AIRCRAFT HYDRAULIC PNEUMATIC SYSTEM 27
2. Kegiatan Belajar 2Produksi Udara Bertekanan
a. Tujuan Pembelajaran
Peserta harus dapat:
1. Menyebutkan langkah-langkah mendapatkan udara yang berkualitas. 2. Menyebutkan komponen-komponen mendapatkan udara yang berkualitas.
3. Menyebutkan kriteria pemilihan kompresor 4. Menyebutkan macam-macam kompresor berdasarkan cara pemampat-annya dengan
benar. 5. Menjelaskan prinsip kerja kompresor dengan benar.
6. Menyebutkan kompresor bebas minyak dengan benar
b. Uraian Materi
2.1. Udara Bertekanan 2.1.1 Sifat-sifat Fisika dari Udara
Permukaan bumi ini ditutupi oleh mantel udara. Udara adalah campuran gas yang terdiri atas
senyawa: sekitar 78 dari volume adalah nitrogen
sekitar 21 dari volume adalah oksigen.
Sisanya adalah campuran karbon dioksida, argon, hidrogen, neon, helium, krypton dan xenon. Untuk memahami prinsip dan kelakuan udara lebih baik, berikut disertakan besaran fisikanya.
Data-data ini berdasarkan “Sistem Satuan Internasional”, disingkat SI. Satuan Dasar
Besaran Simbol
Satuan
Panjang l
meter m Massa
m kilogram kg
Waktu t
detik s Temperatur
T Kelvin K
C = 273K
AIRCRAFT HYDRAULIC PNEUMATIC SYSTEM 28 Satuan Turunan
Besaran Simbol
Satuan
Gaya F
Newton N, 1N = 1 kg.ms
2
Luas A
Meter persegi m
2
Volume V
Meter kubik m
3
Volume Aliran Q
m
3
s Tekanan
p Pascal Pa,
1 Pa = 1 Nm
2
, 1 bar = 10
5
Pa
Hukum Newton:
di mana a = percepatan gravitasi =9,81 ms
2
Tekanan:
1 Pascal sama dengan tekanan vertikal sebesar 1N pada bidang 1m
2
dan 100 kPa sama dengan 14.5 psi.
Karena segala sesuatu di bumi ini menerima tekanan yaitu tekanan absolut atmosfir p
at
, maka tekanan ini tidak bisa dirasakan. Pada umumnya tekanan atmosfir dianggap sebagai tekanan
dasar, sedangkan yang bervariasi akibat penyimpangan nilai adalah: Tekanan ukur tekanan relatif
= p
g
Tekanan vakum = p
v
Gaya = Massa x percepatan F = m . a
AIRCRAFT HYDRAULIC PNEUMATIC SYSTEM 29 Hal ini digambarkan pada diagram di bawah:
kPa bar
Tekanan ukur
p
abs
p
g
Tekanan
p
at atmosfir
1 bar
bervariasi Vakum
p
v Tekanan
absolut
Gambar 2.1 : Hubungan Tekanan Udara
Tekanan atmosfir tidak mempunyai nilai yang konstan. Variasi nilainya tergantung pada letak geografis dan iklimnya. Daerah dari garis nol tekanan absolut sampai garis tekanan atmosfir
disebut daerah vakum dan di atas garis tekanan atmosfir adalah daerah tekanan. Tekanan absolut terdiri atas tekanan atmosfir p
at
dan tekanan ukur p
g
. Tekanan absolut biasanya 1 bar 100 kPa lebih besar dari tekanan relatif p
g
. 2.1.2 Karakteristik Udara
Sebagaimana umumnya gas, udara juga tidak mempunyai bentuk yang khusus. Bentuknya
mudah berubah karena tahanannya kecil. Udara akan berubah bentuk sesuai dengan tempatnya. Udara dapat dimampatkan dan selalu berusaha untuk mengembang.
AIRCRAFT HYDRAULIC PNEUMATIC SYSTEM 30
F
V
1
p
1
1
F
V
2
p
2
2
F
V
3
p
3
3
Gambar 2.2 Hubungan antara tekanan dan volume
Hukum Boyle-Mariotte menjelaskan sifat: Volume dari massa gas yang tertutup pada temperatur konstan adalah berbanding terbalik dengan tekanan absolut atau hasil kali dari
volume dan tekanan absolut adalah konstan untuk massa gas tersebut. p1 . V1 = p2 . V2 = p3 . V3 = konstan
Contoh Perhitungan: Udara dimampatkan pada tekanan atmosfir menjadi 17 dari volumenya. Berapakah tekanan
yang muncul apabila temperatur tetap konstan. p1 . V1 = p2 . V2
p2 = V1 V2 . p1 catatan: V2 V1 = 17
p1= p
at
= 1 bar = 100 kPa p2 = 1 . 7 = 7 bar = 700 kPa absolut
Hasilnya = p
g
= p ukur = pabs - p
at
= 7 - 1 = 6 bar = 600 kPa Sebuah kompressor yang menghasilkan tekanan di atas atmosfir 6 bar 600 kPa, mempunyai
sifat pemampatan 1:7, ini dianggap jika tekanan atmosfir p
at
1 bar 100 kPa. 2.1.3 Persiapan Udara Bersih
Udara bertekanan untuk penggunaan pneumatik harus dapat memadai dan memiliki kualitas yang baik.Udara dimampatkan kira-kira menjadi 17 dari volume udara bebas oleh
kompressor dan disalurkan melalui suatu sistem pendistribusian udara. Untuk menjaga kualitas udara yang diterima, peralatan unit pemelihara udara service unit harus digunakan untuk
mempersiapkan udara sebelum digunakan ke dalam sistem kontrol pneumatik.
AIRCRAFT HYDRAULIC PNEUMATIC SYSTEM 31 Kerusakan dalam sistem pneumatik bisa dikurangi jika udara bertekanan dipersiapkan dengan
benar. Untuk hal tersebut aspek di bawah ini harus diperhatikan guna untuk mendapatkan udara yang berkualitas.
Kuantitias udara yang diinginkan harus memenuhi kebutuhan sistem Jenis kompresor yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan sistem
Tangki penyimpan udara yang memadai Persyaratan udara yang bersih
Tingkat kelembaban udara yang dapat mengurangi korosi dan lembab Persyaratan pelumasan jika diperlukan
Temperatur udara dan pengaruh lain yang rendah pada sistem Persyaratan tekanan kerja
Ukuran katup dan saluran harus memenuhi kebutuhan sistem Pemilihan bahan dan kebutuhan sistem harus sesuai dengan lingkungan
Tersedianya titik-titik drainase dan saluran buangan pada sistem distribusi. Tata letak sistem pendistribusian udara yang sesuai.
Disain dari komponen pneumatik direncanakan untuk maksimum operasi pada tekanan 8 s.d. 10 bar 800 s.d. 1000 kPa, tetapi dalam praktik dianjurkan beroperasi pada tekanan 5 s.d. 6
bar 500 s.d. 600 kPa untuk penggunaan yang ekonomis. Memperhatikan adanya kerugian tekanan pada sistem distribusi, maka kompresor harus menyalurkan udara bertekanan 6,5 s.d.
7 bar, sehingga pada sistem kontrol, tekanan tetap tercapai sebesar 5 s.d. 6 bar. 2.1.4 Sistem Pengadaan Udara Bertekanan
Agar dapat menjamin keandalan pengendalian pneumatik, harus disediakan udara yang kualitasnya memadai. Termasuk di dalamnya adalah faktor-faktor sebagai berikut: udara yang
bersih, kering, dan tekanan yang tepat. Jika ketentuan-ketentuan ini diabaikan, maka akibatnya adalah keandalan mesin tidak terjamin,
dan dengan demikian akan menaikkan biaya perbaikan dan penggantian komponen. Udara bertekanan diperoleh dari kompresor, kemudian dialirkan melalui beberapa elemen
sampai mencapai pemakai. Tidak menggunakan persiapan udara yang berkualitas baik dan pemilihan komponen yang salah akan mengurangi kualitas. Elemen-elemen berikut harus
dipergunakan dalam penyiapan udara bertekanan: Kompresor udara
Tangki udara Penyaring udara dengan pemisah air
Pengering udara Pengatur-tekanan
Pelumas
AIRCRAFT HYDRAULIC PNEUMATIC SYSTEM 32 Tempat pembuangan untuk kondensasi
Jenis dan penempatan kompresor turut mempengaruhi kadar partikel-partikel debu, minyak, dan air masuk ke dalam sistem. Persiapan udara yang kurang baik akan mengakibatkan sering
menimbulkan gangguan dan menurunkan daya tahan sistem pneumatik. Berikut adalah gejala- gejala yang tampak:
Keausan yang cepat pada seal dan elemen yang bergerak dalam katup dan silinder. Katup beroli
Peredam suara yang kotor.
Persiapan dilakukan oleh penyaring isap pada pengambilan udara masuk kompresor, disambung seri dengan pengering, penyaring dan pemisah minyak dan air kondensasi. Mereka
harus dipilih sesuai dengan tugasnya. 2.1.4.1 Tingkatan Tekanan
Umumnya, elemen-elemen pneumatik seperti silinder dan katup disiapkan untuk menerima tekanan kerja maksimal 8 - 10 bar. Memang untuk pengoperasian yang ekonomis, tekanan 6
bar sudah cukup. Tetapi karena adanya tahanan arus pada masing-masing komponen misalnya pencekik dan dalam pipa-pipa saluran, sambungan, panjang pipa, kebocoran, maka
harus diperhitungkan pula nilai susut-tekanan antara 0,1 sampai 0,5 bar. Oleh sebab itu, kompresor harus menyediakan tekanan 6,5 sampai 7 bar supaya tekanan-kerja sebesar 6 bar,
tetap terjamin. Jika tiba-tiba ada bahaya dan perubahan tekanan konsumsi, tangki udara bisa dipasang
untuk menstabilkan tekanan pada jaringan kerja udara bertekanan. Pada operasi normal tangki udara ini diisi oleh kompresor, dengan alasan untuk cadangan yang dapat digunakan setiap
saat. Hal ini juga membuat kemungkinan untuk mengurangi frekuensi hidup-matinya kompresor. 2.1.4.2 Faktor Pemakaian
Karakteristik jumlah konsumsi udara bisa dibatasi untuk kompresor dengan ukuiran besar, sesuai dengan bebannya, seperti beban normal, menengah, dan puncak. Praktisnya telah
ditunjukkan bahwa dengan variasi konsumsi udara, beberapa jenis kompresor dapat dipakai untuk penggunaan yang lebih efektif daripada satu kompresor dengan ukuran besar. Tujuh
puluh lima persen 75 dari jumlah sesungguhnya bisa diambil sebagai faktor pemakaian untuk pengoperasian bahan menengah. Agar supaya membuat seleksi yang benar, hal ini vital
untuk mempunyai daftar semua bagian pemakai yang tersambung ke jaringan kerja udara bertekanan bersamaan dengan konsumsi udara rata-rata dan maksimumnya, siklus kerja, dan
frekuensi operasinya. 2.1.4.3 Mengeringkan Udara Bertekanan
Udara yang dihisap kompresor selalu mengandung uap air. Kadar air ini harus ditekan serendah mungkin. Suhu dan tekanan udara menentukan kadar kelembaban udara. Makin
tinggi suhu udara, makin banyak kadar uap air yang dapat diserap. Apabila titik jenuh dari kelembaban udara mencapai 100, meneteslah air.
AIRCRAFT HYDRAULIC PNEUMATIC SYSTEM 33 2.2 KOMPRESOR
Sistem kontrol pneumatik beroperasi menggunakan media udara bertekanan dengan volume dan tekanan udara yang sesuai sistem tersebut. Suplai udara bertekanan didapatkan
dari kompresor. Kompresor adalah mesin untuk memampatkan udara atau gas. Kompresor udara biasanya mengisap udara dari atmosfir . Namun ada pula yang mengisap udara atau gas
yang bertekanan lebih tinggi dari tekanan atmosfir. Dalam hal ini kompresor bekerja sebagai penguat. Sebaliknya ada kompresor yang mengisap gas yang bertekanan lebih rendah dari
tekanan atmosfir. Dalam hal ini kompresor disebut pompa vakum. Karakteristik kompresor yang terpenting adalah
volume gas yang dikeluarkan dengan satuan m3min atau l min
Tekanan kerja dengan satuan bar.
Kriteria yang lain adalah :
Desain
Tenaga : tipe penggerak
Kapasitas penyimpanan
Pendinginan
Kondisi dan lingkungan instalasi.
Perawatan
Biaya Tergantung jenis kompresor, kapasitasvolume yang dihasilkan bervariasi dari beberapa liter
permenit sampai kira-kira 50.000 m3min. Sedangkan tekanan yang dihasilkan berkisar antara beberapa milimeter udara sampai lebih 1000 bar.
Dengan tekanan udara yang dibutuhkan di dalam sistem pneumatik, hanya beberapa jenis kompresor yang cocok untuk aplikasi tersebut. Kontrol pneumatik secara normal bekerja pada
tekanan sekitar 6 bar, sedangkan batas operasinya minimum 3 bar sampai maksimum 15 bar. Di luar aturan ini akan ditemukan di dalam aplikasi khusus.
2.2.1 Jenis-Jenis Kompresor Kompresor terdapat dalam berbagai jenis dan model tergantung pada volume dan tekanannya.
Klasifikasi kompresor tergantung tekanannya adalah :
kompresor pemampat dipakai untuk tekanan tinggi,
blower peniup dipakai untuk tekanan agak rendah,
fan kipas dipakai untuk tekanan sangat rendah. Atas dasar cara pemampatannya, kompresor dibagi atas jenis :
Jenis turbo aliran Jenis ini menaikkan tekanan dan kecepatan gas dengan gaya sentrifugal yang
ditimbulkan oleh kipas impeler atau dengan gaya angkat yang ditimbulkan oleh sudu-sudu.
AIRCRAFT HYDRAULIC PNEUMATIC SYSTEM 34 Jenis perpindahan displacement
Jenis ini menaikkan tekanan dengan memperkecil atau memampatkan volume gas yang diisap ke dalam silinder atau stator oleh sudu. Jenis perpindahan terdiri dari
jenis putar piston putar dan jenis bolak balik torak .
Kompresor Torak
Kompresor Piston Rotari
Kompresor Aliran
Kompresor Piston
Kompresor Diafragma
Kompresor Aliran Radial
Kompresor Aliran Aksial
Kompresor Rotari Sudu Geser
Kompresor Ulir Aksial Ganda
Roots Blower
Tipe-tipe Kompresor
Gambar 2.3 Diagram Berbagai Jenis Kompresor
2.2.1.1 Kompresor Torak
Jenis kompresor torak terdiri dari : Kompresor piston
Kompresor membran diaphragm
2.2.1.1.1 Kompresor Piston
Kompresor piston paling banyak digunakan. Kompresor ini dapat dijumpai dalam berbagai ukuran dari kapasitas terkecil sampai kapasitas lebih dari 500 m3min. Konstruksi
kompresor piston terdiri dari :
Poros engkol Crane Shaft
Batang piston
Piston
Silinder
AIRCRAFT HYDRAULIC PNEUMATIC SYSTEM 35
Katup masuk isap
Katup keluar pembuangan Cara kerja kompresor piston :
Gambar 2.4Kompresor piston
Pneumatics Compressed Air Production, Festo Didactic Poros engkol bekerja searah jarum jam. Poros engkol dan piston dihubungkan oleh batang
piston. Pada saat piston bergerak turun dan mengisap udara atmosfir. Katup membuka secara otomatis karena perbedaan tekanan. Setelah piston mencapai posisi terendah , piston bergerak
ke atas. Lubang isap menutup dan lubang keluar membuka sehingga udara dalam silinder tertekan keluar.
Kompresor piston jenis lainnya adalah kompresor dua tahap bentuk V . Molekul udara
bergerak menyebabkan temperatur naik selama kompresi. Dengan multi tahap pendinginan kompresi dapat dikontrol lebih mudah. Kompresor dua tahap diperlihatkan seperti gambar di
bawah :
AIRCRAFT HYDRAULIC PNEUMATIC SYSTEM 36
Gambar 2.5 Kompresor piston dua tahap bentuk V
Pneumatics Compressed Air Production, Festo Didactic Dua piston diputar oleh satu poros engkol. Udara ditekan bertingkat melalui silinder sebelah kiri
lewat pendingin dan akhirnya masuk di dalam silinder sebelah kanan. Kompresor piston dua tahap jenis lain adalah kompresor piston dua tahap kerja ganda.
Kompresor ini akan menekan udara selama piston bergerak naik dan turun. Lubang pembuangan sisi batang piston dan lubang isap sisi batang piston telah membuka saat
penekanan dan pengambilan secara terus menerus. Prinsip ini juga berlaku pada langkah kedua . Silinder langkah kedua lebih kecil daripada silinder langkah pertama karena volume
udara bertekanan lebih sedikit. Kompresor ini dilengkapi dengan penggerak piston silang. Keuntungan kompresor tipe ini adalah bantalannya berumur lebih lama.
AIRCRAFT HYDRAULIC PNEUMATIC SYSTEM 37
Kompresor piston dua tahap kerja ganda
Gambar 2.6 Kompresor piston dua tahap kerja ganda
Pneumatics Compressed Air Production, Festo Didactic Kompresor piston banyak dipakai karena cocok untuk bidang tekanan yang luas.
Daerah tekanan optimal untuk kompresor piston adalah:
Satu tahap sampai
400 kPa 4 bar Dua tahap
sampai 1500 kPa 15 bar
Multi-tahap di atas
1500 kPa 15 bar Daerah tekanan yang mungkin dicapai, tidak selamanya ekonomis dalam pemakaiannya
adalah: Satu tahap
sampai 1200 kPa 12 bar
Dua tahap sampai
3000 kPa 30 bar Multi-tahap
di atas 22000 kPa 220 bar
2.2.1.1.2 Kompresor Membran Diaphragm
Prinsip kerja kompresor ini sama dengan kompresor piston, tetapi sealnya dilakukan oleh membran. Membran biasanya digunakan untuk piston langkah pendek. Keuntungan dari tipe ini
adalah bebas pencemaran minyak.
AIRCRAFT HYDRAULIC PNEUMATIC SYSTEM 38 Gambar 2.7 Kompresor Membran
Pneumatics Compressed Air Production, Festo Didactic Kompresor membran digunakan pada pemakai yang udara suplainya bebas dari oli, misalnya di
dalam industri makanan, farmasi, dan kimia. Disini, tidak diperlukan pelumasan pada udara bertekanannya.
2.2.1.2 Kompresor Piston Putar
Pada kompresor ini, udara dimampatkan dengan piston yang berputar dan tekanan udaranya bertambah. Operasinya halus tetapi tekanannya tidak sebesar kompresor piston
dengan multi-tahap. Ada 3 jenis kompresor putar : 1 Kompresor sudu geser
2 Kompresor sekrup 3 Kompresor jenis Roots Blower
2.2.1.2.1 Kompresor Sudu Geser
Kompresor ini mempunyai rotor yang dipasang secara eksentrik didalam rumah yang berbentuk silinder. Pada rotor terdapat beberapa parit dalam arah aksial di mana sudu-sudu
dipasang. Gambar kerjanya seperti gambar di bawah.
AIRCRAFT HYDRAULIC PNEUMATIC SYSTEM 39
Awal Pengisapan Akhir pengisapan Awal
Kompresi
Akhir Kompresi Awal Pengeluaran Akhir Pengeluaran
Gambar 2.8 Cara Kerja Kompresor Sudu Geser
Pompa dan Kompresor Dalam gambar ditunjukkan sebuah kompresor dengan empat buah sudu . Ruangan antara rotor
dan rumah dibagi-bagi oleh sudu. Jika rotor berputar, volume ruangan yang dibatasi oleh dua sudu --- mula-mula membesar sehingga udara akan terisap melalui lubang isap kemudian
mengecil lagi dan udara akan dikompresikan serta dikeluarkan melalui lubang keluar. Penempatan lubang keluar akan menentukan besarnya tekanan yang dicapai.
Volume udara pada sisi isap besar , sedangkan tekanannya kecil. Untuk memperbesar tekanan digunakan kompresi multi tahap.
Sudu-sudu yang dipasang pada parit-parit rotor akan meluncur keluar parit selama rotor berputar. Ujung sudu-sudu ini meluncur pada permukaan dalam silinder. Minyak pelumas
dipergunakan untuk pendinginan, pelumasan dan pencegahan kebocoran.Minyak dikeluarkan bersama-sama dengan udara. Udara yang tercampur minyak disalurkan ke pemisah minyak.
Minyak yang sudah terpisah kemudian didinginkan di pendingin untuk disirkulasikan kembali . Keuntungan dari kompresor sudu geser ini adalah putaran halus karena getarannya relatip
sangat kecil dibandingkan dengan kompresor piston. Tekanan kerja kompresor ini adalah :
AIRCRAFT HYDRAULIC PNEUMATIC SYSTEM 40
Kira-kira 6,9 bar untuk satu tingkat
Sekitar 9,8 bar untuk dua tingkat. Kapasitasnya dapat mencapai 100 m3min.
2.2.1.2.2 Kompresor Sekrup
Kompresor sekrup termasuk jenis kompresor perpindahan yang tergolong macam kompresor putar. Kompresor ini sekarang mengalami perkembangan yang sangat pesat. Untuk
tekanan antara 0,69 - 0,83 MPa 6,9 - 8,3 bar kompresor sekerup cenderung lebih banyak dipakai daripada kompresor torak.
Kompresor sekrup mempunyai sepasang rotor berbentuk sekrup. Yang satu mempunyai alur yang permukaannya cembung dan yang lainnya cekung. Pasangan rotor ini berputar dalam
arah saling berlawanan seperti sepasang roda gigi. Rotor dikurung di dalam sebuah rumah . Apabila rotor berputar maka ruang yang terbentuk antara bagian cekung dari rotor dan dinding
rumah akan bergerak ke arah aksial sehingga udara dimampatkan. Gambar di bawah memperlihatkan cara kerja kompresor sekrup.
AIRCRAFT HYDRAULIC PNEUMATIC SYSTEM 41
Akhir Isapan gambar a Awal Kompresi gambar b
Akhir Kompresi gambar c Pengeluaran gambar d
Gambar 2.9 Cara Kerja Kompresor Sekrup
Pompa dan Kompresor Gambar 2.9a :
Udara diisap sepenuhnya melalui lubang isap masuk ke dalam ruang alur . Isapan akan
selesai setelah ruang alur tertutup seluruhnya oleh dinding rumah. Gambar 2.9b :
Pertengahan proses kompresi di mana volume udara di dalam ruang alur sudah ada di
tengah. Gambar 2.9c :
Akhir kompresi di mana udara terkurung sudah mencapai lubang keluar di ujung kanan atas
dari rumah. Gambar 2.9d :
Udara yang terkurung dalam alur tadi telah dikeluarkan sebagian sehingga tinggal sebagian
yang akan diselesaikan. Dari uraian di atas jelas bahwa proses pengisapan , kompresi dan pengeluaran dilakukan
secara berurutan oleh sekerup. Dengan demikian fluktuasi aliran maupun momen puntir poros menjadi sangat kecil. Selain itu, rotor yang seimbang dan berputar murni tanpa ada bagian
yang bergerak bolak-balik sangat mengurangi getaran. Karena itu kompresor sekrup sesuai beroperasi pada putaran tinggi. Dengan putaran tinggi, kompresor menjadi ringkas --ukuran
lebih kecil dibandingkan kompresor torak untuk daya yang sama. Biasanya jumlah gigi atau alur adalah empat buah untuk rotor yang beralur cembung dan enam buah untuk yang beralur
cekung. Namun akhir-akhir ini juga dipakai jumlah alur 5 : 6 untuk memperbaiki performansi.
AIRCRAFT HYDRAULIC PNEUMATIC SYSTEM 42 Kompresor sekrup ada dua macam yaitu jenis injeksi minyak dan jenis bebas minyak sekerup
kering. Keduanya bekerja dengan prinsip yang sama. 2.2.1.2.3 Kompresor Roots - Blower
Blower jenis roots mempunyai dua buah rotor yang masing-masing mempunyai dua buah gigi dan bentuknya mirip kepompong. Kedua rotor bergerak serempak dengan arah saling
berlawanan di dalam sebuah rumah. Sumbu gigi rotor yang satu selalu membentuk sudut 90 derajat terhadap sumbu gigi rotor yang lain. Gambar di bawah menunjukkan konstruksi blower-
roots.
Gambar 2.10 Kompresor Roots-Blower
Pneumatics Compressed Air Production, Festo Didactic Jika rotor diputar dalam arah panah, seperti ditunjukkan dalam gambar, maka gas yang
terkurung antara rotor dan rumah akan dipindahkan dari sisi isap ke sisi keluar . Karena cara pemindahannya itu secara demikian maka blower ini termasuk jenis perpindahan.
Untuk menjaga agar sumbu-sumbu gigi dari kedua rotor tetap saling membentuk sudut 90 derajat maka kedua poros rotor ini harus saling dihubungkan dengan sepasang roda gigi
kembar. Dengan demikian antara sesama gigi rotor dan dinding rumah bagian dalam terdapat kelonggaran yang dapat dijaga tetap besarnya sehingga tidak pernah terjadi sentuhan antara
yang satu dengan yang lain. Hal ini memungkinkan blower bekerja tanpa pelumasan dalam, sehingga gas yang dihasilkan menjadi bebas minyak.
Tekanan yang dapat dipakai dari blower ini dalam praktik adalah
Sekitar 0,079 mpa 0,79 bar untuk satu tingkat kompresi ,
Sekitar 0,2 MPa 2 bar untuk 2 tingkat.
Kapasitas yang dapat dihasilkan adalah antara 2 - 200 m3min.
AIRCRAFT HYDRAULIC PNEUMATIC SYSTEM 43
2.2.1.3 Kompresor Aliran Turbin
Kompresor aliran menghasilkan volume udara yang banyak dengan penambahan tekanan rendah. Udara dipercepat oleh daun baling-baling kompresor, tetapi penambahan tekanan
rendah kira-kira 1,2 kali tekanan masuk per langkah. Kompresor aliran digunakan untuk pemakaian yang membutuhkan kapasitas besar dengan
tekanan rendah. Tidak ekonomis digunakan pemakaian dengan kapasitas lebih rendah dari 600 m3min.
Gambar 2.11 Kompresor Turbin
Pneumatics Compressed Air Production, Festo Didactic Jenis kompresor aliran yang lain adalah kompresor dengan 4 langkah kompresor radial dan
kompresor turbin axial.
Gambar 2.12a Kompresor turbin 4 langkah Gambar 2.12b Kompresor turbin axial
Pneumatics Compressed Air Production, Festo Didactic
AIRCRAFT HYDRAULIC PNEUMATIC SYSTEM 44 2.2.2 Instalasi Kompresor
Unit kompresor portabel hanya dibutuhkan jika digunakan untuk tujuan percobaan pemeliharaan. Untuk pemakaian yang tetap, kompresor dipasang permanen lebih disukai.
Kompresor dan alat bantu harus selalu dipasang, tergantung instruksi pabrik pembuatnya. Biasanya untuk mendapatkan anti getaran dilakukan hal sebagai berikut :
Dipasang di tempat yang jauh,
Menggunakan fondasi terpisah.
Kecuali kompresor kecil, kompresor dipasang di ruang tersendiri. Pemeliharaan khusus yang harus dilakukan untuk menjaga agar kompresor mendapatkan
dingin, kering dan bebas debu. Bila lokasi pengambilan udara bersih tidak tersedia, instalasi menggunakan filter yang dipasang pada ujung pipa pengambilan udara. Pipa dari filter ke
kompresor harus dibuat besar. Langkah ini memungkinkan udara isap bersih disalurkan ke beberapa kompresor melalui kanal isap bersama. Kondisi udara isap yang bersih adalah salah
satu faktor yang menentukan umur kompresor. Ukuran bervariasi tergantung kebutuhan udara peralatan pneumatik yang dihubungkan ke
sistem dan harus ditambah kapasitas cadangan untuk keperluan peralatan pneumatik tambahan yang dihubungkan dalam waktu pendek serta 10-30 untuk kebocoran-kebocoran
yang terjadi. Kebutuhan udara dan ukuran pembangkit udara bertekanan merupakan kegiatan perencanaan yang sangat penting dan bukan perkara yang sederhana. Biaya yang tidak
diperlukan dalam pembangkitan udara bertekanan dapat dihindari oleh perencanaan yang matang.
Jika udara yang diperlukan besar, dapat memasang dua atau tiga kompresor lebih baik daripada satu unit kompresor. Kegagalan satu unit kompresor akan menghasilkan seluruh
peralatan komponen pneumatik gagal beroperasi atau bekerja dalam waktu singkat karena kapasitas udara yang tersedia di dalam tangki hanya cukup bekerja dalam waktu beberapa
menit. Pembangkit udara bertekanan yang berisi beberapa unit, sistem pneumatik beroperasi secara kontinu, meskipun ada kegagalan satu mesin.
AIRCRAFT HYDRAULIC PNEUMATIC SYSTEM 45
c. Rangkuman d. Lembar Tugas
e. Tes Formatif
Udara Bertekanan
1. Hal-hal apa sajakah yang harus diperhatikan untuk mendapatkan udara yang berkualitas? 2. Untuk mempersiapkan udara bertekanan, elemen-elemen apa sajakah yang diperlukan?
Kompresor Udara
3. Sebutkan kriteria pemilihan kompresor 4. Jelaskan cara kerja kompresor piston
5. Sebutkan macam-macam kompresor berdasarkan cara pemampatan jenis perpindahan 6. Berapa kapasitas dan tekanan yang dihasilkan kompresor di bawah ini ?
Kompresor piston satu tahap Kompresor piston dua tahap
Kompresor sudu geser Kompresor sekerup
Kompresor Roots-Blower
7. Kompresor jenis apa saja yang dapat menghasilkan udara bertekanan bebas minyak ?
AIRCRAFT HYDRAULIC PNEUMATIC SYSTEM 46
f. Kunci Jawaban Tes Formatif
Udara Bertekanan
1. Hal-hal apa sajakah yang harus diperhatikan untuk mendapatkan udara yang
berkualitas? Jawab:
Aspek di bawah ini harus diperhatikan guna untuk mendapatkan udara yang berkualitas :
Kuantitias udara yang diinginkan harus memenuhi kebutuhan sistem Jenis kompresor yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan sistem
Tangki penyimpan udara yang memadai Persyaratan udara yang bersih
Tingkat kelembaban udara yang dapat mengurangi korosi dan lembab Persyaratan pelumasan jika diperlukan
Temperatur udara dan pengaruh lain yang rendah pada sistem Persyaratan tekanan kerja
Ukuran katup dan saluran harus memenuhi kebutuhan sistem Pemilihan bahan dan kebutuhan sistem harus sesuai dengan lingkungan
Tersedianya titik-titik drainase dan saluran buangan pada sistem distribusi. Tata letak sistem pendistribusian udara yang sesuai.
2. Untuk mempersiapkan udara bertekanan, elemen-elemen apa sajakah yang diperlukan?
Jawab: Elemen-elemen berikut harus dipergunakan dalam penyiapan udara bertekanan:
Kompresor udara Tangki udara
Penyaring udara dengan pemisah air Pengering udara
Pengatur-tekanan Pelumas
Tempat pembuangan untuk kondensasi
AIRCRAFT HYDRAULIC PNEUMATIC SYSTEM 47
Kompresor Udara
3. Sebutkan kriteria pemilihan kompresor
Jawab : Kriteria pemilihan kompresor :
Volume udara yang dikeluarkan dengan satuan m3min atau l min
Tekanan kerja dengan satuan bar.
Desain
Tenaga : tipe penggerak
Kapasitas penyimpanan
Pendinginan
Kondisi dan lingkungan instalasi.
Perawatan
Biaya 4. Jelaskan cara kerja kompresor piston
Jawab: Cara kerja kompresor piston :
Poros engkol bekerja searah jarum jam. Poros engkol dan piston dihubungkan oleh batang
piston. Pada saat piston bergerak turun dan mengisap udara atmosfir. Katup membuka secara otomatis karena perbedaan tekanan. Setelah piston mencapai posisi terendah ,
piston bergerak ke atas. Lubang isap menutup dan lubang keluar membuka sehingga udara dalam silinder tertekan keluar.
5. Sebutkan macam-macam kompresor berdasarkan cara pemampatan jenis perpindahan
Jawab : Macam-macam kompresor berdasarkan cara pemampatan jenis perpindahan :
Jenis perpindahan terdiri dari jenis putar piston putar dan jenis bolak balik torak .
6. Berapa kapasitas dan tekanan yang dihasilkan kompresor di bawah ini ? Jawab :
Kapasitas dan tekanan yang dapat dihasilkan kompresor :
a Kompresor piston satu tahap : Kapasitas
: 500 m3min Tekanan
: 12 bar
AIRCRAFT HYDRAULIC PNEUMATIC SYSTEM 48 b Kompresor piston dua tahap
Kapasitas : 500 m3min
Tekanan : 30 bar
c Kompresor sudu geser Kapasitas
: 100 m3min Tekanan kerja : 6,9 bar satu tingkat
9,8 bar dua tingkat d Kompresor sekerup
Kapasitas :
Tekanan kerja : 8,3 bar e Kompresor Roots-Blower
Kapasitas : 200 m3min
Tekanan : 0,79 bar satu tingkat kompresi
2 bar dua tingkat kompresi
7. Kompresor jenis apa saja yang dapat menghasilkan udara bertekanan bebas minyak ? Jawab :
Kompresor bebas minyak :
kompresor membran,
kompresor sekerup,
kompresor jenis roots-blower,
kompresor sudu geser untuk kompresor kecil,
kompresor turbo.
AIRCRAFT HYDRAULIC PNEUMATIC SYSTEM 49
3. Kegiatan Belajar 3Distribusi Udara Bertekanan