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:

a. Dengan mengatur debit pompa.

b. Pengaturan lewat katup.

c. 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.

2. 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.

3. 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:

a. Peralatan pengendali yang rumit.

b. Pendinginan minyak.

4. Kehilangan daya disebabkan oleh gesekan minyak. Penghilangan daya

dan karenanya penurunan daya dapat terjadi:

a. Aliran-aliran palsu minyak.

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

Gambar 1.1. Arah gesekan fluida dalam pipa.

c. Putaran dari pompa.

5. Masalahnya adalah terdapat kesulitan dalam melakukan perapatan,

atau kehilangan minyak. Kehilangan minyak yang cukup besar

disebabkan  karena kebocoran dibawah pembebanan yang merupakan

penyebab dari:

a. Pembatasan atas daerah putaran.

b. Kondisi kerja yang diperberat bagi sistem bila debit yang

tersedia ternyata sangat kecil.

c. Suatu gerakan yang tidak beraturan dari unsur-unsur yang

berbeda-beda.

d. Menyebabkan kotornya produk-produk.

6. 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:

a. Kebocoran-kebocoran.

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

7. Gerakan-gerakan yang menghentak-hentak tidak beraturan (getaran-

getaran). Penyebab terjadinya getaran dapat berupa:

a. Masuknya udara kedalam minyak.

b. Masuknya udara kedalam instalasi hidrolik.

c. Perubahan-perubahan dalam kerapatan.

d. Perubahan tekanan.

8. Sambungan-sambungan dapat menjadi lepas. Pengembangan dan

penyusutan pipa-pipa dan selang-selang oleh goyangan-goyangan

tekanan dapat melepaskan sambungan pipa dan penutup-penutup.

9. Pengerjaan yang tidak cermat dikarenakan bertumpuknya kalor. Untuk

mengurangi pemanasan yang kuat dari bagian hidrolik dapat dilakukan

langkah-lagkah berikut:

a. Mengurangi kerugian hidrolik dan produksi kalor.

b. 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.

  

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).

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.

 

         

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 14.50377441 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 ρf adalah ρf 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:

a. 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.

b. 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.

c. 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).

a. Untuk pipa-pipa bulat berlaku:

 

b. Untuk pipa-pipa yang tidak bulat berlaku:

Bilangan Reynold untuk suatu

fluida, yang mengalir dalam sebuah pipa bulatdengan diameter d (m)

adalah:

a. Pada gas

 

b. Pada zat cair

 

Keterangan:

vm      : 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.

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

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

c. Ulir-ulir dalam sebuah rumah yang tertutup.

d. 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.

16.10e nsi 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 :

Kod

e

No. Pada lembar

Standar VDMAKomposisi

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 24317Anhydrolis liquid,e.g : phosphate

ether0-0.1

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 FluidPetrol

OilWater Glycol

Phosphor Ester Oil-in Water

Oil Synthetic

Freeresistance P E G F F

Viscositylemp.Properties

G E F G F-G

Sealcompalibility

G E F G F

Lubricatingquality

E F-G E F-G E

Temp.range (oC)above ideal

65 50 65 50 65

Relativecost 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 applicationStationary instalations inclosed areas at hightemperatures

At normal temperatures

For open air aplplications mobile Hydraulic.

In colder areas

30 100

20-20 W 68

10 W46

5 W32

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 SayboltKinematicCentisroke

s

Redwood1Second

UniversalSecond

EnginerDegree

s

KinematicCentisroke

s

Redwood1Second

UniversalSecond

EnginerDegree

s

2.02.53.03.54.04.55.05.56.06.57.07.58.08.59.09.510.010.511.011.512.012.513.013.514.0

31323335363739404143444546484951525455575860626465

32.634.436.037.639.140.742.344.045.647.248.850.452.153.855.557.258.960.762.464.266.967.969.871.773.6

1.121.171.221.261.311.351.391.441.481.521.561.611.651.711.751.801.841.891.941.982.032.082.132.182.23

33343536373839404142434445464748495051525354555657

137141145149153157161165169173177181185189193197201205209213218222226230234

155.2159.7164.3168.8173.3178.0182.4187.0191.5195.0200.5205.0209.8214.5219.0223.7228.3233.0237.5242.2246.8251.5256.0260.7265.3

4.464.584.714.844.955.105.225.355.485.615.745.876.006.136.266.386.516.646.776.907.047.177.307.437.56

14.515.015.516.016.517.017.518.018.519.019.520.020.5

21.021.522.022.523.023.524.024.525.026272829303132

67687072747577798182848688

909294969799101103105109113117121125129133

75.577.479.381.383.385.387.489.491.593.695.797.899.9

102.0104.2106.4106.5110.7112.8115.0117.1119.3124.0128.5133.0137.5141.7146.0150.7

2.282.332.392.442.502.552.602.652.712.772.832.882.94

3.003.063.113.173.233.293.353.413.473.593.713.833.964.084.214.33

58596061626264656667686970

7274767880828486889092949698100102

238242246250254258262266271275279283287

295303311319328336344352360369377385393401410418

270.0274.7279.2284.0288.5293.5297.7302.4307.0311.7316.3321.0325.5

335344353363372381391400410419428438447456465475

7.697.827.958.048.188.318.458.588.728.858.989.119.24

9.519.7710.0310.3010.5610.8211.09

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 :

Kod

eSifat Khusus Penggunaan

HL

Meningkatkan kemapuanmencegah 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 Hydrolik4.5. 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 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 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.

Komponen Dasar Sistem Hidrolik

Komponen hidrolik dalam system pemindah tenaga dengan system hidrolik sangat penting untuk diketahui, fungsi dan cara kerjanya. Pembacaan symbol symbol hidrolik sangatlah sederhana namun sangat lengkap dan mewakili sesuai dengan kerja komponen yang sebenarnya. Sebagai contoh pada symbol pompa, maka symbol digambar sama persis dengan cara kerja pompa yang sebenarnya . Komponen dan Simbola. Hidrolik Tangki / Hydraulic ReservoirTangki hydraulic sebagai wadah oli untuk digunakan pada sistem hidrolik.Oli panas yang dikembalikan dari sistem/actuator didinginkan dengan cara menyebarkan panasnya. Dan menggunakan oil cooler sebagai pendingin oli, kemudian kembali ke dalam tangkiGelembung-gelembung udara dari oli mengisi ruangan diatas permukaan oli.

Untuk mempertahankan kondisi oli baik selama mesin operasi, dilengkapi dengan saringan yang bertujuan agar kotoran jangan masuk kembali tangkiHidrolik tangki diklasifikasikan sebagai Vented Type reservoir atau pressure reservoir, dengan adanya tekanan di dalam tangki, masuknya debu dari udara akan berkurang dan oli akan didesak masuk kedalam pompa. b. PompaPompa hydraulic berfungsi seperti jantung dalam tubuh manusia adalah sebagai pemompa darah Pompa hidrolik merupakan komponen dari sistem hidrolik yang membuat oli mengalir atau pompa hidrolik sebagai sumber tenaga yang mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga hidrolik.Klasifikasi pompaNon Positive Displacement pump : mempunyai penyekat antara lubang masuk/inlet port dan lubang keluar/out port, sehingga cairan dapat mengalir di dalam pompa apabila ada tekanan.Contoh : Pompa air termasuk disebut juga tipe non positive diplasement.Positive diplacement pump : Memiliki lubang masuk/inlet port dan lubang keluar/outlet port yang di sekat di dalam pompa. Sehingga pompa jenis ini dapat bekerja dengan tekanan yang sangat tinggi dan harus di proteksi terhadap tekanan yang berlebihan dengan menggunakan pressure relief valve.Contoh : Pompa hidrolik alat-alat beratFixed displacement pump : mempunyai sebuah ruang pompa dengan volume tetap (fixed volume pumping chamber) Out putnya hanya bisa diubah dengan cara merubah kecepatan kerja (drive speed ) Variable displacement pump : mempunyai ruang pompa dengan volume bervariasi, outputnya dapat diubah dengan cara merubah displacement atau drive speed, fixed displacement pump maupun variable pump dipakai pada alat-alat pemindah tanahc. MotorSimbol untuk Fixed displacement motor adalah sebuah lingkaran dengan sebuah segitiga di dalamnya.Simbol pompa mempunyai segitiga yang menunjukkan arah aliran., dan simbol motor memiliki segitiga yang mengarah ke dalamSimbol untuk Single elemen pump / motor yang juga termasuk reversible memiliki dua segitiga di dalam lingkaran, masing-masing menunjukkan arah aliran.Sebuah variable displacement pump/motor diperlihatkan sebagai simbol dasar dengan tanda anak panah yang digambarkan menyilangd. Saluran Hose, PipaAda tiga macam garis besar yang dipergunakan dalam penggambaran symbol grafik untuk melambangkan pipa, selang dan saluran dalam sehubungan dengan komponen-komponen hidrolik Splid line digunkan melambangkan pipa kerja hidrolik. Pipa kerja ini menyalurkan aliran utama oli dalam suatu sistem hidrolik.Dashed line digunakan untuk mlambangkan pipa control hidrolik. Pipa control ini menyalurkan sejumlah kecil oli yang dipergunakan sebagai aliran bantuan untuk menggerakkan atau mengendalikan komponen hidrolik.Suatu ilustrasi simbol grafik terdiri dari line kerja, Line control dan line buang yang saling berpotongan.Perpotongan di gambarkan dengan sebuah setengah lingkaran pada titik perpotongan antara satu garis dengan garis line, atau digambarkan sebagai dua garis yang saling bepotongan.

Hubungan antara dua garis tidak dapat diduga kecuali jika diperhatikan dengan sebuah titik penghubung.Titik penghubung di gunakan untuk memperlihatkan suatu ilustrasi dimana garis-garis berhubungan.Jika sambungan terjadi pada bentuk T , titik penghubung dapat diabaikan karena hubungan garis antara kedua garis tersebut terlihat jelas.Bila diperlihatkan suatu arah aliran tertentu, tanda kepala panah bisa ditambahkan pada garis di dalam gambar yang menunjukkan arah aliran olie. Silinder hidrolikSilider hidrolik merubah tenaga zat cair menjadi tenaga mekanik. Fluida yang tertekan , menekan sisi piston silinder untuk menggerakan beberapa gerakan mekanis.Singgle acting cylinder hanya mempunyai satu port, sehingga fluida bertekanan hanya masuk melalui satu saluran, dan menekan ke satu arah. Silinder ini untuk gerakan membalik dengan cara membuka valve atau karena gaya gravitasi atau juga kekuatan spring.Double acting cylinder mempunyai port pada tiap bagian sehingga fluida bertekanan bias masuk melalui kedua bagian sehingga bias melakukan dua gerakan piston.Kecepatan gerakan silinder tergantung pada fluid flow rate ( gallon / minute) dan juga volume piston.Cycle time adalah waktu yang dibutuhkan oleh silinder hidrolik untuk melakukan gerakan memanjang penuh. Cycle time adalah hal yang sangat penting dalam mendiagnosa problem hidrolik.Volume = Area x StrokeCYCLE TIME = (Volume/Flow Rate) x 60f. Pressure Control ValveTekanan hidrolik dikontrol melalui penggunaan sebuah valve yang membuka dan menutup pada waktu yang berbeda berdasar aliran fluida by pass dari tekanan tinggi ke tekanan yang lebih rendah. Tanda panah menunjukan arah aliran oli. Pressure control valve bisanya tipe pilot, yaitu bekerja secara otomatis oleh tekanan hidrolik, bukan oleh manuasia. Pilot oil ditahan oleh spring yang biasanya bias di adjust. Semakin besar tegangan spring, maka semakin besar pula tekanan fluida yang dibutuhkan untuk menggerakan valve.g. Pressure Relief ValvePresure Relief Valve membatasi tekanan maksimum dalam sirkuit hidrolik dengan membatasi tekanan maksimum pada komponen-komponen dalam sirkuit dan di luar sirkuit dari tekanan yang berlebihan dan kerusakan komponen.Saat Presure relief valve terbuka, Oli bertekanan tinggi dikembalikan ke reservoir pada tekanan rendah. Presure Relief valve biasanya terletak di dalam directional control valve.Ada dua macam relief valve yang digunakan yaitu :Direct Acting Relief Valve yang menggunakan sebuah pegas kuat untuk menahan aliran dan membuka pada saat tekanan hidrlik lebih besar daripada tekanan pegasPilot Operated relief valve yang menggunakan tekanan pegas dan tekanan oli untuk menjalankan relief valve dan merupakan jenis yang lebih umum dipakaih. Directional Controll Valve.Aliran fluida hidrolik dapat dikontrol dengan menggunakan valve yang hanya memberikan satu arah aliran. Valve ini sering dinamakan dengan check valve yang umumnya menggunakan system bola. Simbol directional control valve ada yang berupa gabungan beberapa symbol. Valve ini terdiri

dari bagian yang menjadi satu blok atau juga yang dengan blok yang terpisah. Garis putus putus menunjukan pilot pressure. Saluran pilot pressure ini akan menyambung atau memutuskan valve tergantung dari jenis valve ini normaly close atau normally open.Spring berfungsi untuk mengkondisikan valve dalam posisi normal. Jika tekanan sudah build up pada sisi flow side valve, saluran pilot akan akan menekan dan valve akan terbuka. Ketika pressure sudah turun kembali maka spring akan mengembalikan ke posisi semula dibantu pilot line pasa sisi satunya sehingga aliran akan terputus. Valve ini juga umum digunakan sebagai flow divider atau sebagai flow control valve.i. Flow Control ValveFungsi katup pengontrol aliran adalah untuk mengontrol arah dari gerakan silinder hidrolik atau motor hidrolik dengan merubah arah aliran oli atau memutuskan aliran oli.Flow control valve ada beragam macam, tergantung dari berapa posisi, sebagai contoh:Flow control valve dua posisi biasanya digunakan untuk mengatur aliran ke actuator pada system hidrolik sederhana.Simbol symbol flow control valve dibawah ini menunjukan beberapa jenis cara pengoperasiannya, ada yang menggunakan handle, pedal, solenoid dan lain sebagainya.j. Flow Control MechanisAda kalanya system hidrolik membutuhkan penurunan laju aliran atau menurunkan tekana oli pada beberapa titik dalam sistem. Hal ini bias dilakukan dengan memasang restrictor. Restrictor digambarkan seperti pengecilan dalam system, dapat berupa fixed dan juga variable, bahakan bias dikontrol dengan system lain.k. FilterPengkodisian oli bisa dilakukan dengan berbagai cara, biasanya berupa filter, pemanas dan pendingin.Ada 2 jenis saringan yang umum dipakai yaitu :StrainerTerbuat dari saringan kawat yang berukuran halus.Saringan ini hanya memisahkan partikel-partikel kasar yang ada didalam oli.Saringan ini biasanya di pasang di dalam reservoir tank pada saluran masuk ke pompa.Filter : Terbuat dari kertas khusus.Saringan ini memisahkan partikel-partikel halus yang ada di dalam oliSaringan ini biasanya terdapat pada saluran balik ke reservoir tankTugas Hidrolik Oil filterMenapis kotoran, partikel logam dsb.Kotoran dapat menyebabkan cepat terjadinya keausan Oil Pump, Hydrlic Cylinder dan Valve.Saringan filter yang halus akan menjadi buntu secara berangsur-angsur sejalan dengan jam operasi mesin, maka elemennya perlu diganti secara berkala.Dilengkapi dengan by pass valve sehingga bila filter buntu, oli dapat lolos dari filter dan kembali ke tangki. Hal ini dapat mencegah terjadinya tekanan yang berlebihan dan kerusakan pada sistem tersebut.l. AkumulatorAkumulator berfungsi sebagai peredam kejut dalam system. Biasanya akumulator terpasang paralel dengan pompa dan komponen lainnya. Akumulator menyediakan sedikit aliran dalam kondisi darurat pada sistem steering dan juga rem, menjaga tekanan konstan dengan kata lain

sebagai pressure damper. Umumnya pada sistem hidrolik modern digunakan akumulator dengan tipe gas.