02 Silinder Aksi Ganda

LAPORAN PRAKTIKUM HIDROLIK KONTROL

RANGKAIAN PENGGERAK AKTUATOR “SILINDER AKSI GANDA”

Kelompok

:

Genap

Anggota Kelompok :

1. Adri Pribagusdri

2. Annisa Anugra Heni

3. Dodo Susanto

4. Endang Rohendi

5. Fajry Ramadhan

6. Galih Arwy H.

7. Irma Tri Puspita Sari

Kelas

:

5E

PROGRAM STUDI TEKNIK KONVERSI ENERGI

JURUSAN TEKNIK MESIN

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA

2014

BAB I PENDAHULUAN

A. Tujuan

1. Tujuan Kompetensi Umum

Mahasiswa/i memahami Rangkaian Penggerak Aktuator 2. Tujuan Kompetensi Khusus

- Mahasiswa/i dapat menggambar RPA Silinder Aksi Ganda - Mahasiswa/i dapat merangkai RPA Silinder Aksi Ganda

- Mahasiswa/i dapat mengoperasikan hasil rangkaian Silinder Aksi Ganda

- Mahasiswa/i dapat menganalisis hasil praktikum Silinder Aksi Ganda

- Mahasiswa/i dapat membuat laporan praktikum Silinder Aksi Ganda

3. Tujuan Praktikum

- Mahasiswa/i dapat menghitung diameter dalam dari data praktikum Silinder Aksi Ganda

BAB II DASAR TEORI

A. Hidrolik Kontrol

Suatu sistem hidrolik kontrol membutuhkan beberapa alat, diantaranya:

1. Power Unit

Merupakan suatu “modal” atau komponen terpenting dari hidrolik kontrol. Terdiri dari stabilizer, motor, PRV (Pressure Reducing Valve), pompa dan tangki.

Gambar 2.1Rangkaian Power Pack

Proses konversi energi dalam power pack

E.listrik  E.mekanik  E.fluida  E.mekanik

motor listrik Pompa hidrolik RPM V x I x t Torsi P x Q x t

(Nm) (Nm) (Nm)

2. Safety Unit

Merupakan unit yang berfungsi memproteksi sistem hidrolik kontrol, terdiri dari alat ukur berupa manometer (Pressure Relief Valve/PRV )1 _{untuk membaca tekanan pada sistem hidrolik kontrol}

agar tekanan pada sistem ini. bisa diawasi sehingga tida melebihi batas aman.

Gambar 2.2 Pressure Relife Valve

3. Valve Unit

Merupakan sistem katup yang berfungsi untuk mengatur arah fluida yang mengalir. Terdiri dari 2 bagian yaitu port (posisi) dan

way (lubang). Terdapat 2 sistem pembacaan port dan way yaitu sistem Amerika dan Eropa, dimana sistem Amerika pembacaan port

diikuti pembacaan way. Sedangkan sistem Eropa berkebalikan dengan sistem Amerika, pembacaan way terlebih dahulu lalu diikuti pembacaan port.

Gambar 2.3 Contoh Valve Unit, terdiri dari 3 port (posisi) dan 4 way (lubang)

sistem Amerika (3/2); sistem Eropa (2/3)

4. Cylinder Unit

Cylindermerupakan pewujud energi hidrolik.

Gambar 2.4 cylinder pada single acting cylinder

Gambar 2.5 cylinder pada single acting motor

Tempat penyimpanan fluida untuk dialirkan melalui pompa, maupun sebagai tempat penyimpanan fluida saat sistem hidrolik komtrol selesai digunakan.

B. Silinder Aksi Ganda

1. Konstruksi

Konstruksi silinder kerja ganda adalah sama dengan silinder kerja tunggal, tetapi tidak mempunyai pegas pengembali. Silinder kerja ganda mempunyai dua saluran (saluran masukan dan saluran pembuangan). Silinder terdiri dari tabung silinder dan penutupnya, piston dengan seal, batang piston, bantalan, ring pengikis dan bagian penyambungan. Konstruksinya dapat dilihat pada gambar berikut ini :

Gambar 2.6 Bagian-bagian/konstruksi silinder

Biasanya tabung silinder terbuat dari tabung baja tanpa sambungan. Untuk memperpanjang usia komponen seal permukaan dalam tabung silinder dikerjakan dengan mesin yang presisi. Untuk

aplikasi khusus tabung silinder bisa dibuat dari aluminium , kuningan dan baja pada permukaan yang bergeser dilapisi chrom keras. Rancangan khusus dipasang pada suatu area dimana tidak boleh terkena korosi.

Penutup akhir tabung adalah bagian paling penting yang terbuat dari bahan cetak seperti aluminium besi tuang. Kedua penutup bisa diikatkan pada tabung silinder dengan batang pengikat yang mempunyai baut dan mur.

Batang piston terbuat dari baja yang bertemperatur tinggi. Untuk menghindari korosi dan menjaga kelangsungan kerjanya, batang piston harus dilapisi chrom.

Ring seal dipasang pada ujung tabung untuk mencegah kebocoran udara. Bantalan penyangga gerakan batang piston terbuat dari PVC, atau perunggu. Di depan bantalan ada sebuah ring pengikis yang berfungsi mencegah debu dan butiran kecil yang akan masuk ke permukaan dalam silinder.

2. Prinsip Kerja

Dengan memberikan udara bertekanan pada satu sisi permukaan piston (arah maju) , sedangkan sisi yang lain (arah mundur) terbuka ke atmosfir, maka gaya diberikan pada sisi permukaan piston tersebut sehingga batang piston akan terdorong keluar sampai mencapai posisi maksimum dan berhenti. Gerakan silinder kembali masuk, diberikan oleh gaya pada sisi permukaan batang piston (arah mundur) dan sisi permukaan piston (arah maju) udaranya terbuka ke atmosfir.

Keuntungan silinder kerja ganda dapat dibebani pada kedua arah gerakan batang pistonnya. Ini memungkinkan pemasangannya lebih fleksibel. Gaya yang diberikan pada batang piston gerakan keluar lebih besar daripada gerakan masuk. Karena efektif permukaan piston dikurangi pada sisi batang piston oleh luas permukaan batang piston

Silinder aktif adalah dibawah kontrol suplai udara pada kedua arah gerakannya. Pada prinsipnya panjang langkah silinder dibatasi, walaupun faktor lengkungan dan bengkokan yang diterima batang piston harus diperbolehkan. Seperti silinder kerja tunggal, pada silinder kerja ganda piston dipasang dengan seal jenis cincin O atau membran.

Diameter dalam dinding dalam Silinder Aksi Ganda dapat diketahui dengan jalan pengukuran baik secara langsung maupun tidak langsung; pengukuran secara langsung kurang memungkinkan untuk dilakukan sebab silinder harus dibuka (piston dalan keadaan diam) dan di pasang kembali dengan keterampilan dan menggunakan alat yang berketelitian tinggi.

Pada pengukuran tidak langsung, menggunakan pendekapan teori aplikatif dan teori empiris, yakni piston dalam keadaan bergerak, sehingga fenomena operasi yang muncul sebagai data dapat digunakan sebagai elemen rumusan teori aplikatif yaitu tekanan, debit, dan waktu tempuhnya; sedangkan teori empiris tidak perlu memperhatikan tekanan.

Silinder Aksi Ganda bekerja dengan sistem 3 port dan 2 way.

Mekanisme kerja Silinder Aksi Ganda adalah saat motor listrik dalam kondisi on, maka pompa akan bekerja dan mengalirkan fluida berupa oli ke dalam sistem hidrolik.

(a ) (b)

Gambar 2.7 (a) 3/4 port way Silinder Aksi Ganda; (b) cylinder Silinder Aksi Ganda

Setelah oli mengalir ke sistem dan katup maju digerakkan, maka

kondisi katup mundur digerakkan, maka cylinder akan bergerak mundur.

3. Pemasangan Silinder

Jenis pemasangan silinder ditentukan oleh cara cara gerakan silinder yang ditempatkan pada sebuah mesin atau peralatan. Silinder bisa dirancang dengan jenis pemasanganpermanen jika tidak harus diatur setiap saat. Alternatif lain, silinder bisa menggunakan jenis pemasangan yang diatur, yang bisa diubah dengan menggunakan perlengkapan yang cocok pada prinsip konstruksi modul. Alasan ini adalah penyederhanaan yang penting sekali dalam penyimpanan, lebih khusus lagi dimana silinder pneumatik dengan jumlah besar digunakan seperti halnya silinder dasar dan bagian pemasangan dipilih secara bebas membutuhkan untuk disimpan.

Pemasangan silinder dan kopling batang piston harus digabungkan dengan hati-hati pada penerapan yang relevan, karena silinder harus dibebani hanya pada arah aksial. Secepat gaya dipindahkan ke sebuah mesin, secepat itu pula tekanan terjadi pada silinder. Jika sumbu salah gabung dan tidak segaris dipasang, tekanan bantalan pada tabung silinder dan batang piston dapat diterima. Sebagai akibatnya adalah :

 Tekanan samping yang besar pada bantalan silinder memberikan indikasi bahwa pemakaian silinder meningkat.

 Tekanan samping pada batang piston akan mengikis bantalan

 Tekanan tidak seimbang pada seal piston dan batang piston

Tekanan samping ini sering mendahului faktor pengurangan perawatan silinder yang sudah direncanakan sebelumnya. Pemasangan bantalan silinder yang dapat diatur dalam tiga dimensi membuat kemungkinan untuk menghindari tekanan bantalan yang berlebihan pada silinder. Momen bengkok yang akan terjadi selanjutnya dibatasi oleh penggesekan yang bergeser pada bantalan. Ini bertujuan bahwa silinder diutamakan bekerja hanya pada tekanan yang sudah direncanakan, sehingga bisa mencapai secara maksimum perawatan yang sudah direncanakan

Tujuan dari praktek kali ini yaitu mencari diameter dinding dalam. Hukum Newton 1. Kelembaban

2. Gerak 3. Aksi – Reaksi Diameter dalam Anded bar Langsung Dd TA Diameter dalam Dd

Tidak Langsung gerak Dd Fop

Dd Dd TA Dd Fop Hk. Newton II ( Gerak ) ∑ F = m . a Fd – Fl = m . a Pd . Ad – Pt . At = m . a…(1) Dimana, So = Vo t + 1₂ at2 S = 0 + 1₂ at2_{; a =} 2. S t2 ; a = 2 .0 .2[m] s2 = 0,4 m/s2 …(2) F = k δP x Q x t_S … (3) kg = k N/m 2 x m3/s x s m k = δP x Q x t_S

Tahan Dorong k =

(

105_N m2

)

(

10−3_m3 60s

)

0.2m 8,333 …(4) Q=Ao . S t Q=Ao . S t

Gaya Teori Empiris

F maju=kδ P1x Q1x t1 S Q = As t F mundur=kδ P2x Q2x t2 S Q = π 4

(

D 2 −d2

₎

_s /4t D =

√

4_πsQt+d2 Teori Empiris Ddfop=

√

4Q₁t₁ π s +d 2 (gerak maju) Ddfop=

√

4Q₂t₂ π s (gerak mundur) BAB III PROSEDUR PRAKTIKUM A. Lokasi dan Waktu

Tanggal : 1 Oktober 2014

Lokasi : Laboratorium Mesin, Politeknik Negeri Jakarta B. Peralatan Praktikum

No. Alat

1. Seperangkat elemen sistem hidrolik kontrol

dengan pressure gauge dan flow meter

2. Stop watch

C. Langkah Praktikum

1. Membuat gambar rangkaian sistem Hidrolik Kontrol Silinder Aksi Ganda

2. Merangkai Penggerak Aktuator Silinder Aksi Ganda sesuai dengan gambar pada nomor 1

3. Operasikan motor listrik agar pompa mendapatkan daya.

4. Atur tekanan pressure gauge pada angka 10 bar, lalu gerakkan katup maju. Catat waktu yang ditempuh saat silinder bergerak maju hingga mencapai end position.

5. Lihat dan catat berapa perubahan tekanan dan laju aliran fluida yang terbaca pada alat ukur.

6. Gerakkan katup mundur, Catat waktu yang ditempuh saat silinder bergerak maju hingga mencapai end position dan lihat dan catat berapa perubahan tekanan dan laju aliran fluida yang terbaca pada alat ukur.

7. Ulangi langkah kerja nomor 4-6 dengan pengambilan data sebanyak 6 kali (jumlah praktikan 7), dengan interval kenaikan tekanan

setting sebanyak 4 bar.

BAB IV

PENYAJIAN DATA PRAKTIKUM

No _PraktikanNama Presset [bar] ∆P → [bar] [bar]∆P ← Debit [l/m] Waktu [s] q1 → q2 ← t1 → t2 ← 1 Adri Pribagusdri 10 5 2 4 5 4.08 4.47 2 Annisa Anugra 14 6.5 3.5 5 6 2.65 3.18 3 Dodo 18 7 4 6 7 2.52 2.76 4 Endang 22 8 5 7 8 2.28 2.19 5 Fajry Ramadhan 26 8.5 6.5 7 8 1.95 2.36 6 Galih Arwy 30 12 8 8 9 1.7 1.71 7 Irma Tri 34 15 8 8 10 1.79 1.56 Catatan : g = 9.81 m/s2_{, S = 200 mm, d = 20 mm}

BAB V

ANALISA PERHITUNGAN DATA

No _PraktikanNama Presset [bar]

∆P →

[bar] ∆P ←[bar]

Debit [l/m] Waktu [s] Data Empiris_{[m] F [N]}

q1 → q2 ← t1 → t2 ← Ddfop_→ Ddfop_← F→ F← 1 Adri Pribagusdri 10 5 2 4 5 4.08 4.47 0.042 0.049 679.728 372.351 2 Annisa Anugra 14 6.5 3.5 5 6 2.65 3.18 0.038 0.045 717.421 556.277 3 Dodo 18 7 4 6 7 2.52 2.76 0.040 0.045 881.647 643.742 4 Endang 22 8 5 7 8 2.28 2.19 0.041 0.043 1063.57 729.708 5 Fajry Ramadhan 26 8.5 6.5 7 8 1.95 2.36 0.038 0.045 966.488 1022.26 6 Galih Arwy 30 12 8 8 9 1.7 1.71 0.038 0.040 1359.46 1025.59 7 Irma Tri 34 15 8 8 10 1.79 1.56 0.039 0.041 1789.28 1039.58

A. Contoh Perhitungan Data

1. Nama Praktikan : Adri Pribagusdri

 Gerak maju Preset = 10 bar Q1= 4 L/m ΔP = 5bar t1= 4,08 sekon

-

Ddfop=

√

4Q₁t₁ π s +d 2 Ddfop=

√

(4)

(

4x0,001m 3 s

)

(4,08sekon) (3,14)(200x0,001m) (60sekon)+(20x0,001m) 2 Ddfop= 0,042 m 42 mm

-

Fmaju = k δ P₁x Q₁x t1 S Fmaju = (8,333)(5)(4)(4,08) Fmaju = 679,728 N  Gerak mundur Preset = 10 bar Q2= 5 L/m ΔP = 2 bar t2= 4,47 sekon

-

Ddfop=

√

4Q₂t₂ π s Ddfop=

√

(4)

(

5x0,001m 3 s

)

(4,47sekon) (3,14)(200x0,001m)(60sekon) Ddfop= 0,049 m 49mm - Fmundur = k δ P2x Q_S 2x t2 Fmundur = (8,333)(2)(5)(4,47) Fmundur = 372,351 N B. Grafik

0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 500 1000 1500 2000

Hubungan ∆P dengan Gaya

Maju Mundur

∆P [bar] Gaya [N]

KESIMPULAN

Dari data dan analisa yang dapat kami simpulkan adalah tekanan pada saat gerak saat maju lebih besar bila dibandingkan dengan tekanan pada saat gerak mundur, hal ini disebabkan karena luas permukaan yang terkena fluida pada saat gerak pejal maju lebih besar daripada luas permukaan saat gerak mundur, waktu gerak silinder dipengaruhi oleh perbedaan tekanan antara bagian depan dan belakang silinder, besarnya debit yang dihasilkan juga dipengaruhi oleh perbedaan tekanan, selain itu debit juga di pengaruhi oleh kecepatan gerak aktuator, waktu piston bergerak mundur lebih lama karena tekanan mundur lebih kecil.