Pertimbangan Utama dalam Memilih Aktuator Pneumatik untuk Aplikasi Industri

Bayangkan: Anda telah memilih aktuator pneumatik dengan hati-hati, hanya untuk menemukan bahwa aktuator tersebut memberikan terlalu banyak gaya—mematahkan batang katup—atau terlalu sedikit, membuat katup lambat atau macet di tengah jalan. Skenario yang membuat frustrasi ini menggarisbawahi mengapa pemilihan aktuator yang tepat sangat penting untuk pengoperasian katup.

Pada intinya, fungsi utama aktuator pneumatik adalah untuk menggerakkan katup. Untuk pengoperasian yang lancar, aktuator harus mengatasi berbagai hambatan, menjadikan torsi—gaya rotasi—pertimbangan paling kritis dalam pemilihan.

• Torsi Putus: Gaya awal yang dibutuhkan untuk memindahkan katup yang diam dari posisi tertutupnya, analog dengan upaya yang dibutuhkan untuk mendorong mobil yang diam.
• Torsi Berjalan: Gaya berkelanjutan yang dibutuhkan untuk mempertahankan pergerakan katup selama pembukaan atau penutupan, mirip dengan mempertahankan kecepatan mobil.
• Torsi Duduk: Gaya akhir yang dibutuhkan untuk menutup katup sepenuhnya dan menekan permukaan penyegel, sebanding dengan menginjak rem untuk menghentikan kendaraan.
• Torsi Batang yang Diizinkan Maksimum (MAST): Gaya maksimum yang dapat ditahan oleh batang katup tanpa kerusakan, berfungsi sebagai batas beban katup.

Berbagai jenis katup menunjukkan karakteristik torsi yang berbeda. Katup kupu-kupu bersandaran logam, misalnya, membutuhkan torsi putus dan duduk yang tinggi tetapi membutuhkan lebih sedikit selama perjalanan tengah. Sebaliknya, katup bola bersandaran logam mempertahankan persyaratan torsi yang tinggi selama pengoperasiannya.

Untuk memastikan pengoperasian yang andal, para insinyur biasanya mengalikan torsi yang dibutuhkan katup dengan faktor keamanan (seringkali 25%). Margin ini memperhitungkan variabel yang tidak terduga, mirip dengan margin keamanan rekayasa dalam desain otomotif.

Katup modulasi memerlukan penyesuaian aliran yang presisi dan berkelanjutan, menuntut aktuator dengan karakteristik kinerja yang unggul. Katup On-Off, yang digunakan untuk operasi buka/tutup sederhana, menghadirkan persyaratan yang kurang menuntut.

Data torsi yang akurat dari produsen katup membentuk dasar dari pemilihan aktuator yang tepat. Sebagian besar produsen memberikan nilai torsi pembukaan minimum dalam kondisi tertentu, biasanya untuk layanan air. Namun, nilai-nilai ini berubah dengan media yang berbeda, yang mengharuskan faktor keamanan yang sesuai untuk berbagai aplikasi.

• Rak dan Pinion: Menghasilkan torsi yang konsisten di seluruh langkah.
• Scotch Yoke: Menunjukkan pengurangan torsi selama langkah tengah.
• Pegas Balik: Torsi menurun seiring dengan berjalannya langkah karena kompresi pegas.

Memahami kurva torsi masing-masing jenis—tersedia dari produsen—sangat penting untuk pencocokan yang tepat dengan persyaratan katup.

Tekanan aktual pada katup seringkali berbeda dari keluaran kompresor karena kehilangan sistem. Pengukuran tekanan yang akurat pada titik pemasangan sangat penting untuk penentuan ukuran aktuator yang tepat, seperti memperhitungkan hambatan pipa dalam sistem hidrolik.

• Tunggal Bertindak (Pegas Balik): Menggunakan gaya pegas untuk gerakan balik, tersedia dalam konfigurasi "gagal-buka" atau "gagal-tutup".
• Ganda Bertindak: Membutuhkan pasokan udara untuk membuka dan menutup, mempertahankan posisi selama kehilangan udara.

• Awal Udara: Torsi gerakan awal
• Akhir Pegas: Torsi pegas posisi awal
• Udara Minimum: Titik torsi terendah langkah
• Akhir Udara: Torsi pneumatik akhir langkah
• Awal Pegas: Gaya inisiasi langkah balik

Saat menggunakan tabel ini, pastikan persyaratan torsi katup mewakili nilai minimum, sementara MAST harus melebihi semua nilai torsi lainnya di setiap baris.

Pemilihan aktuator yang tepat membutuhkan pertimbangan yang cermat terhadap berbagai faktor. Pendekatan sistematis ini membantu mencegah masalah operasional dan memastikan kinerja katup yang optimal.