7/22/2019 aktuator mekanik
1/32
Motor Penggerak
7/22/2019 aktuator mekanik
2/32
Aktuator mekanik
Mekanisme adalah perangkat2 yang dipandang sebagai konverter
gerakan yang mentransformasikan bentuk gerakan satu menjadigerakan berbentuk lainnya .
Elemen Mekanik diantaranya untuk Penggunaan:
linkage, cam, roda gigi (gear), rack & Pinion, rantai, belt dsb
Tipe gerakan
Batasan derajad kebebasan
Beban yang dibawa
7/22/2019 aktuator mekanik
3/32
Rachet dan pawl
Gigi rachet digunakan untuk mekanisme penguncisewaktu menahan suatu beban. Pawl adalah batangpengunci. Berbentuk roda gigi miring dengan lengan pengunciyang disebut pawl
Rachet gear dapat berputar bebas pada satu arahsedang pada sebaliknya terkunci oleh lengan pawl. Jika lengan pawl direnggangkan thd gigi rachetbebas Untuk menarik beban (winding)untuk mencegahunwinding jika handle dilepaskan.
7/22/2019 aktuator mekanik
4/32
Penggerak belt dan rantaiPenggerak belt pada dasarnya adalah sabuk (belt) denganpasangan silinder(pulley) pemegang belt.Gerakan dari silinder yang satu ditransfer ke derakansilinder yang lain dengan bantuan belt.Menggunakan friksi agar dapat silinder 1 dapatmenggerakkan beltMenggunakan friksi agar belt dapat memutar silinder ke 2.Untuk gerakan transfer searah, berlawanan arah dengan
pengaturan posisi belt. (crossed belt dan open belt)Untuk gerakan dengan kecepatan sama, direduksi ataidipercepat dengan pemilihan ukuruan pulley2 nya.
7/22/2019 aktuator mekanik
5/32
Ada 4 tipe dari belt yang dapat digunakan:Berdasarkan kegunaannya belt dapat dibentuk untukmenghasilkan beberapa tipe yaitu: Flat Round V belt Timing belt
Aspek mekanik pemilihan motor:Sistem penggerak motor sangat diperlukan secaramekanik untuk memutar poros yang dihubungkandengan beban.Faktor2 yang harus dipertimbangkan :
Momen inersia danTorsi motor
7/22/2019 aktuator mekanik
6/32
Momen inersia:Torsi yang diperlukan untuk beban dengan momeninersia IL dengan percepatan sudut a IL. aTorsi untuk akselerasi motor T
M= I
L. a
Muntuk
Akselerasi beban TL = IL . aLPoros motor, tanpa gear, mempunyai akselerasi sudutdan kecepatan sudut yang sama.Daya diperlukan untuk akselerasi sistem secarakeseluruhan
Daya = TM.
+ TL.Jadi:
Daya= (IM + IL ). a. Gear ratio G= L /ML = kecepatan sudut bebanM= kecepatan sudut motor
Daya dihasilkan oleh torsi motor TM adalah TM. sehingga :T = (IM + IL ). A
7/22/2019 aktuator mekanik
7/32
torsi untuk memperoleh percepatan sudut diminimisasi jikaIM = IL . Untuk kinerja optimum momen inersia daribeban = momen inersia motor.
Pertimbangan torsi motor:Gambaran karakteristik torsi dan kecepatan motor secaraumum.Pada operasi kontinu torsi maximum adalah = stall torquePada operasi non kontinu torsi adalah maximum
Kecepatan maximum terjadi npada operasi non kontinu
7/22/2019 aktuator mekanik
8/32
7/22/2019 aktuator mekanik
9/32
7/22/2019 aktuator mekanik
10/32
Faktor untuk menentukan dalam memilih motorpenggerak dapat ditentukan sebagai berikut:
1. Karakteristik dinamik yang diinginkan2. besarnya daya yang diperlukan sumber dayayang tersedia
Motor step Biasanya digunakan untuk mesin dengan keperluan daya torsi yang terbatas. open loop control untuk posisi
7/22/2019 aktuator mekanik
11/32
Motor stepper adalah suatu alat yangmenghasilkan rotasi dengan cara langkah
sudut yang sama, untuk setiap pulsa digitalyang dicatukan ke inputnya
Misal dengan 1 pulsa menghasilkan rotasi 60
maka jika diberikan 60 pulsa akanmenghasilkan rotasi 360o
Ada bbrp jenis motor stepper:
Variable reluctance stepper
Permanent Magnet stepper
Hybrid stepper
7/22/2019 aktuator mekanik
12/32
1. Variable reluctance stepper
Rotor dari besi lunak berbentuk silinder dengan 4 kutub,stator mempunyai lebih banyak kutub.Jika pasangangulungan , yang berlawanan polaritasnya omendapatkan
arus, terbentuk medan magnet dengan garis gaya daristator pole ke pole rotor terdekat. Karena selalu mencariyang terdekat maka rotor akan bergerak sampai kutub2rotor dan stator akan segaris. Ini yang disebut posisiminimum reluctance. Biasanya tipe stepper motorreluctance menghasilkan sudut step sebesar 15o atau 15o
2. Permanent Magnet stepper Motor mempunyai sebuah stator dgn 4 kutub, setiap
kutub dililit dengan medan gulungan , kumparan padapasangan yang berlawanan terhadap kutub terpasangseri. Pada motor spt digambar rotor berotasi dgn step45o. Untuk jenis motor PM lainnya sudut step umumnya
adalah sebesar 1.8
o
, 7.5
o
, 15
o
, 30
o
, 34
o
, atau 90
o
7/22/2019 aktuator mekanik
13/32
Spesifikasi motor stepper
1. Fasa
2. Step angle
3. Holding torque
4. Pull in torque
5. Pull out torque
6. Pull in rate
7. Pull out rate
8. Slew range
7/22/2019 aktuator mekanik
14/32
Motor servo DC PM
mudah pengaturannya (control)
efisiensi torsi tinggi perlu perawatan periodik penggantianbrush daerah kerja lebar daya listrik rendah s.d tinggi (10 W - 20KW)
Arah aliran arusdibalikkan olehkumutator
7/22/2019 aktuator mekanik
15/32
7/22/2019 aktuator mekanik
16/32
7/22/2019 aktuator mekanik
17/32
Aktuator Hidraulik
7/22/2019 aktuator mekanik
18/32
7/22/2019 aktuator mekanik
19/32
Pada sistem otomasi di industri:
inteligensi dan flexibilitas dapat ditingkatkan
dengan memanfaatkan controller berbasismicroprocessor,
Namun untuk gerakan dan kekuatanmencengkeram beban digunakan rangkaianpneumatik ataupun hidraulik
Rangkaian sekuensial juga digunakan untukmenggerakkan pengaktifan solenoid ataupunfluid control valve
Sistem komplek ini sering disebut elektropneumatik dan elektro hidraulik
Komponen mekanik yang sering dipakai:Cam, gear, pulley, belt, sprocket ,chain danmekanisme linkage
7/22/2019 aktuator mekanik
20/32
7/22/2019 aktuator mekanik
21/32
7/22/2019 aktuator mekanik
22/32
Sistem hidraulik tdr dr bbrp komponen sbb: Catu daya hidraulik (hidraulic power supply)
Katup servo Penampung fluida hidraulik Motor hidraulik
7/22/2019 aktuator mekanik
23/32
1. Catu daya hidraulik merupakan sumbertenaga sistem ini
2. Mengalirkan fluida hidraulik bertekanan tinggiyang siap di alirkan ke motor hidraulik
melalui katup servo3. pompa mencatu fluida bertekanan tinggi4. pompa biasanya jenis pompa roda gigi(pump
gear), pompa displacement atau pompa axial
5. motor listrik digunakan untuk menggerakkan6. pompa.7. filter halus(fine filter) untuk menyaring
kotoran8. merupakan pelindung sistem servo9. saringan kasar untuk melindungi pompa dari
kontaminasi
Motor hidraulik
7/22/2019 aktuator mekanik
24/32
8. check valve untuk mencegah arus balik dariakumulator yang menuju ke pompa
9. katup pengatur tekanan untuk mengontroltekanan supply fluida yang akan dialirkan kesistem servo
10. akumulator untuk menyimpan energi hidraulikdan menghaluskan aliran yang berpulsasi
7/22/2019 aktuator mekanik
25/32
Motor hidraulikMotor hidraulik (aktuator hidraulik) dapat berupa:
Motor hidraulik linier dengan output gerakan linier Motor hidraulik rotari dengan output gerakan putar
7/22/2019 aktuator mekanik
26/32
7/22/2019 aktuator mekanik
27/32
Motor hidraulik rotari
Motor hidraulik rotari lebih banyak digunakan
dibanding jenis yang linier karena memiliki response
yang lebih cepat dan ukurannya lebih kecil.Ada 2 macam Motor hidraulik rotari yaitu:
1. Plunger Motor hidraulik rotari
2. Roll vane Motor hidraulik rotari
7/22/2019 aktuator mekanik
28/32
7/22/2019 aktuator mekanik
29/32
Untuk mendapatkan sinyal feedback maka Motorhidraulik rotari dilengkapi dengan sensor
resolver ataupun rotari encoder ataupun dapatjuga dengan pemasangan tachometer untukmendapatkan sinyal kecepatan putarannya.
Kerugian penggunaan motor hidraulik sebagaiaktuator penggerak:
Perlu unit power supply yaitu Pompa, motor, filter2, akumulator dan lain2
Akibatnya banyaknya komponen maka hargadari sistem hidraulik sangat mahal
Operasi dapat menimbulkan noise
Motor hidraulik ditinjau dari segi efisiensi adalahefisiensi rendah
7/22/2019 aktuator mekanik
30/32
7/22/2019 aktuator mekanik
31/32
Kerugian dengan motor hidraulik
Kemungkinan adanya kebocoran pada jaringan
transmisi minyak MUDAH KOTOR.
Adanya dinamik lag pada jaringan transmisikarena perubahan viskositas fluida akibatperubahan temperatur saat dia bekerja.
Fluida kerja mesin hidraulik harus dijaga agartetap bersih dari kontaminasi.
7/22/2019 aktuator mekanik
32/32