HYDRAULIC SYSTEM
Di
buat oleh:
Rean
trismon
PRINSIP DASAR HYDRAULIC SYSTEM
Dasar Hydraulic
Sifat – Sifat Dasar Zat Cair/Fluida
1.
Sifat-sifat dasar zat cair/fluida antara lain adalah :
Mudah menyesuaikan bentuk.
Tidak dapat dimampatkan.
Meneruskan tekanan ke semua arah.
Mengalir dari tekanan tinggi ke tekanan rendah.
Mengalir dari tempat tinggi ke tempat rendah.
Hukum Pascal banyak dipakai dalam suatu sistem hidrolik. Bunyi hukum Pascal
adalah : “Zat cair dalam ruangan tertutup dan diam (tidak mengalir)
mendapat tekanan, maka tekanan tersebut akan diteruskan ke segala arah
dengan sama rata dan tegak lurus bidang permukaannya“.
Rumus hukum Pascal :
F = P x A (Kg)
Dimana : F = Gaya (Force) (Kg).
P = Tekanan (Pressure) (Kg/cm2).
A = Luas penampang (Area) (cm2).
2.Gaya dan Tekanan
Zat cair/fluida dapat meningkatkan gaya dan tekanan
3.Satuan Tekanan
4.Tekanan Gauge dan Tekanan Absolute
Dalam melakukan pengukuran tekanan terdapat dua macam pembacaan, yaitu : •
Tekanan gauge adalah tekanan yang mengabaikan besarnya tekanan udara luar
(tekanan atmosfer), atau nilai yang ditunjukkan oleh jarum penunjuk pada alat pengukur
tekanan. •
Tekanan absolute adalah tekanan yang dipengaruhi oleh besarnya tekanan udara luar.
Tekanan Absolute = Tekanan Gauge + Tekanan Atmosfer
Contoh : Sebuah pressure gauge menunjukkan tekanan sistem
sebesar 10 kg/cm2, pada saat tekanan atmosfer 1,033 kg cm2,
maka tekanan sistem yang sebenarnya adalah 11,033 kg/cm2. Jadi
tekanan absolute system adalah 11,033 kg cm2.
5.Gaya dan Kecepatan Piston
Jika sisi bottom hydraulic cylinder pada gambar di atas mendapat oil flow, maka
akan timbul tekanan P1. Tekanan tersebut mengakibatkan gaya dorong F1 yang
arahnya ke kanan dan besarnya adalah 1= P1×A. Oli yang ada di sisi head
juga menghasilkan gaya dorong F2yang arahnya ke kiri dan besarnya adalah
F2= P2×B. Dengan demikian yang menggerakkan piston ke arah yang
sesungguhnya adalah selisih antara F1 dan F2. Sesuai dengan hukum Pascal,
besar kecilnya gaya dorong F bergantung pada tinggi rendahnya tekanan P atau
besar kecilnya luas penampang piston A.
Kecepatan gerak piston ditentukan dengan rumus : V=Q/A
Dimana : V = Kecepatan (Velocity) (cm/menit).
Q = Kapasitas (Quantity) (cm3/menit).
A = Luas penampang (Area) (cm2).
6.Loss of Pressure
Zat cair/fluida yang mengalir mempunyai karakteristik yang berbeda dengan zat cair/fluida
yang diam. Jika aliran ditutup sebagian oleh plat seperti ditunjukkan pada gambar di bawah,
maka kecepatan aliran di sekitar plat akan naik.
Perbedaan kecepatan aliran menyebabkan tekanan turun
atau hilang (kerugian tekanan), yaitu karena
viscositas
zat cair/fluida itu sendiri yang menimbulkan tahanan
gesek. Hal ini terjadi pada aliran zat cair/fluida yang
mengalir dalam pipa yang panjang. Gesekan yang terjadi
adalah persinggungan antara dinding pipa sebelah dalam
dengan zat cair/fluida.
Pengisian secara mendadak ke dalam
saluran yang penampangnya persegi
dan pembelokan arah aliran akan
menaikan tahanan alir pada zat
cair/fluida tersebut. Naiknya kecepatan
aliran secara mendadak akan
meningkatkan tahanan gesek yang
diakibatkan oleh gelombang dan
pusaran aliran zat cair/fluida. Peristiwa
ini disebut turbulent flow.
Loss of pressure dalam pipa atau saluran berbanding
lurus dengan flow rate dan viscosity zat cair/fluida.
Elemen kertas pada oil filter dan air cleaner
memiliki lubang-lubang yang banyak jumlahnya agar oli
atau udara dapat melewati filter.
Jika elemen buntu, maka luasan yang dapat dilewati
oli atau udara menjadi sempit, hal ini akan
menyebabkan naiknya kecepatan aliran (velocity) oli
atau udara, sehingga tekanan hilang semakin besar
pula. Semua kerugian tekanan akan berubah menjadi
panas (kalor)
Orifice
Orifice adalah lubang kecil yang terdapat dalam
pipa/saluran untuk mempersempit aliran zat
cair/fluida. Kecepatan aliran setelah melewati orifice
akan meningkat jika flow-nya tetap. Naiknya
kecepatan aliran akan menyebabkan turunnya
tekanan yang berbanding lurus dengan flow dan
berat jenis zat cair/fluida serta berbanding terbalik
dengan diameter orifice.
Sifat-sifat orifice :
•Tekanan hilang akan tinggi jika aliran dihambat.
•Tekanan hilang akan semakin tinggi jika orifice semakin panjang.
•Tekanan hilang akan semakin tinggi jika jumlah aliran dan nilai
berat jenis zat cair/fluida semakin besar.
•Tekanan hilang akan semakin tinggi jika orificesemakin sempit.
•Energi yang hilang akan dirubah menjadi panas (kalor).
Sirkuit dasar system hydrolic
Komponen-komponen utama sistem hidrolik diantaranya adalah :
Tangki hidrolik (hydraulic tank), berfungsi sebagai tempat
penampungan oli dan pendingin oli yang kembali dari sistem.
Pompa hidrolik (hydraulic pump), berfungsi sebagai pemindah oli
dari tangki ke dalam sistem dan bersama komponen lain
menimbulkan tenaga hidrolik(hydraulic pressur).
Control valve, berfungsi untuk mengatur tekanan, jumlah
dan arah aliran oli yang masuk ke sistem.
Actuator(hydraulic cylinder), berfungsi merubah tenaga hidrolik
menjadi tenaga mekanik.
Main relief valve, berfungsi untuk membatasi tekanan di
dalam hydraulic system untuk menghindari kerusakan
hydraulic system akibat over pressure.
Filter, berfungsi untuk menyaring kotoran–kotoran agar tidak ikut
bersirkulasi ke dalam sistem.
Hubungan antar komponen–komponen sistem hidrolik di atas
terbagi menjadi dua jenis, yaitu open center systemdan close
center system.
Open Center System Pada open center system, jika control
valve dalam keadaan netral, aliran oli yang di-supply oleh
pompa langsung dikembalikan ke tangki hidrolik. Pada saat
itu, flow-nya maksimum sedangkan pressure-nya nol.
Close Center System Pada close center system, jika control valve
dalam keadaan netral, saluran dari pompa akan tertutup.
Sehingga tekanan sistem akan meningkat dan jika sudah
mencapai batas yang sudah ditentukan, supply pompa
dikurangi atau dihentikan sama sekali untuk menjaga tekanan
dalam sistem agar tetap pada tekanan maksimum sistem.
Fungsi Oli
Fungsi oli (pelumas) diantaranya adalah :
1.Membentuk lapisan film.
2.Media pendingin.
3.Penyekat.
4.Pembersih.
5.Anti karat.
6.Media pemindah tenaga.
Engine oil
memiliki kekentalan yang dinyatakan dalam SAE (ociety Automotive
Engineering), dimana semakin besar angkanya berarti engine oil
tersebut semakin kental. Contoh : SAE 10, SAE 20, SAE 30 dst.
Selain diklasifikasikan menurut kekentalannya,
engine oil juga diklasifikasikan menurut
penggunaan dan mutunya. Klasifik
asi ini dinyatakan dalam API (
American Petroleom Institute),
dimana urutannya menggunakan abjad, semakin mendekati A
berarti
engine oil tersebut semakin baik.
Contoh : CA, CB, CC, CD, CF (diesel engine) atau SA, SB, SC,
SD, SE, SF (gasoline engne).
Hydraulic oil
mempunyai kekentalan dan klasifikasi seperti halnya
engine oil
.
Kerusakan Oli
Terjadinya kerusakan pada oli
antara lain disebabkan oleh :
1.Kontaminasi
adalah kerusakan oli karena
ada
pengaruh dari luar oli tersebut.
Bahan-bahan
kontaminasi dapat berupa zat
padat, cair maupun gas, misal
butiran/serpihan logam,
potongan karet dan gasket,
fiber, cat, debu, pasir, air,
asam, oksigen dsb
2.Deteriorasi,
kerusakan karena pengaruh dari
dalam oli itu sendiri. Selama oli bersirkulasi di
dalam sistem, endapan dan asam-asam
akan terbentuk sebagai akibat dari panas,
oksidasi dan tekanan. Endapan tersebut
membentuk semacam
perekat sehingga dapat melekatkan
bagianbagian yang semestinya saling bergeseran,
menutup lubang-lubang kecil dan dapat
mengikat partikel-partikel logam yang akan
mempercepat
proses pengikisan (keausan).
Terjadinya kerusakan pada oli akan
menurunkan
kualitas oli dan menyebabkan kerusakan
pada
komponen serta gangguan pada sistem.
Gambar
-gambar di samping menunjukkan contoh
kerusakan
karena terjadinya penurunan kualitas oli.
Hydraulic Tank
Fungsi Hydraulic Tank
adalah :
•
Tempat
panampungan/penyediaan
oli.
•
Pendinginan oli yang
kembali dari sistem.
1.Blade
2.Tilt Cylinder
3.Right Lift Cylinder
4.Left Lift Cylinder
5.Hydraulic Pump {}80SAL(3)
6.Oil Filter
7.Main Control Valve
8.Hydraulic Tank
9.PPC Charge Valve
10.Brace
11.Oil Cooler
12.Suction Valve
Jenis Hydraulic Tank
Hydraulic tank dibedakan menjadi :
•Tidak berhubungan dengan udara luar (pressurized).
Dibatasi (limited)
Contoh : Excavator. Hydraulic tankPC200-7
1.Sight Gauge
2.Hydraulic Tank
3.Oil Filler Cap
4.Filter Element
5.Strainer
6.Bypass Valve
7.Suction Strainer
Tidak dibatasi (unlimited)
Contoh : Bulldozer.
Hydraulic tank
D155A-1 :
1.Ripper safety valve
2.Ripper suction valve
3.Tilt control valve
4.Ripper control valve
5.Lift control valve
6.Main relief valve
7.Blade suction valve
8.Filter
Berhubungan dengan udara luar (unpressurized).
Contoh : Forklift.
Tangki hidrolik ada juga yang berfungsi sebagai tempat kedudukan control valve
. Contoh pada bulldozer dan dozer shovel, sedangkan pada wheel loader, motor grader dan hydraulic excavator,
control valve terletak di luar tangki hidrolik.
Klasifikasi Pompa
Pada dasarnya pompa hidrolik terbagi menjadi menjadi non positive displacement pump dan positif
displacement pump
.
•Non Positive Displacement Pump
Pompa jenis non positive displacement memiliki karakteristik sebagai berikut :
Internal leakage besar.
Perubahan tekanan mempunyai pengaruh yang besar terhadap kapasitasnya.
Perubahan temperatur mempunyai pengaruh yang besar terhadap kapasitasnya.
Contoh pompa jenis ini adalah pompa impeller, pompa propeller. dan pompa sentrifugal
.
•
Positive Displacement Pump
Pompa jenis positive displacement memiliki karakteristik sebagai berikut :
Internal leakagekecil (dibuat sealatau presisi).
Perubahan tekanan berpengaruh kecil terhadap kapasitasnya (dengan dibuat presisi atau sealakan
melawan kebocoran pada saat tekanan naik).
Perubahan temperatur berpengaruh kecil terhadap kapasitasnya.
Contoh : Pompa jenis ini adalah pompa gear, pompa pistondan pompa vane
.
Secara umum pompa jenis positive displacement dibagi menjadi dua tipe, yaitu :
Fixed Displacement Pump Setiap putaran pompa menghasilkan volume oli
yang sama dan tidak dapat dirubah-rubah.
Variable Displacement Pump Setiap putaran pompa menghasilkan volume
oli yang tidak sama (bervariasi)
Gear Pump
Pompa gear pump (roda gigi) banyak sekali dipergunakan pada system hidrolik
karena pompa ini
sangat sederhana dan ekonomis.
Gear pump
terbagi menjadi dua, yaitu internal gear pump dan external gear pump
.
•
Internal Gear Pump
Konstruksi internal gear pump atau trochoid pumpditunjukkan pada gamba di
samping
External Gear Pump
Sistem hidrolik pada unit-unitKomatsu
banyak menggunakan
external gear pump Konstruksi external
gear pump ditunjukkan pada gambar
di bawah.
Gear pump
yang dipergunakan pada unit-unit
Komatsu berbeda-beda jenisnya
disesuaikan dengan fungsinya.
External gear pump
diklasifikasikan kedalam lima (5) jenis,
yaitu :
1•FAL/R dengan tekanan 30 Kg/cm
2GAL/R dengan tekanan 125 Kg/cm
3PAL/R dengan tekanan 140 Kg/cm
4KAL/R dengan tekanan 175 Kg/cm
5SAL/R dengan tekanan 210 Kg/cm