BAB II LANDASAN TEORI
2.5 Dasar-dasar Perhitungan Sistem Hidrolik
2.5.5 Aliran Fluida Dalam Pipa
Fluida yang mengalir dalam pipa akan mempunyai gaya-gaya geser antara partikel-partikel fluida dengan dinding batasnya dan antara partikel-partikel fluida itu sendiri yang dihasilkan oleh kekentalan (viskositas) fluida. Faktor yang menyatakan kekentalan dinamakan koefisien viskositas dinamik µ dengan satuan poise (1 P = 0,1 N.s/m2). Perbandingan antara viskositas dinamik dan kerapatan ρ fluida disebut koefisien viskositas kinematik (v) dengan satuan stokes (l st = l cm2/s).
1. Bilangan Reynolds adalah suatu konstanta yang dapat dijadikan ukuran oleh hampir semua proses aliran fluida dan nilainya diambil perbandingan antara gaya inersia dengan gaya viskositas.
a. Untuk pipa-pipa bundar yang mengalir penuh berlaku:
... (2.25)
Keterangan:
Re = Bilangan Reynolds v = Kecepatan rata-rata (m/s) penampang terhadap keliling yang basah, disebut jari-jari hidrolik R (dalam m) maka besarnya bilangan Reynolds adalah
... (2.26) 2. Macam aliran fluida
Bilangan reynolds (reynold numbers), mempunyai pengaruh terhadap macam aliran zat cair yang sesungguhnya, yang gerakannya dapat berlangsung dalam dua cara yang sarna sekali berbeda:
a. Aliran laminar yaitu aliran berlangsung dalam lapisan atau jalur-jalur yang beraturan, ciri-cirinya unsur zat cair yang terpisah bergerak dalam lapisan-lapisan sejajar secara beraturan. Batas atas bilangan reynolds untuk aliran laminar adalah 2320.
b. Aliran turbulen yaitu aliran dengan gerakan-gerakan berpusar. ciri-cirinya pada aliran sesungguhnya yang
diarahkan secara aksial timbul gerak-gerak sampingnya yang tidak beraturan dan berubah-ubah, sehingga berbagai jalur aliran akan saling mempengaruhi satu sarna lain dan karenanya terjadi pusaran. Batas bawah bilangan reynolds untuk aliran turbulen adalah 3000, sedangkan untuk bilangan Reynolds antara 2320 sampai dengan 3000, arusnya bisa laminar atau turbulen.
2.5.6 Pompa Hidrolik
Menentukan volume langkah (V) ditentukan menggunakan persamaan (Markle, 1990:210):
... (2.27) Keterangan:
Qfluid = Kebutuhan debit fluida (cm3/mnt)
nin = Putaran tenaga penggerak yang digunakan (rpm)
Kebutuhan daya untuk menggerakan pompa dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut :
... (2.28) Keterangan:
DPpump = Daya pompa (HP) Pp = Tekanan kerja (Psi)
Qpump = Debit fluida kerja (gal/menit) effp = Efisiensi pompa
Menentukan effisiensi total ditentukan menggunakan berdasarkan persamaan
... (2.29) (www. en.wikipediaorg/wiki/Hydraulic_machinery):
Keterangan:
Hp = Daya proses (HP)
Hin = Daya tenaga penggerak yang digunakan (HP)
Pemilihan pompa berdasarkan hubungan antara Head total dan debit kerja fluida ditunjukkan oleh Gambar 2.24.
Gambar 2.24 Grafik Penentuan Jenis Pompa (Sumber: Austin, H Cruch, 1986:56)
2.5.7 Tegangan Tekuk
Tegangan tekuk sama halnya dengan tegangan tekan, yaitu benda yang mengalami gaya dengan arah berlawanan, perbedaan antara tegangan tekan dan tegangan tekuk yaitu pada bentuk
bendanya, tegangan tekan terjadi pada benda benda dengan bentuk pendek/gemuk, jika ditekan akan mengembang di tengah, sedangkan tegangan tekuk terjadi pada benda benda dengan bentuk langsing, jika benda yang panjang atau langsing pada kedua ujungnya dibebani gaya sampai mencapai maka pada benda tersebut akan mengalami perubahan bentuk menjadi bengkok atau menekuk dan terjadi tegangan tekuk. Untuk membedakan terjadinya tegangan tekan dan tegangan tekuk dapat dijelaskan dengan Gambar 2.25 berikut:
Gambar 2.25 Tegangan Tekan dan Tekuk (Widiyanto, 2013:137)
Batang batang yang mengalami tekukan dilihat dari tumpuannya terdiri atas:
a. Salah satu ujungnya dijepit dan ujung lainnya bebas.
b. Kedua ujungnya diengsel.
c. Kedua ujungnya dijepit.
d. Salah satu ujungnya dijepit dan ujung lainnya engsel.
Bentuk batang yang mengalami tekukan dilihat dari jenis-jenis tumpuannya ditunjukkan oleh Gambar 2.26.
(a) (b) (c) (d)
Gambar 2.26 Tegangan tekuk; (a) Salah satu ujungnya dijepit dan ujung lainnya bebas; (b) Kedua ujungnya diengsel; (c) Kedua ujungnya dijepit; (d) Salah satu
ujungnya dijepit dan ujung lainnya engsel (Sumber: Widiyanto, 2013:138-141)
Menetukan beban kritis (FKR) berdasarkan jenis tumpuan pada batang yang mengalami beban tekuk adalah sebagai berikut:
a. Salah satu ujungnya dijepit dan ujung lainnya bebas (Widiyanto, 2013:139):
... (2.30) Keterangan:
FKR = Beban kritis (kg)
E = Modulus elastis (kg/mm2) I = Momen Inersia (mm4) L = Panjang batang (mm)
b. Kedua ujungnya diengsel (Widiyanto, 2013:139):
... (2.31) c. Kedua ujungnya dijepit (Widiyanto, 2013:140):
... (2.32)
d. Salah satu ujungnya dijepit dan ujung lainnya engsel (Widiyanto, 2013:141):
... (2.33) Untuk batang dengan kedua ujungnya diengsel dan pada bagian tengahnya terdapat peluncur seperti Gambar 2.27, kita anggap bahwa tekukan terjadi pada batang AB dan BC.
Gambar 2.27 Batang dengan kedua ujungnya diengsel dan pada bagian tengahnya terdapat peluncur
(Sumber: Widiyanto, 2013:142)
Menetukan beban kritis (FKR) berdasarkan jenis tumpuan pada batang dengan kedua ujungnya diengsel dan pada bagian tengahnya terdapat peluncur (Widiyanto, 2013:142):
... (2.34)
36 3.1 Diagram Alir Perancangan
Proses perancangan yang dilaksanakan pada tugas akhir ini berdasarkan urutan yang ada dalam diagram alir perancangan. Diagram alir perancangan dapat dilihat pada Gambar 3.1 dibawah ini.
Gambar 3.1 Diagram Alir Perancangan
3.2 Penjelasan Digram Alir
Pada gambar 3.1 ditunjukkan gambar diagram alir perancangan sistem hidrolik press tool untuk pembuatan tabung LPG 5,5 kg. Langkah yang dilaksankan dalam proses perancangan yang pertama yaitu studi pustaka dan studi lapangan.
Dalam pelaksanaan studi pustka dan studi lapangan didapatkan hasil mngenai berat komponen yang digerakkan oleh sistem hidrolik dan bahan yang akan dipress sebagai tabung LPG 5,5 kg.
Bahan yang digunakan untuk tabung LPG 5,5 kg adalah JIS G 3116 SG 295. Bahan yang digunakan merupakan bahan yang sesuai dengan Standar Nasional Indonesia (SNI) dengan nomor SNI 07-3018-2006. Untuk lebih jelasnya mengenai komposisi kimia dan sifat mekanik JIS G 3116 SG 295 dapat dilihat pada Tabel 3.1 hingga Tabel 3.3 berikut ini.
Tabel 3.1 Komposisi Kimia JIS G 3116 SG 295
C Si Mn P S
max 0.2 max 0.35 max 1 max 0.03 max 0.03 (Sumber: http://steeljis.com/jis_steel_datasheet.php)
Tabel 3.2 Sifat Mekanik JIS G 3116 SG 295
Assortment
Yield point or Proof
stress
Tensile
strength Elongation Reduction of area Tabel 3.3 Spesifikasi Plat Baja Bahan Tabung
No Sifat Mekanik Satuan *)
1 Kekuatan Tarik (σs) 440 MPa (440 N/mm2 = 44,90 kg/mm2) 2 Kekuatan Luluh 295 MPa (295 N/mm2 = 30,10 kg/mm2)
(Sumber: www.shipbuilding-steel.com)
Selain dari bahan yang digunakan pada perancangan sistem hidrolik press tool untuk pembuatan tabung LPG 5,5 kg, pada perancangan ini juga ditentukan dimensi plat yang akan dikerjakan oleh mesin pres. Ukuran atau dimensi yang ditentukan dapat dilihat pada Gambar 3.2 Dimensi Bahan dan Dimensi Tabung LPG.
Gambar 3.2 Dimensi Bahan dan Dimensi Tabung LPG
Setelah bahan dan dimensi benda kerja yang akan dikerjakan diketahui, langkah selanjutnya adalah proses perhitungan. Perhitungan yang dilaksanakan meliputi:
1. Perancangan rangkaian sistem hidrolik
Secara umum sistem hidrolik pada alat angkut dan angkat yang digunakan terdiri dari empat bagian utama yaitu:
a. Sumber tenaga ( power pack) b. Katup Sinyal
c. Aktuator
d. Alat ukur tekanan berupa manometer
Diagram rangkaian sistem hidrolik press tool untuk menggerakan silinder yang berfungsi untuk menaikan, menahan, dan menurunkan beban (press ram, punch, pressure pad dan spring) ditunjukan oleh Gambar 3.3 Rangkaian Sistem Hidrolik.
1 2
3 4 5
Keterangan:
1. Pump unit 2. Filter 3. Katup 4/3
4. One-way flow control 5. Aktutor
Gambar 3.3 Rangkaian Sistem Hidrolik
Cara kerja rangkaian sistem hidrolik sirkuit diagram adalah sebagai berikut. Pada saat pompa berputar yang digerakan oleh motor listrik, fluida hidrolik yang berada didalam tangki akan terhisap oleh pompa dan akan diteruskan ke sistem instalasi hidrolik lewat outlet side sebelum memasuki katup pengatur aliran (control valve), aliran fluida akan melewati katup pengaman (presure relive valve), katup pengaman berfungsi sebagai pelindung dari beban berlebihan atau beban kejutan.
Fluida akan memasuki katup pengatur arah aliran katup ini berfungsi
untuk mengarahkan aliran fluida ke salah satu bagian intlet port dari silinder hidrolik yang sebelumnya harus melewati katup pengatur aliran satu arah (one way flow control) untuk jumlah aliran yang masuk sehingga kecepatan silinder dapat diatur, fluida dari silinder akan mengalir kembali melewati katup pengontrol aliran kemudian kembali ke tangki yang terlebih dahulu harus melewati filter.
2. Peninjauan tekanan kerja
Dalam peninjauan tekanan kerja sistem hidrolik dapat menggunakan acuan dari festo didactic yang sudah menerbitkan buku Festo Hydraulics Basic Level. Rumus yang sering digunakan untuk menghitung tekanan yaitu:
Keterangan:
P : Tekanan (Pascal/Pa) F : Gaya (N)
A : Luas penampang (m2)
Tekanan kerja yang digunakan sangat berhubungan dengan beban yang ditumpu dan luas penampang yang digunakan. Luas penampang yang dihitung pada perancangan sistem hidrolik adalah luas penampang piston silinder hidrolik. Agar lebih mudah dalam menentukan tekanan kerja dapat digunakan Gambar 3.4 dan Tabel 3.4 dibawah ini.
Gambar 3.4 Diagram Hubungan Beban (f), Diameter Piston dan Tekanan Kerja (P)
(Sumber: Merkle, 1990)
Tabel 3.4 Standart Internal Diameter, Piston Rod Diameter dan Nominal Pressure
(Sumber: Merkle, 1990)
3. Perancangan piston
Pada perancangan piston ini berdasarkan pada beban kerja (F) yang dialami oleh piston. Perancangan ini meliputi: diameter piston (Dp), diameter batang piston (Dbp), panjang langkah piston (L) dan tinggi piston (H), yang selanjutnya akan dilakukan pemeriksaaan tinggi piston terhadap tegangan tekan (dc) dan diameter batang piston terhadap beban kritis (Fcr). Perancangan ini digunakan untuk mendapatkan spesifikasi dari piston terkecil.
Spesifikasi piston yang paling sering digunakan untuk piston hidrolik adalah bahan yang mempunyai kekuatan mulur 50 kg/mm2 (S.R.
Majumdar) bahan yang sesuai yaitu: JIS G 3221 SFCM 75R (Sularso, 1998: 338).
Tegangan mulur bahan (τc) = 50 kg/mm2 Faktor keamanan untuk beban dinamis (sf) = 10
Tegangan mulur ijin ( ) kg/mm2
Sedangkan rumus yang digunakan untuk mendapatkan diameter piston yaitu:
Keterangan:
Ap = Luas Area Piston (cm2)
η = Efisiensi mekanik hidrolik (0,9-0,95)
P = Tekanan kerja yang digunakan (N/cm2)
Pemeriksaan terhadap beban kritis (Fcr) dengan bahan batang piston menggunakan rumus:
(D. Merkle, 1990: 327) Keterangan:
E = Modulus elastisitas bahan untuk baja (2,1x104 kg/mm2) I = Momen Inersia
L = Panjang Batang Piston V = Faktor keamanan (2,5 – 3,5)
Tinggi piston menggunakan persamaan dibawah ini
Keterangan:
F = Beban total yang bekerja pada silinder (kg)
= Tegangan mulur yang diijinkan (kg/mm2)
Dan pemeriksaan terhadap tegangan mulur yang terjadi menggunakan rumus:
Tinggi piston dinyatakan aman jika tegangan mulur yang terjadi lebih kecil dari tegangan mulur ijin .
4. Perancangan silinder hidrolik
Pada perencanaan silinder hidrolik pengungkit ini berdasarkan pada tekanan kerja (P) yang dialami oleh silinder hidrolik. Perancangan
silinder hidrolik ini meliputi : tebal silinder (t), panjang silinder (Lsil), dan diameter silinder (D). Untuk mengetahui tingkat keamanan pada silinder tersebut selanjutnya akan dilakukan pemeriksaan ketebalan sislinder terhadap tegangan memanjang (Fτa) dan pemeriksaan ketebalan silinder terhadap tegangan keliling (Fτb).
Tebal silinder (t) dapat dihitung berdasarkan spesifikasi yang dibutuhkan, yaitu:
- Bahan yang akan digunakan untuk silinder hidrolik adalah bahan yang mempunyai kekuatan tarik diatas 600 bar. (S.R. Majumdar, 2002) yaitu JIS G 4102 SNC 2
- Teragangan tarik bahan (τt) = 85 kg/mm2 - Tegangan mulur bahan (τa) = 70 kg/mm2 - Faktor kemanan (sf) = 9
- Tegangan tarik ijin bahan = kg/mm2 Rumus yang digunakan yaitu:
(S. R. Majumdar, 200: 265)
Pemeriksaaan ketebalan silinder terhadap tegangan memanjang menggunakan persamaan:
45 4.1 Peninjauan Beban
Beban yang pada perancangan sistem hidrolik press tool untuk pembuatan tabung LPG 5,5 kg ini berdasarkan pada bahan yang akan dikerjakan dan punch atau komponen yang digerakkan oleh silinder hidrolik.
Gambar 4.1 Tabung Gas 5,5 kg dan Ilustrasi Tekanan yang bekerja pada Tabung Bahan yang akan dikejakan adalah JIS G 3116 SG 295 dengan diameter blank 365 mm, diameter tabung 2,3 mm (Iwan Agustiawan, 2017) dan tegangan luluh 30,1 kg/mm2. Maka, gaya yang dibutuhkan oleh sistem hidrolik press tool untuk melakukan penekanan adalah
* + (Sumber : Nagpal, 2000:231)
* +
Jika 1 kgf sama dengan 0,00980665 kN maka tekanan sistem hidrolik press tool yang dibutuhkan adalah 390,1178 kN.
Gambar 4.2 Ilustrasi Gaya Deep Drawing
Punch yang digunakan pada perancangan sisterm hidrolik press tool ini menggunakan bahan Baja ASTM 681 Group S5 dengan spesifikasi sebagai berikut (ASM HANDBOOK VOL 1, 2005: 1180):
a. Tegangan tarik : b. Tegangan tarik ijin :
c. Tegangan geser ijin : d. Berat jenis baja : 7.850 kg/m3 (menurut SNI; www.ilmusipil.com) Dimensi punch yang digunakan adalah Ø36,5 x1,65 cm. Maka berat punch yang digerakkan oleh silinder hidrolik yaitu:
( )
( )
Gambar 4.3 Profil Punch
Berdasarkan perhitungan peninjauan beban yang ditumpu oleh silinder hidrolik press tool diatas, maka beban total yang ditumpu oleh silinder hidrolik adalah 39.794,4885 kgf atau 390,1178 kN dengan rincian yang dapat dilihat pada tabel 4.1 dibawah ini.
Tabel 4.1 Beban Total Silinder Hidrolik No. Nama Komponen Berat 1. Benda kerja 390,1178 kN
2. Punch 0,13284 kN
Berat Total 390,13284 kN
4.2 Peninjauan Tekanan
Untuk menentukan tekanan kerja (P) dapat digunakan rumus sebagai berikut:
Keterangan:
P : Tekanan kerja (kg/m2)
F : Gaya yang bekerja melakukan penekanan (kg) D : Diameter piston yang direncanakan (m) A : Luas Penampang piston (m2)
Berdasarkan rumus diatas, pertimbangan faktor koreksi, dan jumlah silinder hidrolik yang digunakan, untuk mengetahui gaya tekan yang terjadi pada plat dapat menggunakan persamaan dibawah ini.
Dengan menggunakan bantuan Diagram hubungan antara beban (F), diameter piston (d), dan tekanan kerja (P) pada Gambar 4.2 dibawah ini, maka dipilih tekanan kerja sebesar 300 bar dan beban sesuai dengan kebutuhan, maka ukuran piston yang digunakan adalah
Gambar 4.4 Diagram hubungan antara beban (F), diameter piston (d), dan tekanan kerja (P)
(Sumber: Merkle, 1990:17)
Tabel 4.2 Standart Internal Diameter, Piston Rod Diameter dan Nominal Pressure
(Sumber: Merkle, 1990:140)
Berdasarkan pada Gambar 4.4 dan tabel 4.2, maka tekanan kerja yang dipilih adalah 300 Bar, diameter piston 150 mm, diameter batang piston 140 mm yang mampu menahan gaya sebesar 500 kN atau 50.985,81 kgf.
4.3 Perancangan Piston dan Batang Piston
Gambar 4.5 Diagram Alir Perancangan Piston
Pada perancangan piston ini berdasarkan pada beban kerja (F) yang dialami oleh piston silinder hidrolik. Perancangan ini meliputi: diameter piston (Dp), diameter batang piston (Dbp), panjang langkah piston (L) dan tinggi piston (H), yang selanjutnya akan dilakukan pemeriksaaan tinggi piston terhadap tegangan tekan (dc) dan diameter piston terhadap beban kritis (Fcr).
Perancangan ini digunakan untuk mendapatkan spesifikasi dari piston terkecil.
1. Spesifikasi piston yang paling sering digunakan untuk piston hidrolik adalah bahan yang mempunyai kekuatan mulur 50 kg/mm2 (Sumber: S.R.
Majumdar) bahan yang sesuai yaitu: JIS G 3221 SFCM 75R (Sularso, Elemen Mesin, hal 338).
- Tegangan mulur bahan (τc) = 50 kg/mm2 - Faktor keamanan untuk beban dinamis (sf) = 10
- Tegangan mulur ijin ( ̅ ) = 50/10 = 5 kg/mm2 2. Beban yang bekerja pada piston (F)
Beban tersebut diambil berdasarkan perhitungan pada perhitungan beban yang ditumpu pada sub-bab 4.1.
3. Diameter Piston (DP) √
Keterangan:
Ap = Luas area piston (cm2)
η = Efisiensi mekanik hidrolik (0,9-0,95) P = Tekanan kerja yang digunakan (N/cm2)
Untuk Ap tekanan pompa yang digunakan adalah 125 bar = 1250 N/cm2 sehingga didapatkan:
Maka,
√
Sesuai dengan diagram yang ada pada diagram hubungan beban (f), diameter piston dan tekanan kerja (P), maka diameter piston yang dipilih yaitu 150 mm dengan diameter batang piston 140 mm
4. Pemeriksaan terhadap beban kritis (Fcr) dengan bahan batang piston adalah baja khrom JIS G 3221 SFCM 75R adalah
Gambar 4.6 Batang Piston Silinder Hidrolik
(D. Merkle, 1990, hal: 327) Keterangan:
E = Modulus elastisitas bahan untuk baja (2,1x104 kg/mm2)
I = Momen Inersia =
F = Beban total yang bekerja pada silinder (kg) ̅ = Tegangan mulur yang diijinkan (kg/mm2)
√ ̅
√
6. Pemeriksaan terhadap tegangan mulur yang terjadi pada piston
| ̅ | √
√
⁄
Tinggi piston dinyatakan aman untuk digunakan karena tegangan mulur yang terjadi lebih kecil dari tegangan mulur ijin (| ̅ | ̅ ), yaitu 2,2356 kg < 5 kg/mm2.
4.4 Perapat Piston
Suatu perapat piston yang baik dan sempurna merupakan suatu persyaratan utama untuk menghindari kehilangan tekanan karena terjadinya kebocoran fluida dan hilangnya tekanan dalam suatu sistem hidrolik. Berikut adalah perhitungan untuk menentukan tebal perapat piston (s) dan tinggi perapat piston.
1. Tebal Perapat (s)
Tebal perapat dapat dihitung menggunakan rumus:
√ (Stolk & Kross, 1994: 523)
Tinggi perapat dapat dihitung menggunakan rumus:
Maka,
4.5 Perencanaan Silinder Hidrolik
Pada perencanaan silinder hidrolik ini berdasarkan pada tekanan kerja (P) yang dialami oleh silinder hidrolik. Perancangan silinder hidrolik ini meliputi: tebal silinder (t), panjang silinder (Lsil), dan diameter silinder (D).
Untuk mengetahui tingkat keamanan pada silinder tersebut selanjutnya akan dilakukan pemeriksaan ketebalan sislinder terhadap tegangan memanjang (Fτa) dan pemeriksaan ketebalan silinder terhadap tegangan keliling (Fτb).
Gambar 4.7 Diagram Alir Perancangan Silinder Hidrolik 1. Tekanan kerja dapat dihitung menggunakan rumus
Keterangan:
P = Tekanan kerja (kg/mm2)
F = Beban yang bekerja pada silinder (kg)
D = Diameter dalam silinder yang direncanakan (mm) A = Luas penampang (mm2)
Maka,
Diameter dalam silinder hidrolik direncanakan 163 mm
Sehingga,
⁄
⁄
2. Tebal silinder (t) dapat dihitung berdasarkan spesifikasi yang dibutuhkan, yaitu :
- Bahan yang akan digunakan untuk silinder hidrolik adalah bahan yang mempunyai kekuatan tarik diatas 600 bar. (S.R. Majumdar, 2002) yaitu JIS G 4102 SNC 2
- Teragangan tarik bahan (τt) = 85 kg/mm2 - Tegangan mulur bahan (τa) = 70 kg/mm2 - Faktor kemanan (sf) = 10
- Tegangan tarik ijin bahan ( ̅ ) = 85 : 10 = 8,5 kg/mm2
Rumus yang digunakan yaitu:
(√ ) (S. R. Majumdar, 2002: 265)
Sehingga,
(√ )
(√ )
Setelah diketahui tebal dinding silinder dengan menggunakan perhitungan diatas, maka tebal dinding silinder yang dipilih adalah 26 mm.
3. Panjang silinder (Lsil) yang akan digunakan untuk silinder adalah 300 mm.
4. Pemeriksaaan ketebalan silinder terhadap tegangan memanjang
⁄
Ketebalan silinder teleskopik 26 mm aman digunakan karena Ftu < Ft yaitu 3,6058 kg/mm2 < 8,5 kg/mm2
4.6 Perhitungan Daya
Perhitungan daya motor yang digunakan untuk menggerakkan aktuator dapat dihitung dengan persamaan dibawah ini.
Keterangan:
HDD = Daya pada proses deep drawing (kg.m/s) Fp = Beban aktuator hidrolik (kg)
Nakt = Jumlah aktuator = 1 buah
vrod = Kecepatan batang piston ketika proses deep (m/s) Sehingga daya yang dibutuhkan yaitu
⁄ (1 HP = 75 kg.m/s)
Jadi, daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan sistem hidrolik press tool adalah 1,3596 HP. Sehingga daya motor yang dapat diguanakan adalah 1,5 hingga 2 HP.
4.7 Perawatan Sistem Hidrolik
Perawatan sistem pada dasarnya mengikuti prosedur perawatan standar pada umumnya. Pada setiap sistem, permasalahan yang terjadi akibat operator yang kurang paham dalam hal pemasangan komponen yang salah, perawatan yang kurang baik, lingkungan yang kurang bersih dan pengoperasian yang tidak teratur dapat mengakibatkan gangguan atau kegagalan pada sistem hidrolik seperti macetnya pompa, bocornya saluran pipa penghubung, serta turunnya tekanan kerja yang pada akibatnya menurunkan efisiensi kerja.
Perawatan yang tepat dan harus dilakukan secara berkala dapat mengurangi terjadinya gangguan yang terjadi pada mesin. Menjaga kerja
mesin tetap optimal serta dapat menambah umur mesin itu sendiri. Hal-hal yang utama perlu diperhatikan dalam melakukan perawatan mesin antara lain:
1. Pencegahan kebocoran
Kebocoran yang terjadi pada sistem hidrolik dapat dibedakan menjadi dua golongan, antara lain:
a. Kebocoran dalam
Kebocoran dalam tidak menyebabkan secara langsung oli keluar dari dalam sistem. Kebocoran ini terjadi di dalam sistem hirolik tyang dapat mengakibatkan penurunan efisiensi kerja dari sistem hidrolik itu sendiri. Kebocoran ini dapat terjadi pada pompa seal katup silinder hidrolik.
b. Kebocoran luar
Kebocoran luar dapat terjadi antara lain karena rapat sambungan penghubung, pemasangan seal sambungan yang kurang tepat, serta pipa yang kurang baik kualitasnya. Kebocoran luar ini akan langsung sangat berpengaruh pada kinerja dari sistem hidrolik tersebut.
2. Pencegahan panas berlebih
Temperatur yang berlebih baik panas maupun dingin kurang baik. Pada minyak hidrolik, panas yang berlebih menyebabkan viskositas oli turun sehingga kerja seal itu sendiri yang tidak dapat menyapu bersih oli.
Untuk mengatasi panas yang berlebih ini, pada sistem hirdrolik sangat perlu dilakukan pendingin, terutama saluran-saluran pendingin yang diberi tekanan udara dari kipas dan ada juga yang menggunakan sistem pendingin air. Tetapi pada rangkaian-rangkaian yang bertekanan tinggi,
kecepatan tinggi, pendinginan sangat diperlukan untuk menghilangkan panas yang berlebih untuk menjaga temperatur oli agar stabil.
3. Pencegahan masuknya udara dalam minyak hidrolik
Apabila terjadi gelembung udara pada minyak hidrolik yang menyebabkan pompa berisik, pompa berputar tetapi minyak tidak dapat bekerja dengan sempurna akibat tidak dapat ditekan mengakibatkan aliran fluida menjadi tersendat-sendat sehingga aktuator tidak dapat bekerja dengan baik. Untuk menghindari agar udara tidak masuk ke dalam sistem dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut:
a. Menjaga ketinggian oli dalam tangki (reservoir) pada level normal.
b. Cepat mengganti bagian-bagian yang telah rusak.
c. Mengontrol sambungan, apabila ada akan segera dapat diketahui dan dilakukan perbaikan sehingga dapat teratasi.
d. Dilakukan perawatan yang rutin atau berkala agar dapat mengetahui kinerja sistem pada setiap komponen.
4. Pemeliharaan filter
Filter sangat penting di dalam sistem hidrolik. Filter berfungsi untuk menyaring dan melepaskan kotoran dari berbagai jenis kotoran dari minyak hidrolik. Hal ini kadang-kadang sulit dipahami, mengapa pemakaian filter tidak memperpanjang penggantian oli yang dimundurkan, dikarenakan filter hanya berfungsi membersihkan kotoran, bukan menambah umur pemakaian. Maka dari itu pembersihan atau penggantian saringan merupakan perawatan yang wajib dilakukan.
5. Pembilasan minyak hidrolik
Biasanya kerusakan pompa sering disebabkan karena adanya kotoran yang terkandung di dalam minyak hidrolik. Pemakaian saringan merupakan hal yang baik, karena dapat menyaring kotoran-kotoran yang terbawa oli. Tetapi kotoran-kotoran yang partikel kecil akan lolos dari proses penyaringan, jika hal ini terjadi terus menerus maka kotoran tersebut dapat mengendap menjadi lumpur bahkan kerak. Satu-satunya cara yang harus dilakukan adalah membilas dan mengganti minyak hidrolik.
6. Pemeliharaan katup dan saluran hidrolik
Katup-katup umumnya dibuat dengan sangat presisi dan sangat teliti untuk pemakaian yang bertekanan tinggi. Umumnya katup-katup tidak menggunakan paking (bushing) karena kemungkinan kebocoran kecil.
Untuk pemasangan dan pelepasan katup harus cermat, apabila terdapat kesalahan dalam pemasangan dapat mengakibatkan kebocoran.
Kerusakan seperti ini dapat dicegah apabila operator menggunakan sistem hidrolik dengan hati-hati. Pemakaian yang kontinyu oli harus dikontrol dan diganti sesuai dengan umur oli tersebut. Saringan juga harus dibersihkan pada periode waktu tertentu untuk menjaga umur pamakaian katup.
7. Pemeliharaan Aktuator
Aktuator merupakan bagian yang paling banyak bergerak dan mendapat beban yang lebih. Untuk menjaga agar dapat bekerja dengan baik, harus meiliki persyaratan tersendiri. Seal dan paking (bushing) yang terdapat
dalam silinder membutuhkan pemeriksaan reguler dan apabila terjadi kerusakan harus segera diganti agar tidak menganggu kerja dari komponen lain.
62 BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Press tool adalah suatu peralatan yang digunakan untuk pengerjaan pemotongan dan pembentukan pelat logam lembaran menjadi barang produksi yang diinginkan dengan bantuan penekan.
Hasil dari perancangan sistem hidrolik press tool ini diantaranya adalah
1. Beban dan tekanan kerja
a. Beban total : 39.794,4885 kg b. Tekanan kerja : 300 Bar
2. Piston, batang piston dan silinder hidrolik teleskopik a. Bahan piston : JIS G 3221 SFCM 75 R
5.2 Saran
1. Dalam perancangan sistem hidrolik press tool ini agar diperhatikan faktor-faktor keamanan seperti: pemilihan bahan dan komponen sistem hidrolik yang digunakan.
2. Hendaknya dilakukan pemeliharaan secara berkala agar umur komponen sistem hidrolik dan lainnya lebih lama.
3. Untuk operasional haruslah memperhatikan kapasitas penekanan yang dioperasikan dengan sistem hidrolik.
Budi Tri Siswanto. (2008). Teknik Alat Berat Jilid I. Jakarta : Pusat Perbukuan, Kementrian Pendidikan Nasional.
Budi Tri Siswanto. (2008). Teknik Alat Berat Jilid I. Jakarta : Pusat Perbukuan, Kementrian Pendidikan Nasional.