Memilih aktuator yang tepat dimulai dari satu nilai penting: torsi katup. Aktuator seperangkat putaran harus menghasilkan torsi yang cukup untuk membuka, mengoperasikan, dan menutup katup pada kondisi kerja sebenarnya.

Jika aktuator terlalu kecil, katup mungkin tidak dapat bergerak. Jika ukurannya jauh lebih besar dari yang dibutuhkan, sistem bisa menjadi lebih mahal dan memberikan beban tambahan pada batang katup serta komponen pemasangan.

Untuk penentuan ukuran aktuator seperangkat putaran yang andal, para insinyur harus terlebih dahulu memahami kurva torsi katup, terutama torsi pelepasan katup.

Apa itu Torsi Katup?

Torsi katup adalah gaya putar yang diperlukan untuk memutar batang katup.

Katup yang berbeda memerlukan tingkat torsi yang berbeda. Katup bola, katup kupu-kupu, dan katup sumbat adalah aplikasi seperangkat putaran yang umum. Torsinya juga dapat berubah selama siklus pembukaan dan penutupan.

Beberapa nilai torsi mungkin perlu dipertimbangkan:

• Torsi pelepasan: Torsi yang dibutuhkan untuk mulai menggerakkan katup dari posisi duduknya.

• Torsi berjalan: Torsi yang dibutuhkan saat katup bergerak.

• Torsi duduk: Torsi yang dibutuhkan untuk menggerakkan katup ke posisi tertutup atau terbuka akhir.

• Torsi batang maksimum: Torsi tertinggi yang dapat ditahan dengan aman oleh batang katup.

Aktuator harus menyediakan torsi yang cukup untuk titik operasi tertinggi yang diperlukan, sekaligus tetap berada di bawah batang torsi maksimum yang diizinkan oleh katup.

Mengapa Torsi Pelepasan Katup Penting

Torsi pelepasan katup sering kali menjadi salah satu nilai paling penting dalam pemilihan aktuator.

Sebuah katup mungkin memerlukan torsi lebih besar pada awal pergerakan dibandingkan saat rotasi normal. Hal ini dapat terjadi karena gesekan dudukan, perbedaan tekanan, lama tidak dioperasikan, atau hambatan mekanis lainnya.

Misalnya, anggaplah sebuah katup membutuhkan:

• Torsi pelepasan: 80 Nm

• Torsi berjalan: 50 Nm

• Torsi duduk: 65 Nm

Aktuator tidak dapat dipilih hanya berdasarkan torsi berjalan 50 Nm. Aktuator tersebut harus memiliki output yang cukup untuk mengatasi kebutuhan torsi pelepasan 80 Nm.

Inilah mengapa data torsi dari produsen katup harus digunakan sebisa mungkin.

Cara Menghitung Torsi Aktuator yang Diperlukan

Perhitungan dasarnya sederhana:

Torsi aktuator yang diperlukan = Torsi katup maksimum × Faktor keamanan

Misalnya, jika torsi maksimum katup yang diperlukan adalah 80 Nm dan digunakan faktor keamanan 1,3:

80 Nm × 1,3 = 104 Nm

Aktuator yang dipilih karena itu harus memberikan setidaknya 104 Nm pada kondisi operasi aktual.

Faktor keamanan tidak bersifat universal. Nilai yang tepat bergantung pada desain katup, kondisi pelayanan, frekuensi operasi, dan rekomendasi produsen. Praktik penentuan ukuran yang umum menggunakan faktor seperti 1,2 atau 1,3, namun data dari produsen katup dan aktuator harus menjadi prioritas.

Langkah demi Langkah Penentuan Ukuran Aktuator Seperangkat Putaran

1. Dapatkan Data Torsi Katup

Mulailah dengan tabel torsi atau data uji dari produsen katup.

Periksa torsi yang diperlukan untuk:

• Pembukaan awal

• Pengoperasian normal

• Penutupan akhir

• Duduk atau lepas duduk

• Kondisi tekanan yang berbeda

Jangan hanya menggunakan ukuran katup untuk memperkirakan torsi aktuator. Dua katup dengan ukuran nominal yang sama mungkin memerlukan torsi yang berbeda.

2. Tentukan Torsi Tertinggi yang Diperlukan

Bandingkan semua titik operasi.

Nilai tertinggi yang diperlukan biasanya menjadi titik awal untuk penentuan ukuran. Untuk banyak katup, ini mungkin adalah torsi pelepasan.

Misalnya:

Di sini, 80 Nm adalah torsi operasi tertinggi.

3. Tambahkan Faktor Keamanan yang Sesuai

Jika faktor keamanan yang dipilih adalah 30%:

80 Nm × 1,30 = 104 Nm

Aktuator harus karena itu memberikan setidaknya 104 Nm pada kondisi operasi yang diperlukan.

Namun, hindari menambahkan margin berlebihan tanpa memeriksa torsi batang maksimum katup. Aktuator dengan output yang berlebihan dapat merusak katup atau komponen mekanis lainnya.

4. Periksa Torsi Output Aktuator

Selanjutnya, bandingkan kebutuhan yang telah dihitung dengan output nominal aktuator.

Misalnya:

• Kebutuhan yang dihitung: 104 Nm

• Output aktuator: 120 Nm

• Torsi batang maksimum katup: 150 Nm

Aktuator memberikan torsi yang cukup, sementara outputnya tetap berada di bawah torsi maksimum yang diizinkan untuk batang katup.

OMKEE menawarkan aktuator listrik seperangkat putaran di berbagai rentang torsi. Contohnya, OMK-10G menyediakan torsi standar 100 Nm, sementara model OMK yang lebih besar tersedia untuk aplikasi torsi yang lebih tinggi.

5. Periksa Kondisi Operasi

Torsi hanyalah salah satu bagian dari pemilihan aktuator.

Periksa juga:

• Catu daya

• Waktu pembukaan dan penutupan

• Sudut operasi

• Siklus tugas

• Suhu lingkungan

• Tingkat proteksi

• Metode pemasangan

• Sinyal kendali

• Umpan balik yang diperlukan

• Persyaratan area berbahaya, jika berlaku

Contohnya, OMK-10G dari OMKEE mendukung pengoperasian DC24V dan menawarkan sudut putar yang dapat disesuaikan, sementara model OMKEE lainnya menyediakan opsi kendali dan umpan balik yang berbeda.

Contoh Sederhana Penentuan Ukuran Aktuator

Misalkan sebuah katup kupu-kupu memiliki torsi operasi maksimum 120 Nm.

Proyek memerlukan margin keamanan 25%.

Perhitungannya adalah:

120 Nm × 1,25 = 150 Nm

Karena itu, aktuator harus memberikan setidaknya 150 Nm pada kondisi operasi yang ditentukan.

Sebelum pemilihan akhir, pastikan juga bahwa:

1. Output aktuator cukup tinggi.

2. Output tidak melebihi torsi batang maksimum katup.

3. Aktuator dapat menyelesaikan siklus operasi yang diperlukan.

4. Koneksi pemasangan sesuai dengan katup.

5. Persyaratan daya dan kendali sesuai.

Pemeriksaan sederhana ini dapat mencegah banyak masalah penentuan ukuran yang umum.

Kesalahan Umum dalam Penentuan Ukuran Aktuator Seperangkat Putaran

Memilih Berdasarkan Ukuran Katup Saja

Katup DN100 tidak secara otomatis memerlukan ukuran aktuator tertentu. Torsi katup bergantung pada desain katup, tekanan, jenis dudukan, fluida, dan kondisi operasi.

Hanya Menggunakan Torsi Berjalan

Torsi berjalan mungkin lebih rendah daripada torsi pelepasan. Mengabaikan torsi awal dapat mengakibatkan aktuator tidak dapat membuka katup.

Menambahkan Margin Keamanan Terlalu Banyak

Lebih banyak torsi belum tentu lebih baik. Torsi aktuator yang berlebihan dapat membebani batang katup, kopling, atau braket pemasangan secara berlebihan.

Mengabaikan Kondisi Operasi

Suhu, tekanan, korosi, frekuensi operasi, dan periode idle yang lama dapat memengaruhi hambatan katup.

Hanya Memeriksa Torsi Nominal

Selalu periksa output aktual aktuator di bawah catu daya dan kondisi operasi yang ditentukan. Nilai yang dipilih harus cocok dengan aplikasi secara keseluruhan, bukan hanya nomor katalog umum.

Daftar Periksa Akhir untuk Penentuan Ukuran Aktuator Seperangkat Putaran

Sebelum memesan aktuator, konfirmasikan nilai-nilai ini:

• Jenis dan ukuran katup

• Torsi pelepasan katup

• Torsi berjalan

• Torsi duduk

• Torsi batang maksimum

• Faktor keamanan yang diperlukan

• Torsi output aktuator yang diperlukan

• Catu daya

• Waktu operasi

• Siklus tugas

• Sudut rotasi

• Standar pemasangan

• Persyaratan kendali dan umpan balik

• Kondisi lingkungan

Penentuan ukuran aktuator seperangkat putaran yang tepat dimulai dengan data torsi katup yang akurat. Khususnya, torsi pelepasan katup jangan diabaikan. Setelah torsi yang diperlukan dihitung, bandingkan dengan output yang tersedia pada aktuator dan pastikan aktuator tetap berada dalam batang torsi batang katup yang diizinkan.

Untuk proyek otomasi katup industri, OMKEE menyediakan aktuator listrik seperangkat putaran untuk berbagai persyaratan torsi, daya, kendali, dan umpan balik.