objektif - nikarifblog.files.wordpress.com fileobjektif am : mempelajari dan memahami sistem kerja...
TRANSCRIPT
Objektif Am : Mempelajari dan memahami sistem kerja
pneumatik bagi penggerak dan injap
Objektif Khusus : Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat:-
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
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
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
Sumber :
SMC Pneumatic
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.
Sumber :
SMC Pneumatic
(i) (ii)
(iii) (iv)
Menunjukkan Udara masuk Menunjukkan Udara keluar
Sumber :
SMC Pneumatic
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 PD
F
4
2
Semasa mampatan, gr PdDF 22
4
Daya yang terhasil oleh silinder satu tindakan :-
Semasa Pengembangan, sge FPD
F 4
2
Daya ( N) = Luas Keratan Rentas Piston (m2) X Tekanan Udara (N/m
2)
atau,
Daya ( N) = Luas Keratan Rentas Piston (cm2) X Tekanan Udara (Kgf/cm
2)
Petunjuk :-
D = Diameter piston (m atau cm)
d = Diameter piston rod (m atau cm)
Pg = Tekanan kelegaan (bar)
Fs = Daya spring pada akhir lejang
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
Sumber :
SMC Pneumatic
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
Sumber :
SMC Pneumatic
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
Sumber :
SMC Pneumatic
Sumber :
SMC Pneumatic
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
Sumber :
SMC Pneumatic
Sumber :
Pneumatic Control for
Industrial Automation,
AE Press, 1987
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.
Sumber :
SMC Pneumatic
Sumber :
SMC Pneumatic
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
Sumber :
SMC Pneumatic
Sumber :
SMC Pneumatic
Sumber :
SMC Pneumatic
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, 180
o atau 270
o.
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
Sumber :
SMC Pneumatic
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
Sumber :
SMC Pneumatic
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
Sumber :
SMC Pneumatic
Sumber :
SMC Pneumatic
Sumber :
SMC Pneumatic
Sumber :
SMC Pneumatic
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
Sumber :
SMC Pneumatic
Sumber :
SMC Pneumatic
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
Sumber :
SMC Pneumatic
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.
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
Sumber :
SMC Pneumatic
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
Sumber :
SMC Pneumatic
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
Sumber :
SMC Pneumatic
3.9.2 INJAP SEHALA
Injap olak-alik terbahagi kepada dua iaitu jenis “ATAU”dan “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
Sumber :
SMC Pneumatic
Sumber :
SMC Pneumatic
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
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
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
Sumber :
Pneumatic Control
for Industrial
Automation,
AE Press, 1987
Sumber :
Pneumatic Control for
Industrial Automation,
AE Press, 1987