Masalah pemampat jenis skru ialah angin mampat yang dihasilkan mempunyai kandungan minyak, oleh itu ianya memerlukan penapis minyak yang dipasang secara siri dibahagian keluaran.

Gambarajah 2.9 : Pemampat Udara Jenis Skru

Putaran

Keluaran Masukan




J4012/ UNIT 2/13


2.3.2 Pemampat Jenis Dinamik

Udara atau gas yang dimampatkan melalui gerakan dinamik ram yang berputar menghasilkan halaju dan tekanan kepada udara atau gas yang mengalir. Aliran udara di dalam aliran paksi adalah sama arah dengan gerakan gandar, manakala di dalam pemampat emparan, pengaliran udara adalah sama arah dengan putaran jejarinya. Kadangkala pemampat emparan disebut sebagai penghembus atau peniup bergantung kepada bagaiman dinamiknya gerakan udara. Pemampat jenis ini digunakan apabila kadar aliran dan isipadu yang tinggi diperlukan.

Pemampat jenis dinamik biasanya tidak dapat menghasilkan tekanan yang tinggi oleh itu ia tidak digunakan sebagai pemampat kepada sistem pneumatik. Walaupun ia dapat menghasilkan kuantiti udara yang tinggi tetapi ia hanya berfungsi sebagai kipas atau penghembus.

(a) (b)

Gambarajah 2.10 : (a) Jenis Aliran Paksi, dan (b) Jenis Aliran Jejari



J4012/ UNIT 2/14


2.4 PENGHASILAN UDARA BEBAS

Penghantaran udara bebas ditakrifkan sebagai penghantaran udara pada keadaan tekanan atmosfera adalah berbeza dari tempat ke tempat maka suatu piawai udara selalu digunakan dan dikenali sebagai udara bebas piawai. Bagi udara bebas piawai tekanan diambil sebagai 1.010 bar dan suhu 00 C.

2.4.1 Kelengkapan Sistem Mampatan udara

Sistem mampatan udara memerlukan kelengkapan tertentu bagi memastikan kerja pemampatan dapat dilaksanakan dengan baik. Di antara kelengkapan sistem mampatan udara adalah seperti berikut :-

Turus Sedutan dan Penyenyap Tabung Udara Injap Pelega Unit Servis atau Unit Khidmat

Gambarajah 2.11, menunjukkan susunan loji dan unit-unit utama pemampat udara.

Gambarajah 2.11 : Loji Pemampat Udara


J4012/ UNIT 2/15


2.4.1.1 Turas Sedutan dan Penyenyap

Setiap sistem pemampat memerlukan turas sedutan untuk mengeluarkan zarah-zarah kotoran sebelum udara memasuki liang masuk. Turas ini biasanya jenis kubang minyak atau elemen kertas yang memerlukan senggaraan atau gantian dari masa ke semasa.

Satu penyenyap adakalanya diperlukan bagi melenyapkan kebisingan udara yang memasuki pemampat. Ia boleh dipasang sebelum atau selepas turas bergantung kepada kesan penyenyap yang diperlukan.

2.4.1.2 Tabung Udara

Pemampat sama ada yang besar atau kecil selalunya dilengkapkan dengan satu penerima udara. Penerima hanyalah sebuah takungan atau tangki yang dapat diisikan dengan udara termampat.

Fungsi Tabung Udara adalah seperti berikut :-

Menapis udara yang masuk ke dalam sistem utama (Penapis Masukan) Menyimpan udara termampat bagi mengelakkan pemampat beroperasi

secara berterusan. Meredan denyutan tekanan yang datang daripada pemampat atau

sistem pneumatik. Memindah haba bagi menyejukkan udara termampat bagi

menggalakkan peluwap menitis ke bawah takungan sebelum udara disalurkan ke sistem pneumatik.

Mengumpul peluwap dan cemaran daripada udara. Injap pelega yang berada dibahagian atas tabung udara berfungsi untuk

mengawal tekanan yang berlebihan.


J4012/ UNIT 2/16


Gambarajah 2.12 : Tabung Udara dan Simbol Piawainya

2.4.1.3 Injap Pelega

Alat ini merupakan penerima udara yang dipasang di tempat perantaraan untuk menyamankan tekanan yang berubah-ubah di dalam sistem dan memastikan tekanan kendalian sentiasa malar. Penumpuk perantaraan hendaklah dipasang pada tiap-tiap loji yang menggunakan bekalan pusat udara termampat. Dengan kewujudan penumpuk di dalam susunan loji, tekanan dalam talian panjang terpampas menyusut dan halaju aliran dalam saluran dapat disenggarakan dengan mudah.

2.4.1.4 Unit Servis atau Unit Khidmat

Alat ini merupakan satu pakej yang mengandungi turas udara, pengatur tekanan dan pelincir seperti gambarajah 2.13 di bawah.

Keluaran

Masukan

Injap Pelega

Injap Pelepasan



J4012/ UNIT 2/17


Gambarajah 2.13 : Unit Servis

Gambarajah 2.14: Penapis udara

Gambarajah 2.15: Pengatur tekanan

PELINCIR PENGATUR TEKANAN PENAPIS UDARA

Penapis udara - penapis udara digunakan untuk

membersihkan udara termampat daripada segala kekotoran dan juga air terpeluwap yang terkumpul.

Pengatur Tekanan- Pengatur tekanan merupakan injap penurun yang memastikan tekanan kerja yang besar berkeadaan malar walaupun terdapat ketidakseimbangan dalam tekanan udara utama dan kadar penggunaan udara. Tekanan masukan hendaklah sentiasa lebih tinggi daripada tekanan keluaran.





J4012/ UNIT 2/18


Gambarajah 2.16: Pelincir

Pelincir - Bekalan pelincir yang mencukupi diperlukan untuk peralatan pneumatik. Pemasangan saluran dibuat secara perpaipan. Paip diperbuat daripada getah, plastik ataupun logam. Paip yang digunakan sebagai saluran gas tidak boleh digunakan sama sekali. Perkara-perkara penting yang mesti diperhatikan dalam pemasangan saluran paip ialah halaju aliran dan susutan tekanan dalam paip dan sendi di sepanjang perpaipan utama.



J4012/ UNIT 2/19


Soalan 2b-1 Isikan tempat kosong di bawah. Soalan 2b-2 Nyatakan empat kelengkapan sistem mampatan 1._____________________________________ 2._____________________________________ 3._____________________________________ 4._____________________________________ Soalan 2b-3 Unit servis terbahagi kepada 3 bahagian iaitu: 1.______________________________ 2.______________________________ 3._______________________________

AKTIVITI 2b

Pemampat

1.____________________ i.________________________ ii________________________

2.___________________ i. ________________________ ii.________________________


J4012/ UNIT 2/20


Jawapan 2b-1

Pemampat 1. Jenis Anjakan Positif 2. Jenis Dinamik

i. Jenis salingan i. Jenis aliran jejari ii. Jenis putaran ii. Jenis aliran paksi

Jawapan 2b-2 1. Turus sedutan dan penyenyap 2. Tabung Udara 3. Injap pelega 4. Unit servis atau unit khidmat

Jawapan 2b-3 1. Penapis Udara 2. Pengatur tekanan 3. Pelincir

MAKLUM BALAS KEPADA AKTIVITI 2b


J4012/ UNIT 2/21


2.4 PENYAHIDRATAN UDARA

Fungsi proses penyahidratan udara ialah untuk menurunkan suhu dan mengeringkan udara selepas proses pemampatan. Proses penyahidratan udara boleh dibahagikan kepada dua bahagian seperti di bawah;

Pendingin Lanjutan Pengering Udara 2.4.1 Pendingin lanjutan

Pendingin lanjutan juga boleh dibahagikan kepada dua iaitu;

Dingin Udara Proses penyejukan dilakukan dengan menggunakan

udara. Dingin Air Proses penyejukan dilakukan dengan menggunakan air

sebagai bahantara.

Gambarajah 2.17 : Unit Dingin Udara


Sumber : Pneumatic Control for Industrial Automation, AE Press, 1987.


J4012/ UNIT 2/22


Gambarajah 2.18 : Unit Dingin Air

2.5.2 Pengering Udara

Pengering udara boleh dibahagikan kepada tiga jenis yang utama iaitu:-

Jenis Serapan Jenis Jerapan Jenis Bahan Pendingin

2.5.2.1 Pengering Jenis Resapan

Pengering jenis resapan menggunakan kimia jenis kelembapcairan bagi menyerap air daripada udara. Setelah menyerap air kimia ini akan menjadi cecair. Diantara kimia yang selalu digunakan adalah urea, lithium dan kalsium klorida. Gambarajah Unit Pengering Jenis Resapan adalah gambarajah 2.19 di bawah.

Gambarajah 2.19 :Unit Pengering Jenis Resapan



Sumber : Pneumatic Control for Industrial Automation, AE Press, 1987.


J4012/ UNIT 2/23


Silinder penakung dibina untuk menyimpan bahan kimia penyerap dalam jumlah yang banyak. Udara yang dimampat mengalir masuk daripada bahagian bawah silinder penakung dan mengalir ke aras atas menerusi bahan penyerap sebelum udara kering dialirkan keluar. Bahan kimia yang menyerap lembapan dari udara akan menjadi lembap dan cair lalu menitik ke bawah. Bahan kimia di dalam penakung akan berkurangan dan perlu ditambah dari masa ke semasa melalui ruang menambah di bahagian atas penakung.

2.5.2.2 Pengering Jenis Jerapan (Adsorption )

Pengering jenis ini menggunakan kaedah kimia bagi mengeringkan udara. Kaedah jerapan bermakna air daripada udara akan melekat pada permukaan kimia pengering yang digunakan.Bahan pengering ini biasanya terdiri daripada jel silika dan alumina teraktif yang diisikan ke dalam silinder. Gambarajah Unit Pengering Jenis Jerapan adalah seperti di bawah :-

Gambarajah 2.20 : Unit Pengering Jenis Jerapan

Udara basah akan masuk dari bahagian bawah dan keluar sebagai udara kering di bahagian atas. Sekiranya udara yang lebih kering



J4012/ UNIT 2/24


diperlukan, udara akan dialirkan semula ke silinder kedua dan dikeluarkan di bahagian bawah silinder kedua.

2.5.2.3 Pengering Bahan Pendingin

Udara yang telah dimampatkan kira-kira pada suhu 44oC masuk melalui salur masuk melalui paip. Udara basah mengalir terus melalui penyejuk udara ke udara dan terus ke pemisah air. Pada pemisah air, air yang terkumpul akan menitik ke bawah. Udara yang separuh kering dan sejuk dialirkan terus ke penyejuk udara ke bahan penyejuk dan keluar ke pemisah air kedua di mana air yang terkumpul akan menitik ke bawah. Udara yang telah kering dan sejuk dialirkan pula ke penyejuk udara ke udara sebelum udara dialirkan ke sistem. Udara yang keluar dari Pengering Penyejuk merupakan udara kering dan sejuk. Suhu yang keluar lebih kurang 2oC. Gambarajah 2.21 di bawah menunjukkan unit pengering bahan pendingin.

Gambarajah 2.21 : Unit Pengering Bahan Pendingin


J4012/ UNIT 2/25


Soalan 2c-1 Sila isikan jawapan anda pada ruang kosong yang disediakan ;

a. Mengikut Hukum Boyle, apabila isipadu jisim .. tekanan udara akan bertambah.

b. Unit digunakan untuk mengukur daya.

c. Mengikut Hukum Dew Point jumlah . boleh berubah mengikut

perubahan suhu.

d. Penyukat peratus air dalam satu isipadu udara dipanggil

e. Udara yang dibekalkan kepada sistem pneumatik mestilah bersih daripada .. dan ..

f. Titik rujukan aras laut dimana tekanan udara ialah bersamaan . bar.

g. Jenis pemampat boleh dibahagikan kepada dua iaitu dan

.. h. Pemampat jenis . menggunakan minyak pelincir sebagai pelindung

daripada kebocoran.

i. Tabung udara digunakan untuk

j. Fungsi proses penyahidratan udara ialah untuk menurunkan suhu dan

k. Dingin merupakan proses penyejukkan yang dilakukan dengan

menggunakan udara.

l. Pengering jenis . menggunakan bahan kimia untuk menyerap udara lembab daripada udara disekeliling.

AKTIVITI 2c


J4012/ UNIT 2/26


Soalan 2c-2 Sila pilih dan padankan maklumat pada senarai 1 dengan item pada senarai 2.

Senarai 1 Senarai 2 i. Mempunyai satu piston sahaja yang

digerakkan ke atas dan ke bawah

a. Pemampat jenis skru

ii. Mempunyai dua piston, satu bertekanan rendah dan satu bertekanan tinggi.

b. Pemampat salingan satu peringkat.

iii. Berputar dengan kelajuan tinggi dan bebas dari pencemaran pelincir.

c. Pemampat salingan dua peringkat.

iv. Menggunakan minyak pelincir sebagai pelindung daripada kebocoran.

d. Pemampat jenis pump gelansar.

e. Pemampat aliran paksi.


J4012/ UNIT 2/27


Soalan 2c-1 a. Berkurangan b. Newton c. Wap air d. Kelembapan bandingan e. Minyak, bahan cemar f. 1.013 bar

g. Anjakan positif, dinamik h. Skru i. Udara j. Pengeringan udara k. Udara l. Penyerapan

Soalan 2c-2

Senarai 1 Senarai 2 i. Mempunyai satu piston sahaja yang

digerakkan ke atas dan ke bawah

a. Pemampat jenis skru

ii. Mempunyai dua piston, satu bertekana rendah dan satu bertekanan tinggi.

b. Pemampat salingan satu peringkat.

iii. Berputar dengan kelajuan tinggi dan bebas dari pencemaran pelincir.

c. Pemampat aliran paksi.

iv. Menggunakan minyak pelincir sebagai pelindung daripada kebocoran.

d. Pemampat jenis pump gelansar.

e. Pemampat salingan dua peringkat.

MAKLUM BALAS KEPADA AKTIVITI 2c


J4012/ UNIT 2/29


UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA. 1. Nyatakan DUA kumpulan utama Pemampat Udara 2. Berikan Definasi Penghantaran Udara 3. Senaraikan LIMA kelengkapan system mampatan udara bagi memastikan kerja

pemampatan udara dapat dilaksanakan dengan baik. 4. Dengan bantuan gambarajah, terangkan bagaimana pengering jenis jerapan berfungsi. 5. Terangkan dengan ringkas prinsip kerja pemampat anjakan positif dan anjakan

dinamik.

SELAMAT MENCUBA.

PENILAIAN KENDIRI


J4012/ UNIT 2/30


Jawapan 1 DUA kumpulan utama Pemampat Udara:-

a) Jenis Anjakan Positif b) Jenis Anjakan Dinamik

Jawapan 2 Definasi penghantaran udara bebas ditakrif sebagai penghantaran udara pada keadaan

atmosfera berbaza dari tempat ke tempat, maka suhu piawai udara selalu digunakan dan dikenali sebagai Udara bebas piawai. Bagi udara piawai, tekanan diambil 1.010 bar dan suhu 0 C.

Jawapan 3 Lima kelengkapan sistem mampatan ialah:-

a) Turus sedutan dan penyeyap b) Penerima udara c) Penumpuk udara d) Unit servis atau unit khidmat e) Pengering dan penyejuk

MAKLUM BALAS KEPADA PENILAIAN KENDIRI


J4012/ UNIT 2/31


Jawapan 4

Unit Pengering Jenis Rejapan menggunakan kaedah kimia bagi mengeringkan udara. Kaedah jerapan bermakna air daripada udara akan melekat pada permukaan kimia pengering yang digunakan.Bahan pengering ini biasanya terdiri daripada jel silika dan alumina teraktif yang diisikan ke dalam silinder. Udara basah akan masuk dari bahagian bawah dan keluar sebagai udara kering di bahagian atas. Sekiranya udara yang lebih kering diperlukan, udara akan dialirkan semula ke silinder kedua dan dikeluarkan di bahagian bawah silinder kedua.

Jawapan 5 5a. Pemampat Udara Anjakan Positif

Pemampat udara anjakan positif merupakan mesin dengan sekumpulan isipadu udara atau gas yang diletakkan di dalam bekas tertutup kerana tekanan akan meningkat apabila isipadu tersebut dikurangkan. Pemampat udara anjakan positif biasa digunakan di dalam loji-loji pemampat udara untuk kawalan pneumatik. Pemampat ini terdiri dari dua jenis yang utama iaitu jenis salingan dan berputar.


J4012/ UNIT 2/32


5b. Pemampat Udara Anjakan Dinamik

Udara atau gas yang dimampatkan melaui gerakan dinamik ram yang berputar menghasilkan halaju dan tekanan kepada udara atau gas yang mangalir. Aliran udara di dalam aliran paksi adalah sama arah dengan gerakan gandar, manakala di dalam pemampat emparan, pengaliran udara adalah sama arah dengan putaran jejarinya. Kadangkala pemampat emparan disebut sebagai penghembus atau peniup bergantung kepada bagaiman dinamiknya gerakan udara. Pemampat jenis ini digunakan apabila kadar aliran dan isipadu yang tinggi diperlukan.


J4012 / UNIT 3/1

PENGGERAK DAN INJAP

Objektif Am : Mempelajari dan memahami sistem kerja

pneumatik bagi penggerak dan injap


Menyatakan kegunaan serta melakar binaan Silinder Lelurus dan Silinder Istimewa.

Menyatakan kegunaan serta melakar binaan Penggerak Putar dan Pengerak Istimewa.

Menyatakan dan melakarkan komponen dan simbol injap. Menyatakan kaedah mengerakkan injap. Menerangkan fungsi penderia. Merekabentuk dan menerangkan litar asas satu silinder.

UNIT 3

SISTEM KERJA PNEUMATIK (PENGGERAK DAN INJAP)

OBJEKTIF


J4012 / UNIT 3/2

PENGGERAK DAN INJAP

3.0 PENGENALAN

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.

3.1 PENGGERAK PNEUMATIK

Penggerak pneumatik terdiri daripada :-

Silinder Pneumatik Silinder Istimewa Penggerak Berputar Penggerak Istimewa

Penggerak pneumatik menukarkan tenaga yang dihasilkan oleh tekanan udara kepada kerja dalam bentuk daya atau gerakan. Daya yang terhasil bergantung kepada diameter silinder dan tekanan udara. Gerakan penggerak boleh dikelaskan kepada pergerakan linear atau gerakan sudut.

3.1.1 Silinder Pneumatik

Binaan Silinder pneumatik berubah-ubah bergantung kepada penggunaannya dan boleh dibahagikan kepada beberapa bahagian seperti di bawah :-

Tiub Silinder Penutup Silinder Piston Piston rod

T

IINNPPUUTT


J4012 / UNIT 3/3

PENGGERAK DAN INJAP

Tiub silinder Ianya merupakan tempat di mana piston menggelongsor di bahagian permukaan dalam. Bahan yang biasa digunakan ialah seperti keluli berkarbon, aluminium tekanan tinggi dan stainless steel.

Penutup silinder Bahagian ini menutup kedua hujung silinder dan terdapat salur tekanan atau masukan dan binaan pengkusyenan. Bahan yang biasa digunakan ialah besi tuang tetapi sekarang aluminium die-casting digunakan secara meluas kerana rintangannya kepada kakisan dan ianya lebih ringan.

Piston Bahagian yang menerima tekanan udara dan mengelongsor di dalam tiub silinder dan memindahkan kuasa ke rod. Bahan yang biasa digunakan ialah besi tuang, aluminium dan keluli.

Piston rod Ianya disambungkan ke piston dimana piston akan memindahkan kuasa keluar daripada silinder. Bahan yang biasa digunakan ialah keluli berkarbon. Pada bahagian permukaan luar rod biasanya disalut dengan lapisan krom keras (hard chrome plated) untuk mengelakkan kakisan dan haus disebabkan geseran. Bahan stainless steel digunakan bagi kegunaan tertentu.

3.2 JENIS-JENIS SILINDER LELURUS

Silinder bagi sistem pneumatik boleh dibahagikan kepada dua jenis utama iaitu :-

Silinder Satu Tindakan

Silinder Dua Tindakan

3.2.1 Silinder Satu Tindakan

Silinder satu tindakan menggerakkan piston keluar menggunakan kuasa angin

mampatan tetapi menggunakan spring untuk kembali kepada kedudukan asal.

Gambarajah 3.1 di bawah menunjukkan model dan keratan rentas binaan

silinder satu arah.

Gambarajah 3.1 : Silinder satu tindakan



J4012 / UNIT 3/4

PENGGERAK DAN INJAP

3.2.2 Silinder Dua Tindakan

Silinder dua tindakan menggerakkan piston keluar dan masuk dengan

menggunakan kuasa angin. Gambarajah 3.2 di bawah menunjukkan model

dan keratan rentas binaan silinder dua tindakan.

Gambarajah 3.2 : Silinder dua tindakan

Petunjuk:

Rajah 3.3 : Pergerakan silinder dua tindakan

Berdasarkan rajah 3.3 di atas, (i) Menunjukkan silinder berada di dalam keadaan piston masuk

keseluruhannya apabila kuasa mampatan angin menolak pada bahagian hadapan.

(ii) Pergerakan permulaan angin mampatan untuk menolak piston keluar.

(iii) Angin mampatan menolak piston keluar sepenuhnya. (iv) Pergerakan permulaan oleh angin mampatan untuk menarik piston

masuk kembali ke dalam silinder.


(i) (ii)

(iii) (iv)

Menunjukkan Udara masuk Menunjukkan Udara keluar Sumber : SMC Pneumatic


J4012 / UNIT 3/5

PENGGERAK DAN INJAP

3.3 MENENTUKAN DAYA DAN SAIZ SILINDER

Daya yang dikenakan ke atas sesuatu silinder bergantung kepada diameter piston,

tekanan kerja udara dan rintangan geseran. Secara teori pengiraan bagi menentukan

saiz sesuatu silinder adalah berdasarkan formula di bawah.

Daya yang terhasil oleh silinder dua tindakan :-

Semasa Pengembangan, ge PDF

=

4

2

Semasa mampatan, ( ) gr PdDF 224 =

Daya yang terhasil oleh silinder satu tindakan :-

Semasa Pengembangan, ( )sge FPDF = 42

Daya ( N) = Luas Keratan Rentas Piston (m2) X Tekanan Udara (N/m2)

atau,

Daya ( N) = Luas Keratan Rentas Piston (cm2) X Tekanan Udara (Kgf/cm2)

Petunjuk :- D = Diameter piston (m atau cm) d = Diameter piston rod (m atau cm) Pg = Tekanan kelegaan (bar) Fs = Daya spring pada akhir lejang


J4012 / UNIT 3/6

PENGGERAK DAN INJAP

3.4 PENGKUSYENAN DALAM SILINDER PNEUMATIK

Apabila piston bergerak di dalam silinder pneumatik dengan kelajuan yang tinggi, daya hentakan yang terhasil apabila piston menyentuh penutup silinder atau penutup rod pada akhir setiap lejang boleh menyebabkan kerosakan kepada penutup silinder atau penutup rod tersebut. Daya hentaman juga boleh merosakkan piston atau rod piston. Untuk mengelakkan daripada kerosakan disebabkan hentaman tersebut pengkusyenan perlu dipasang pada silinder di bahagian hadapan atau belakang (penutup silinder).

Gambarajah 3.4 : Kedudukan injap pengkusyenan di dalam silinder pneumatik

Pengkusyenan dalam silinder pneumatik adalah dari jenis pengkusyenan udara atau penyerap hentaman jenis getah. Pengkusyenan dalam silinder pneumatik adalah jenis getah. Pengkusyenan jenis udara biasanya digunakan bagi silinder yang berdiameter melebihi 40 mm dan rekabentuknya bergantung kepada penggunaan silinder tersebut. Penyerap hentakan jenis getah biasanya digunakan untuk silinder bersaiz kecil di mana piston dan dua hujung silinder tersebut dipasang dengan bahan elastik (menganjal) seperti getah untuk mengelak dari berlakunya hentaman piston.

Injap Pengkusyenan

Rod

Saluran Bendalir

Injap sehala



J4012 / UNIT 3/7

PENGGERAK DAN INJAP

3.5 PENCAGAK SILINDER Silinder jenis piawai tidak direka untuk menyerap beban dari bahagian sisi piston, oleh itu silinder mestilah dipasang dengan berhati-hati dan tepat bagi memastikan pergerakan beban selari dan seimbang dengan garis tengah silinder. Gambarajah 3.5 di bawah menunjukkan beberapa cara pemasangan pencagak silinder.

Pencagak terus (Direct) Silinder dipasang secara terus kepada permukaan depan rod.

Pencagak Bebenang (Threaded Neck) Silinder dipasang dengan menggunakan nat pengunci yang terdapat pada bahagian hadapan silinder.

Pencagak Berkaki ( Foot Mount) Silinder dipasang mendatar dengan memasang dua kaki iaitu di hadapan dan belakang silinder dan dikunci pada bahagian tapak.

Pencagak Gantungan Belakang (Rear Flange) Silinder dipasang kekunci pada bahagian belakang.

Pencagak Gantungan Hadapan (Front Flange) Silinder dipasang kekunci pada bahagian hadapan.

Pencagak Ayunan Belakang (Rear Clevis) Silinder dipasang pada bahagian hadapan satu sendi yang boleh berayun.

Pencagak Trunnion Pencagak bersendi dipasang pada bahagian tengah silinder untuk membolehkan ianya berayun

Gambarajah 3.5 : Cara pemasangan Pencagak Silinder



J4012 / UNIT 3/8

PENGGERAK DAN INJAP

3.6 SILINDER ISTIMEWA Selain silinder lelurus terdapat beberapa lagi jenis silinder yang boleh diketogorikan sebagai silinder istimewa. Ianya boleh dibahagikan kepada empat jenis seperti di bawah :- Rod Kembar Silinder Iring Silinder Berbilang Kedudukan Silinder Mengunci

3.6.1 Rod Kembar

Silinder rod kembar ialah mempunyai dua bahagian rod, silinder akan bergerak ke kiri dan ke kanan sepanjang rod tersebut. Silinder jenis ini biasanya digunakan untuk menggerakkan bahan kerja ke satu jarak yang lebih jauh. Satu plat seakan meja diletakkan dan dikunci dibahagian atas silinder tersebut. Meja tersebut akan bergerak bersama-sama silinder tersebut.

Gambarajah 3.6 : Binaan rod kembar

Gambarajah 3.7 : Pemasangan rod kembar




J4012 / UNIT 3/9

PENGGERAK DAN INJAP

3.6.2 Silinder Iring Silinder iring mempunyai ciri-ciri yang agak berbeza seperti ditunjukkan

dalam gambarajah 3.8 di bawah. Ianya direka dengan pelinciran dalaman

dimana akan memastikan pergerakan yang lancar sepanjang masa. Ianya

diperbuat daripada nat / bolt yang mempunyai sifat kekuatan dan ketengan

yang tinggi.

(a) (b)

Gambarajah 3.8 : (a) silinder iring (b) keratan rentas silinder iring

3.6.3 Silinder Berbilang Kedudukan

Silinder berbilang kedudukan mempunyai dua hujung yang dipasang secara

tetap pada kedudukan benda kerja. Ianya sesuai digunakan untuk operasi

yang melibatkan silinder dua tindakan atau lebih. Untuk aplikasi tertentu

yang melibatkan penderia posisi, silinder jenis ini dilengkapi dengan Sensor

Reed Switch Sme/SMT.

Gambarajah 3.9 : Silinder berbilang kedudukan




J4012 / UNIT 3/10

PENGGERAK DAN INJAP

3.6.4 Silinder Mengunci

Silinder jenis ini boleh berhenti di mana-mana bahagian disepanjang rod silinder dan boleh dikunci pada kedudukan tersebut. Mekanisma kekunci boleh terdiri dari jenis spring, tekanan udara atau kedua-duanya.

Gambarajah 3.10 : Silinder Mengunci

Rajah 3.11 : Binaan Silinder Mengunci

3.7 PENGGERAK PUTAR

Terdapat tiga jenis penggerak putar yang utama sepertimana di bawah:- Jenis Rak dan Pinion Jenis Ram Motor Udara

3.7.1 Penggerak Jenis Rak dan Pinion

Shaft keluaran mempunyai gear pinion terkamil yang digerakkan oleh rak yang bersambung dengan dua piston. Sudut piawai putaran ialah 90o atau 180o. Gambarajah 3.12 dan 3.13 di bawah menunjukkan binaan penggerak jenis rak dan pinion.




J4012 / UNIT 3/11

PENGGERAK DAN INJAP

Gambarajah 3.12 : Pengerak Jenis Ram dan Pinion

Rajah 3.13 : Binaan Pengerak Jenis Ram dan Pinion

3.7.2 Penggerak Jenis Ram Angin termampat bertindak memasuki lubang udara yang bersambung kepada aci keluaran. Lubang udara dilindungi daripada kebocoran menggunakan pelindung getah atau saduran elastomer. Gambarajah 3.14 dan 3.15 di bawah menunjukkan binaan penggerak jenis ram.

Gambarajah 3.14 : Penggerak Jenis Ram





J4012 / UNIT 3/12

PENGGERAK DAN INJAP

Rajah 3.15 : Prosedur Kerja Penggerak Jenis Ram

Prinsip kerja penggerak ram ialah apabila angin termampat memasuki bahagian lubang udara, ram akan ditolak untuk berputar sementara itu, aci juga berputar kepada sudut yang dikehendaki sepertimana yang ditunjukkan oleh gambarajah iaitu 90o, 180o atau 270o.

3.7.3 Motor Udara Motor udara banyak digunakan di dalam bidang industri dan automotive sebagai contoh, digunakan sebagai pemutar skru, mesin penggerudi dan mesin Pencanai. Motor udara menghasilkan keluaran daya kilas yang berterusan untuk menggerakkan aci. Kebaikan motor udara udara ialah seperti berikut:-

Mudah untuk mengawal kelajuan motor Daya kilas yang tinggi Mudah untuk mengawal arah putaran Selamat digunakan dalam persekitaran mudah terbakar

Motor udara boleh dibahagikan kepada lima jenis seperti di bawah:-

Motor Ram Motor Gear Motor Piston Motor Turbin Motor Impal



J4012 / UNIT 3/13

PENGGERAK DAN INJAP

3.8 PENGGERAK ISTIMEWA

Terdapat empat jenis penggerak yang boleh dikategorikan sebagai penggerak istimewa iaitu:-

Silinder Tanpa Rod Unit Gelangsar Silinder Rod Bergeronggang Cuk Udara

3.8.1 Penggerak Silinder Tanpa Rod

Terdapat dua jenis silinder tanpa rod iaitu jenis sambungan magnet dan sambungan mekanikal. Sebuah silinder konvensional yang mempunyai panjang tunjahan 500 mm, mungkin memerlukan panjang tunjahan keseluruhan sebanyak 1100 mm.

Sebuah silinder tanpa rod yang mempunyai panjang tunjahan yang sama hanya memerlukan panjang keseluruhan 600 mm. Oleh itu, silinder tanpa rod adalah pilihan terbaik apabila berhadapan dengan ruang yang terhad tetapi memerlukan tunjahan yang panjang.

Silinder Tanpa Rod Sambungan Magnet

Silinder Tanpa Rod Jenis Sambungan Mekanikal

Gambarajah 3.16 : Gambarajah Silinder Tanpa Rod



J4012 / UNIT 3/14

PENGGERAK DAN INJAP

3.8.2 Penggerak Unit Gelangsar

Unit gelangsar merupakan penggerak lelurus yang berketepatan tinggi bagi kegunaan industri pengeluaran dan pembinaan robot. Gambarajah 3.17 dan 3.18 di bawah menunjukkan binaan unit gelangsar.

Gambarajah 3.17 : Unit Gelangsar

Gambarajah 3.18 : Binaan Unit Gelangsar

3.8.3 Penggerak Silinder Rod Bergeronggang

Penggerak Silinder rod bergeronggang menyediakan sambungan secara terus di antara peralatan penjanaan vakum dan pad vakum pada hujung rod kerja. Silinder rod bergeronggang direka khas untuk kegunaan ambil dan letak (Pick dan Place). Gambarajah 3.19 di bawah menunjukkan binaan silinder rod bergeronggang.

Gambarajah 3.19 : Silinder rod bergeronggang

Gambarajah 3.20 : Binaan silinder rod bergeronggang






J4012 / UNIT 3/15

PENGGERAK DAN INJAP

3.8.4 Penggerak Cuk Udara (Penggenggam)

Penggerak Cuk Udara direka untuk memegang komponen di dalam industri. Ianya banyak digunakan sebagai tangan kepada robot. Cuk udara mempunyai dua piston yang berfungsi untuk membuka dan menutup jaw. Gambarajah 3.21 dan 3.22 di bawah menunjukkan binaan Cuk Udara.

Gambarajah 3.21 : Penggerak Cuk Udara

Gambarajah 3.22 : Binaan Penggerak Cuk Udara 3.9 INJAP

Injap merupakan peralatan yang menerima arahan dalaman samada dalam bentuk insani, mekanikal, elektrikal atau pneumatik untuk melepaskan, atau menghentikan atau menyalurkan kembali pengaliran udara melauinya. Injap pneumatik terbahagi kepada lima jenis iaitu :

Injap kawalan arah Injap Sehala Injap kawalan aliran ( isipadu ) Injap kawalan tekanan Injap Bergabung




J4012 / UNIT 3/16

PENGGERAK DAN INJAP

Terdapat 4 kaedah utama bagaimana injap digerakkan sepertimana ditunjukkan oleh gambarajah di bawah :-

Kaedah Mengerakkan Injap Gambarajah Binaan Simbol

Insani Digerakkan oleh operator dengan cara menekan butang yang disediakan.

Mekanikal Injap digerakkan oleh mekanisma mekanikal seperti suis beroda dan rod silinder.

Pneumatik Injap digerakkan oleh angin mampatan yang bertindak mengerakkan kedudukan saluran angin.

Elektrikal Injap digerakkan oleh solenoid yang dijana oleh kuasa elektrik.

Rajah 3.23 : Kaedah mengerakkan injap



J4012 / UNIT 3/17

PENGGERAK DAN INJAP

3.9.1 Injap Kawalan Arah

Injap kawalan arah dikelaskan mengikut ciri rekabentuk dan bergantung kepada penggunaannya seperti di bawah:-

Mekanisma dalam injap yang mengawal aliran udara. Bilangan kedudukan 2 atau 3. Terdapat juga injap yang mempunyai

lebih dari 3 kedudukan. Dalam kes tertentu, terdapat juga injap yang mempunyai 6 kedudukan.

Bilangan sambungan yang terdapat pada injap dimana ia disambungkan pada tiub atau salur bertekanan yang mana ia bersambung kepada aliran di dalam injap yang dikawal oleh mekanisma injap.

3.9.1.1 Kegunaan Serta Simbol Injap Kawalan Berarah

Jenis Injap Simbol Kegunaan Injap arah 2/2

Mengerakkan motor udara dan peralatan pneumatik.

Injap arah 3/2 NC

Memacu silinder satu tindakan atau bertindak sebagai suis on/off.

Injap arah 3/2 NO

Memacu silinder satu tindakan.

Injap arah 4/2

Memacu silinder dua tindakan dengan terdapat satu ekzos untuk melepaskan udara.

Injap arah 4/3

Memacu silinder dua tindakan dengan keupayaan memberhentikan silinder pada mana-mana kedudukan dengan menghalang udara di dalam silinder daripada keluar.

Injap arah 5/2

Memacu silinder dua tindakan dengan ekzos individu.

Injap arah 5/3 Exhaust centre

Memacu silinder dua tindakan dengan keupayaan memberhentikan silinder pada mana-mana kedudukan dengan melepaskan udara yang berada di dalam silinder.

Injap arah 5/3 Close centre

Memacu silinder dua tindakan dengan keupayaan memberhentikan silinder pada mana-mana kedudukan dengan menghalang udara di dalam silinder daripada keluar.

Injap arah 5/3 Pressure centre

Memberhentikan rod silinder pada pertengahan kedudukan dengan megimbangi udara masuk secara serentak dibahagian hadapan dan belakang silinder.


J4012 / UNIT 3/18

PENGGERAK DAN INJAP

3.9.1.2 Jenis-jenis injap kawalan arah

Injap kawalan arah terbahagi kepada empat iaitu :- a. Injap kili b. Injap Popet c. Injap Gelongsor d. Injap Putar

a. Injap Kili

Gambarajah 3.24 menunjukkan injap kawalan arah kili. Ianya terdiri daripada aci yang dibentuk menjadi sebatang kili dipasang dalam kelongsong dan boleh digerakkan bagi tujuan untuk mengubah arah aliran udara. Kebaikan Injap Kili :

Binaan mudah. Daya yang digunakan untuk menggerakkan kili adalah kecil. Sesuai untuk pengeluaran secara besar-besaran. Aliran udara yang melaluinya lebih banyak jika

dibandingkan dengan injap jenis lain. Keburukan Injap Kili :

Semasa proses memesin, ia memerlukan proses pemesinan yang berkejituan tinggi.

Sedikit kebocoran udara boleh terjadi pada injap. Penggunaan udara yang tidak bersih ( berhabuk ) boleh

merosakkan injap. Pelinciran perlu pada bahagian yang menggelongsor.

Gambarajah 3.24 : Injap kawalan arah Kili



J4012 / UNIT 3/19

PENGGERAK DAN INJAP

b. Injap Kawalan Arah Popet

Gambarajah 3.25 menunjukkan injap kawalan arah jenis popet. Ianya diperbuat daripada getah tiruan atau resin yang dipadatkan. Popet didalam injap akan menutup tempat duduk injap valve seat pada arah paksi untuk memberhentikan aliran udara atau untuk membuka injap bagi membolehkan udara melaluinya di tempat duduk injap. Kebaikan Injap Popet:

Injap boleh dibuka dan ditutup dengan cepat kerana ia memerlukan hanya sedikit gerakan.

Risiko kegagalan operasi terlalu kecil kerana kotoran dapat dielakkan dari memasuki injap.

Tiada pelincr diperlukan. Mudah untuk dibuat. Tiada kebocoran berlaku.

Keburukan Injap Popet:

Daya untuk menggerakkan bertambah jika tekanan bertambah.

Sekiranya sambungan pada injap perlu ditambah,bentuk injap menjadi lebih kompleks.

c. Injap Gelongsor

Gambarajah 3.26 menunjukkan injap kawalan arah jenis gelongsor ianya diambil daripada teknik injap yang digunakan pada injap stim yang terdapat pada keretapi. Injap jenis gelongsor berfungsi untuk mengalirkan udara dengan cara menggelongsor atau menggerakkan injap gelongsor pada

Gambarajah 3.25 : Injap Kawalan Arah Jenis Popet



J4012 / UNIT 3/20

PENGGERAK DAN INJAP

permukaan rata. Kedua-dua permukaan mestilah rata dimana permukaan gelongsor berfungsi sebagai kedap. Semasa gerakannya, rintangan geseran mestilah diminimumkan dengan cara menggunakan minyak pelincir pada permukaan yang bersentuhan. Terdapat juga injap gelongsor jenis kecil dengan menggunakan bahan resin tiruan untuk mendapatkan kedapan yang baik. Kebaikan Injap Gelongsor :

Binaannya murah. Aliran udara yang banyak diperolehi. Kadaralir udara boleh dikawal. Injap boleh digunakan untuk pelbagai fungsi.

Keburukan Injap gelongsor :

Terdapat kebocoran udara. Tindakbalas kurang. Tidak tahan lama. Rintangan kepada operasinya bertambah apabila saiz injap

bertambah.

d. Injap Kawalan Arah Jenis Putar

Gambarajah 3.27 menunjukkan injap kawalan arah jenis putar. Injap kawalan arah jenis putar biasanya digunakan sebagai injap pandu kepada aliran terus ke lain injap. Injap putar kebiasaannya diputar secara insani, elektrikal dan hidraulik. Injap putar biasa digunakan untuk kawalan pada tekanan rendah dan isipadu rendah. Kebaikan injap ini ialah ianya mudah dan padat.

Gambarajah 3.26 : Injap Kawalan Arah Jenis Gelongsor



J4012 / UNIT 3/21

PENGGERAK DAN INJAP

3.9.2 INJAP SEHALA

Injap olak-alik terbahagi kepada dua iaitu jenis ATAUdan DAN adalah satu jenis injap yang dapat digolongkan dalam kumpulan injap sehala. Ianya mempunyai dua masukan disebelah kanan dan kiri tetapi hanya satu masukan sahaja dibenarkan untuk menghasilkan keluaran seperti ditunjukkan dalam gambarajah 3.28 (a) dan (b) di bawah.

(a)

(b)

Gambarajah 3.28 : a) Injap ATAU, b) Injap DAN

Gambarajah 3.27 : Injap Kawalan Arah Jenis Putar

MASUKAN 2 MASUKAN 1

KELUARAN

MASUKAN 2 MASUKAN 1

KELUARAN




J4012 / UNIT 3/22

PENGGERAK DAN INJAP

3.9.3 INJAP KAWALAN ALIRAN

Fungsi injap kawalan aliran dalam sistem pneumatik ialah:

Untuk mengawal kelajuan keatas penggerak dan bebannya. Untuk memperolehi kelajuan yang tetap bagi penggerak. Berfungsi sebagai pengkusyenan bagi hentaman beban pada akhir lejang

bagi pergerakan silinder. Untuk mengelakkan beban yang berat dari jatuh dengan tiba-tiba semasa

gerakannya kebawah.

Terdapat tiga jenis injap kawalan aliran iaitu:- a. Injap Kawalan Aliran Jenis Penghad Mudah b. Injap Kawalan Aliran Jenis Penghad Berubah Dengan Aliran Balik

Bebas c. Injap Kawalan Aliran Digerakkan Oleh Sesondol Guling

a. Injap Kawalan Aliran Jenis Penghad Mudah

Injap jenis ini terdiri dari badan mudah dan skru pendikit yang boleh dilaras untuk mengawal orifis dimana kawalan aliran akan diperolehi.Injap jenis ini biasa digunakan pada bahagian keluaran injap kuasa dimana ia digunakan untuk menghadkan kadaralir angin bagi mengawal kelajuan penggerak.

b. Injap Kawalan Aliran Jenis Penghad Berubah Dengan Aliran Balik

Bebas

Injap jenis ini hanya satu aliran sahaja digunakan untuk mengawal kadaralir. Oleh itu injap sehala dipasang pada injap ini. Injap ini juga tidak menghadkan aliran balik. Injap sehala yang terdapat pada injap ini terdiri daripada gelung getah yang boleh melentur keatas apabila aliran balik berlaku.Semasa aliran terus gelung berkeadaan lurus dan mengawal kadar aliran bergantung kepada skru pendikit .

c. Injap Kawalan Aliran Digerakkan Oleh Sesondol Guling

Injap jenis ini berfungsi seperti injap kawalan aliran jenis biasa tetapi sesondol guling digunakan untuk mengubah kadaralir udara yang melalui injap ini. Kawalan kelajuan yang berubah semasa lejang


J4012 / UNIT 3/23

PENGGERAK DAN INJAP

keluaran dan masukan boleh diperolehi dengan cara mengunakan injap ini .Injap jenis ini juga membenarkan aliran balik bebas.

3.9.4 INJAP KAWALAN TEKANAN

Injap kawalan tekanan berfungsi untuk mengawal tekanan. Ianya terbahagi kepada dua iaitu :- a. Injap Pengurang Tekanan dengan fungsi pelega b. Injap Pengurang Tekanan tanpa fungsi pelega.

a. Injap Pengurang Tekanan Dengan Fungsi Pelega .

Kebanyakan injap pengurang tekanan dilengkapi dengan fungsi pelega tekanan sekunder. Binaan injap ini ialah ,terdapat lubang kecil dibahagian bawah gegendang dan lubang laluan angin dibahagian bawah injap .Dalam keadaan biasa lubang dibahagian bawah gegendang sentiasa tertutup dan ruang laluan angin dibahagian bawah injap terbuka untuk membolehkan angin melaluinya .Apabila tekanan bertambah dibahagian keluaran, gegendang akan bergerak keatas. Gerakan ini akan menyebabkan batang gegendang turut bergerak keatas dan menutup lubang aliran dibahagian bawah injap .Injap seperti ini sesuai digunakan untuk mengawal aliran udara ke silinder .

b. Injap Pengurang Tekanan Tanpa Pelega

Berpandukan rajah 3.29 di bawah, dalam keadaan D1 dan kadar alir dibahagian sekunder stabil, injap akan berada dalam keadaan stabil dimana Fs dan Fd mempunyai nilai yang sama. Keluasan ruang aliran pada permukaan injap ( dimana mengikut kedudukan gegendang ) boleh mempengaruhi nilai kejatuhan tekanan p yang mana ia dapat mempengaruhi tekanan dari P1 ke P2 . Keseimbangan daya akan terganggu disebabkan oleh pengurangan nilai P2 menyebabkan penambahan nilai kadaralir Q yang diperlukan .Pegas akan menolak gegendang dan ruang injap akan terbuka lebih luas bagi membolehkan aliran yang lebih .Dengan cara ini p akan berkurangan dan P2 akan bertambah sehingga nilai Fs sama dengan Fd ( Fs adalah tekanan pegas yang dilaras ) . Apabila tekanan P1 berubah, tekanan P2 juga berubah tetapi pegas bertindakbalas dengan cepat bagi mengimbangkan keadaan dengan gerakkannya keatas atau kebawah. Dengan pergerakan injap


J4012 / UNIT 3/24

PENGGERAK DAN INJAP

membuka atau menutup (keatas atau kebawah) tekanan P2 akan stabil atau tetap. Apabila tekanan P2 bertambah keseimbangan tekanan Fs = Fd akan terganggu dan gegendang akan tertekan atau bergerak keatas .Tindakan ini akan menyebabkan ruang laluan injap mengecil dan P2 akan menurun dan keseimbangan Fs =Fd akan diperolehi semula .

Gambarajah 3.29 : Injap pengurang tekanan tanpa pelega dan

konsep kerja injap

3.9.5 INJAP BERGABUNG Gabungan daripada beberapa injap seperti gambarajah 3.30 di

bawah, menghasilkan fungsi yang baru. Injap Pemasa merupakan

salah satu contoh injap gabungan yang mengabungkan injap satu

hala, takungan dan injap kawalan 3/2.

Gambarajah 3.30 : Binaan Injap Bergabung




J4012 / UNIT 3/25

PENGGERAK DAN INJAP

Soalan 3a-1

Berpandukan jadual di bawah, namakan jenis injap berdasarkan simbol yang telah diberi :

Simbol Nama injap

Soalan 3a-2 Senaraikan EMPAT (4) kaedah mengerakkan injap. Soalan 3a-3 Nyatakan EMPAT (4) kebaikan menggunakan injap kili. Soalan 3a-4 Nyatakan EMPAT (4) keburukan menggunakan injap kili.

AKTIVITI 3a


J4012 / UNIT 3/26

PENGGERAK DAN INJAP

Jawapan 3a-1

Simbol Nama injap

Injap 4/2

Injap 5/2

Injap 2/2

Injap 4/3

Jawapan 3a-2 EMPAT kaedah mengerakkan injap ialah :- 1. Insani 2. Mekanikal 3. Pneumatik 4. Elektrikal Jawapan 3a-3 EMPAT kebaikan menggunakan injap kili ialah :- 1. Binaan mudah. 2. Daya yang digunakan untuk menggerakkan kili adalah kecil. 3. Sesuai untuk pengeluaran secara besar-besaran. 4. Aliran udara yang melaluinya lebih banyak jika dibandingkan dengan injap jenis lain.

Jawapan 3a-4 EMPAT keburukan menggunakan injap kili ialah : 1. Semasa proses memesin, ia memerlukan proses pemesinan yang berkejituan tinggi. 2. Sedikit kebocoran udara boleh terjadi pada injap. 3. Penggunaan udara yang tidak bersih ( berhabuk ) boleh merosakkan injap. 4. Pelinciran perlu pada bahagian yang menggelongsor.

MAKLUM BALAS KEPADA AKTIVITI


J4012 / UNIT 3/27

PENGGERAK DAN INJAP

UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA. Soalan 1 Nyatakan tujuan pengkusyenan dan berikan TIGA (3) sebab utama perlunya pengkusyenan. Soalan 2 Senaraikan DUA (2) fungsi utama bagi setiap injap kawalan yang berikut:

a. Injap kawalan tekanan b. Injap kawalan aliran c. Injap kawalan arah

Soalan 3 Lakarkan binaan silinder jenis dua tindakan serta labelkan 4 komponen utama. Soalan 4 Berikan LIMA (5) kebaikan dan DUA (2) keburukan injap pneumatik jenis popet. Soalan 5 Berikan penerangan tentang injap kawalan tekanan dengan pelega.

PENILAIAN KENDIRI


J4012 / UNIT 3/28

PENGGERAK DAN INJAP

Soalan 1 Tujuan pengkusyenan adalah untuk menyerapkan tenaga kinetik, bunyi serta perlindung kapada komponen dalaman semasa pergerakkan piston yang berhenti dengan tiba-tiba. Tiga sebab utama perlunya pengkusyenan :

i. Berlakunya kejutan apabila piston berhenti dengan tiba-tiba ii. Kebisingan akibat pertembungan antara piston dengan lekapan

iii. Pelindung kepada komponen dalaman seperti piston, rod dan sebagainya. Soalan 2 Dua fungsi utama injap kawalan: a) Injap kawalan tekanan

i. Merendahkan tekanan kepada tekanan kerja ii. Menghadkan tekanan

b) Injap kawalan Isipadu

i. Menghadkan kadaraliran ii. Mengawal kelajuan pergerakkan lejangan piston.

c) Injap kawalan arah

i. Injap kuasa ii. Suis had

Soalan 3

MAKLUMBALAS KEPADA PENILAIANKENDIRI

Rod

Piston Liang Udara Silinder


J4012 / UNIT 3/29

PENGGERAK DAN INJAP

Soalan 4 LIMA kebaikan Injap Popet:

i. Injap boleh dibuka dan ditutup dengan cepat kerana ia memerlukan hanya sedikit gerakan.

ii. Risiko kegagalan operasi terlalu kecil kerana kotoran dapat dielakkan dari memasuki injap.

iii. Tiada pelincr diperlukan. iv. Mudah untuk dibuat. v. Tiada kebocoran berlaku.

DUA keburukan Injap Popet:

i. Daya untuk menggerakkan bertambah jika tekanan bertambah. ii. Sekiranya sambungan pada injap perlu ditambah,bentuk injap menjadi lebih

kompleks.

Soalan 5 Injap Pengurang Tekanan Dengan Fungsi Pelega

Kebanyakan injap pengurang tekanan dilengkapi dengan fungsi pelega tekanan sekunder. Binaan injap ini ialah ,terdapat lubang kecil dibahagian bawah gegendang dan lubang laluan angin dibahagian bawah injap .Dalam keadaan biasa lubang

j4012_pneumatik-dan-hidraulik.pdf

Documents