MODUL PEMBELAJARAN HIDROLIK
DENGAN FLUID SIM 5.0
'ST]VMKLXk(MVIOXSVEX4IQFMREER71/ %PPVMKLXW6IWIVZIH
4IRKEVEL
(VW11YWXEKLJMVMR%QMR1&% Direktur Pembinaan SMK
4IRERKKYRK.E[EF
%VMI;MFS[S/LYVRME[ER77M1%O
Kasubdit Program dan Evaluasi, Direktorat Pembinaan SMK
/IXYE8MQ
'LVMWQM;MHNENERXM7)1&%
Kasi Program, Subdit Program dan Evaluasi, Direktorat Pembinaan SMK @qe` g K` hch` g Q` yhj + RG+ L @
Kasi Evaluasi, Subdit Program dan Evaluasi, Direktorat Pembinaan SMK 8MQ4IR]YWYR Komplek Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Gedung E, Lantai 13
Jalan Jenderal Sudirman, Senayan, Jakarta 10270
9 786026 072948
Siti Maulidatul Holisah, ST (SMKS Tunas Harapan Pati) Mira Ratnawati (SMK Negeri 1 Batam)
Madya Deka Apriliya, ST (SMKS Muhammadiyah 3 Samarinda) Verga Pandrianti (SMK Negeri 1 Cimahi)
Laily Yunica Ariyanti (SMK Negeri 7 Semarang) Subur, S.Pd., M.Pd.T (SMK Negeri 1 Pariaman)
Muhammad Ali Fauzy (SMKS Muhammadiyah 1 Kota Tegal) Djoko Setyono (SMK Negeri 1 Jenangan)
Syiar Nathiq, S.Pd (SMK Negeri 1 Rengasdengklok) Kasiyanto, S.Pd., MT (SMK Negeri 1 Glagah) Retno Kusmiawati, S.Pd (SMK Negeri 1 Balikpapan) Aris Nuryanto, S.Pd (SMKS Al Bahri)
Mochamad Tapsir (SMK Negeri 1 Cirebon) Muhtadin (SMKS Ma`arif 1 Kebumen) Mustamin (SMK Negeri 2 Palopo)
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan yang Maha Esa atas tersusunnya buku teks ini, dengan harapan dapat digunakan sebagai buku teks untuk siswa Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) Bidang Studi Keahlian Teknologi Dan Rekayasa, Teknik Otomasi Industri.
Penerapan kurikulum 2013 mengacu pada paradigma belajar kurikulum abad 21 menyebabkan terjadinya perubahan, yakni dari pengajaran (teaching) menjadi belajar (learning), dari pembelajaran yang berpusat kepada guru (teacherscentered) menjadi pembelajaran yang berpusat kepada peserta didik (studentcentered), dari pembelajaran pasif (pasive learning) ke cara belajar peserta didik aktif (active learning-CBSA) atau Student Active Learning-SAL.
Buku teks Hidrolik ini disusun berdasarkan tuntutan paradigma pengajaran dan pembelajaran kurikulum 2013 diselaraskan berdasarkan pendekatan model pembelajaran yang sesuai dengan kebutuhan belajar kurikulum abad 21, yaitu pendekatan model pembelajaran berbasis peningkatan keterampilan proses sains.
Penyajian buku teks untuk Mata Pelajaran Hidrolik ini disusun dengan tujuan agar supaya peserta didik dapat melakukan proses pencarian pengetahuan berkenaan dengan materi pelajaran melalui berbagai aktivitas proses sains sebagaimana dilakukan oleh para ilmuwan dalam melakukan eksperimen ilmiah (penerapan scientifik), dengan demikian peserta didik diarahkan untuk menemukan sendiri berbagai fakta, membangun konsep, dan paradigma baru secara mandiri.
Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, dan Direktorat Jenderal Peningkatan Mutu Pendidik dan Tenaga Kependidikan menyampaikan terima kasih, sekaligus saran kritik demi kesempurnaan buku teks ini dan penghargaan kepada semua pihak yang telah berperan serta dalam membantu terselesaikannya buku teks siswa untuk Mata Pelajaran Hidrolik di tingkat Sekolah Menengah Kejuruan (SMK).
Stuttgart, 8 Desember 2016
Tim Otomasi Industri
MODUL PEMBELAJARAN HIDROLIK
DENGAN FLUID SIM 5.0
'ST]VMKLXk(MVIOXSVEX4IQFMREER71/ %PPVMKLXW6IWIVZIH
4IRKEVEL
(VW11YWXEKLJMVMR%QMR1&% Direktur Pembinaan SMK
4IRERKKYRK.E[EF
%VMI;MFS[S/LYVRME[ER77M1%O
Kasubdit Program dan Evaluasi, Direktorat Pembinaan SMK
/IXYE8MQ
'LVMWQM;MHNENERXM7)1&%
Kasi Program, Subdit Program dan Evaluasi, Direktorat Pembinaan SMK @qe` g K` hch` g Q` yhj + RG+ L @
Kasi Evaluasi, Subdit Program dan Evaluasi, Direktorat Pembinaan SMK 8MQ4IR]YWYR Komplek Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Gedung E, Lantai 13
Kata Pengantar ... iii
Daftar Isi ... iv
Peta Kedudukan Bahan Ajar ... 1
Glosaruim ... 2
BAB 1 : PENDAHULUAN ... 4
A. Deskripsi ... 5
B. Prasyarat ... 5
C. Petunjuk Penggunaan Modul ... 6
D. Tujuan Akhir ... 6
E. Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar ... 7
F. Cek Kemampuan Awal ... 11
BAB 2 : PEMBELAJARAN ... 14 1. Kegiatan Belajar ke-1
...
151. Deskripsi
...
152. Tujuan Pembelajaran
...
153. Materi Pembelajaran
...
154. Rangkuman
...
275. Tugas
...
286. Test Formatif
...
287. Lembar Kerja
...
332. Kegiatan Belajar ke-2
...
341. Tujuan Pembelajaran
...
342. Materi Pembelajaran
... 34
3. Rangkuman
...
705. Tes Formatif
...
726. Lembar Kerja
...
763. Kegiatan Belajar ke-3
...
771. Tujuan Kegiatan Pembelajaran
...
772. Hasil Yang Diharapkan Dari Pembelajaran
...
773. Materi Pembelajaran
...
774. Latihan
...
98BAB 3 : EVALUASI ... 104
A. Kognitif Skill
...
104B. Psikomotor Skill
...
104C. Attitude Skill
...
104BAB 4 : PENUTUP ... 106
PETA KEDUDUKAN BAHAN AJAR
Struktur kurikulum bidang keahlian Teknologi dan Rekayasa program keahlian Teknik Elektronika paket keahlian Teknik Mekatronika.
Pneumetik dan Hidrolik Teknologi
Mekanik
Teknik Pengendali
Daya
Mekanika dan Elemen Mesin
Robotik C A E
Teknik Kontrol
Teknik Mikroprosessor
Teknik
Elektronika SimulasiDigital
Teknik
Kerja Bengkel TeknikListrik
Teknik Pemrograman
GLOSARIUM
Aktuator : Bagian keluaran untuk mengubah energi suplai menjadi energi kerja yang dimanfaatkan.
Aktuator linier : Aktuator yang keluarannya berbentuk gerakan linier (lurus).
Aktuator putar : Aktuator yang keluarannya berbentuk gerakan putar (berayun).
Control valve : Katup pengontrol
Die casting machines : Model mesin.
Dirt : Kotoran padat.
Distribusi udara : Suatu jaringan yang menyalurkan udara dari kompresor menuju ke pemakai.
Filter : Penyaring / Pemisah.
Interface : Salah satu layanan yang disediakan sistem operasi sebagai sarana interaksi antara pengguna dengan sistem operasi.
Konduktor : Penghantar panas dan listrik yang baik.
Mikrokontroller : Chip yang berfungsi sebagai pengentrol rangkain elektronik umunya terdiri dari CPU, Memeori, I/O, Unit pendukung yang terintegrasi didalamnya.
Pengering udara : Suatu peralatan yang berfungsi mengeringkan udara dari kompresor yang dibutuhkan oleh sistem.
Pompa hidrolik : Pompa yang berfungsi untuk mentransfer energi mekanik menjadi energi hidrolik yang bekerja dengan cara
menghisap oli dari tangki hidrolik dan mendorongnya
kedalam sistem hidrolik dalam bentuk aliran (flow).
Pressure control valve : Katup yang mengatur tekanan dalam rangkaian dengan mengembalikan semua atau sebagaian oli ketangki, apabila
:
:
:
:
:
ai
:
onik
:
:
Selenoid : Salah satu jenis komponen terbuat dari kabel panjang yang dililitkan secara rapat.
Sistem hidrolik : Teknologi yang memanfaatkan zat cair, biasanya oli, untuk melakukan suatu gerakan lurus atau berputar.
Transduser : Piranti yang merubah suatu bentuk daya kebentuk daya yang lain.
Vakum : Udara yang mempunyai tekanan di bawah atmosfir.
Viskositas : Kekentalan cairan.
A. DESKRIPSI
Proses Produksi di industri banyak terjadi proses pemindahan benda atau bahan dari satu lokasi ke lokasi lain, atau proses menahan, membentuk atau mengepres produk. Di setiap lokasi semua penggerak mesin menggunakan listrik sebagai energi suplainya. Selain listrik dapat juga digunakan fluida baik cairan maupun gas untuk memindahkan dari satu lokasi ke lokasi lainnya atau untuk menghasilkan gerakan putar atau linear. Sistem berbasis pemanfaatan fluida menggunakan cairan sebagai media yang disebut sistem hidrolik. Sistem berbasis pemanfaatan gas disebut sistem pneumatik. Gas dasar yang digunakan adalah udara yang dimampatkan. Pelajaran Pneumatik dan Hidrolik diberikan di kelas XI dan XII selama 4 semester. Pembagiannya adalah sebagai berikut:
Pneumatik kelas XI semester 1 Elektropneumatik kelas XI semester 2 Hidrolik kelas XII semester 1 Elektrohidrolik kelas XII semester 2
Buku pelajaran Pneumatik dan Hidrolik kelas XI semester 1 ini membahas Sistem Hidrolik yang terdiri dari 3 bab:
1. Dasar – dasar Hidrolik
2. Komponen – komponen Sistem Hidrolik
3. Desain dan Analisis Rangkaian Hidrolik
Buku pelajaran ini tidak hanya berisi teori tentang Hidrolik saja tetapi dilengkapi juga dengan petunjuk pelaksanaan praktek. Selain itu terdapat juga soal-soal tes formatif untuk mengukur ketercapaian siswa.
B. PRASYARAT
C. PETUNJUK PENGGUNAAN
Buku pelajaran ini dapat digunakan siapa saja terutama siswa-siswa SMK Bidang Keahlian Teknologi dan Rekayasa, terutama untuk program studi keahlian Teknik Mesin, Teknik Pemanfaatan Tenaga Listrik dan Teknik Elektronika yang ingin mempelajari dasar-dasar pneumatik tentang pendistribusian Fluida dari Tanki dipompa selanjutnya didistribusaikan ke actuator hidrolik. Khusus siswa-siswa SMK Paket Keahlian Mekatronika dan Paket keahlian Otomasi Industri, buku pelajaran ini dapat memenuhi tuntutan profil kompetensi tamatan.
Buku pelajaran ini berisi 3 kegiatan pembelajaran yaitu : Kegiatan Belajar 1 : Dasar – dasar Hidrolik
Kegiatan Belajar 2 : Komponen – komponen Sistem Hidrolik Kegiatan Belajar 3 : Desain dan Analisis Rangkain Hidrolik
Setiap kegiatan belajar berisi informasi teori, tugas dan tes formatif. Tugas- tugas merupakan kegiatan praktek. Informasi pelaksanaan praktek dapat dibaca di lembar kerja peserta didik. Tes formatik berisi pertanyaan-pertanyaan baik teori maupun hasil praktek. Mulailah mempelajari teori terlebih dahulu kemudian lakukan kegiatan praktikum. Belajarlah secara urut dari kegiatan 1 sampai kegiatan 3. Setiap tugas lakukan secara berkelompok, bagilah tugas dengan teman kelompokmu. Setelah selesai mengerjakan tugas buat laporan dan presentasikan ke teman-teman kelompok lain. Setiap melakukan kegiatan praktek ikuti petunjuk operasionalnya.
D. TUJUAN AKHIR
Setelah selesai mengikuti pelajaran ini siswa dapat:
1. Memahami konsep dasar hidrostatik dan hukum pascal yang berkaitan dengan fluida bertekanan.
2. Memahami karakteristik fluida dalam sistem hidrolik sesuai standar ANSI
3. Mengenal macam-macam komponen hidrolik dan cara kerjanya.
4. Mendesain rangkaian sistem hidrolik sesuai perintah kerja
5. Menyiapkan komponen hidrolik sesuai kebutuhan dan rencana kerja
8. Mengoperasikan peralatan Hidrolik sesuai prosedur.
9. Melakukan tindakan pengamanan jika terjadi kegagalan sistem.
E. KOMPETENSI INTI DAN KOMPETENSI DASAR
KOMPETENSI INTI KOMPETENSI DASAR
1.1 Menghayati dan mengamal-kan ajaran agama yang
dianutnya.
1.1 Memahami nilai-nilai keimanan
dengan menyadari hubungan
keteraturan dan kompleksitas
alam dan jagad raya terhadap
kebesaran Tuhan yang
menciptakannya
1.2 Mendeskripsikan kebesaran
Tuhan yang menciptakan
berbagai sumber energi di alam
1.3 Mengamalkan nilai-nilai
keimanan sesuai dengan ajaran agama dalam kehidupan
2.1 Menghayati dan Mengamalkan
perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli (gotong royong,
kerjasama, toleran, damai),
santun, responsif dan proaktif
dan menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai
permasalahan dalam
berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan
alam serta dalam
menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam
pergaulan dunia.
2.1 Menerapkan perilaku ilmiah
(memiliki rasa ingin tahu; objektif; jujur; teliti; cermat; tekun;
bertanggung jawab; terbuka;
peduli lingkungan) sebagai wujud
implementasi proses pembela-jaran bermakna dan terintegrasi,
sehingga dihasilkan insan
Indonesia yang produktif, kreatif dan inovatif melalui penguatan
sikap (tahu mengapa),
keterampilan (tahu bagaimana), dan pengetahuan (tahu apa)
sesuai dengan jenjang
pengetahuan yang dipelajarinya. 2.2 Menghargai kerja individu dan
kelompok dalam aktivitas sehari -
hari sebagai wujud implementasi
melaksanakan percobaan dan melaporkan hasil percobaan.
2.3 Memiliki sikap dan perilaku patuh
pada tata tertib dan aturan yang berlaku dalam kehidupan sehari-
an ah 3.1 Memahami, menerapkan,
menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prose-dural dan
metakognitif berdasarkan rasa ingin
tahunya tentang ilmu pengetahuan,
teknologi, seni, budaya, dan humaniora dalam wawasan
kemanusiaan, kebangsa-an,
kenegaraan, dan peradaban terkait fenomena dan kejadian dalam
bidang kerja yang spesifik sesuai
untuk memecahkan masalah.
3.1 Memahami prinsip dasar kerja dan
cara kerja sistem hidrolik serta kelebihan dan kelemahan dalam
sistem hidrolik.
3.2 Memahami perbedaan sirkulasi
pada sistem hidrolik serta
penerapan-penerapan
sistem hidrolik.
3.3 Memahami macam-macam jenis
fluida dalam sistem hidrolik.
3.4 Memahami fisika dasar yang
berkaitan dengan sistem hidrolik.
3.5 Memahami
macam-macam komponen yang dipakai dalam sistem hidrolik.
3.6 Memahami proses pengecekan
rangkaian sistem hidrolik sebelum
dioperasikan.
3.7 Memahami cara kerja katup
pengatur tekanan dengan membaca gambar rangkaian
sirkuit sistem hidrolik.
3.8 Memahami rangkaian sirkuit
hidrolik yang memakai directional
valve 4/2 dan 4/3 type E. 3.9 Memahami rangkaian
sirkuit hidrolik yang memakai directional valve 4/3 type G dan 4/3
4.1 Mengolah, menalar, dan menyaji dalam
ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang
dipelajarinya di sekolah secara mandiri,
bertindak secara efektif dan kreatif
serta mampu melaksanakan tugas spesifik di bawah pengawasan
langsung..
4.1 Membaca gambar dan memahami
cara kerja sistem hidrolik.
4.2 Membaca rangkaian sirkulasi
sistem hidrolik dan menunjukkan penerapan sistem hidrolik.
4.3 Menggunakan fluida hidrolik yang
sesuai dengan viskositas pada
sistem hidrolik.
4.4 Menggunakan dan menyiapkan
komponen-komponen untuk menguji hukum pascal dan hukum
aliran.
4.5 Menunjukkan
komponen- komponen pada rangkaian sirkuit hidrolik dengan
melihat simbol- simbol hidrolik.
4.6 Menggunakan dan membaca
gambar rangkaian sirkuit sistem hidrolik.
4.7 Merangkai dan menjalankan
sistem hidrolik sesuai dengan
tekanan kerja.
4.8 Merangkai dan menjalankan
rangkaian directional valve 4/2 dan 4/3 type E.
4.9 Merangkai dan menjalankan
rangkaian directional valve 4/3
lam hami F. CEK KEMAMPUAN AWAL
Pilihlah salah satu jawaban yang paling benar dengan jalan melingkari jawaban yang benar.
A. Dasar-dasar Hidrolik
1. Pengertian sistem hidrolik adalah…
a. Teknologi yang memanfaatkan zat cair untuk melakukan suatu
gerakan segaris atau putaran
b. Sistem yang memanfaatkan udara untuk melakukan suatu gerakan segaris atau putaran
c. Teknologi yang memanfaatkan tenaga mekanik untuk melakukan
suatu gerakan
d. Teknologi yang memanfaatkan gas untuk melakukan suatu
gerakan segaris atau putaran
e. Sistem yang memanfaatkan udara untuk melakukan suatu gerakan
2. Berikut ini bukan merupakan keuntungan dari sistem hidrolik yaitu :
a. Pengoperasian lebih cepat
b. Bertekanan tinggi
c. Tahan terhadap temperature
d. Pengoperasian lebih ringan
e. Bebas perawatan komponen
3. Komponen sistem hidrolik yang mengalirkan cairan hidrolik ke seluruh
rangkaian hidrolik sehingga unit penggerak dapat bekerja adalah…
a. Reservoir
b. Actuator
c. Pipa saluran
d. Unit pengatur
e. Unit tenaga
4. Pemasangan flow control diantara pompa dan katup pengarah adalah…
a. Meter in
b. Meter out
d. Blead off
e. Blead on
5. Berikut ini tidak termasuk dalam syarat cairan hidrolik adalah…
a. Tahan panas
b. Mudah bersenyawa dengan air
c. Mencegah karat
d. Mencegah terjadinya lumpur endapan
e. Viskositas stabil
6. Hukum yang diaplikasikan pada sistem hidrolik adalah…
a. Newton
b. Pascal
c. Boyle
d. Archimedes
e. Ohm
7. Yang termasuk dalam pemeriksaan besar ( overhaul) adalah…
a. Pemeriksaan pipa/selang
b. Pemeriksaan belt
c. Penggantian oli
d. Pemeriksaan torak
e. Pemeriksaan sambungan pipa
8. Contoh pemanfaatan udara bertekanan untuk memberikan gaya injeksi
adalah…
a. Rem udara
b. Pembuka pintu
c. Mesin press
d. Pengecatan
9. Untuk menghasilkan tekanan yang tinggi pada tangki udara kompresor, digunakan…
a. Turbin
b. Mesin diesel
c. Mesin bensin
d. Motor listrik
e. Penggerak mekanik
10. Berikut ini penyebab kompresor tidak dapat dijalankan, kecuali…
a. Torak menyentuh katup udara
b. Motor rusak
c. Kabel putus
d. Pelindung motor terpasang
1. Deskripsi
Sistem hidrolik adalah teknologi yang memanfaatkan zat cair, biasanya oli, untuk melakukan suatu gerakan lurus atau berputar. Sistem ini bekerja berdasarkan prinsip Pascal, yaitu jika suatu zat cair dikenakan tekanan, tekanan itu akan merambat ke segala arah dengan tidak bertambah atau berkurang kekuatannya. Prinsip dalam rangkaian hidrolik adalah menggunakan fluida kerja berupa zat cair yang dipindahkan dengan pompa hidrolik untuk menjalankan suatu sistem tertentu. Sumber tenaga sistem hidrolik berasal dari Pompa hidrolik.
2. Tujuan Pembelajaran
• Memahami fisika dasar yang berkaitan dengan fluida bertekanan • Menerapkan hukum pascal dalam sistem hidrolik
• Memahami prinsip dasar dan cara kerja sistem hidrolik • Menerapkan prinsip dasar dan cara kerja sistem hidrolik
3. Materi Pembelajaran
a. Teori Fisika Dasar
Dalam menjalankan suatu sistem tertentu atau untuk membantu operasional dari sebuah sistem, tidak jarang kita menggunakan rangkaian hidrolik.Sebagai contoh, untuk mengangkat satu rangkaian kontainer yang memiliki beban beribu– ribu ton, untuk mempermudah itu harus digunakan sistem hidrolik.
Gambar 1. Penerapan Hukum Pascal dalam sistem hidrolik
Apakah yang dimaksud dengan tekanan pada sistem hidrolik ? Berapakan nilai beban yang dapat diangkat dengan gaya 500N ?
Jika piston A sebagai sumber tenaga bergerak 0.5m. Berapa jaraknya piston B
sebagai beban bergerak ?
sistem merubahnya menjadi energi putaran yang dimanfaatkan untuk
menggerakan roda, transmisi, pompa dan lain-lain.
1) Tekanan Hidrostatika
Dalam fluida, konsep tekanan memegang peranan yang penting. Gaya
ke atas yang timbul pada benda yang tercelup disebabkan adanya tekanan
dalam fluida. Demikian pula, fluida akan bergerak atau mengalir karena
adanya perbedaan tekanan pada dua bagian yang berbeda dalam fluida.
Tekanan didefinisikan sebagai gaya per satuan luas. Jika gaya sebesar
F bekerja secara merata dan tegak lurus pada suatu permukaan yang
luasnya A, maka tekanan P pada permukaan itu dirumuskan sebagai :
Keterangan : P = tekanan (N/m2 atau Pa)
F
A
= gaya pada permukaan (N)
= luas permukaan (m2)
Untuk kepentingan praktis, satuan tekanan biasanya dinyatakan
dalam atmosfer (atm), cmHg, atau bar.
1 atm = 76 cmHg = 1,013 x 105 Pa = 1,013 bar
Tekanan di dalam zat cair disebabkan oleh adanya gaya gravitasi
yang bekerja pada tiap bagian zat cair, besar tekanan itu bergantung pada
kedalaman, semakin dalam letak suatu bagian zat cair akan semakin besar
tekanan pada bagian itu. Tekanan di dalam fluida dinamis yang
diakibatkan oleh adanya gaya gravitasi itulah yang disebut tekanan
Keterangan :
Ph = tekanan hidrostatika (N/m2 atau Pa)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = kedalaman pada fluida (m)
= massa jenis (kg/m3)
A = luas penampang (m2)
Hukum pokok hidrostatika berbunyi, “Semua titik yang terletak pada
suatu bidang datar dalam zat cair yang sejenis memiliki tekanan yang sama.”
2) Hukum pascal
Blaise Pascal, seorang ilmuwan Prancis, menyatakan bahwa ketika perubahan
tekanan diberikan pada suatu fluida pada ruang tertutup, perubahan tersebut akan
diteruskan sama besar ke segala arah. Pernyataan ini kemudian dikenal sebagai
hukum pascal.
Jika suatu fluida diberi tekan sebesar P, maka setiap bagian dari fluida dan
dinding bejana mengalami tekanan sebesar P. Jadi, hukum pascal dapat
dinyatakan sebagai berikut, “Tekanan yang diadakan dari luar kepada fluida yang
ada di dalam ruangan tertutup akan diteruskan oleh fluida tersebut ke segala arah
dengan sama rata.
Contoh alat yang prinsip kerjanya berdasarkan hukum pascal adalah dongkrak
hidrolik, pompa hidrolik, mesin hidrolik pengangkut mobil, alat pengepres hidrolik,
Sistem hidrolik ini mempunyai banyak keunggulan dibanding jika
menggunakan sistem mekanikal.
Adapun keuntungannya adalah sebagai berikut:
Dapat menyalurkan torque dan gaya yang besar Pencegahan overload tidak sulit
Kontrol gaya pengoperasian mudah dan cepat. Pergantian kecepatan lebih mudah
Getaran yang timbul relatif lebih kecil
Daya tahan lebih lama, karena media oli digunakan sebagai media pelumasan
Namun sistemhidrolik ini juga mempunyai beberapa kekurangan yaitu:
• Peka terhadap kebocoran, sehingga jarang dipakai pada industry makanan dan obat-obatan
• Peka terhadap perubahan temperature • Properti dan Viscositas Cairan Hidrolik
Properti cairan hidrolik adalah sifat-sifat yang dimiliki oleh cairan hidrolik,
karena sifat-sifat tersebut cairan hidrolik dapat melaksanakan tugas atau
fungsinya. Secara umum fungsi atau tugas cairan hidrolik adalah:
a) Fungsi Pelumas Untuk Sistem Hidrolik : Transfer Tenaga.
Untuk menjalankan fungsi ini dengan sempurna, cairan hidrolik harus tidak
berubah volumenya walau diberi tekanan yang tinggi.
Cooling, yaitu mendinginkan komponen yang berputar atau bergesekan. Sealing/Mencegah kerusakan unit
Untuk menjalankan fungsi ini, cairan hidrolik harus dapat mencegah
terjadinya karat dan korosi didalam sistem dan juga mencegah kerusakan pada
seal, packing, selang karet dan bagian bagian lain yang terbuat dari plastik.
Lubricating/Pelumasan untuk Mengurangi Friksi dan Aus
Untuk menjalankan fungsi ini, oli harus dengan sempurna melumasi
pompa. Selain itu oli dapat mengurangi pemanasan yang terjadi pada komponen akibat gesekan dan tekanan tinggi.
Cleaning/Penghanyut bram/chip yaitu partikel-partikel kecil yang mengelupas dari komponen.
Untuk menjalankan fungsi ini, oli dapat membawa partikel kecil yang aus karena gesekan melalui aliran dari tanki reservoir dan difilter pada unit Tanki penyedia.
B. Karakteristik Cairan dalam Sistem Hidrolik
Cairan hidrolik harus memiliki karakteristik tertentu agar dapat memenuhi persyaratan dalam menjalankan fungsinya. Karakteristik atau sifat-sifat yang diperlukan antara lain :
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.
2) Indeks Viskositas yang baik.
Dengan indek viscositas yang baik maka kekentalan cairan hidrolik akan stabil digunakan pada sistem dengan perubahan suhu kerja yang cukup fluktuatif.
3) Tahan api ( tidak mudah terbakar )
Sistem hidrolik sering juga beroperasi di tempat-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 dalam 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
titik cair yang kehendaki oleh cairan hidrolik berkisar antara 100 – 150 C di bawah suhu permulaan mesin dioperasikan (start-up). Hal ini untuk mengantisipasi terjadinya block (penyumbatan) oleh cairan hidrolik yang membeku.
6) Tahan korosi dan tahan aus
Cairan hidrolik harus mampu mencegah terjadinya korosi karena dengan tidak terjadi korosi maka konstruksi akan tidak mudah aus dengan kata lain mesin akan awet.
7) De mulsibility ( Water separable )
De-mulsibility adalah kemampuan cairan hidrolik untuk memisahkan air dari cairan hidrolik. Air harus dipisahkan dari cairan hidrolik, karena air akan mengakibatkan terjadinya korosi bila berhubungan dengan logam.
8) Minimal compressibility
Secara teorotis cairan adalah uncompressible (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 relatif tidak dapat dikempa atau kalaupun dapat dikempa kemungkinannya sangat kecil.
C. Jenis Cairan Hidrolik
1) Tiga Jenis Pelumas Yang Biasanya Digunakan pada Sistem Hidrolik : a) Oli Mesin
Oli mesin dengan kekentalan 10W pada umumnya digunakan sebagai cairan hidrolik pada alat-alat berat (excavator, dll). Pertimbangan utama adalah karena paket aditif pembersih pada oli mesin lebih mampu untuk menjaga kebersihan sistem hidrolik yang beroperasi di tempat terbuka seperti di alat-alat berat.
b) Oli Hidrolik
Pemberian kode dengan huruf seperti di atas artinya adalah sebagai berikut.Misalnya oli hidrolik dengan kode, HLP 68 artinya :
H = Oli hidrolik
L = Kode untuk bahan tambahan oli (additive) guna meningkatkan
pencegahan korosi dan / atau peningkatan umur oli
P = Kode untuk additive yang meningkatkan kemampuan menerima beban.
68 = Tingkatan viskositas oli.
(1) Cairan Hidrolik tahan Api (Low flammabilty).
Cairan hidrolik tahan api ialah sifat cairan hidrolik yang tidak mudah atau tidak dapat terbakar. Cairan hidrolik semacam ini digunakan oleh sistem hidrolik pada tempat-tempat atau mesin- mesin yang resiko kebakarannya cukup tinggi seperti: die casting machines, forging presses, hard coal mining, control units untuk power station turbines, dan steel works dan rolling mills. Pada dasarnya cairan hidrolik tahan api ini dibuat dari campuran oli dengan air atau dari oli sintetis.
(2) Jenis Minyak hidrolik tahan api, yaitu:
• Air Glycol, terdiri dari 35% - 40% air, glycol dan oli air yang dilarutkan, juga disertakan bahan tambah untuk mencegah busa.
• Emulsi oli-air, larutan oli-air dengan perbandingan sesuai keperluan juga disertakan bahan tambah untuk meningkatkan kualitas
• Cairan Syntetis, dibuat dari bahan-bahan yang diproses secara kimia jenisnya antara lain phosphate eters, chlomiatedOli dengan paket aditif standar untuk aplikasi
hidrolik. Di dalamnya tedapat anti-wear, anti-oksidan, antifoam, dan juga anti- rustyang dapat juga digunakan
tkan
•
•
•
c) Oli Transmisi
Automatic Tansmission Fluid (ATF) dapat juga digunakan sebagai cairan
hidrolik.
D. Pemeliharaan Cairan Hidrolik
Cairan hidrolik termasuk barang mahal. Perlakuan yang kurang atau bahkan tidak baik terhadap cairan hidrolik akan semakin menambah mahalnya harga sistem hidrolik. Sedangkan apabila kita mentaati aturan-aturan tentang perlakuan/pemeliharaan cairan hidrolik maka kerusakan cairan maupun kerusakan komponen sistem akan terhindar dan cairan hidrolik maupun sistem akan lebih awet.
• Panduan pemeliharaan cairan hidrolik :
(a) Simpanlah cairan hidrolik (drum) pada tempat yang kering , dingin
dan terlindung (dari hujan, panas dan angin).
(b) Pastikan menggunakan cairan hidrolik yang benar-benar bersih
untuk menambah atau mengganti cairan hidrolik ke dalam sistem. Gunakan juga peralatan yang bersih untuk memasukkannya.
(c) Pompakanlah cairan hidrolik dari drum ke tangki hidrolik melalui
saringan.
(d) Pantau (monitor) dan periksalah secara berkala dan
berkesinambungan kondisi cairan hidrolik.
(e) Aturlah sedemikian rupa bahwa hanya titik pengisi tangki yang rapat yang digunakan untuk pengisian cairan hidrolik.
(f) Buatlah interval/jadwal penggantian cairan hidrolik sedemikian rupa sehingga oksidasi dan kerusakan cairan dapat terhindar. ( Periksa
dengan pemasok cairan hidrolik )
(g) Cegah terjadinya kontaminasi, gunakan filter udara dan filter oli yang
baik.
(h) Cegah terjadinya panas/pemanasan yang berlebihan, bila perlu pasang pendingin (cooling) atau bila terjad, periksalah penyebab
terjadinya gangguan, atau pasang un-loading pump atau excessive
(i) Perbaikilah dengan segera bila terjadi kebocoran dan tugaskan
seorang maitenance man yang terlatih.
(j) 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.
Jadi pemantauan atau monitoring cairan hidrolik perlu memperhatikan panduan tersebut di atas disamping harus memperhatikan lingkungan kerja maupun lingkungan penyimpanan cairan hidrolik.
E. Kontaminasi sistem hidrolik
Penyebab utama kegagalan dari sistem hidrolik adalah kontaminasi, dengan kata lain sebaik apapun sistem hidrolik dan cairan hidrolik yang digunakan bila kontaminasi tidak diperhatikan maka akan menyebabkan kegagalan dari sistem hidrolik.
1) Sumber penyebab kontaminasi
(a) Kotoran (dirt), yang berasal dari partikel karat atau aus dari
sistem hidroliknya sendiri, menyebabkan abrasi pada komponen
metal.
(b) Air (water), akan menurunkan kualitas cairan hidrolik dan
menyebabkan karat yang akan menyebabkan abrasi pada sistem
hidrolik.
(c) Udara (air), akan menyebabkan pengoperasian sistem hidrolik
menjadi tersendat-sendat “jerky”, udara juga akan meningkatkan
proses oksidasi yang akan meningkatkan viskositas dan keasaman
dari cairan hidrolik.
2) Kasus -Kasus Khusus Pemilihan Cairan Hidrolik
(a) Untuk sistem hidrolik pada industri dengan resiko terjadinya
kebakaran, disarankan menggunakan cairan hidrolik dengan viscosity
index yang sangat tinggi sepeti water glycol.
dari perak, disarankan menggunakan oli hidrolik dengan kandungan
Zinc yang rendah.
3) Tindakan pencegahan Penanganan sistem hidrolik
Ketika menangani sistem hidrolik, perlu memperhatikan :
(a) Sambungan sumber tidak terhubung ke sistem
(b) Power supply keadaan mati
(c) Semua peralatan dan perlengkapan yang baik dipilih
(d) Semua peralatan dan perlengkapan dalam kondisi kerja yang baik
(e) Permukaan area kerja tidak terhalang
(f) Sepatu kerja dipakai oleh para pekerja
(g) Ada lokasi khusus atau telah ditunjuk sebagai tempat mengganti
komponen
(h) Minyak/oli dalam sistem diganti bertahap
(i) Tumpahan minyak/oli segera dibersihkan
F. Prinsip Kerja Sistem Hidrolik
Gambar 2. Hidrolik Power Pack
1. Tekanan Hidrolik menggunakan sebuah pompa (gear pump piston pump No.4) di dalam tangki hidrolik yang digerakkan oleh sebuah motor yang terpasang vertikal diatas tangki hidrolik.
kembali ke pompa penghisap menuju ke Pressure Control Valve/Relief Valve (No. 7) melalui Four Way 2 Ball Valve-Manifold Block (No. 5).
3. Minyak hidrolik yang berada di dalam Pressure Control Valve dapat diatur
secara manual oleh sebuah Hand Control Valve (No.6) ini,
berfungsi mengatur dengan tangan terhadap posisi hidrolik silinder maju dan mundur, apabila sistem otomatis maju mundur tidak bisa bekerja lagi
atau rusak.
Gambar 3. Rangkaian Hidrolik
4. Tekanan minyak dalam Pressure Control Valve (No.7) digabung dengan sebuah Solenoid Unloading Valve (No.8) yang dipasang diatas Manifold
Block (No.5) mendapat perintah dari Amplifier Card (Relay Control) untuk
membuka katupnya pada saat beban screw press naik dan menutupnya pada saat beban screw press turun, sehingga sumbu silinder dapat maju
mundur sesuai dengan beban yang distel di amplifier card (relay control)
yang dapat mendeteksi ampere screw press melalui sebuah CT yang terpasang di dalam kotak starter.
5. Silinder hidrolik mempunyai dua jalur sambungan, satu di depan dan satu
di belakang. Tekanan minyak yang masuk ke jalur depan, sumbu silinder
hidroliknya mundur, dan yang masuk ke jalur belakang sumbu hidroliknya
maju.
Cooler (No.17), kemudian disaring oleh Return Line Filter (No.12). Minyak
hidrolik harus tetap bersih dan tidak berkurang.
7. Untuk menambah (atau berkurang) tekanan hidrolik dapat dibuka dengan
cara memutar baut yang terdapat di Pressure Control Valve/Relief Valve
(No.7) secara perlahan-lahan hingga mencapai 45 bar. Untuk mengetahui besarnya tekanan minyak dapat melihat penunjuknya pada Pressure
Gauge (No.11). Pressure Control Valve/Relief Valve (No.7) dan Solenoid
Unloading Valve (No.11) berfungsi untuk mengatur arus tekanan ke hidrolik silinder, dan Shut Off Valve (No.10) yang berfungsi untuk menutup
tekanan hidrolik ke Pressure Gauge (No.11).
8. Ketinggian level dan suhu minyak hidrolik didalam tangki dapat dilihat
pada Fluid Level Gauge (No.15).
9. Pengoperasian sistem hidrolik tersebut diatas, jika menghendaki Elektro
Motor Hidrolik (No.2) dapat berhenti pada tekanan kerja tertentu dan
berjalan kembali apabila tekanan kerja berkurang, maka untuk itu harus dipasang sebuah Pressure Switch .
10. Untuk menstabilkan tekanan kerja agar tetap apabila elektro motor
berhenti, harus pula dipasang akumulator (integral oil cooler No.17
ditiadakan).
(catatan: tanpa akumulator sistem hidrolik diatas, tekanan kerja juga stabil
dan konstan karena pompa hidrolik tetap bekerja).
11. (Point 9 dan 10 diatas) Dengan menggunakan pressure switch dan
akumulator dalam sistem hidrolik ini agar elektrik motor dan pompa
hidrolik dapat berhenti sejenak (5-30 detik) sangatlah tidak efesien
karena biaya perawatannya mahal dan tidak memperoleh hasil yang setimpal.
4. Rangkuman
a. Pengertian sistem hidrolik adalah teknologi yang memanfaatkan zat cair,
biasanya oli, untuk melakukan suatu gerakan lurus atau berputar. Sumber
tenaga sistem hidrolik berasal dari pompa hidrolik.
pada tiap bagian zat cair, besar tekanan itu bergantung pada kedalaman,
semakin dalam letak suatu bagian zat cair akan semakin besar tekanan pada
bagian itu.
c. Ketika perubahan tekanan diberikan pada suatu fluida pada ruang tertutup,
perubahan tersebut akan diteruskan sama besar ke segala arah. Pernyataan ini
kemudian dikenal sebagai hukum Pascal.
d. Alat yang prinsip kerjanya berdasarkan hukum Pascal adalah dongkrak hidrolik,
pompa hidrolik, mesin hidrolik pengangkut mobil, alat pengepres hidrolik, dan
rem hidrolik pada motor atau mobil.
5. Tugas
Amatilah rangkaian hidrolik, diskusikan dengan teman dalam kelompok mengenai:
a. Bagian-bagian dari sistem rangkaian hidrolik
b. Komponen utama sistem hidrolik
c. Prinsip kerja dari sistem rangkaian hidrolik
6. Tes Formatif
I. Pilihlah salah satu jawaban yang tepat !
1) Pengertian sistem hidrolik adalah…
a. Teknologi yang memanfaatkan zat cair untuk melakukan suatu gerakan
segaris atau putaran
b. Sistem yang memanfaatkan udara untuk melakukan suatu gerakan
segaris atau putaran
c. Teknologi yang memanfaatkan tenaga mekanik untuk melakukan suatu gerakan
d. Teknologi yang memanfaatkan gas untuk melakukan suatu gerakan segaris atau putaran
e. Sistem yang memanfaatkan udara untuk melakukan suatu gerakan
2) Berikut ini bukan merupakan keuntungan dari sistem hidrolik yaitu :
a. Pengoperasian lebih cepat
c. Tahan terhadap temperature
d. Pengoperasian lebih ringan
e. Bebas perawatan komponen
3) Komponen sistem hidrolik yang mengalirkan cairan hidrolik ke seluruh rangkaian hidrolik sehingga unit penggerak dapat bekerja adalah…
a. Reservoir
b. Actuator
c. Pipa saluran
d. Unit pengatur
e. Unit tenaga
4) Pemasangan flow control diantara pompa dan katup pengarah adalah…
a. Meter in
b. Meter out
c. Direction control
d. Blead off
e. Blead on
5) Berikut ini tidak termasuk dalam syarat cairan hidrolik adalah…
a. Tahan panas
b. Mudah bersenyawa dengan air
c. Mencegah karat
d. Mencegah terjadinya lumpur endapan
e. Viskositas stabil
6) Hukum yang diaplikasikan pada sistem hidrolik adalah…
a. Newton
b. Pascal
c. Boyle
d. Archimedes
e. Ohm
7) Yang termasuk dalam pemeriksaan besar ( overhaul) adalah…
a. Pemeriksaan pipa/selang
c. Penggantian oli
d. Pemeriksaan torak
e. Pemeriksaan sambungan pipa
8) Contoh pemanfaatan udara bertekanan untuk memberikan gaya injeksi adalah…
a. Rem udara
b. Pembuka pintu
c. Mesin press
d. Pengecatan
e. Dongkrak
9) Untuk menghasilkan tekanan yang tinggi pada tangki udara kompresor,
digunakan…
a. Turbin
b. Mesin diesel
c. Mesin bensin
d. Motor listrik
e. Penggerak mekanik
10) Berikut ini penyebab kompresor tidak dapat dijalankan, kecuali…
a. Torak menyentuh katup udara
b. Motor rusak
c. Kabel putus
d. Pelindung motor terpasang
e. Belt putus
11) Peralatan yang berfungsi untuk menempatkan fluida gas dari tekanan statis
rendah ke suatu keadaan tekanan statis lebih tinggi adalah…
a. Blower
b. Pompa
c. Kipas
d. Diesel
12) Kerugian jika kompresor tidak digunakan dalam jangka waktu yang lama
adalah…
a. Berkarat
b. Berdebu
c. Mengkilap
d. Terjadi pengembunan uap air
e. Mutu minyak menurun
13) Fluida hidrolik mempunyai fungsi sebagai berikut…
a. Tenaga hidrolik
b. Mencegah terjadinya korosi
c. Menyaring kotoran
d. Melumasi komponen hidrolik
e. Menjaga nilai viskositas
14) Reservoir dalam sistem hidrolik berfungsi sebagai…
a. Menyaring kotoran
b. Tempat meletakkan pompa
c. Mencegah kebocoran fluida
d. Tempat penyimpanan fluida
e. Pengarah aliran fluida
15) Jenis pompa hidrolik yang sering digunakan adalah…
a. Pompa radial
b. Pompa piston
c. Pompa sudu
d. Pompa sentrifugal
e. Pompa aksial
16) Cara sederhana untuk membersihkan gelembung udara pada saluran minyak rem adalah…
a. Putar manual roda
b. Tiup saluran saluran minyak
c. Tekan pedal rem
e. Beri goncangan pada silinder master
17) Kemampuan cairan hidrolik untuk memisahkan air dari cairan hidrolik dikenal dengan…
18) Kata hirolik berasal dari kata hydro dan aulus, hydro yang berarti…
a. Tanah
b. Pelumas
c. Api
d. Udara
e. Air
19) Di bawah ini merupakan pengujian sistem hidrolik adalah…
a. Pengujian cairan hidrolik
b. Pengujian reservoir
c. Pengujian penggerak mula dan pompa hidrolik
d. Pengujian single acting cylinder
e. Katup pengaman dan katup pengatur
20) Besar tekanan fluida yang baik saat diukur sebesar…
a. 60 kg/cm2
b. 63 kg/cm2
c. 70 kg/cm2
d. 72 kg/cm2
II. Jawablah soal-soal dibawah ini dengan tepat !
1. Sebutkan ( 5 ) aplikasi sistem hidrolik dibidang industri ?
2. Sebutkan gangguan-gangguan yang sering terjadi pada kompresor
udara serta kemungkinan penyebabnya ?
7. Lembar Kerja
………
………
………
………
………
………
………
………
1. Sebutkan ( 5 ) aplikasi sistem hidrolik dibidang industry ?
……….
……….
……….
……….
……….
……….
2. Sebutkan gangguan-gangguan yang sering terjadi pada kompresor udara serta
kemungkinan penyebabnya ?
……….
……….
1. Tujuan Pembelajaran
a. Memahami komponen-komponen yang digunakan dalam sistem hidrolik
b. Menggunakan komponen-komponen dalam sistem hidrolik
2. Materi Pembelajaran
A. Elemen Suplai Sistem Hidrolik
Pada dasarnya penggunaan komponen pneumatik dan hidrolik hampir sama. Sistem hidrolik terdiri dari empat eleman antara lain : Elemen Pembangkit Tenaga Penggerak, Elemen Kontrol Tekanan, Elemen Masukan, dan Elemen Keluaran. Perbedaan utama antara sistem pneumatik dan hidrolik yaitu pada eleman pembangkit tenaga penggerak, media Fluida, dan sistem pengaman tekanan dan sirkulasi aliran fluida.
Dalam sebuah sistem hidrolik, terjadi perubahan tenaga dari tenaga hidrolis menjadi tenaga mekanis.Sebelum dirubah menjadi tenaga mekanis, besarnya aliran, arah aliran dan besarnya tekanan di dalam sistem hidrolis harus diatur agar didapatkan tenaga mekanis yang terkontrol arah gerakannya, kecepatan geraknya ataupun besar tenaganya.
Dari komponen – komponen utama tersebut akan didapatkan suatu rangkaian hidrolik yang aliran olinya terkendali. Secara garis besar, sistem hidrolik mempunyai komponen-komponen utama sbb:
1) TANGKI HIDROLIK (Hidrolik Tank / Reservior Oil Tank)
Tangki hidrolik adalah sebagai tempat penampungan oli dari sistem.Saat dipompa, aliran fluida dalam sistem hidrolik harus dikembalikan ke tempat penampungan. Saat sistem siap bekerja/Stand by, oli tetap dipompa dan kembali
K
mengalir ke tanki penampung. Besar tekanan pada tangki Hidrolik bernilai 0 Bar, berbeda dengan system Pneumatik yang memiliki tekanan sesuai kapasitas tangkinya.
Gambar 7. Simbol Tangki Hidrolik dan Reservior
Fungsi Tanki hidrolik :
Tempat panampungan / penyediaan oli.
Tempat Penyaring udara dan Oli.
Pendinginan oli yang kembali dari system.
Tempat landasan pompa dan komponen control.
Tangki hidrolik dibedakan menjadi :
Tidak berhubungan dengan udara luar ( Pressurized).
• Dibatasi ( limited ) Contoh : Excavator
• Tidak dibatasi ( limited ) Contoh : Bulldozer
Berhubungan dengan udara luar (
Unpressurized). Contoh : Forklift
Tanki hidrolik ada yang berfungsi sebagai tempat kedudukan control valve antara lain bulldozer dan Dozer Shovel. Pada Wheel Loader, Motor Grader dan Hidrolik Excavator, Control Valve terletak di luar tanki hidrolik. Komponen Utama Tanki Hidrolik adalah Filter Oli.
2) Filter Hidrolik
Filter Oli berfungsi untuk menjaga agar pada hidrolik sistem tidak terdapat kerusakan sehingga hidrolik sistem lebih awet. Perlengkapan hidrolik dipakai pada tekanan dan putaran tinggi sehingga rentan terhadap kerusakan, untuk itu perlu adanya penyaringan.Saringan atau filter pada mesin alat berat terdiri dari dua yaitu:
a) Filter (strainer) yang terpasang pada hidrolik tank. Terdiri atas
rangka kawat dengan diameter 4,5 mm dengan dasar plat besi dan
saringan kuningan yang sisolder pada frame. Saringan kasar ini berlubang 100- 150 mm.
b) Filter paper type air breather (yang letaknya pada mulut pengisian,
alat ini juga berfungsi sebagai deep stick). Air breather berfungsi
untuk menyaring partikel halus dari luar dan melindungi komponen-
komponen sistem hidrolik.
Segala macam oli yang menjadi fluida kerja pada sebuah sistem permesinan akan selalu terkontaminasi kotoran padat atau dalam Bahasa Inggris biasa disebut dirt, dan pada bahasa sehari-hari kita biasa sebut dengan gram. Sistem pelumas dan sistem hidrolik menjadi dua contoh sistem yang paling sering kita jumpai. Oli sebagai fluida kerja pada kedua sistem tersebut selalu mengandung kotoran padat yang dapat menyebabkan kerusakan terhadap komponen-komponen sistem tersebut.
Ada tiga tipe kerusakan yang dapat ditimbulkan oleh kontaminasi padatan. Pertama adalah kerusakan catastrophic atau kerusakan yang sangat parah. Kerusakan ini diakibatkan oleh adanya material logam yang ukurannya besar yang masuk ke dalam aliran oli sehingga langsung dapat menghantam pompa ataupun bagian yang lain dan mengakibatkan kerusakan parah. Kerusakan kedua terjadi secara terputus-putus atau kadang muncul kadang hilang, seperti pada saat ada material padat yang mengganggu aliran oli di sisi check valve. Kerusakan ketiga terjadi secara perlahan, yakni ketika material padat berukuran kecil yang ikut mengalir bersama fluida menggerus (abrasi) setiap permukaan logam yang ia lewati. Kontaminasi padatan pada oli dapat berasal dari hal-hal berikut ini:
a) Oli baru yang baru saja diproduksi oleh pabrik, sudah
ukuran di atas 5µ (Sumber).
b) Komponen-komponen mesin yang ada seperti pompa, saluran
pipa, valve, heat exchanger, semua membawa kotoran padat yang berasal dari proses pembuatannya.
c) Selain membawa kotoran dari proses fabrikasinya, komponen-
komponen mesin tersebut juga akan mengalami pengikisan (aus)
secara perlahan selama mesin bekerja, dan menghasilkan kotoran
padat. Faktor beban kerja dan putaran mesin yang tinggi akan
meningkatkan jumlah partikel komponen mesin yang terabrasi.
d) Kotoran padat juga dibawa oleh udara sekitar yang dapat masuk
ke dalam mesin melalui breather, silinder seal pada sistem hidrolis,
atau tekanan vakum pada bearing. Faktor lingkungan juga sangat
berpengaruh, mesin yang bekerja di area gurun pasir akan lebih
banyak kontaminasi padatan dibandingkan dengan lingkungan
lain.
Berdasarkan point terakhir di atas, ada beberapa teknik yang dapat digunakan untuk meminimalisir masuknya kotoran padat yang berasal dari udara bebas:
a) Metode Purging. Metode ini tidak membiarkan udara bebas masuk
ke dalam tanki oli dengan cara mengisi bagian tanki yang kosong
dengan bahan lain seperti gas nitrogen atau instrument air (udara
yang sudah bebas dari kotoran padat dan uap air).
b) Metode Isolasi. Menggunakan isolasi atau sistem seal yang tepat
pada bagian-bagian dari sistem pelumas ataupun hidrolis yang
berpotensi masuknya udara ke dalam sistem.
c) Breather pada tangki oli perlu dipastikan pula terpasang filter untuk mencegah kotoran masuk ke dalam tangki.
Ada berbagai jenis filter oli sesuai dengan prinsip kerjanya seperti di bawah ini:
a) CartridgeFilter.
Jenis filter ini menggunakan sebuah element yang dapat dilepas dari rumah filter. Rumah filter terkoneksi dengan sistem oli, sedangkan
element filter lebih mudah dilepas dari rumahnya untuk diganti atau dibersihkan.
Gambar 9. Cartridge Lube Oil Filter
Secara umum cartridge filter dapat dikelompokkan menjadi tiga berdasarkan jenis material yang digunakan sebagai filter, yaitu:
b) Filter Selulosa.
Filter ini berbahan dasar bubur kayu yang dicampur dengan fiber. Tipe ini memiliki clearence yang tidak konsisten serta mudah sekali rusak, namun memiliki kelebihan dapat menyerap kandungan air di dalam oli.
Gambar 10. Cellulose Filter
Jenis ini menggunakan bahan dasar fiber-glass yang dibuat secara manual dan memiliki clearence yang lebih konstan.Tipe ini lebih tahan lama serta mampu lebih baik menahan kotoran yang berukuran sangat kecil.
Gambar 11. Synthetic Filter
d) Campuran Sintetik dan Selulosa.
Tipe ini dapat digunakan untuk menggabungkan dua kelebihan yang ada pada tipe selulosa dan sintetik, untuk mendapatkan hasil filtrasi yang lebih optimal.
e) Magnetic Filter.
Gambar 12. Cara Kerja Magnetic Filter
Cara kerja filter tipe ini cukup sederhana, oli dialirkan melalui filter yang telah dilengkapi dengan magnet di tengahnya. Kotoran- kotoran logam yang dapat ditarik oleh magnet akan mengumpul di area permukaan magnet. Pada interval waktu tertentu permukaan magnet tersebut perlu untuk dibersihkan.
f) Centrifugal Filter.
Filter ini menggunakan prinsip gaya sentrifugal untuk memisahkan oli dengan kotoran padat di dalamnya. Oli kotor masuk ke sisi tengah filter melalui pipa kecil berputar yang diujungnya terdapat lubang nozzle. Oli tersemprot ke dinding filter yang berputar, akibat
gaya sentrifugal yang tercipta dari putaran dinding filter menyebabkan kotoran akan menempel pada dinding sedangkan oli akan jatuh ke bawah.
Gambar 13. Kerusakan Abrasi Akibat Partikel Asing (Sumber)
3) Pompa Hidrolik (Hidrolik Pump)
Gambar 14. Pompa hidrolik dan simbol komponen
Pompa hidrolik berfungsi merubah energi mekanik berupa rotasi motor atau mesin lainnya menjadi bentuk energi fluida/aliran pada tekanan tertentu untuk mensuplay fluida sistem hidrolik. Pompa ini digerakkan oleh motor listrik atau sebuah mesin yang dihubungkan dengan sebuah sistem kopling. Sistem kopling yang digunakan dapat berupa belt, roda gigi, atau juga sistem flexible elastomeric.Umumnya pompa hidrolik bekerja pada tekanan maksimal 40MPa (40 Bar).
Tipe tipe Pompa Hidrolik :
(1) Gear Pump
Pompa ini beroperasi dengan dua roda gigi yang bergerak satu sama lain dan berputar untuk mengalirkan cairan hidrolik dari daerah hisap ke daerah pembuangan. Bagian pompa ini terdiri dari eksternal dan internal gigi pompa; jenis internal yang umumnya memiliki denyut debit lebih kecil dan tingkat kebisingan lebih rendah dari pada eksternal. Pompa gigi relatif tahan terhadap kontaminasi cairan. Pompa gear beroperasi pada tekanan 20 sampai 25 Mpa. Pompa jenis gear ini adalah jenis pompa yang paling umum digunakan.
(2) Vane Pump (Baling-baling)
Tekanan pada pompa ini berasal dari perubahan ruang antara baling-baling dan cincin cam yang berputar. Berdasarkan tekanan yang dihasilkan, ada tiga jenis Vane Pump :
• Low Pressure (beroperasi pada tekanan 5 s/d 7 Mpa (725 s/d
1015 Psi)
• Midle Pressure (beroperasi pada tekanan 16 s/d 21 MPa (2321 s/d 3046 Psi )
• High Pressur (beroperasi pada tekanan 31.5 s/d 40 MPa (4569
s/d 5802 Psi)
(3) Piston Pump
dibandingkan dengan jenis lain, dan mudah dalam pengaturan tekanan. Pompa jenis ini dapat beroperasi dengan berbagai jenis kontrol. Pompa piston memberikan keuntungan termasuk: (1) efisiensi tinggi; (2) kemudahan operasi pada tekanan tinggi; (3) kemudahan perubahan pemindahan, dan; (4) dapat menggunakan berbagai jenis kontrol. Pompa dikategorikan ke dalam aksial, radial, dan jenis piston timbal balik.
Berikut ini tabel perbedaan antara ketiga pompa hidrolik:
Type Pompa
Piston
Pompa Vane Pompa Gear
Struktur
ruang gigi dan
casing.
-
terjadi tetesanakibat gerigi habis
Ketahanan
Rentan terhadap zat
asing
dalam minyak, tapi
hampir tidak rentan
ketika
pompa yang jenis
tekanan rendah.
Kemampuan
Hisap Rendah Sedang Tinggi
Tekanan Kerja
Rendah (maks. 25
MPa)
Pemindahan
Komponen Mudah Sedang Sulit
Ukuran dan
Kecil, ringan, dan
murah.
4) KATUP PENGONTROL SISTEM HIDROLIK (Hidrolik Control Valve)
Pompa Hidrolik menghisap oli dari tanki kemudian mensupply sistem. Aliran yang dihasilkan oleh positif displacement pump tersebut dinaikkan tekanannya, diatur jumlah alirannya dan diatur arah alirannya untuk mengoperasikan perlengkapan kerja unit. Pengaturan ini semua yang melaksanakan adalah control valve ( katup pengontrol ).
Berdasarkan fungsinya control valve diklasifikasikan, menjadi tiga kelompok :
a. Pressure control valve ( katup pengontrol tekanan ).
dengan mengembalikan semua atau sebagian oli ke tanki apabila tekanan pada sirkuit mencapai settingan tekanan Pressure control valve. Di samping itu, Pressure control valve fungsi menjaga agar sistem hidrolik bekerja dalam tekanan yang aman saat digunakan.
(1) Pressure Relief Valve
Membatasi tekanan maksimum yang diijinkan dalam hidrolik sistem, agar sistem sendiri tidak rusak akibat over pressure
Katup ini berfungsi :
• Menjaga kestabilan tekanan kerja pada tekana yang sudah ditentukan • Membatasi tekana kerja maksimum dalam sistem hidrolik
• Mengamankan sistem dari beban yang disebabkan tekanan yang terlal tinggi
Prinsip kerja katup ini adalah membuang fluida hidrolik ke tangki penyimpan fluida, apabila tekanan fluida lebih tinggi dari pada nilai yang ditentukan. Pada posisi normal katup dalam keadaan tertutup. Jika tekanan pada P tercapai, maka saluran P terbuka dan oli akan keluar melalui saluran T. Ketika tekanan turun dibawah level pengaturan, katup akan tertutup akan kembali karena terdorong pegas. Arah arus ditandai dengan tanda anak panah. Katup ini biasanya digunakan untuk safety tekanan lebih saat aktuator berhenti bekerja.
Gambar 15. Simbol dan Komponen Pressure Relief Valve
• • •
Direct Acting Pilot Operated
Selenoid Operated
Gambar 16. Contoh Penerapan Pressure Relief Valve
(2) Sequnece Valve (3-Way Pressure reducing Valve)
Katup ini berfungsi untuk mengontrol urutan kerja silinder atau alat lain berdasarkan tekanan tertentu sesuai kebutuhan sistem. Sequence valve
Gambar 17. Simbol dan Komponen Sequnece Valve
Gambar 18. Contoh penggunaan Sequence Valve untuk geakan berurutan dua buah Silinder
(3) Pressure Reducing Valve
Gambar 19. Simbol dan Komponen pressure regulating valve
Gambar 20. Contoh penggunaan Sequence Valve
(4) Pressure relief valve dengan pilot control
Pada kindisi awal, Katup tertutup (P ke T tersumbat). Fluida hidrolik mengalir akan mengalir ke T, bila tekanan pada Y lebih rendah dari tekanan yang masuk pada P. atau dengan kata lain perbedaan tekanan pada koneksi P dan T melebihi tekanan nominal. Jika tekanan turun di bawah nilai settingan, katup menutup lagi. Arah aliran ditandai dengan panah.
Contoh 22. Penggunaan Pressure relief valve dengan pilot control
(5) Shut-off-/counterbalancing valve
Prinsip kerja komonen Counter balancing yaitu jika tekanan yang masuk melalui line control ( X ) melebihi settingan Counter balancing tersebut maka fluida akan mengalir dari line P menuju line
A. Jika Tekanan turun di bawah settingan, maka aliran fluida akan di-Cut
OFF/Putus
Gambar 24. Contoh Penggunaan Shut-off-/counterbalancing valve
b. Flow Control Valve ( Katup Pengontrol Aliran )
Flow control valve adalah katup yang berfungsi mengatur jumlah aliran oli yang akan masuk ke actuator. Katup-katup yang dikategorikan ke dalam katup pengontrol aliran antara lain :
(1) Throttle valve
Throttle valve berfungsi menahan aliran/flow oli hidrolik dengan mempersempit saluran sehingga kapasitas oli yang mengalir menjadi kecil. Pengaturan aliran fluida yaitu dengan memutar knob.Throttle valve ini banyak dipakai pada fork lift untuk lift cylinder.
(2) Check Valve
Prinsip Kerja Check Valve yaitu jika tekanan masukan (A) lebih besar dari keluaran (B), maka oli akan mengalir. Jida kondisi sebaliknya terjadi, oli tidak akan mengalir.
Gambar 26. Simbol dan Komponen Check Valve
(3) One Way Flow Control valve
One way flow control valve merupakan gabungan kerja Thortle Valve dan
check Valve yang terhubung secara paralel. Aliran masuk melalui A maka akan terhambat oleh thortel valve. Dan jika aliran masuk melalui B, maka akan bebas mengalir. Komponen ini biasanya digunakan untuk pengaturan kecepatan gerakan aktuator pada satu arah gerakan. Disisi lain gerak berlawanannya akan bebas bergerak.
Gambar 27. Simbol dan Komponen One Way Flow Control valve
(4) Shuttle Valve
jika tekanan masuk ke salah satu masukan (A atau B) maka aliran fluida
akan keluar (C) dengan tekanan yang sama dengan tekanan tertinggi
masukannya.
Gambar 28. Simbol dan Komponen Shuttle Valve
(5) Two Pressure Valve
Two Pressure Valve berfungsi untuk menyalurkan aliran fluida jika
kedua sumber masukan bertekanan lebih dari 0. Besar tekanan output
berasal dari tekanan terbesar masukannya
Gambar 25. Simbol Two Pressure Valve
c. Directional control valve (Katup Pengontrol arah Aliran )
Directional control valves hanya memiliki tiga fungsi:
(1) Menyetop aliran fluida
(2) Meneruskan aliran fluida
(3) Merubah arah aliran fluida
Ada tiga jenis directional control valve, sesuai arah alirannya antara lain :
(1) 2-way directional control valves
Gambar 29. Simbol 2-way directional control valves
(2) 3-way directional control valves
3-way directional control valves mempunyai 3 port. Port tersebut yaitu: 1 inlet, 1 outlet, dan 1 exhaust (atau tank). 3-way valve tidak hanya mensupply fluida ke actuator, tetapi juga mengalirkan fluida kembali ke tanki. Valve ini digunakan untuk silinder kerja tunggal (single acting cylinder)
Gambar 30. Simbol 3-way directional control valves
(3) 4-way directional control valves
4-way directional control valves mempunyai 4 port. Port tersebut yaitu: 1 inlet, 2 outlet, dan 1 exhaust (atau tank). 4-way valve tidak hanya mensupply fluida ke actuator, tetapi juga mengalirkan fluida kembali ke
tanki. Valve ini digunakan untuk silinder kerja ganda (double acting
cylinder) dan Motor hidrolik.
Gambar 31. Simbol 4-way directional control valves
(4) 5-way directional control valves
kegunaanya sama seperti 4-way directional control valves. Biasanya valve
ini ditempatkan sebelum actuator, sehingga tekanan dari sumber
langsung menuju actuator. Hal ini sangat berguna untuk memperoleh
kecepatan dan tekanan yang tinggi.
Gambar 32. Simbol 5-way directional control valves
(5) 6-way directional control valves
Gambar 33. Simbol 6-way directional control valves
B. Sistem Pengoperasian Valve
1) Manual operated
Pengoperasian dengan cara manual biasanya menggunakan tuas untuk menghubungkan spool dengan handle.
Contoh : valve dengan manual operated
2) Mechanical operated
Pada umumnya menggunakan roller/wheel. Valve akan bekerja jika roller digerakkan oleh silinder atau cam sehingga menggeser spool valve.
3) Pilot operated
Pengoperasian valve dengan menggunakan aliran oli (pilot flow) untuk
menggerakkan spool.
Contoh : valve dengan pilot operated
4) Electric operated
Pengoperasian valve dengan listrik umumnya disebut solenoid.
Contoh : valve dengan Electrical Operated
5) Tabel Jenis directional control valve, sesuai Sesuai arah aliran dan
pengoperasian :
Nama komponen Symbol Bentuk Visis
2/2 way stem-actuated
Nama komponen Symbol Bentuk Visis
2/2 way stem-actuated
valve ( NC)
3/2 Roll lever valve
with Spring Return
3/2 Foot valve with
Spring Return
3/2 hand lever valve
with Spring Return
4/2 hand lever valve
with Spring Return
4/3 Hand Lever Valve
with shutoff position
Nama komponen Symbol Bentuk Visis
4/3 Hand Lever Valve
with By Pass position
4/3 Hand Lever Valve
with Floating position
3/2 way Single
solenoid valve, Spring
return
4/2-way Single
solenoid valve, Spring
return
4/2-way double solenoid valve, detenting
5) ACTUATOR (Elemen Output)
a ) Aktuator dalam perspektif kontrol dapat dikatakan sebagai: • Aktuator : Pintu kendali ke sistem.
• Aktuator : Pengubah sinyal listrik menjadi besaran mekanik.
• Batasan actuator riil : Sinyal kemudi terkesil, saturasi.
b ) Fungsi aktuator :
• Penghasil gerakan.
• Gerakan rotasi dan translasi.
• Mayoritas actuator motor based.
• Actuator dalam simulasi cenderung dibuat liner.
• Actuator riil cenderung non-linier.
c ) Jenis tenaga penggerak pada actuator :
• Actuator tenaga elektris, biasanya digunakan solenoid, motor arus searah (Mesin DC). Sifat mudah diatur dengan torsi kecil sampai sedang.
• Actuator tenaga hidrolik, torsi yang besar konstruksinya sukar.
• Actuator tenaga pneumatic sukar dikendalikan.
• Actuator lainnya : piezoelectric, magnetic, ultra sound.
d ) Tipe actuator elektrik : • Solenoid
• Motor stepper
• Motor DC
• Brushless DC-motors
• Motor Induksi
• Motor Sinkron
e ) Keunggulan actuator elektrik :
• Mudah dalam pengontrolan
• Mulai dari mW sampai MW
• Berkecepatan tinggi, 1000 – 10.000 rpm
• Banyak macamnya
• Akurasi tinggi
• Torsi ideal untuk penggerak
f) Jenis actuator dalam sistem hidrolik :
(1) Cylinder Hidrolik
(a) Single Acting Cylinder
Dengan menghubungkan tekanan yang tinggi akan membuat piston berhenti. Untuk menggerakan kembali piston diperlukan gaya ekternal.
Gambar 34. Simbol dan Komponen Single Acting Cylinder
(b) Double Acting Cylinder
Double acting cylinder dengan rod pada salah satu sisi. Piston terdiri dari solenoid yang dapat digunakan dengan mengoperasikan saklar proksimiti.
Gambar 35. Simbol dan Komponen Double Acting Cylinder
(2) Motor Hidrolik
Gambar 36. visual motor hidrolik
C. Sensor (Elemen Input)
Pengertian Sensor
Sensor adalah alat untuk mendeteksi / mengukur sesuatu yang digunakan untuk mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor itu sendiri terdiri dari transduser dengan atau tanpa penguat/pengolah sinyal yang terbentuk dalam satu sistem pengindera. Dalam lingkungan sistem pengendali dan robotika, sensor memberikan kesamaan yang menyerupai mata, pendengaran, hidung, lidah yang kemudian akan diolah oleh kontroller sebagai otaknya. Sensor ada yang memerlukan tegangan dari luar (sensor aktif), dan ada juga yang tidak memerlukan tegangan atau output nya
berasal dari rangsangan lingkungan sekitar (sensor pasif). Berikut ini adalah jenis dan macam-macam sensor yang biasa digunakan dalam sistem hidrolik :
( 1) Sensor Magnet
( 2) Sensor Tekanan
Sensor ini memiliki transduser yang mengukur ketegangan kawat,
dimana mengubah tegangan mekanis menjadi sinyal listrik. Dasar
penginderaannya pada perubahan tahanan pengantar (transduser) yang
berubah akibat perubahan panjang dan luas penampangnya.
( 3) Proximity Switch
Proximity Switch yang berfungsi untuk mendeteksi gerakan suatu
mesin yang digerakan oleh alat atau penggerak semisal Cylinder atau yang
lainnya. Cara kerja sensor tersebut adalah sebagai berikut pada saat bagian
depan sensor tersebut terkena benda logam contohnya besi dengan jarak
tertentu sesuai dengan type dari sensor tersebut maka sensor akan bekerja
dan kontak yang ada didalamya akan hubung. Ada 4 Jenis Proximity
Proximity Switch yang memiliki fungsi berbeda seperti pada table berikut:
Nama Komponen Fungsi Simbol Bentuk Fisis
Proximity cahara infra red
( 4) Photo Sensor
Photo Sensor atau sensor cahaya yang berfungsi untuk mendeteksi
benda padat yang melintas didepanya baik itu kayu, logam, karet dll. Cara
kerja sensor ini amatlah sederhana, ketika sensor tertutup cahayanya oleh
suatu
benda padat maka sensor tersebut akan bekerja sehingga kontak
yang ada padanya akan terhubung. Sensor ini umumnya digunakan untuk
mendeteksi material masuk atau keluar pada suatu mesin tertentu.
( 5) Pressure Switch
Pressure Switch atau sensor tekanan, berfungsi untuk mendeteksi
tekanan pada suatu bidang atau tekanan dalam pipa atau tabung, Pressure
Switch terdapat beberapa jenis sesuai dengan media yang hendak diukur,
ada Pressure switch air, udara, oli, dan steam atau uap panas, gambar
diatas adalah Pressure switch udara. Cara kerja Pressure switch yaitu
ketika lubang masukan mendapat tekanan hingga melebihi batas
pengaturan atau setting maka Pressure switch akan bekerja dan kontak
