SISTEM HIDRAULIK

SISTEM HIDROLIK

        Pengertian Sistem Hidrolik

Bertahun-tahun yang silam manusia telah menemukan kekuatan dari perpindahan air, meskipun mereka tidak mengetahui hal tersebut merupakan prinsip hidrolik. Sejak pertama digunakan prinsip ini, mereka terus menerus mengaplikasikan prinsip ini untuk banyak hal untuk kemajuan dan kemudahan umat manusia. Hidrolik adalah ilmu pergerakan fluida, tidak terbatas hanya pada fluida air. Jarang dalam keseharian kita tidak menggunakan prinsip hidrolik, tiap kali kita minum air, tiap kali kita menginjak rem kita mengaplikasikan prinsip hidrolik.

Hidrolika merupakan suatu cabang dari ilmu perihal arus yang meneliti arus zat cair melalui pipa-pipa yang tertutup. Dalam hal ini akan terjadi energi tekanan , yang lewat suatu zat cair hidrolik (minyalnya minyak) diubah menjadi kerja. Zat ini bertindak sebagi pengalih energi.

Berdasarkan prinsip ini (hukum hidrostatistik) bekerja misalnya:

a.    Pompa-pompa hidrolik.

b.   Alat pengatur dan alat peniru pada mesin perkakas.

c.    Kopling hidrostatik.

d.   Penggerak-penggerak zat cair.

        Keuntungan Sistem Hidrolik.

1.   Pemindahan gaya-gaya dan daya-daya besar.

Kebutuhan akan ruangan cukup terbatas dan gaya kelembaman dan momen kelembaman pada sistem-sistem hidrolik adalah lebih kecil dibandingkan dengan tipe-tipe penggerak lain.

2.   Suatu pengaturan kecepatan (putaran) yang tidak bertahap dan dapat bereaksi dengan cepat, dapat dilaksanakan dengan mudah. Hal ini dapat terjadi secara otomatis, dalam suatu jangkauan yang sangat besar dan juga:

a.    Tergantung dari jalannya proses kerja atau

b.   Berdasarkan sebuah program yang ditentukan sebelumnya.

3.   Kecepatan dapat diatur sewaktu dalam pengerjaan.( (jadi dibawah pembebanan), tanpa menghentikan mesin.

4.   Perbandingan pemindahan yang besar (1 : ∞)

Ini bisa lebih besar dibanding pada sebuah pemindahan secara mekanis. Pada suatu pergerakan cara hidrolik dengan mudah dan sederhana sebuah kecepatan tertentu dapat diturunkan hingga nol, yaitu dengan jalan sebagai berikut:

1. Dengan mengatur debit pompa.

1. Pengaturan lewat katup.

1. Melalui pengurangan tekanan.

5.   Pembalikan sederhana masing-masing atas arah dan gerakan.

Ini dapat dilakukan dengan cara-cara sederhana, tanpa sedikitpun kehilangan energi dan dengan gerak penjalan yang lancar. Pembalikan ini juga akan berjalan lancar bila masa yang bergerak bolak-balik cukup besar.

6.   Pembalikan suatu gerakan dan suatu arah secara cepat. Misalnya oleh penahan didalam silinder-silinder kerja.

7.   Kecermatan besar dalam penghubungan. Inipun dapat terjadi oleh masa kecil dari unsur-unsur hidrolik.

8.   Gerakan-gerakan yang beraturan.

Kesemuanya ini secara nyata akan meningkatkan waktu kedudukan dari alat-alat potong atau meningkatkan sebagian gaya potong maksimal yang diperbolehkan.

9.   Pengerjaan yang bebas hentakan dan meredam hentakan.

Terutama penting dalam menggerakkan eretan-eretan pada berbagai perkakas.

10.    Pembalikan berbagai gerakan secara sederhana.

       Gerakan putar dari sebuah motor penggerak, bila diperlukan dapat dengan mudah dibalikkan menjadi suatu gerakan bolak-balik dari suatu silinder kerja.

11.    Diamankan terhadap pembebanan lebih.

Pengamanan terhdap pembebanan lebih dan patahan dapat dilakukan secara lebih sederhana dan pasti dengan penambahan sebuah katup pembatas tekanan (katup tekanan-lebih).

12.    Suatu pembalikan hubungan secara cepat adalah mungkin dilakukan. Terdapat kemungkinan pengubahan gaya maupun kecepatan (sifat-sifat dinamik yang baik). Massa sendiri yang kecil dari pompa-pompa maupun motor-motor dan keelastisan minyak memungkinkan terjadinya hentakan-hentakan penghubung yang lebih kuat dibanding pada penggerak-penggerak elektris atau mekanis.

13.    Semua gerakan dapat dengan mudah disambut, misalnya dengan mengarahkan eretan pada sebuah peredam zat cair. Dalam hal ini tekanan akan naik tanpa mengeper balik.

14.    Suatu pengendalian berurutan adalah mungkin untuk dilakukan. Pelaksanaannya cukup sederhana: baru setelah sebuah katup penghadang diperkuat, sebuah katup lainnya dapat mulai berfungsi misalnya pengadaan suatu pengamanan kecelakaan dapat dilaksanakan (pada pengempaan, tarikan dalam, penembusan, dan trim dan sebagainya).

15.    Penghubung dan pengendalian atas proses penghubungan dapat dilakukan terpusat dari sebuah ruang kendali. Semua tuas penghubung dan tombol-tombol dipasang  di situ. Semua ini cukup disambungkan lewat pipa-pipa dengan tempat-tempat dimana dibutuhkan pelayanan.

16.    Pemindahan gaya pada jarak jauh. Ini dimungkinkan dengan memasang suatu jaringan pipa, yang tidak mengganggu instalasi lainnya.

17.    Proses-proses yang rumit dalam suatu jangkauan waktu tertentu dapat diprogramkan dengan mudah. Gerakan-gerakan yang dalam kaitannya dengan waktu sepenuhnya tidak tergantung satu sama lain, dapat secara murni dikendalikan secara hidrolik atau elektrohidrolik berdasarkan setiap program yang diinginkan.

18.    Pengautomatisan (otomatosasi) Pengendalian dan pemeriksaannya cukup sederhana melalui penggunaan pengendalian yang berurutan. Pada sebuah perkakas misalnya dapat diotomatisasi berbagai pengerjaan dengan bantuan suku cadang hidrolik yang selalu dapat diperoleh dalam perdagangan.

19.    Suatu instalasi hidrolik memiliki masa pakai yang tinggi dan tidak memerlukan banyak pemeliharaan. Minyak yang digunakan dapat melakukan kegiatan pelumasan sendiri pada semua permukaan bagian-bagian hidrolik

20.    Kebutuhan akan ruangan  dan bobot sendiri dapat dibatasi. Sebuah motor hidrolik berbobot lebih ringan dibanding dengan motor elektris yang memiliki daya yang sama besar. Dengan kemungkinan penggunaan tekanan-tekanan tinggi, peralatan hidrolik dapat dibuat lebih kecil.

21.    Pembatasan atas banyaknya bagian mekanis dalam penggerak (lebih sedikit gesekan – lebih sedikit keausan).

22.    Terdapat kemungkinan standarisasi.

                        Kerugian Sistem Hidrolik.

1. Minyak memiliki kepekaan terhadap suhu. Beberapa minyak hidrolik (misalnya minyak-minyak pelumas mineral) mudah terbakar dan dapat menguap pada suhu yang lebih tinggi.

1. Sifat termampatkan yang dimiliki minyak. Minyak hidrolik dapat kita mampatkan, sebuah kolom minyak yang panjangnya 1 meter akan menjadi 0,7 mm lebih pendek oleh suatu peningkatan tekanan sebesar 10 bar. Hal ini dapat mempersulit kita untuk menyetel atau untuk mengkoordinasikan berbagai gerakan oleh sebuah peralatan hidrolik yang sederhana.

1. Perubahan viscositas minyak. Minyak hidrolik akan lebih panas dengan lebih memanjangkan masa kerja (dikarenakan gesekan didalam dan gesekan mekanis). Perubahan besar dalam tekanan atau suhu mempunyai suatu pengaruh yang besar terhadap viscositas minyak. Untuk sebagian, hal ini dapat dihindarkan:

1. Peralatan pengendali yang rumit.

1. Pendinginan minyak.

1. Kehilangan daya disebabkan oleh gesekan minyak. Penghilangan daya dan karenanya penurunan daya dapat terjadi:

1. Aliran-aliran palsu minyak.

1. Gesekan–gesekan zat cair dalam pipa dan kecepatan aliran.

Gambar 1.1. Arah gesekan fluida dalam pipa.

3. Putaran dari pompa.

4. Masalahnya adalah terdapat kesulitan dalam melakukan perapatan, atau kehilangan minyak. Kehilangan minyak yang cukup besar disebabkan  karena kebocoran dibawah pembebanan yang merupakan penyebab dari:

1. Pembatasan atas daerah putaran.

1. Kondisi kerja yang diperberat bagi sistem bila debit yang tersedia ternyata sangat kecil.

1. Suatu gerakan yang tidak beraturan dari unsur-unsur yang berbeda-beda.

1. Menyebabkan kotornya produk-produk.

5. Berbagai bagian harus dibuat sangat cermat. terutama pada bagian-bagian yang bergerak, sambungan, perapat, toleransi yang sangat minim. Ini berarti biaya produksi yang tinggi dan karenanya harga-harga pembelian yang tinmggi untuk instalasi hidrolik. Toleransi yang cukup cermat memang sangat diperlukan, karena jika tidak:

1. Kebocoran-kebocoran.

1. Bagian-bagiannya menjadi macer dan timbul gejala getaran.

6. Gerakan-gerakan yang menghentak-hentak tidak beraturan (getaran-getaran). Penyebab terjadinya getaran dapat berupa:

1. Masuknya udara kedalam minyak.

1. Masuknya udara kedalam instalasi hidrolik.

1. Perubahan-perubahan dalam kerapatan.

1. Perubahan tekanan.

7. Sambungan-sambungan dapat menjadi lepas. Pengembangan dan penyusutan pipa-pipa dan selang-selang oleh goyangan-goyangan tekanan dapat melepaskan sambungan pipa dan penutup-penutup.

7. Pengerjaan yang tidak cermat dikarenakan bertumpuknya kalor. Untuk mengurangi pemanasan yang kuat dari bagian hidrolik dapat dilakukan langkah-lagkah berikut:

1. Mengurangi kerugian hidrolik dan produksi kalor.

1. Menggunakan alat pendingin (untuk minyak maupun untuk suku cadang).

2.1.      Tujuan.

Dalam merancang sebuah sistem hidrolik hendaknya lewat suatu perhitungan yang sebaik mungkin dapat diperoleh dengan menjelaskan mengenai berbagai gaya, pembebasan, kerugian-kerugian, dan lain sebagainya yang mungkin timbul dan ketentuan mengenai sutu bagan susunan (layout), fungsional maupun ekonomis.

2.2.      Pengertian Hukum dalam Sistem Hidrolik.

Pengertian tentang hukum-hukum dasar dari hidrolik, khususnya dalam kaitannya dengan aliran, gesekan dan pengecilan diameter yang berakibat pada laju aliran. Rintangan terbesar yang muncul dalam pemecahan berbagai masalah adalah gesekan zat cair (gesekan antara masing-masing  bagian zat cair dan gesekan dari zat cair terhadap suatu dinding tetap). Kalau gesekan ini dapat kita abaikan, penelaahan teoritis akan menjadi agak sederhana.

2.3.     

Hukum Pascal.

Dari ilmu hidrostatika tentang keseimbangan zat (zat cair dengan masa dan peka terhadap gaya berat adalah menentukan distribusi tekanan. Jika suatu zat cair dalam arah manapun menerima sebuah tekanan, maka tekanan ini akan menyebar secara merata kesemua arah yang dikenal dengan Hukum Pascal.

  

Semua zat cair dalam keadaan diam akan melakukan suatu tekanan terhadap didnding yang mengelilinginya yang dinamakan tekanan hidrostatik. Tekanan dinding (P) yang ada dapat ditentukan dengan rumus:

                                      Dimana : Tekanan (P) dalam N/m²)

                                                                Gaya (F) dalam Ne

                                                                Luasa (A) dalam m²

Tekanan adalah gaya spesifik, yaitu gaya persatuan luas. Untuk dapat mengikuti perhitungan tekanan dengan lebih jelas lagi, kita dapat mengamati sebuah bejana yang berdiri kokoh yang di isi dengan zat cair (lihat gambar 2.1).

         

Gambar 2.1. Gaya pada hidrolik.

Bejana ini ditutup dengan sebuah torak yang dapat bergerak. Apabila pada torak tersebut bekerja sebuah gaya F dalam Newton, maka zat cair akan mengalami pengempaan. Torak akan turun dalam bejana sampai zat cair dengan gaya yang merata didalam bejana melakukan tekanan terhadap torak. Perpindahan torak hanya kecil saja karena zat cair tersebut hampir tidak dapat dikempa atau tak termampatkan (Incompresible).

                   

Gambar 2.2. Zat cait tak termampatkan (Incompresible).

2.4.      Hukum Perambatan Tekanan.

Keberlanjutan pada fenomena gambar 2.2., maka dibawah dasar torak dicapai suatu tekanan P, yang berdasarkan hukum perambatan tekanan, diteruskan ke zat cair dalam bejana menyebar keseluruh bidang dinding dan besarnya per satuan luas adalah sama, dengan

syarat bahwa berat sendiri dari zat cair dapat diabaikan. Tekanan balik dari zat cair pada bidang bawah torakpun terbagi rata.

Gambar 2.3. Distribusi Tekanan Hidrolik.

Dalam menyatakan sebuah tekanan hendaknya diperhatikan apakah yang dimaksudkan tekanan mutlak (P abs) atau tekanan ukur. Tekanan mutlak dalam suatu zat cair adalah jumlah dari tekanan beban (P bel) dan tekanan udara Po (tekanan atmosfir)

Tekanan udara tidaklah konstan, namun untuk perhitungan biasanya ia dapat diganti di sini oleh 1 bar (=10⁵ N/m² = 10 N/cm²). Pada prinsipnya dalam teknik dan juga dalam hidrolika kita tidak melakukan perhitungan dengan tekanan mutlak melainkan dengan tekanan ukur, yang dalam aplikasi secara singkat dinamakan tekanan (P). Jadi selisih antara tekanan udara (Po) dan tekanan mutlak (P abs) kita namakan tekanan vakum bilamana tekanan mutlak lebih kecil dari pada tekanan udara.

2.4.1. Unit Tekanan.

Pressure Units

pascal (Pa)

bar (bar)

technical atmosphere (at)

atmosphere (atm)

torr (Torr)

pound-force per square inch (psi)

1 Pa

≡ 1 N/m2

10−5

1.0197×10−5

9.8692×10−6

7.5006×10−3

145.04×10−6

1 bar

100,000

≡ 106 dyn/cm2

1.0197

0.98692

750.06

14.5037744

1 at

98,066.5

0.980665

≡ 1 kgf/cm2

0.96784

735.56

14.223

1 atm

101,325

1.01325

1.0332

≡ 1 atm

760

14.696

1 torr

133.322

1.3332×10−3

1.3595×10−3

1.3158×10−3

≡ 1 Torr; ≈ 1 mmHg

19.337×10−3

1 psi

6,894.76

68.948×10−3

70.307×10−3

68.046×10−3

51.715

≡ 1 lbf/in2

Contoh:  1 Pa = 1 N/m²  = 10⁻⁵ bar  = 10.197×10⁻⁶ at  = 9.8692×10⁻⁶ atm, etc.

            Tabel 2.1. Konversi Satuan Tekanan.

2.4.2. Tekanan.
Sebagai contoh, diketahui gaya sebesar 100 lbs mendorong piston dengan luas permukaan 4 in2 maka dapat kita ketahui tekanan F/A = 25 lbs/in2 (psi). Keuntungan mekanik dapat kita lihat ilustrasi dari keuntungan mekanik, ketika gaya 50 lbs dihasilkan oleh piston dengan luas permukaan 2 in2, tekanan fluida dapat menjadi 25 psi . dengan tekanan 25 psi pada luas permukaan 10 in2 dapat dihasilkan gaya sebesar 250 lbs.

2.5.      Hukum Archimedes.

Prinsip ARCHIMEDES: Benda yang seluruhnya atau sebagian tenggelam dalam fluida mengalami gaya apung sebesar berat fluida yang dipindahkan. Gaya apung ini dianggap bekerja pada arah vertikal ke atas dan melalui titik pusat grafitasi fluida yang dipindahkan.

(1620)

          Gaya mengapung (buoyant force) pada sebuah benda dengan volume (V) yang keseluruhannya dicelupkan dalam zat alir (fluida)

dengan massa jenis ρ_f adalah ρ_f Vg, dan berat benda adalah ρ₀Vg, dimana: ρ₀ adalah massa jenis benda. Maka gaya netto ke atas pada benda yang direndamkan adalah:   

F netto (ke atas) = Vg(ρf – ρ0)

          Gambar 2.4. Gaya Apung (Buoyancy).

2.6.      Hukum Keserupaan Reynold.

Seringkali dalam percobaan hidrolik digunakan metode model (penelitian berdasarkan suatu keserupaan). Dari instalasi hidrolik yang akan diteliti dibuatlah sebuah model dengan ukuran skala laboratorium yaitu skala kecil, dimana dilakukan peninjauan terhadap proses-proses yang dianggap penting. Dalam hal ini tentu saja akan timbul sebuah pertanyaan yang mendasar, yaitu syarat-syarat yang harus dikenakan, agar hasilnya dapat digunakan pada skala sesungguhnya. Pada umumnya minyak-minyak hidrolik mempunyai nilai-nilai viscositas dinamik dan viscositas kinematik yang berbeda, maka dapat kita rangkum sebagai berikut:

1. Bila suatu zat mengalir melalui sebuah pipa, maka lapisan-lapisan zat cair yang kontak dengan dinding akan tertinggal, oleh gesekan dipermukaan dinding tersebut dibandingkan dengan lapisan zat cair yang berada dibagian tengah pipa.

1. Dikarenakan gaya molekular, bagian-bagian elementer dari lapisan zat cair akan saling tarik satu sama lain. Hal ini akan menimbulkan gaya yang mirip sebuah gesekan, yang menghambat gesekan antara lapisan zat cair dan harus dikalahkan untuk dapat menggerakkan dan mempertahankan zat cair supaya tetap bergerak.

1. Dengan demikian yang dimaksud dengan kekentalan atau viscositas gesekan dalam suatu zat cair adalah tahanan yang terjadi bila suatu lapisan zat cair yang berbatasan saling bergeser satu sama lain. Zat cair yang sangat kental atau encer kental memerlukan suatu gaya yang besar untuk dapat dapat bergerak, sebaliknya zat cair yang tidak begitu kental hanya memerlukan gaya yang sedikit.

          Gambar 2.5.  Diagram Moody.

Untuk mendapatkan suatu besaran yang dapat dijadikan ukuran oleh hampir semua proses aliran, kita ambil perbandingan antara gaya kelembamam dan gaya gesek dan dengan demikian kita akan memperoleh bilangan Reynold (Re).

Dari persamaan antara gaya masa dan gaya gesek akan diperoleh:

          V₁ . d₁/v₁ = V₂ . d₂/v₂ (istilah vd/v merupakan sutu bilangan tanpa dimensi yaitu dinamakan bilangan Reynold).

1. Untuk pipa-pipa bulat berlaku:

 

2. Untuk pipa-pipa yang tidak bulat berlaku:

Bilangan Reynold untuk suatu fluida, yang mengalir dalam sebuah pipa bulatdengan diameter d (m) adalah:

1. Pada gas

 

2. Pada zat cair

 

Keterangan:

v_m      : Kecepatan rata-rata aliran dalam penampang pipa (m/s).

d        : Diameter pipa dalam (meter).

Q       : Debit (minyak)  (m³/s).

v        : Viscositas kinematik  dalam (m²/s).

η        : Viscositas dinamik dalam (Ns/m²).

ρ        : Massa jenis atau kerapatan dalam (kg/m³).

r     : Jari-jari hidrolik dari penampang yang dialiri, r = A/U (untuk    aliran cincin yang berbentuk r = (r₁-r₂)/2.

A       : Luas arus penampang yang berguna dalam (m²)

V       : Merupakan debit dalam meter-kubik normal/jam (m³n/h).

G       : Debit masa pada setiap jam (kg/h).

Untuk membandingkan pola-pola yang memilki keserupaan satu sama lain kita menggunakan kekasaran relatif (k, d). Dua buah permukaan akan mempunyai kekasaran geometrik jika keduanya memiliki kekasaran yang sama.

2.7. Hukum keserupaan berbunyi:

Dua aliran akan serupa secara mekanis jika:

 

2.7.      Jenis dan kecepatan aliran.

2.7.1. Persamaan Kontinuitas.

Untuk menghitung instalasi hidrolik pada suatu aliran stationer, debit aliran (Q) dalam (liter/menit) adalah sama dengan penampang pipa A (cm²) kali kecepatan aliran (V) dalam (m/menit).

2.7.2. Persamaan Bernoully.

Karena pada setiap aliran selalu terjadi kehilangan-kehilangan maka persamaan Bernoully sebagai alternatif pemecahannya. Untuk suatu aliran dengan kehilangan-kehilangan berlaku:

Keterangan:

v        : Kecepatan arus rata-rata (m/s).

δ       : Nilai pembantu, sama dengan 2 untuk arus laminer dan dengan 1 untuk arus turbulen.

ρ        : Kerapatan dari zat cair (kg/m³).

p        : Tekanan terhadap zat cair (N/m²).

Z     : Energi potensial minyak oleh ketinggian titik yang diperhatikan dibanding dengan sebuah garis nol yang dipilih sembarang.

          Persamaan ini menyatakan bahwa banyaknya energi dalam sebuah penampang 1 tertentu adalah sama dengan banyaknya energi dalam penampang 2 ditambah jumlah dari kehilangan-kehilangan antara kedua penampang tersebut.

    

3.1.      Motor Hidrolik.

Motor hidrolik berfungsi untuk mengubah energi tekanan cairan hidrolik menjadi energi mekanik. digunakan agar suatu cairan tersebut memiliki bentuk energi.

Gambar 3.1.  Motor Hidrolik.

3.2.      Pompa Hidrolik.

Permulaan dari pengendalian dan pengaturan hidrolik selalu terdiri atas suatu unsur pembangkit tekanan, jadi pada umumnya pompa hidrolik atau pompa minyak (oli). Dalam hidrolik dengan keuntungan yang paling penting berupa kemampuan besar dari komponen-komponen yang berukuran relatif kecil, praktis hanya digunakan pompa-pompa desak (perpindahan positif) yang bekerja berdasarkan prinsip hidrolik statik.

Gambar 3.2.  Pompa Hidrolik.

                Secara teoritis mungkin  saja terdapat sejumlah besar tipe pompa perpindahan positif atau berbagai tipe pompa dapat kita bagi berdasarkan titik pandang yang berbeda-beda:

3.2.1.Berdasarkan pembuatan dari unsur perpindahan positif.

1. roda-roda gigi dalam sebuah rumah yang tertutup.

1. Dinding-dinding pemisah dalam sebuah rumah yang tertutup.

1. Ulir-ulir dalam sebuah rumah yang tertutup.

1. Pluyer-pluyer dalam sebuah rumah yang tertutup.

       

Gambar 3.3.  Pompa Hidrolik perpindahan positif.

3.2.2. Berdasarkan gerak dari unsur pendesak.

1.   Pompa-pompa dengan pendesak yang berbolak-balik, misalnya:

a.    Pompa pluyer sebaris.

b.   Pompa pluyer aksial.

c.    Pompa pluyer radial.

Gambar 3.4.  Pompa Hidrolik (pluyer).

2.   Pompa dengan pendesak yang berputar.

a.    Pompa roda gigi.

Pompa ini terdiri dari 2 buah roda gigi yang dipasang saling merapat. Perputaran roda gigi yang saling berlawanan arah akan mengakibatkan kevakumanpada sisi hisap, akibatnya oli akan terisap masuk ke dalam ruang pumpa, selanjutnya dikompresikan ke luar pompa hingga tekanan tertentu. Tekanan pompa hydrolik dapatmencapai 100 bar. Bentuk pompa hydrolik roda gigi dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 3.5.  Pompa Hidrolik (roda gigi).

b.   Pompa yang diberi pelat-pelat pemisah.

Pompa ini bergerak terdiri dari dari banyak sirip yang dapat flexible bergerak didalam rumah pompanya. Bila volume pada ruang pompa membesar, maka akan mengalami penurunan tekanan, oli hidrolik akan terhisap masuk, kemudian diteruskan ke ruang kompresi. Oli yang bertekanan akan dialirkan ke sistem hidrolik.

              

Gambar 3.6.  Pompa yang diberi pelat-pelat pemisah.

c.    Pompa ulir.

Pompa ini memiliki dua rotor yang saling berpasangan atau bertautan (engage), yang satu mempunyai bentuk cekung, sedangkan lainnya berbentuk cembung, sehingga dapat memindahkan fluida oli secara aksial ke sisi lainnya. Kedua rotor itu identik dengan sepasang roda gigi helix yang saling bertautan.

Gambar 3.7.  Pompa Hidrolik (ulir).

d.   Pompa rotor cincin.

Gambar 3.8.  Pompa Hidrolik (rotor cincin).

e.    Pompa rotor dupleks.

Gambar 3.9.  Pompa Hidrolik (rotor dupleks).

3.2.3. Berdasarkan debit yang dapat diatur.

1.   Pompa dengan debit konstan.

a.    Pompa roda gigi (dengan gigi-gigi di luar ataupun didalam).

b.   Pompa ulir.

c.    Pompa pluyer yang dilayani dengan tangan.

Gambar 3.10.  Pompa Hidrolik debit konstan.

2.   Pompa dengan debit yang variabel (pompa yang dapat diatur).

a.    Pompa yang diberi pelat pemisah.

b.   Pompa  torak pluyer aksial.

Pompa hydrolik ini akan mengisap oli melalui pengisapan yang dilakukan oleh piston yang digerakkan oleh poros rotasi. Gerak putar dari poros pompa diubah menjadi gerakan torak translasi, kemudian terjadi langkah hisap dan kompressi secara bergantian. Sehingga aliran oli hydrolik menjadi kontinyu.

Gambar 3.11. Pompa Hidrolik Torak pluyer Aksial.

c.    Pompa pluyer radial.

Pompa ini berupa piston-piston yang dipasang secara radial, bila rotor berputar secara eksentrik, maka piston2 pada stator akan mengisap dan mengkompressi secara bergantian. Gerakan torak ini akan berlangsung terus menerus, sehingga menghasilkan alira oli /fluida yang kontinyu.

Gambar 3.12. Pompa hidrolik Torak pluyer Radial.

3.2.4. Berdasarkan dapat disetelnya debit (pompa yang dapat diatur).

1.   Pompa dapat diatur yang dilayani dengan tangan.

2.   Pompa yang pengaturannya dilakukan dengan cara hidrolik.

3.2.5. Berdasarkan tipe penggerak dan pemindahan (sambungan elektromotor-pompa).

1.   Penggerak yang langsung dikopel.

2.   Penggerak tipe V – Belt ( sabuk rata).

3.   Penggerak tipe roda gigi ( Roda gigi silinder, tirus atau tipe ulir).

3.2.6. Berdasarkan jangkauan kapasitas.

1.   Debit.

2.   Jangkauan tekanan(pompa tekanan rendah, pompa tekanan sedang, pompa tekanan tinggi.

3.3.      Katup (valve).

Katup pada sistem dibedakan atas fungsi, disain dan cara kerja katup.

4.1.  Tangki Hidrolik (Reservoir).

Tangki hidrolik (reservoir) merupakan bagian dari instalasi unit tenaga yang konstruksinya ada bermacam-macam, ada yang berbentuk silindris dan ada pula yang berbentuk kotak. Gambar berikut ini menunjukan salah satu konstruksi tangki hidrolik.

 

                             (a)                                                      (b)

Gambar 4.1. Tangki Hidrolik Reservoir (a) dan simbolnya (b)

4.1.1. Fungsi /tugas tangki hidrolik.

1.  Sebagai tempat atau tandon cairan hidrolik.

2.  Tempat pemisahan air, udara dan pertikel-partikel padat yang hanyut dalamcairan hidrolik.

3.  Menghilangkan panas dengan menyebarkan panas ke seluruh badan tangki.

4. Tempat memasang komponen unit tenaga seperti pompa, penggerak mula, katup-katup akumulator dan lain-lain.

Ukuran tangki hidrolik berkisar antara 3 s/d 5 kali penghasilan pompa dalam liter/menit dan ruang udara di atas permukaan cairan maksimum berkisar antara 10 s/d 15 %.

4.1.2. Baffle Plate.

Baffle Plate berfungsi sebagai pemisah antara cairan hydrolik baru datang darisirkulasi dan cairan hydrolik yang akan dihisap oleh pompa. Juga berfungsi untuk memutar cairan yang baru datang sehingga memiliki kesempatan lebih lama untuk menyebarkan panas, untuk mengendapkan kotoran dan juga memisahkan udara serta air sebelum dihisap kembali ke pompa.

4.1.3. Filter (Saringan).

Filter berfungsi untuk menyaring kotoran-kotoran atau kontaminan yang berasal dari komponen sistem hidrolik seperti bagian-bagian kecil yang mengelupas, kontaminasi akibat oksidasi dan sebagainya. Sesuai dengan tempat pemasangannya, ada macam-macam filter yaitu :

1. Suction filter, dipasang pada saluran hisap dan kemungkinannya di dalam tangki.

2. Pressure line filter, dipasang pada saluran tekan dan berfungsi untuk mengamankan komponen-komponen yang dianggap penting.

3. Return line filter, dipasang pada saluran balik untuk menyaring agar kotoran jangan masuk ke dalam tangki.

Kebanyakan sistem hidrolik selalu memasang suction filter. Gambar menunjukan proses penyaringan.

16.10ensi Pompa H

Gambar 4.2. Filter (saringan) Hidrolik.

4.1.4. Pengetesan efisiensi pompa hidrolik.

Efiensi ialah perbandingan antara output dan input dinyatakan dalam persen (%). Perbedaan antara output dan input dikarenakan adanya kerugian-kerugian diantaranya terjadinya kebocoran di dalam pompa sehingga akan mengurangi volume output. Secara keseluruhan, kebocoran dapat terjadi pada pompa hidrolik, katup katup, aktuator dan setiap konektor, sehingga dalam hal ini perbandingan antara volume cairan hidrolik secara efisien menghasilkan daya sebanding dengan penghasilan pompa disebut efisiensi volumetrik.(ηv ). Penghasilan pompa (misal pompa roda gigi) secara teoritis dapat dihitung dengan rumus :

Q = penghasilan pompa teoritis (liter/min.)

n = putaran pompa (r.p.m)

V = volume cairan yang dipindahkan tiap putaran (cm³)

Penghasilan pompa tergantung pada besar tekanan kerja sistem hidrolik. Semakin besar tekanan penghasilan pompa (Q) akan semakin berkurang. Informasi kita temukan pada diagram karakteristik pompa :

1.  Apabila p = 0, penghasilan pompa Q penuh (Q teoristis)

2. Apabila p > 0, penghasilan pompa berkurang karena adanya kebocoran dan secara logika semakin tinggi tekanan akan makin besar pula kebocoran.

3.  Garis lengkung pada diagram menunjukan efisien volumetrik pompa (ηv).

    

                   Gambar 4.3. Efisiensi Volumetrik.

Contoh :

Ukuran pompa yang baru , kebocoran 6 % pada p = 230 bar.

Q(p=0)= 10 l/min.

Q(p=230)= 9,4 l/min.

QL = 0,6 l/min.

Jadi efesiensi volumetrik (ηv) = 94 %

Untuk pompa yang lama, kebocoran 1,3 % pada p= 230 bar.

Q(p=0)= 10 l/min.

Q(p=230)= 8,7 l/min.

QL = 1,3 l/min

Jadi efisiensi volumetrik (ηv) = 87 % U

nit Pengatur (Control Ele

4.1.5. Unit Pengatur (Control Element).

Cara-cara pengaturan/pengendalian di dalam sistem hidrolik. Susunan urutannya dapat kita jelaskan sebagai berikut :

1. Isyarat (Sinyal) masukan atau input element yang mendapat energi langsung dari pembangkit aliran fluida (pompa hidrolik) yang kemudian diteruskan ke pemroses sinyal.

2. Isyarat Pemroses atau processing element yang memproses sinyal masukan secara logic untuk diteruskan ke final control element.

3. Sinyal pengendali akhir (final control element) akan mengarahkan output yaitu arah gerakan aktuator (working element) dan ini merupakan hasil akhir dari sitem hidrolik.

Komponen-komponen kontrol tersebut di atas biasa disebut katup-katup (Valves). Menurut desain konstruksinya katup-katup tersebut dikelompokan sebagai berikut :

1. Katup Poppet (Poppet Valves) yaitu apabila untuk menutup katup tersebut dengan cara menekan anak katup (bola atau kones atau piringan) mendapat dudukan .

Menurut jenis katupnya, katup popet digolongkan menjadi :

a.  Katup Bola (Ball Seat Valves)

b.  Katup Kones (Cone Popet Valves)

c.  Katup Piringan (Disc Seat Valves)

2. Katup Geser (Slide Valves)

a.  Longitudinal Slide

b.  Plate Slide (Rotary Slide Valves)

Menurut fungsinya katup-katup dikelompokan sebagai berikut :

a. Katup Pengarah (Directional Control Valves)

b. Katup Satu Arah (Non Return Valves)

c. Katup Pengatur Tekanan (Pressure Control Valves)

d. Katup Pengontrol Aliran (Flow Control Valves)

e. Katup Buka-Tutup (Shut-Off Valves).

4.2. Fluida Hidrolik.

Cairan hydrolik yang digunakan pada sistem hidrolik harus memiliki ciri-ciri atau watak (propertiy) yang sesuai dengan kebutuhan. Property cairan hidrolik merupakan hal-hal yang dimiliki oleh cairan hidrolik tersebut sehingga cairan hidrolik tersebut dapat melaksanakan tugas atau fungsingnya dengan baik. Adapun fungsi/tugas cairan hidrolik pada sistem hidrolik antara lain:

1. Sebagai penerus tekanan atau penerus daya.

2. Sebagai pelumas untuk bagian-bagian yang bergerak.

3. Sebagai pendingin komponen yang bergesekan.

4. Sebagai bantalan dari terjadinya hentakan tekanan pada akhir langkah.

5. Pencegah korosi.

6. Penghanyut bram/chip yaitu partikel-partikel kecil yang mengelupas dari komponen.

7. Sebagai pengirim isyarat (signal).

4.2.1. Syarat Cairan Hidrolik.

4.2.1.1. Kekentalan (Viskositas) yang cukup.

Cairan hidrolik harus memiliki kekentalan yang cukup agar dapat memenuhi fungsinya sebagai pelumas. Apabila viskositas terlalu rendah maka film oli yang terbentuk akan sangat tipis sehingga tidak mampu untuk menahan gesekan. Demikian juga bila viskositas terlalu kental, tenaga pompa akan semakin berat untuk melawan gaya viskositas cairan.

4.2.1.2. Indeks Viskositas yang baik.

Dengan viscosity index yang baik maka kekentalan cairan hydrolik akan stabil digunakan pada sistem dengan perubahan suhu kerja yang cukup fluktuatif.

4.2.1.3. Tahan api (tidak mudah terbakar).

Sistem hidrolik sering juga beroperasi ditempat-tempat yang cenderung timbul api atau berdekatan dengan api. Oleh karena itu perlu cairan yang tahan api.

4.2.1.4. Tidak berbusa (Foaming).

Bila cairan hidrolik banyak berbusa akan berakibat banyak gelembunggelembung udara yang terperangkap dlam cairan hidrolik sehingga akan terjadi compressable dan akan mengurangi daya transfer. Disamping itu, dengan adanya busa tadi kemungkinan terjilat api akan lebih besar.

4.2.1.5. Tahan dingin.

Tahan dingin adalah bahwa cairan hidrolik tidak mudah membeku bila beroperasi pada suhu dingin. Titik beku atau titik cair yang dikehendaki oleh cairan hidrolik berkisar antara 10°-15° C dibawah suhu permulaan mesin dioperasikan (starup). Hal ini untuk menantisipasi terjadinya block (penyumbatan) oleh cairan hidrolik yang membeku.

4.2.1.6 Tahan korosi dan tahan aus.

Cairan hidrolik harus mampu mencegah terjadinya korosi karena dengan tidak terjadi korosi maka kontruksi akan tidak mudah aus dengan kata lain mesin akan awet.

4.2.1.7. Demulsibility (Water separable).

Yang dimaksud dengan de-mulsibility adalah kemampuan cairan hidrolik, karena air akan mengakibatkan terjadinya korosi bila berhubungan dengan logam.

4.2.1.8. Minimal compressibility.

Secara teoritis cairan adalah uncomprtessible (tidak dapat dikempa). Tetapi kenyataannya cairan hidrolik dapat dikempa sampai dengan 0,5 % volume untuk setiap penekanan 80 bar oleh karena itu dipersyaratkan bahwa cairan hidrolik agar seminimal mungkin dapat dikempa.

4.3. Macam-macam cairan hidrolik.

Pada dasarnya setiap cairan dapat digunakan sebagai media transfer daya. Tetapi sistem hydriolik memerlukan persyaratan-persyaratan tertentu seperti telah dibahas sebelumnya berhubung dengan konstruksi dan cara kerja sistem.

4.3.1. Oli hidrolik (Hydraulic oils).

Oli hidrolik yang berbasis pada minyak mineral biasanya digunakan secara luas pada mesin-mesin perkakas atau juga mesin-mesin industri. Menurut standar DIN 51524 dan 512525 dan sesuai dengan karakteristik serta komposisinya oli hidrolik dibagi menjadi tiga (3) kelas :

1. Hydraulic oil HL

2. Hydraulic oil HLP

3. Hydraulic oil HV

Pemberian kode dengan huruf seperti di atas artinya adalah sebagai berikut :

Misalnya oil hidrolik dengan kode : HLP 68 artinya :

H = Oli hidrolik

L = kode untuk bahan tambahan oli (additive) guna meningkatkan pencegahan korsi dan/atau peningkatan umur oli P = kode untuk additive yang meningkatkan kemampuan menerima beban.

68 = tingkatan viskositas oli.

4.3.2. Cairan Hidrolik tahan Api (Low flammability).

Yang dimaksud cairan hidrolik tahan api ialah cairan hidrolik yang tidak mudah atau tidak dapat terbakar. Cairan hidrolik semacam ini digunakan oleh sistem hidrolik pada tempat tempat mesin-mesin yang resiko kebakarannya cukup tinggi seperti :

1. Die casting machines

2. Forging presses

3. Hard coal mining

4. Control units untuk power station turbines

5. Steel works dan rolling mills

Pada dasarnya cairan hidrolik tahan api ini dibuat dari campuran oli dengan air dari oli sintetis. Tabel berikut ini menunjukkan jenis-jenis cairan hidrolik tahan api tersebut :

Kode

No. Pada lembar Standar VDMA

Komposisi

Prosentase (%) Kandungan air

HFA

24320

Oil-water emulsion

80-98

HFB

24317

Water-oil emulsion

40

HFC

24317

Hydrolis solusion, e.g : water glyco

35-55

HFD

24317

Anhydrolis liquid, e.g : phosphate ether

0-0.1

Tabel 4.1. Jenis-jenis cairan hidrolik tahan api.

Perbandingan antara macam-macam cairan hydrolik tersebut di atas dapat kita lihat pada tabel berikut :

Type of Fluid

Petrol Oil

Water Glycol

Phosphor Ester

Oil-in Water

Oil Synthetic

Free resistance

P

E

G

F

F

Viscosity lemp. Properties

G

E

F

G

F-G

Seal compalibility

G

E

F

G

F

Lubricating quality

E

F-G

E

F-G

E

Temp. range (oC) above ideal

65

50

65

50

65

Relative cost comp. to oil

1

4

8

1,5

4

Tabel 4.2. Perbandingan macam-macam cairan hidrolik.

4.3.3.  Viskositas (Kekentalan).

Viskositas cairan hidrolik akan menunjukkan berapa besarnya tahanan di dalam cairan itu untuk mengalir. Apabila cairan itu mudah mengalir dapat dikatakan cairan tersebut memiliki viskositas rendah atau kondisinya encer. Jadi semakin kental kondisi cairan dikatakan viskositasnya semakin tinggi.

4.3.3.1 Satuan viskositas.

Besar atau kecilnya viskositas ditentukan oleh satuan satuan pengukuran. Dalam sistem standar internasional satuan viskositas ditetapkan sebagai viskositas kinematik (kinematic viscosity) dengan satuan ukuran mm²/s atau cm²/s. dimana: 1 cm²/s = 100 mm²/s. Satuan cm²/s dikenal dengan satuan Skotes (St), nama satuan viskositas ini disesuaikan dengan nama penemunya yaitu Sir Gabriel Stokes (1819-1903). Satuan mm²/s disebut centi-Stokes (cSt). Jadi 1 St = 100 cSt. Selain satuan centi-Stokes (cSt), terdapat satuan yang lain yang juga digunakan dalam sistem hidrolik yaitu :

1. Redwood 1; satuan viskositas diukur dalam sekon dengan simbol (R1).

2. Saybolt Universal; satuan viskositas juga diukur dalam sekon dan dengan simbol (SU).

3. Engler; satuan viskositas diukur dengan derajat engler (E°).

Untuk cairan hidrolik dengan viskositas tinggi dapat digunakan faktor berikut:

1. R1 = 4,10 VK

2. SU = 4,635 VKVK = Viskositas Kinematik

3. E = 0,132 VK 33

Menurut standar ISO, viskositas cairan hidrolik diklasifikasikan menjadi beberapa viscosity Grade dan nomor gradenya yang diambil kira-kira pertengahan antara viskositas min. ke viskositas max. seperti yang ditunjukan dalam Tabel berikut ini:

ISO Viscosity Grade

Mid-Point Viscosity cSt at 40,0C

Kinematic Viscosity ISO Limits cSt at 40,0 0C

Minimum

Maximum

ISO VG 2

2.2

1,98

2.42

ISO VG 3

3.2

2.88

3.52

ISO VG 5

4.6

4.14

5.06

ISO VG 7

6.8

6.12

7.48

ISO VG 10

0

9.00

11.00

ISO VG 15

15

13.50

16.50

ISO VG 22

22

19.80

24.20

ISO VG 32

32

28.80

35.20

ISO VG 46

46

41.40

50.60

ISO VG 68

68

61.20

74.80

ISO VG 100

100

90.00

110.00

ISO VG 150

150

135.00

165.00

ISO VG 220

220

198.00

242.00

ISO VG 320

320

288.00

352.00

ISO VG 460

460

414.00

506.00

ISO VG 680

680

612.00

748.00

ISO VG 1000

1000

900.00

1100.00

ISO VG 1500

1500

1350.00

1650.00

Tabel 4.3. Klasifikasi viskositas cairan hidrolik.

Nomor VG dapat diperoleh melalui angka pembulatan dari pertengahan diantara viskositas min. dan viskositas max. Misal : ISO VG 22 , angka 22 diambil dari rata-rata antara 19,80 dan 24,20. Secara faktual sering dijumpai bahwa pelumas gear box juga sering digunakan juga untuk instalasi hidrolik maka frade menurut SAE juga dibahas disini. Berikut ini adalah grading berdasarkan SAE dan konversinya dengan ISO-VG. Juga dijelaskan disini aplikasi penggunaan oli hydrolik ssesuai dengan nomor gradenya.

SAE Classes

ISO-VG

Areas of application

Stationary instalations in closed areas at high temperatures At normal temperatures For open air aplplications mobile Hydraulic. In colder areas

30

100

20-20 W

68

10 W

46

5 W

32

22

(15)

10

Tabel 4.4. Aplikasi penggunaan oli hirolik sesuai dengan gradenya.

4.3.3.2. Viscosity margins.

Maksud dari viscosity margins adalah batas-batas atas dan bawah yang perlu diketahui. Karena untuk viskositas yang terlalu rendah akan mengakibatkan daya pelumas kecil, daya perapat kecil sehingga mudah bocor. Sedangkan apabila viskositas telalau tinggi juga akan meningkatkan gesekan dalam cairan sehingga memerlukan tekanan yang lebih tinggi. Berikut ini diberikan gambaran tentang batas viskositas yang ideal:

Kinematic Viscosity

Lower

10 mm2/s

Ideal viscosity range

15 – 100 mm2/s

Upper limit

750 mm2/s

Tabel 4.5. Batas viskositas ideal.

Saybolt

Saybolt

Kinematic Centisrokes

Redwood1 Second

Universal Second

Enginer Degrees

Kinematic Centisrokes

Redwood1 Second

Universal Second

Enginer Degrees

2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15.0 15.5 16.0 16.5 17.0 17.5 18.0 18.5 19.0 19.5 20.0 20.5 21.0 21.5 22.0 22.5 23.0 23.5 24.0 24.5 25.0 26 27 28 29 30 31 32

31 32 33 35 36 37 39 40 41 43 44 45 46 48 49 51 52 54 55 57 58 60 62 64 65 67 68 70 72 74 75 77 79 81 82 84 86 88 90 92 94 96 97 99 101 103 105 109 113 117 121 125 129 133

32.6 34.4 36.0 37.6 39.1 40.7 42.3 44.0 45.6 47.2 48.8 50.4 52.1 53.8 55.5 57.2 58.9 60.7 62.4 64.2 66.9 67.9 69.8 71.7 73.6 75.5 77.4 79.3 81.3 83.3 85.3 87.4 89.4 91.5 93.6 95.7 97.8 99.9 102.0 104.2 106.4 106.5 110.7 112.8 115.0 117.1 119.3 124.0 128.5 133.0 137.5 141.7 146.0 150.7

1.12 1.17 1.22 1.26 1.31 1.35 1.39 1.44 1.48 1.52 1.56 1.61 1.65 1.71 1.75 1.80 1.84 1.89 1.94 1.98 2.03 2.08 2.13 2.18 2.23 2.28 2.33 2.39 2.44 2.50 2.55 2.60 2.65 2.71 2.77 2.83 2.88 2.94 3.00 3.06 3.11 3.17 3.23 3.29 3.35 3.41 3.47 3.59 3.71 3.83 3.96 4.08 4.21 4.33

33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 62 64 65 66 67 68 69 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102

137 141 145 149 153 157 161 165 169 173 177 181 185 189 193 197 201 205 209 213 218 222 226 230 234 238 242 246 250 254 258 262 266 271 275 279 283 287 295 303 311 319 328 336 344 352 360 369 377 385 393 401 410 418

155.2 159.7 164.3 168.8 173.3 178.0 182.4 187.0 191.5 195.0 200.5 205.0 209.8 214.5 219.0 223.7 228.3 233.0 237.5 242.2 246.8 251.5 256.0 260.7 265.3 270.0 274.7 279.2 284.0 288.5 293.5 297.7 302.4 307.0 311.7 316.3 321.0 325.5 335 344 353 363 372 381 391 400 410 419 428 438 447 456 465 475

4.46 4.58 4.71 4.84 4.95 5.10 5.22 5.35 5.48 5.61 5.74 5.87 6.00 6.13 6.26 6.38 6.51 6.64 6.77 6.90 7.04 7.17 7.30 7.43 7.56 7.69 7.82 7.95 8.04 8.18 8.31 8.45 8.58 8.72 8.85 8.98 9.11 9.24 9.51 9.77 10.03 10.30 10.56 10.82 11.09

Tabel 4.6. Kesetaran ke-empat sistem satuan viskositas.

4.3.3.3. Viskometer.

Viskometer adalah alat untuk mengukur besar viskositas suatu cairan. Ada beberapa macam viskometer antara lain :

- Ball Viscometer atau Falling sphere Viscometer.

                  

Gambar 4.4. Viskometer.

Besar viskositas kinematik adalah kecepatan bola jatuh setinggi h dibagi dengan berat jenis cairan yang sedang diukur. (lihat gambar)

4.3.3.4. Capillary viscometer.

Cara pengukurnya adalah sebagi berikut : (lihat gambar). Cairan hidrolik yang akan diukur dituangkan melalui lubang A hinga ke kointener E yang suhunya diatur. Melalui kapiler C zat cair dihisap hingga naik pada labu D sampai garis L1, kemudian semua lubang ditutup. Untuk mengukurnya, buka bersama-sama lubang A, B dan C dan hitung waktu yang digunakan oleh cairan untuk turun sampai se l2. waktu tersebut menunjukkan viskostis cairan,. Makin kental cairan hidrolik akan makin lama untuk turun dan berarti viskostis makin besar.

                  

Gambar 4.5. Capillary viscometer.

4.3.3.5. Indeks Viskositas (viscosity Index).

Yang dimaksud dengan indeks viskositas atau viscosity index (VI) ialah angka yang menunjukan rentang perubahan viskositas dari suatu cairan hidrolik berhubungan dengan perubahan suhu. Sehingga viscosity index ini digunakan sebagai dasar dalam menentukan karakteristik kekentalan cairan hidrolik berhubungan dengan perubahan temperatur. Mengenai viskositas indeks ditetapkan dalam DIN ISO 2909. Cairan hidrolik memiliki viscositas index tinggi apabila terjadinya perubahan viskositas kecil (stabil) dalam rentang perubahan suhu yang relatif besar. Atau dapat dikatakan bahwa cairan hidrolik ini dapat digunakan dalam rentang perubahan suhu yang cukup besar. Cairan hidrolik terutama oli hidrolik diharapkan memiliki viscosity index (VI) = 100. bahkan kebanyakan oli hidrolik diberi tambahan (additive) yang disebut “ VI improvers “ tinggi juga disebut multigrade oils. Untuk mengetahui perubahan viskositas ini perhatikan Ubbelohde’s viscosity-temperature diagram berikut ini.

         

Gambar 4.6. Grafik Viscositas vs Temperatur.

4.3.3.6. Viscosity-pressure characteristics.

Karakteristik kekentalan dan tekanan pada cairan hidrolik sangat penting untuk diketahui karena dengan meningkatnya tekanan hidrolik maka meningkat pula viscosity index. Gambar berikut ini menunjukkan diagram viscosity pressure characteristic.

Gambar 4.7. Grafik Viscositas Kinematik vs Tekanan.

4.3.3.7. Karakteristik Cairan Hydrolik yang dikehendaki.

Cairan hidrolik harus memiliki kekentalan yang cukup agar dapat memenuhi persyaratan dalam menjalankan fungsinya. Karakteristik atau sifat-sifat yang diperlukan antara lain adalah :

Kode

Sifat Khusus

Penggunaan

HL

Meningkatkan kemapuan mencegah korosi dan kestabilan oli hidrolik

Digunakan pada sistem yang bekerja pada suhu tinggi dan untuk tempat yang mungkin tercelup air.

HLP

Meningkatkan ketahanan terhadap aus

Seperti pada pemakaian HL, juga digunakan untuk sistem yang gesekanya tinggi

HV

Meningkatkan indek viskositas (VI)

Seperti pemakaian HLP, juga digunakan secara meluas untuk sistem yang fluktuasi perubahan temperatur cukup tinggi.

Tabel 4.7. Sifat-sifat cairan hidrolik.

4.4. Aktuator Hidrolik.

Seperti halnya pada sistim pneumatik, aktuator hidrolik dapat berupa silinder hidrolik, maupun motor hidrolik. Silinder Hidrolik bergerak secara translasi sedangkan motor hidrolik bergerak secara rotasi. Dilihat dari daya yang dihasilkan aktuator hidrolik memiliki tenaga yang lebih besar (dapat mencapai 400 bar atau 4x107 Pa), dibanding pneumatik.

4.4.1. Silinder Hidrolik Penggerak Ganda.

Silinder Hidrolik penggerak ganda akan melakukan gerakan maju dan mundur akibat adanya aliran fluida/oli hidrolik yang dimasukkan pada sisi kiri (maju) dan sisi kanan (mundur) seperti yang terlihat pada gambar 4.8. Tekanan Fluida akan diteruskan melalui torak selanjutnya menjadi gerakan mekanik melalui batang torak. Gerakan maju dan mundur dari gerakan batang torak ini dapat digunakan untuk berbagai keperluan dalam proses produksi, seperti mengangkat, menggeser, menekan, dan lain-lain. Karena daya yang dihasilkan besar, maka silinder ini banyak digunakan pada peralatan berat, seperti, Buldozer, bego, dan lain-lain.

Gambar 4.8. Silinder Hidrolik Penggerak Ganda.

Gambar 4.9. Aplikasi penggunaan sistim Hidrolik pada alat berat.

4.4.2. Aktuator Rotasi.

4.4.2.1. Motor Hidrolik roda gigi.

Motor Hidrolik merupakan alat untuk mengubah tenaga aliran fluida menjadi gerak rotasi. Motor hidrolik ini prinsip kerjanya berlawanan dengan roda gigi hidrolik. Aliran Minyak hidrolik yang bertekanan tinggi akan diteruskan memutar roda gigi yang terdapat dalam ruangan pompa selanjutnya akan dirubah menjadi gerak rotasi untuk berbagai keperluan. Selanjutnya motor hidrolik dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Gambar 4.10. Motor Hidrolik Roda Gigi.

15 Pengendalian Hydrolik

4.5. Klasifikasi Pengendalian Hidrolik.

Sistem hidrolik terdiri dari beberapa bagian, antara lain, bagian tenaga (power pack) bagian sinyal, pemroses sinyal, dan pengendalian sinyal. Bagian tenaga terdiri dari pompa hidrolik, katup pengatur tekanan, dan katup satu arah. Secara garis besar dapat dilihat dalam skema di bawah ini:

Aktuator

Pemroses Sinyal

Sinyal

Sumber Tenaga (Power Pack)

  

Gambar 4.11. Klasifikasi Hidrolik dalam Penampang dan Skema.

4.5.1. Katup Pengatur Tekanan.

Katup pengatur tekanan terdapat beberapa model, antara lain: a) Katup pembatas tekanan, katup ini dilengkapi dengan pegas yang dapat diatur. Bila tekanan hidrolik berlebihan, maka pegas akan membuka dan mengalirkan fluida ke saluran pembuangan.

Gambar 4.12. Macam-macam model katup pembatas tekanan.

4.6. Pemeliharaan Fluida Hidrolik.

Fluida hidrolik temasuk barang mahal. Perlakuan yang kurang atau bahkan tidak baik terhadap cairan hidrolik atau semakin menambah mahalnya harga sistem hidrolik sedangkan apabila kita mentaati peraturan-peraturan tentang perlakuan atau cairan hidrolik maka kerusakan cairan maupun kerusakan komponen sistem akan terhindar dan fluida hidrolik maupun sistem akan lebih awet. Panduan pemeliharaan fluida hidrolik:

1. Simpanlah cairan hydrolik (drum) pada tempat yang kering, dingin dan terlindungi (dari hujan, panas dan angin).

2. Pastikan menggunakan cairan hidrolik yang benar-benar bersih untuk menambah atau mengganti cairan hidrolik kedalam sistem. Gunakan juga peralatan yang bersih untuk memasukkannya.

3. Pompakanlah cairan hidrolik dari drum ke tangki hidrolik melalui saringan (prefilter).

4. Pantaulah (monitor) dan periksalah secara berkala dan berkesinambungan kondisi fluida hidrolik.

5. Aturlah sedemikian rupa bahwa hanya titik pengisi tangki yang rapat-sambung sendiri yang ada pada saluran balik.

6. Buatlah interval penggantian cairan hidrolik sedemikian rupa sehingga oksidasi dan kerusakan cairan dapat terhindar. (periksa dengan pemasok cairan hidrolik).

7. Cegah jangan sampai terjadi kontamisnasi gunakan filter udara dan filter oli yang baik.

8. Cegah terjadinya panas/pemanasan yang berlebihan, bila perlu pasang pendingin (cooling) atau bila terjadi periksalah penyebab terjadinya gangguan, atau pasang unloading pump atau excessive resistence.

9. Perbaikilah dengan segera bila terjadi kebocoran dan tugaskan seorang maitenanceman yang terlatih.

10. Bila akan mengganti cairan hidrolik (apa lagi bila cairan hidrolik yang berbeda), pastikan bahwa komponen dan seal-sealnya cocok dengan cairan yang baru, demikian pula seluruh sistem harus dibilas (flushed) secara baik dan benar-benar bersih.

4.7.  Soal-Soal.

a. Sebutkan dan jelaskan syarat-syarat cairan hidrolik ?

b. Bagaiman cara pemeliharaan cairan hidrolik ?

4.7.1.  Kunci Jawaban.

a. Cairan hidrolik harus memiliki syarat-syarat sebagai berikut :

1. Kekentalan (Viskositas) yang cukup Cairan hidrolik harus memiliki kekentalan yang cukup agar dapat memenuhi fungsinya sebagai pelumas. Apabila viskositas terlalu rendah maka film oli yang terbentuk akan sangat tipis sehingga tidak mampu untuk menahan gesekan. Demikian juga bila viskositas terlalu kental, tenaga pompa akan semakin berat untuk melawan gaya viskositas cairan.

2. Indeks Viskositas yang baik. Dengan viscosity index yang baik maka kekentalan cairan hidrolik akan stabil digunakan padansistem dengan perubahan suhu kerja yang cukup fluktuatif.

3. Tahan api (tidak mudah terbakar)

Sistem hidrolik sering juga beroperasi ditempat-tempat yang cenderung timbul api atau berdekatan dengan api. Oleh karena itu perlu cairan yang tahan api.

4. Tidak berbusa (Foaming)

Bila cairan hidrolik banyak berbusa akan berakibat banyak gelembung gelembung udara yang terperangkap dlam cairan hidrolik sehingga akan terjadi compressable dan akan mengurangi daya transfer. Disamping itu, dengan adanya busa tadi kemungkinan terjilat api akan lebih besar.

5. Tahan dingin

Tahan dingin adalah bahwa cairan hidrolik tidak mudah membeku bila beroperasi pada suhu dingin. Titik beku atau titik cair yang dikehendaki oleh cairan hidrolik berkisar antara 10°-15° C dibawah suhu permulaan mesin dioperasikan (star-up). Hal ini untuk mengantisipasi terjadinya block (penyumbatan) oleh cairan hidrolik yang membeku.

6. Tahan korosi dan tahan aus.

Fluida hidrolik harus mampu mencegah terjadinya korosi karena dengan tidak terjadi korosi maka kontruksi akan tidak mudah aus dengan kata lain mesin akan awet.

7. Demulsibility (Water separable)

Yang dimaksud dengan de-mulsibility adalah kemampuan cairan hidrolik, karena air akan mengakibatkan terjadinya korosi bila berhubungan dengan logam.

8. Minimal compressibility

Secara teoritis cairan adalah uncomprtessible (tidak dapat dikempa). Tetapi kenyataannya cairan hidrolik dapat dikempa sampai dengan 0,5 % volume untuk setiap penekanan 80 bar oleh karena itu dipersyaratkan bahwa cairan hidrolik agar seminimal mungkin dpat dikempa.

b. Pemeliharaan Cairan Hidrolik

1. Simpanlah cairan hidrolik (drum) pada tempat

2. Pastikan menggunakan cairan hidrolik yang benar-benar bersih untuk menambah atau mengganti cairan hidrolik kedalam sistem. Gunakan juga peralatan yang bersih untuk memasukannya.

3. Pompakanlah cairan hidrolik dari drum ke tangki hidrolik melalui saringan (pre-filter).

4. Pantaulah (monitor) dan periksalah secara berkala dan berkesinambungan kondisi cairan hidrolik.

5. Aturlah sedemikian rupa bahwa hanya titik pengisi tangki yang rapat sambung sendiri yang ada pada saluran balik.

6. Buatlah interval penggantian cairan hidrolik sedemikian rupa sehingga oksidasi dan kerusakan cairan dapat terhindar. (periksa dengan pemasok cairan hidrolik).

7. Cegah jangan sampai terjadi kontamisnasi gunakan filter udara dan filter oli yang baik.

8. Cegah terjadinya panas/pemanasan yang berlebihan, bila perlu pasang pendingin (cooling) atau bila terjadi periksalah penyebab terjadinya gangguan, atau pasang unloading pump atau excessive resistence.

9. Perbaikilah dengan segera bila terjadi kebocoran dan tugaskan seorang maitenanceman yang terlatih.

10. Bila akan mengganti cairan hydrolik (apa lagi bila cairan hydrolik yang berbeda), pastikan bahwa komponen dan seal-sealnya cocok dengan cairan yang baru, demikian pula seluruh sistem harus dibilas (flushed) secara baik dan benar-benar bersih.