Fungsi Mini Electric Cylinder Pneumatic

Silinder pneumatik

Artikel ini membahas tentang Mini Electric Cylinder Pneumatic Yang banyak digunakan pada mesin mesin industri  yang bertekanan masuk menggerakkan piston dalam satu arah, dan kekuatan silinder terbentuk pada arah tersebut dengan sistem udara,dan  Untuk mengembalikan keposisinya kembali cukup membuang tekanan udara tersebut dari silinder.

• Apa itu silinder pneumatik?
• Komponen silinder pneumatik
• Jenis silinder pneumatik
• Pemasangan silinder pneumatik
• Standar ISO untuk silinder pneumatik

Apa itu silinder pneumatik?

Silinder pneumatik adalah alat mekanis yang menghasilkan gaya dengan menggunakan energi dari udara bertekanan. Perangkat ini terdiri dari piston, batang piston, dan silinder.

Tekanan di dalam silinder naik saat udara masuk di salah satu sisi silinder. Kenaikan tekanan internal menyebabkan piston bergerak ke arah tertentu. Batang piston mentransmisikan gaya yang dikembangkan ke objek yang akan dipindahkan.

Fluida kerja dalam silinder pneumatik adalah udara tekan. Oleh karena itu, silinder pneumatik diinginkan untuk lingkungan yang membutuhkan tingkat kebersihan yang tinggi, karena cairan tidak akan mencemari lingkungan jika terjadi kebocoran. Silinder pneumatik beroperasi dengan tenang dan tidak memerlukan tangki penyimpanan yang besar untuk fluida kerja.

Silinder pneumatik digunakan dalam otomatisasi mesin dan proses industri. Gaya dan gerakan yang dihasilkan oleh silinder pneumatik dapat digunakan dalam mekanisme seperti menjepit, mengeluarkan, memblokir, dan mengangkat.

Di pabrik, mereka digunakan dalam pengambilan berulang dan penempatan objek ke dalam mesin atau peralatan. Dalam sistem perpipaan, mereka digunakan dalam pengoperasian katup.

Komponen Silinder Pneumatik

Berikut ini adalah komponen-komponen silinder pneumatik:

1. Lubang Silinder Pneumatik: Lubang silinder pneumatik menampung dan melindungi komponen internal. Itu ditutup oleh dua tutup ujung: ujung depan (kepala silinder) dan ujung belakang (tutup silinder). Tutup ujung depan terletak berdekatan dengan tempat batang piston memanjang sementara tutup ujung belakang dipasang di sisi yang berlawanan. Satu atau kedua tutup memiliki port yang memasukkan udara bertekanan di dalam lubang. Segel dengan kemampuan bantalan ditempatkan di antara lubang dan tutup untuk mencegah kebocoran dan benturan tinggi selama aktuasi.
2. Piston adalah piringan di dalam silinder pneumatik, yang berfungsi sebagai partisi bergerak yang membagi ruang. Ini membalas bolak-balik dalam garis lurus. Saat udara terkompresi memasuki port tutup belakang, itu memberikan tekanan pada piston, yang menyebabkannya menjauh dari tutup belakang dan batang piston menonjol.Gerakan ini disebut gerakan positif atau plus dan ruang bertekanan yang menyebabkan gerakan ini disebut ruang plus. Ruang minus terletak di sisi yang berlawanan. Piston kemudian kembali ke posisi semula. Cara bagaimana piston kembali ke posisi semula tergantung pada jenisnya. Besarnya gaya yang dihasilkan oleh silinder pneumatik setara dengan tekanan udara dikalikan dengan luas piston.
3. Batang Piston: Batang piston terhubung dan digerakkan oleh piston. Itu melekat pada elemen mesin atau benda yang akan didorong atau ditarik. Panjang langkah mengacu pada jarak yang ditempuh piston dan batang piston.
4. Bantalan Piston: Bantalan piston menurunkan kecepatan rakitan piston dan batang sebelum mencapai tutup ujung. Ini membantu mengurangi benturan, kebisingan, dan getaran di akhir setiap langkah dan memungkinkan piston bergerak dengan kecepatan lebih cepat.
5. Segel Statis Piston: Segel statis piston memastikan penyegelan kedap udara antara piston dan batang.
6. Segel Piston: Segel piston memastikan penyegelan kedap udara antara piston dan ruang. Ini mencegah udara bocor ke sisi lain ruangan.
7. Cincin Panduan Piston: Cincin pemandu piston mencegah kontak logam langsung antara piston dan ruang silinder selama gerakan geser. Mereka menyerap gaya radial yang bekerja di dalam silinder. Mereka dipasang di piston dan terbuat dari plastik tahan bahan kimia, gesekan rendah, dan pelumas sendiri seperti PTFE dan poliamida.
8. Sensor: Sensor digunakan untuk mendeteksi posisi linier piston di dalam silinder. Mereka penting untuk aplikasi pemosisian. Sakelar buluh dan sensor efek Hall adalah sensor silinder pneumatik yang umum digunakan.
9. Tie Rods: Tie rods adalah batang baja berulir yang menahan tutup ujung ke lubang silinder pneumatik. Segel statis hadir antara tutup ujung dan antarmuka lubang. Batang pengikat berjalan di sekitar panjang silinder. Silinder pneumatik dapat memiliki 4-20 batang pengikat tergantung pada ukuran dan gaya yang dihasilkannya, yang membuat silinder lebih besar. Batang pengikat juga melindungi silinder dari kemungkinan benturan dan guncangan.

Jenis Silinder Pneumatik

Silinder pneumatik dapat berupa silinder kerja tunggal atau ganda:

Silinder Pneumatik Kerja Tunggal

Dalam silinder pneumatik kerja tunggal, pegas dipasang di sekitar batang piston, yang membantu retraksi rakitan piston dan batang. Udara bertekanan masuk melalui salah satu tutup silinder dan hanya mengisi satu sisi ruangan.

Hal ini menyebabkan rakitan piston dan batang bergerak secara linier dan memanjang ke satu arah sambil menekan atau meregangkan pegas.

Setelah batang piston membuat daya dorong maksimum, pegas kembali ke posisi semula bersama dengan rakitan piston dan batang. Udara dilepaskan pada port ventilasi di salah satu tutupnya. Dalam kasus kehilangan tekanan atau gangguan daya, piston hanya akan kembali ke posisi dasarnya.

Silinder kerja tunggal dapat berupa silinder tipe dorong atau tipe tarik. Dalam silinder tipe dorong , udara bertekanan mendorong batang piston keluar dari silinder (keluar stroke atau ekstensi). Dalam silinder tipe tarik , udara bertekanan menarik batang piston di dalam silinder (dalam langkah atau retraksi).

Dalam jenis silinder kerja tunggal yang kurang umum, mekanisme retraksi dilakukan oleh beban eksternal atau gravitasi.

Silinder kerja tunggal memiliki konstruksi sederhana dan hemat biaya karena konsumsi udara yang lebih sedikit. Mereka ideal untuk penerapan gaya dalam satu arah, seperti menjepit, meninju, dan memposisikan.

Mereka juga ditemukan di pompa dan domba jantan. Namun, gaya keluaran terbatas karena gaya pegas yang berlawanan. Ukuran pegas membatasi panjang langkah. Stroke piston menjadi tidak konsisten dengan penggunaan pegas yang berkepanjangan.

Silinder Kerja Ganda

Dalam silinder kerja ganda, udara terkompresi dapat dimasukkan di kedua sisi piston. Rakitan piston dan batang akan bergerak ke sisi ruang dengan tekanan internal yang lebih sedikit. Oleh karena itu, rakitan piston dan batang dapat melakukan langkah ekstensi dan retraksi. Rakitan piston dan batang kembali ke posisi semula dengan memasok udara bertekanan di sisi lain silinder.

Gaya ekstensi silinder kerja ganda lebih besar daripada gaya retraksi karena area lebih besar di sisi piston dekat tutup belakang. Ini benar hanya jika udara bertekanan yang disuplai di kedua sisi piston sama. Selain itu, kecepatan retraksi lebih cepat daripada kecepatan ekstensi karena batang menurunkan volume efektif yang membuat ruang diisi dengan udara terkompresi lebih cepat.

Silinder kerja ganda berguna dalam membuka dan menutup gerbang dan katup. Mereka digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan kecepatan tinggi dan kekuatan tinggi. Mereka memiliki kekuatan output yang lebih kuat dan lebih konstan serta pukulan yang lebih lama. Oleh karena itu, mereka membutuhkan sistem bantalan yang lebih kuat.

Pergerakan rakitan piston dan batang lebih cepat dan lebih terkontrol karena udara bertekanan memindahkannya ke dua arah. Namun, silinder kerja ganda memiliki konsumsi udara tekan yang lebih tinggi dan lebih mahal. Posisi piston tidak dapat ditentukan jika terjadi tekanan mendadak atau kehilangan daya.

Jenis silinder pneumatik lainnya adalah sebagai berikut:

Silinder Pneumatik Teleskopik

Silinder teleskopik memiliki serangkaian tabung tersegmentasi yang memanjang ketika udara terkompresi mengisi silinder. Tabung ini semakin berkurang diameternya. Tabung dengan diameter terkecil disebut sebagai batang piston.

Silinder teleskopik memiliki goresan yang sangat panjang. Tabung mengkonsumsi ruang kecil ketika mereka bersarang bersama-sama atau ketika silinder dalam posisi ditarik. Silinder ini tersedia dalam mode kerja tunggal dan ganda. Desain teleskopik lebih umum di silinder hidrolik daripada di silinder pneumatik.

Silinder Pneumatik Tanpa Batang

Silinder pneumatik tanpa batang memindahkan beban bersama dengan piston yang digerakkan oleh udara terkompresi. Piston terpasang ke pembawa di mana beban dipasang. Piston menggerakkan pembawa dalam garis lurus. Arah gerakan piston selalu ke sisi ruang dengan tekanan internal yang lebih rendah.

Silinder pneumatik tanpa batang menawarkan pukulan yang sebanding dengan ukuran rakitannya pada kecepatan yang lebih cepat. Oleh karena itu, mereka cocok jika panjang keseluruhan harus diminimalkan karena ruang yang terbatas. Bantalan ujung diperlukan untuk mencegah benturan keras pada piston setelah perjalanan panjang penuh di tutup ujung.

Ada tiga jenis silinder pneumatik tanpa batang:

Silinder Kabel

Dalam silinder kabel, piston dihubungkan ke pembawa dengan kabel yang melewati katrol di setiap tutup ujung. Kabel didorong oleh piston untuk menggerakkan pembawa. Silinder kabel tidak mahal dan memiliki konstruksi sederhana. Namun, keausan kabel menyebabkan posisi pembawa yang tidak akurat dan kebocoran.

Silinder yang Dipasangkan Secara Magnetik

Dalam silinder yang digabungkan secara magnetis, piston tidak terpasang secara mekanis ke pembawa. Sebaliknya, pembawa digerakkan oleh piston melalui medan magnet yang kuat. Oleh karena itu, kebocoran udara dicegah karena silinder tertutup sepenuhnya. Namun, pembawa dapat melepaskan diri dari kopling dan reaktif terhadap beban momen.

Silinder pita

Dalam silinder pita, pembawa dihubungkan ke piston oleh dua pita penyegelan yang berjalan sejajar dengan arah langkah. Sealing band dapat dibuat dari plastik atau stainless steel.

Pita luar terletak di atas slot lubang silinder, yang terhubung ke pembawa. Sedangkan inner band terletak di dalam cylinder bore yang terhubung dengan piston.

Saat pembawa bergerak ke kedua ujungnya, ia membuka pita penyegel ke arah gerakannya sambil menutup pita di belakang pembawa yang bergerak.

Melalui Silinder Batang

Dalam silinder batang tembus, batang piston memanjang di kedua sisi piston. Hal ini membuat gaya dan kecepatan keluaran dari langkah ekstensi dan retraksi menjadi sama.

Silinder Pneumatik Multi Force Multiplying

Silinder Pneumatik Multi Gaya memiliki silinder dengan profil identik yang ditempatkan secara seri dengan saluran udara internal untuk semua piston.

Mereka memiliki batang piston umum dengan beberapa piston terpasang. Gaya keluaran bertambah sesuai dengan jumlah piston, yaitu bisa 2, 3, atau 4 piston dengan keluaran gaya 2, 3, atau 4 kali gaya keluaran silinder pneumatik piston tunggal.

Silinder Tandem

Silinder pneumatik tandem, juga dikenal sebagai silinder kombinasi, mirip dengan silinder pengali multi gaya dan memiliki dua piston yang dihubungkan oleh batang tunggal yang memasok dua kali gaya. Dua komponen silinder tandem adalah silinder kerja ganda terpisah yang dihubungkan secara seri. Mereka digunakan dalam aplikasi ruang terbatas di mana kekuatan yang lebih tinggi diperlukan.

silinder putar

Silinder putar, atau aktuator putar pneumatik, digunakan untuk mengubah energi dari udara terkompresi menjadi torsi keluaran. Mereka menggunakan gerakan putar untuk menggerakkan perangkat di ruang sempit dan merupakan silinder kerja ganda kecil yang mengerahkan gaya searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam. Batang piston memiliki profil putar terhadap roda cacing untuk memberikan gerakan linier.

Aktuator putar pneumatik memiliki satu atau lebih ruang udara dengan piston. Mereka memberikan kekuatan tinggi relatif terhadap ukurannya dan dapat digunakan dalam kondisi berbahaya. Seperti semua silinder pneumatik, mereka adalah mekanisme mandiri, yang melindungi bagian-bagiannya dari kontaminasi dan lingkungan berbahaya yang agresif. Desain one piece mereka menghilangkan kebutuhan akan perawatan.

Ada dua jenis silinder putar yang umum:

Silinder Rak-dan-Pinion

Silinder rak-dan-pinion terdiri dari roda gigi melingkar (pinion) yang bergerak dalam roda gigi linier (rak). Pinion digerakkan secara linier oleh piston saat digerakkan, yang memutar pinion. Sebuah poros terhubung ke pusat pinion. Dua set rak dan piston biasanya dipasang di sisi berlawanan dari pinion untuk menggandakan torsi keluaran.

Aktuator Baling-Baling

Dalam aktuator baling-baling, poros terhubung ke pusat baling-baling yang dapat digerakkan. Ketika udara bertekanan disuplai di satu sisi baling-baling, tekanan diferensial menyebabkan baling-baling dan porosnya berputar ke arah sisi lain ruangan. Udara secara bersamaan dilepaskan di port sisi lain ruangan. Aktuator baling-baling dapat memiliki konfigurasi baling-baling tunggal atau ganda.

Silinder dilas

Silinder yang dilas memiliki tutup ujung yang langsung dilas ke lubang silinder pneumatik dan tidak memiliki batang pengikat. Mereka lebih kompak, tahan lama, dan dapat menahan tekanan internal yang lebih tinggi. Namun, mereka sulit untuk diperbaiki dan dibongkar karena konstruksinya yang dilas.

Silinder Hidrolik Udara

Silinder hidrolik udara menggantikan tenaga penggerak oli dengan udara. Saat diaktifkan, piston dalam satu ruang bergerak secara linier hingga berhenti yang mengaktifkan sistem tenaga udara. Udara mengalir ke ruang piston. Saat tekanan udara meningkat, piston di dalam ruang bergerak secara linier terbalik untuk memampatkan oli di area kerja. Oli memaksa piston yang bekerja untuk menghasilkan langkah daya. Setelah langkah selesai, udara dibuang dan komponen kembali ke posisi awal.

Bab 4: Pemasangan Silinder Pneumatik

Berikut ini adalah jenis-jenis silinder pneumatik berdasarkan gaya pemasangannya. Gaya pemasangan merupakan pertimbangan penting yang mempengaruhi kinerja, kekuatan, dan keandalan silinder pneumatik.

Dudukan Garis Tengah

Dudukan garis tengah adalah gaya pemasangan yang dirancang untuk menahan beban di garis tengah silinder pneumatik. Mereka dapat digunakan untuk aplikasi push dan pull. Beban didistribusikan secara merata di antara baut pemasangan. Sideloading juga diminimalkan. Jenis silinder pneumatik dalam kategori ini adalah sebagai berikut:

Silinder Batang Tie

Silinder batang pengikat dapat menahan tekanan internal tertinggi dan merupakan jenis silinder pneumatik yang paling umum berdasarkan gaya pemasangan. Batang pengikat silinder jenis ini memanjang di atas tutup ujungnya yang memungkinkannya dipasang pada permukaan atau anggota mesin. Silinder batang pengikat menyerap gaya dorong atau tarik di garis tengahnya secara simetris, yang mencegah tegangan geser pada baut pemasangannya.

Silinder Bergelang

Silinder bergelang memiliki flensa terpasang di salah satu tutup ujung, yang memungkinkan transfer gaya garis tengah yang baik dan pemasangan yang aman. Flensa biasanya dipasang ke tutup depan untuk menarik aplikasi atau ke tutup belakang untuk mendorong aplikasi. Namun, silinder bergelang memiliki toleransi yang rendah terhadap ketidaksejajaran.

Silinder Lug Garis Tengah

Pada silinder lug garis tengah, silinder disematkan pada titik tengah tutup. Hal ini memungkinkan silinder untuk menyerap gaya di sekitar garis tengahnya secara seragam dan membuatnya ideal untuk aplikasi gaya garis lurus. Ketika silinder digunakan di bawah tekanan tinggi atau kondisi benturan tinggi, pin dowel harus digunakan untuk mengamankan silinder ke permukaan pemasangannya.

Sisi Gunung

Dudukan samping adalah gaya pemasangan ketika bidang permukaan pemasangan diimbangi dari garis tengah silinder. Silinder disematkan baik di sisi tutup ujung ( silinder yang dipasang di samping ) atau di sisi depan dan belakang silinder (silinder yang dipasang di kaki ). Gaya pemasangan ini, bagaimanapun, membuat silinder reaktif terhadap beban momen yang menyebabkannya berputar di sekitar baut pemasangannya. Untuk mencegah hal ini, panjang goresan dan ukuran lubang harus sama. Silinder dengan ukuran lubang yang besar dan langkah yang lebih pendek cenderung mengalami peningkatan tegangan pada baut pemasangannya dan berputar di sekitar permukaan pemasangannya, yang menyebabkan ketidaksejajaran.

Pivot Mount

Silinder dudukan pivot memungkinkan perubahan ketidaksejajaran dalam satu bidang. Mereka menyerap gaya di garis tengah silinder, jika silinder tidak sejajar atau ketika beban yang digerakkan bergerak melalui jalur non-linier. Pivot mount memberikan kebebasan rotasi ke silinder. Namun, misalignment harus dibatasi untuk mencegah tegangan lentur yang berlebihan dan defleksi pada batang piston.

Sudut aktuasi mengurangi gaya transmisi silinder pneumatik, yang setara dengan produk gaya yang dihasilkan dan sinus sudut aktuasi.

Ada dua jenis silinder pneumatik yang dipasang di pivot:

• Silinder Pneumatik yang Dipasang di Clevis Sambungan clevis betina dibaut ke tutup belakang silinder pneumatik. Ini memiliki slot yang sesuai dengan pin lampiran clevis pria. Silinder dirakit ke lampiran clevis laki-laki, yang diikat ke permukaan. Hal ini memungkinkan silinder untuk berputar di sekitar pin clevis sementara batang piston meneruskan beban. Baut mengalami tegangan geser selama aktuasi silinder.
• Silinder Pneumatik yang Dipasang Trunnion Pada tipe pemasangan ini, silinder dipasang di tutup depan, tutup belakang, atau di posisi tengah dengan menyematkannya ke braket trunnion yang dipasang di permukaan. Seperti silinder yang dipasang di clevis, silinder yang dipasang di trunnion diizinkan untuk berputar di sekitar pin trunnion. Pin trunnion dirancang untuk menahan tegangan geser dan harus dipasang dengan kuat ke braket untuk mengurangi tegangan lentur.

Bab 5: Standar ISO untuk Silinder Pneumatik

Beberapa silinder pneumatik sesuai dengan standar ISO untuk memungkinkan kompatibilitasnya dengan anggota mesin yang berbeda, metode koneksi, pemasangan, aksesori, dan lainnya. Karena produsen mengikuti metrik yang tercakup dalam standar ini, pelanggan dapat dengan mudah mencari silinder pneumatik yang sesuai untuk aplikasi mereka.

Beberapa standar ISO untuk silinder pneumatik adalah sebagai berikut:

ISO 15552

Standar ISO 15552 menetapkan produk dasar, pemasangan, dan dimensi aksesori untuk silinder pneumatik batang tunggal dan ganda, dengan atau tanpa penyediaan sensor magnetik. Standar ini melayani silinder pneumatik dengan peringkat tekanan maksimum 10 bar dengan ukuran lubang mulai dari 32 mm hingga 320 mm.

ISO 6432

Standar ISO 6432 berlaku untuk silinder pneumatik batang tunggal kecil dengan ukuran lubang 8 mm hingga 25 mm dengan peringkat tekanan maksimum 10 bar.

ISO 21287

Standar ISO 21287 berlaku untuk silinder pneumatik kompak batang tunggal, dengan dan tanpa fungsi magnetik, dengan ukuran lubang 20 mm hingga 100 mm dengan peringkat tekanan maksimum 10 bar. Silinder ISO 21287 tidak memiliki bantalan yang dapat disesuaikan; sebagai gantinya, mereka menggunakan bumper karet untuk bantalan. Silinder pneumatik dengan ukuran lubang mulai dari 32 mm hingga 100 mm dapat menggunakan pemasangan ujung yang sesuai dengan ISO 15552.

ISO 8139

ISO 8139 menetapkan dimensi pemasangan untuk mata bulat ujung batang untuk silinder pneumatik. Mata bulat ujung batang memiliki ulir jantan atau betina yang memungkinkannya dipasangkan dengan batang piston berulir. Mereka juga dapat digunakan untuk memasang silinder ke permukaan. Mereka dapat dipasang ke tutup belakang silinder di mana pin lampiran clevis laki-laki dimasukkan di tengahnya, memungkinkannya untuk berputar di sekitar pin.

Mata bulat ujung batang ISO 8139 dirancang untuk menahan tekanan hingga 10 bar dan kompatibel dengan silinder pneumatik yang sesuai dengan standar ISO 15552, ISO 6432, dan ISO 6430.

ISO 8140

ISO 8140 menetapkan dimensi pemasangan untuk attachment clevis ujung batang untuk silinder pneumatik. Lampiran clevis ujung batang adalah komponen yang berbentuk seperti garpu yang dapat digabungkan ke beban atau digunakan untuk memasang silinder ke permukaan.

Rangkuman

• Silinder pneumatik adalah alat mekanis yang menghasilkan gaya dengan menggunakan energi dari udara bertekanan.
• Komponen utama silinder pneumatik adalah lubang silinder, piston, dan batang piston. Sistem bantalan, segel, cincin pemandu, sensor, dan batang pengikat meningkatkan kinerja dan memperpanjang masa pakai silinder pneumatik.
• Silinder pneumatik terutama diklasifikasikan sebagai silinder kerja tunggal atau ganda.
• Silinder kerja tunggal memiliki gaya keluaran yang dikembangkan hanya dalam satu arah. Piston mereka kembali ke posisi semula melalui gaya pegas, gravitasi, atau beban eksternal.
• Dalam silinder kerja ganda, udara bertekanan dapat dimasukkan ke kedua sisi silinder. Piston mereka kembali ke posisi semula dengan memasok udara bertekanan di sisi lain piston.
• Jenis silinder pneumatik lainnya adalah silinder teleskopik, silinder tanpa batang, silinder tandem, silinder batang tembus, silinder putar, dan silinder las.
• Jenis gaya pemasangan silinder pneumatik adalah dudukan garis tengah, dudukan samping, dan dudukan pivot.
• Standar ISO memungkinkan pertukaran silinder pneumatik. Beberapa standar ISO yang mengatur silinder pneumatik adalah ISO 15552, ISO 6432, dan ISO 21287. ISO 8139 dan ISO 8140 adalah beberapa standar ISO yang berlaku untuk aksesori ujung batang silinder pneumatik.