1 Bab 3 Katup Kontrol Arah Katup kontrol arah adalah bagian yang mempengaruhi jalannya aliran udara. Biasanya ini meliputi satu atau keseluruhan dari uraian berikut Mem; perbolehkan udara m elewati dan mengarahkannya ke saluran udara, menggeser sinyal sebagaimana dibutuhkan dengan memblok salurannya dan membuang udara ke atmosfir melalui lubang pembuangan. Katup kontrol arah digambarkan dengan jumlah lubang sambungan kontrol. Informasi tambahan diberikan untuk memperjelas metode aktuasi untuk mencapai variasi posisi pensakelaran. Konstruksi katup adalah hal yang penting bila menganalisa karakteristik aliran katup seperti jumlah rugi aliran, tekanan, dan w aktu pensakelaran. Sim bol pada umum nya cukup mewakili untuk karakteristik pengoperasian katup dalam perbandingan dengan elemen lain dalam rangkaian. Simbol yang sama untuk katup kontrol boleh arah dipakai untuk perencanaan yang banyak, konstruksi, metoda, karakteristik. dan 3.1 Konfigurasi dan konstruksi Prinsip perencanaan adalah sebuah faktor sumbangan dengan mempertimbangkan, kelangsungan hidup, gaya untuk aktuasi, waktu pensakelaran, maksud aktuasi, maksud sambungan, dan ukuran. Perencanaan dikategorikan sebagai berikut: Katup duduk Katup dengan kedudukan bola Katup dengan kedudukan piringan Katup geser Katup geser memanjang Katup geser rata memanjang Katup geser dengan piringan
Katup Duduk Dengan katup duduk sambungannya dibuka dan ditutup dengan menggunakan bola, piringan, dan kerucut. Kedudukan katup biasanya ditutupi dengan menggunakan penutup yang elastis. Kedudukan katup mempunyai sedikit bagian yang aktif dan karena itu ia mempunyai kelangsungan hidup yang lama. Katup ini sangat peka sekali dan tidak tahan terhadap kotoran. Bagaimanapun juga gaya aktuasinya relatif lebih besar seperti untuk menahan gaya pegas pengembali yang dalam, ada di dan tekanan udara. 2 Katup geser Pada katup geser masing-masing sambungan dihubungkan bersama ditutup atau oleh kumparan geser, kumparan geser yang rata; dan dengan katup piringan geser. 3.2 Katup 2/2 Katup 2/2 mempunyai dua lubang dan dua posisi. Ini sangat dipakai cocok sebagai katup penghubung dan pem utus. Katup ini hanya berfungsi untuk mengalirkan sinyal dan tidak bisa melepaskan udara ke atmosfir pada saat posisi tertutup. Jika udara bisa dibuang pada posisi tertutup, maka katup 3/2 seharusnya dipakai. Katup 2/2 biasanya dengan konstruksi kedudukan bola yang dengan sama katup 3/2. Pada umumnya dioperasikan secara m anual atau dengan listrik dengan menggunakan solenoid. 3.3 Katup 3/2 Katup 3/2 mengeluarkan sinyal dengan sifat bahwa sebuah sinyal pada sisi keluaran katup bisa dikeluarkan dan juga bisa dipindahkan. Katup 3/2 mempunyai tiga lubang dan dua posisi. Tambahan dari lubang pembuangan 3(R) bisa mengeluarkan sinyal pada saat katup dipindahkan posisinya. Hubungan posisi awal katup adalah lubang keluaran sinyal 2(A) terhubung dengan lubang pembuangan 3(R). Gaya pegas mengembalikan sebuah bola pada kedudukan katup sehingga mencegah udara bertekanan mengalirdari lubang masukan 1(P) ke lubang keluaran 2(A). Dengan tertekannya tuas penekan katup menyebabkan bila menerima gaya dan lepas dari
kedudukannya. Dalam melakukan ini gayanya harus dapat melawan gaya pegas pengembali, dan akhirnya udara bertekanan harus mengalir. Suplai udara bertekanan ke sisi keluaran katup dan sebuah sinyal dikeluarkan. Sekali tuas penekan dilepas lubang 1(P) tertutup dan lubang keluaran 2(A) terhubung ke lubang pembuangan melalui tuas penekan sehingga sinyal dipindahkan. 3 Dalam hal ini katup dioperasikan secara manual atau mekanik. Untuk menggerakkan tuas katup sebagai tambahan aktuasi bisa dipasang langsung pada puncak katup seperti, tombol tekan, rol dan lain sebagainya. Gaya yang dibutuhkan untuk mengaktifkan tuas tergantung pada tekanan suplai gaya pegas pengembali dan kerugian gesekan dalam katup. Ukuran katup dan luas permukaan kedudukan katup harus lebih kecil untuk mendapatkan batasan gaya aktifnya yang kecil pula. Konstruksi kedudukan bila katup sangat sederhana dan oleh karena itu harganya relatif murah. Yang membedakan adalah ukuran yang sederhana dan praktis. Dalam rangkaian ini katup 3/2 1.1 mengontrol sebuah silinder kerja tunggal 1.0. Katup yang diaktifkan dengan tombol tekan pada saat tidak aktif lubang masukan 1(P)tertutup, silinder terhubung ke pembuangan atmosfir melalui lubang pembuangan 3(R). Dengan menekan tombol tekan, udara bertekanan mengalirdari lubang masukan 1(P) ke lubang ketuaran 2(A) dan akibatnya silinder mendorong pegas pengembali lalu batang piston bergerak keluar. Ketika tombol tekan dilepas katup
kembali oleh pegas dan silinder juga kembali ke posisi awal oleh dorongan pegas pengembali silinder. Katup yang ditunjukkan disini dikonstruksi padaprinsipkedudukan piring. Karet sealnya sederhanatapi efektif. Waktu tanda untuk bereaksi pendek, dan gerakannya kecil menjadi alasan untuk memperbesar luas permukaan kedudukan piring agarsupaya dapat mengalirkan udara. Sama juga dengan katup kedudukan bola, katup ini sangat peka dan tidak tahan terhadap kotoran dan mempunyai kelangsungan hidup yang lama. Katup 3/2 banyak dipakai untuk menggerakkan silinder kerja-tunggal, pembangkit sinyal yang akan dikirim ke elemen pengolah, dan sebagai elemen kontrol terakhir. Katup jenis kedudukan piring tunggal adalah jenis tanpa konflik sinyal. Jika dioperasikan dengan lambat tidak ada udara yang hilang. Dengan aktifnya tuas menyebabkan tertutupnya saluran udara dari lubang 2(A) lubang ke pembuangan 3(R). Selanjutnya dengan menekan tuas piring didorong dari kedudukannya sehingga memperbolehkan udara bertekanan mengalirdari lubang masukan 1(P) ke lubang keluaran 2(A). Pengembalian ke posisi awal dilakukan oleh pegas pengembali. Dengan melepas tuas lubang masukan 1 (P) tertutup, dan saluran keluaran terhubung ke atmosfir melalui lubang pembuangan 3(R). Katup ini ditunjukan pada halaman sebelumnya dan digolongkan normal tertutup karena posisi awal, kondisi tidak aktif udara dari lubang masukan 1(P) tertutup ke lubang keluaran 2(A). Gambaran katup normal terbuka ditunjukkan pada gambar di bawah. 4 Sebuah katup 3/2 yang posisi normalnya terbuka mengalirkan udara dari lubang
masukan 1(P) ke lubang keluaran 2(A), dinamakan katup normal terbuka. Posisi awal lubang masukan 1 (P) tersambung ke lubang keluaran 2(A) melalui tangkai katup, dan kedudukan piringan menutup lubang ke pembuangan 3(R). Ketika tuas ditekan, udara dari lubang masukan 1(P) ditutup oleh tangkai kedudukan dan selanjutnya piringan tertekan sehingga lubang keluaran 2(A) terhubung ke atmosfir melalui lubang pembuangan 3(R). Ketika tuas dilepas piston dengan dua karet seal pada kedudukannya dikembalikan ke posisi awal oleh pegas pengembali. Sekali lagi lubang pembuangan 3(R) tertutup, dan udara mengalirdari lubang masukan 1(P) ke lubang keluaran 2(A). Katup bisa diaktifkan secara manual, mekanik, listrik, dan pneumatik. Perbedaan metode aktuasi bisa diterapkan pada kebutuhan yang sesuai dengan aplikasi itu sendiri. 5 Pada gambar rangkaian ini katup jalan 3/2 normal terbuka 1.1 pada kondisi tidak aktif mengalirkan udara bertekanan ke silinder 1.0. Sehingga silinder 1.0 posisi awalnya berada diluar. Dengan mengoperasikan katup jalan 3/2 1.1 secara manual, silinder kembali masuk ke dalam, karena udara malalui lubang 2(A) terhubung ke lubang pembuangan 3(R). Katup dengan tuas idle rol Katup dengan tuas idle rol adalah katup yang aktif pada satu arah saja. Katup ini direncanakan untuk beroperasi dalam satu arah dari hubungan yang bergerak melewati kepala rol. Maka dari itu katup ini harus ditempatkan sebelum batas langkah akhir gerakan silinder. Katup harus dipasang dengan satu arah gerakan operasi dalam arah gerakan yang benar. Sinyal yang dikeluarkan oleh katup dengan rol idle waktu aktifnya relatif pendek. Katup ini digunakan untuk mengeluarkan sinyal dengan tempo pendek untuk mencegah terjadinya konflik sinval. Katup 3/2 geser dengan tangan Katup 3/2 geser dengan tangan digunakar untuk mensuplai udare dari sebuah leher dari pensuplai udara ke bagian yang mengkonsumsinya. Konstruksi dari katup ini sederhana dan difung-sikan sebagai katup pemutus dan penghubung aliran udara. Bentuknya kompak dan mempunyai dua penahan untuk memegang katup pada kondisi terbuka atau tertutup.
Dengan menggeser rumah luar katup saluran 1 (P) terhubung ke saluran keluaran 2(A) dalam satu posisi, sedangkan posisi yang lain saluran keluaran 2(A) terhubung ke saluran pembuangan 3(R) yang membuang udara dari rangkaian kerja ke atmosfir. 6 Katup 3/2 diaktifkan secara pneumatik Katup3/2 diaktuasikan secara pneumatik dioperasikan oleh sinyal udara pada lubang aktuasi 12(2), menggunakan udara dari luar sebagai pembantu. Ini digolongkan sebagai katup beroperasi dengan pilot tunggal, karena hanya ada satu sinyal kontrol dan katup mempunyai pegas pengembali. Pada posisi awal katup adalah normal tertutup karena saluran masukan 1(P) diblok oleh kedudukan piringan dan saluran keluaran 2(A) dibuang keatmosfir. Katup yang diaktifkan secara pneumatik bisa dipakai sebagai sebuah elemen kontrol terakhirdengan sistem kontrol tidak langsung. Sinyal untuk silinder bergerak keluar diawali oleh sebuah katup dengan tombol tekan 1.2 yang mensuplai sinyal kontrol ke elemen kontrol terakhir 1.1. Katup 1.1 bisa jadi relatif lebih besar ukurannya jika dibandingkan dengan elemen sinyal katup tombol tekan 1.2, dan katup 1.2 bisa dipasang pada jarak yang agak jauh dari katup 1.1 Udara yang diberikan pada lubang aktuasi 12(Z) menggerakkan tuas katup dan akibatnya pegas tertekan. Saluran masukan 1 (P) dan saluran keluaran 2(A) terhubung sehingga lubang keluaran 2(A) mengeluarkan sinyal sedangkan lubang pembuangan 3(R) terblok. Pada saat sinyal pada lubang aktuasi 12(Z) dihentikan, tuas katup kembali ke posisi awal oleh gaya pegas pengembali. Piringan menutupsambungan antara saluran masukan 1(P) dan saluran keluaran 2(A), akibatnya udara yang ada dalam elemen kerja dibuang ke saluran pembuangan 3(R) melalui saluran keluaran 2(A). Katup 3/2 dengan pilot tunggal bisa difungsikan sebagai normal tertutup atau normal terbuka, Lubang saluran pada katup ini mempunyai fungsi ganda yang dalam hal ini untuk fungsi normal terbuka saluran 1(P) dan 3(R) ditukar tempatkan fungsinya. Kepala katup dengan lubang aktuasi 12(Z) bisa diputar 180. Apabila katup pada posisi normal terbuka dipasang pada posisi katup maka 1.1, piston silinder berada diluar dalam posisi awal dan bergerak masuk setelah katup tombol tekan ditekan.
Pengontrolan dengan servo : Katup3/2 dengan tuas rol Untuk menahan gaya aktuasi yang tinggi, katup kontrol arah yang diaktifkan secara mekanik bisa diperlengkapi dengan katup pilot internal dan piston servo untuk membantu pembukaan katup. Gaya aktuasi katup sering sebagai faktor penentu dalam aplikasinya. Bantuan servo memperbolehkan katup diaktifkan dengan gaya aktuasi yang rendah, hal ini meningkatkan kepekaan dari sistem. Sebuah lubang kecil menghubungkan saluran masukan 1 (P) dengan pilot. katup Jika tuas rol diaktifkan katup pilot membuka. Udara bertekanan mengalir ke piston servo, dan mengaktifkan piringan katup utama. Pertama pengaruhnya adalah tertutupnya saluran keluaran 2(A) ke saluran pembuangan 3(R), diikuti oleh kedua kedudukan piringan membuka udara m engalir dari saluran 1(P) ke 2(A). Jenis katup ini bisa dipakai sebagai katup normal tertutup atau katup normal terbuka dengan menukar posisi saluran dan memutar kepalanya. Katup jalan 4/2 mempunyai empat lubang dan duaposisi kontak, 7 3.4 Katup 4/2 Sebuah katup jalan 4/2 dengan kedudukan piringan adalah sama dalam konstruksi dengan kombinasi gabungan dua buah katup 3/2, satu katup berfungsi normal tertutup, dan yang satunya lagi normal terbuka. Jika dua tuas diaktifkan secara bersamaan, saluran 1 (P) ke 2(B) dan ke 4(A) 3(R) ditutup oleh gerakan pertama. Dengan menekan tuas selanjutnya katup piringan m elawan gaya pegas pengem bali, aliran antara saluran 1(P) ke4(a) dan dari2(b)ke3(r) terbuka. Tuas katup bisa dioperasikan dengan menambahkan pada bagian puncak tuas seperti lengan rol atau tomboltekan. Katup mempunyai saluran pembuangan tanpa konflik dan dikembalikan keposisi mulai oleh pegas. Katup ini banyak dipakai untuk menggerakkan silinder kerja ganda. Ada metoda-metoda aktuasi yang lain dan jenis konstruksi yang tersedia untuk katup jalan 4/2 ini, termasuk tombol tekan, pilot udara tunggal, pilot udara ganda, diaktifkan de- ngan tuas rol dan plat geser. Utamanya katup jalan 4/2 dipakai pada fungsi yang sama seperti katup jalan 5/2. Pada umumnya katup jalan 4/2 bisa digantikan oleh katup jalan 5/2. Katup jalan 5/2
mem-punyai keuntungan pada konstruksi saluran, dan membolehkan pembu-angan udaranya pada saat silinder keluar atau masukdikontrol secara terpisah. Rangkaian dengan katup jalan 5/2 mem-punyai fungsi kontrol utama sama seperti rangkaian dengan katup jalan 4/2. 8 3.5 Katup 4/3 Katup jalan 4/3 mempunyai empat lubang dan tiga posisi-kontak. Contoh katup ini adalah katup geser pelat dengan pengaktifan tangan atau kaki. Pada saat aktif, kanal-kanal sirkulasi akan saling berhubungan dengan berputarnya dua piringan. Rangkaian disamping memperlihatkan katup jalan 4/3 dalam posisi tengah tertutup. Dengan katup ini batang piston silinder dapat dihentikan pada setiap tempat. Tetapi tidak mungkin dilakukan penempatan batang piston silinder secara tepat. Kompresibilitas udara mengubah posisi bat ang piston apabila bebannya berubah. 3.6 Katup 5/2 Katup jalan 5/2 mempunyai lima lubang dan dua posisi-kontak. Katup ini terutama dipakai sebagaielemen kontrol terakhir untuk menggerakkan silinder. Katup gesermemanjang adalah contoh katup jalan 5/2. Sebagai elemen kontrol, katup ini memiliki sebuah piston kontrol yang dengan gerakan horisontalnya menghubungkan atau memisahkan saluran yang sesuai. Tenaga pengoperasiannya adalah kecil sebab tidak ada tekanan udara atau tekanan pegas yang harus diatasi (prinsip dudukan bola atau dudukan pining). Pada katup geser-memanjang semua cara pengaktifanmanual, mekanis, elektris, atau pneumatis, adalah mungkin. Juga untuk mengembalikan katup ke posisi awal, dapat digunakan cara-cara pengaktifan ini. Jalan pengaktifan jauh lebih panjang dari pada katup dudukan. Dalam memasang katup-geser, perapatan menjadi masalah. Perapatan yang sudah dikenal dalam hidraulik : "Logam pada logam" memerlukan pengepasan piston geser secara tepat ke dalam rumahnya. Pada katup pneumatik, jarak antara dudukan dan rumahnya tidak boleh lebih dari 0,002-0,004 mm, kalau tidak kerugian kebocoran akan menjadi lebih besar. Untuk menghemat biaya pemasangan yang mahal dudukan sering memakai seal jenis O. Untuk menjaga kerusakan seal, lobang sambungan bisa ditempatkan di sekitar keliling rumah dudukan.
Semua jenis aktuasi dapat digunakan pada katup geser longitudinal nual, (ma mekanik, listrik, pneumatik), yang juga untuk reset ke posisi awal. Metoda lain dari seal adalah menggunakan sebuah dudukan pining penutup dengan gerakan memutus-menghubung relatif kecil. Dudukan piringan seal menyambung saluran masukan 1(P) ke saluran keluaran 2(3) atau 4(A). Seal kedua pada kumparan piston menghubungkan saluran pembuangan ke lubang pembuangan. Ada tombol manual yang menumpang pada setiap akhir dari pengoperasian katup secara manual. Katup 5/2 dengan pilot udara ganda mempunyai sifat memori kontrol. 9 Posisi pensakelaran terakhir dipertahankan sampai posisi pensakelaran yang baru diawali oleh sinyal pilot pada sisi yang berlawanan dari sinyal terakhir. Posisi yang baru ini disimpan sampai sinyal yang lain diberikan. 3.7 Keandalan operasi katup Pemasangan katup dengan tuas rol: Keandalan sebuah pengontrolan bertahap sangat bergantung pada pemasangan katup batas yang benar. Untuk semua perencanaan pemasangan katup batas harus diatus posisi kedudukan dengan mudah agar supaya mendapatkan keserasian koordinasi gerakan silinder dalam urutan kontrol. Penempatan katup : Pemilihan katup yang cermat, penempatan yang benar adalah sebagai salah satu persyaratan lanjutan, untuk keandalan sifat pensakelaran harus bebas gangguan pengoperasiannya, hal ini memberikan kemudahan untuk mereparasi, dan memelihara. Pemakaian ini pada katup-katup dalam bagian daya dan katup-katup dalam bagian kontrol. Katup yang diaktifkan secara m anual untuk sinyal masukan pada umum ditempatkan nya pada panel kontrolatau m eja kontrol. M aka dari itu praktis dan tepat sekali untuk m emakai katup-katup rlengan aktuator yang bisa ditempatkan pada katup dasar. Variasi aktuator-aktuator tersedia untuk macam yang luas dari fungsi masukan. Penempatan katup kontrol harus bisa diambil dengan mudah untuk mereparasi, mengeluarkan, atau memodifikasi kerjanya. Penomoran komponen dan pemakai indikator sebagai penunjuk untuk sinyal kontrol merupakan hal yang paling penting
guna untuk m engurangi waktu tunda dan memudahkan pencarian kesalahan. Katup-katup daya mempunyai tugas aktuasi pneumatik untuk mengatur sesuai dengan urutan tahapan kontrol yang telah ditentukan. Persyaratan dasar untuk katup daya adalah untuk m embolehkan mem balikaliran ke udara aktuator begitu sinyal kontrol telah ditriger. Katup daya sebaiknya ditempatkan sedekat mungkin dengan aktuator. Agar supaya panjang saluran bisa diperpendek, dan juga w aktu pensake laran seideal dan sependek mungkin. Katup daya bisa ditempatkan lang sung ke pengatur. Sebagai keuntungan tam bahan adalah bahwa penyam bung dan slang, waktu pemasangannya bisa dihemat. 10