13. Hydraulic Actuator

DR. GESANG NUGROHO

SISTEM HIDROLIK

HYDRAULIC SYSTEM

DASAR-DASAR HIDROLIK

 Hydraulyc berarti

pembangkitan gaya dan gerakan dengan menggunakan fluida hydraulic.  Sifat-sifat fluida Mudah menyesuaikan bentuk.

Zat cair / fluida dapat dengan mudah

menyesuaikan bentuk pada segala tempat (container) zat cair/fluida tidak dapat

dimampatkan

Zat cair/fluida mengalir

dari tekanan tinggi ke tekanan rendah

Zat cair/fluida

meneruskan tekanan ke segala arah

Physical principle of hydraulic

 Hukum PASCAL:

Zat cair dalam ruang tertutup dan diam (tidak mengalir) yang

mendapatkan tekanan, maka tekanan tersebut akan diteruskan ke segala arah dengan sama rata dan tegak lurus bidang permukaannya.

P= tekanan F=gaya tekan A= luas penampang

Dalam bejana tertutup

maka semua titik mendapatkan tekanan yang sama.

Pada gambar disamping

berlaku:

sedangkan Maka

Tekanan absolut dan tekanan gauge  Dalam melakukan

pengukuran tekanan, terdapat dua macam pembacaan, yaitu:

Tekanan gauge: tekanan yang besarnya tidak dipengaruhi oleh tekanan udara luar (atmosfir), atau nilai yang ditunjukkan oleh oleh jarum penunjuk pada alat ukur tekanan. Tekanan absolut: tekanan

yang dipengaruhi oleh besarnya tekanan udara luar. Tekanan absolut= tekanan

gauge + tekanan atmosfir.

Aplikasi sistem hidrolik

Penggunaan tenaga hidrolik dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu:

Stationary hydraulic

Mobile hydraulic

Aplikasi stationary hydraulic antara lain:

Production and assembly machines

Presses

Lifting and conveying devices

Injection moulding machines

Lift

Rolling lines

Aplikasi mobile hydraulic:  Hydraulic jack  Construction machinery  Tipper, excavator, elevating platform

 Lifting and conveying

device

 Agriculture machinery

 Keuntungan-keuntungan penggerak hidrolik:

 Transmisi gaya yang besar dengan menggunakan komponen yang kecil (intensitas daya tinggi)

 Pengaturan arah, kecepatan dan tekanan dapat dilakukan dengan mudah, sehingga gerakan bisa lebih teratur.

 Penempatan dan pengaturan komponen-komponen hidrolik lebih sederhana dan tidak diperlukan tempat yang besar.

 Start-up under heavy load  Operasinya lembut  Pengendaliannya bagus

 Kelemahas penggerak hidrolik:

 Bagian-bagian tertentu harus dibuat sangat cermat.  Menghasilkan polusi berupa minyak hidrolik  Sensitif terhadap kotoran

 Dipengaruhi temperatur  Faktor efisiensinya rendah

Hydraulic system efficiency Hydraulic fluid

Pada prinsipnya semua cairan dapat digunakan sebagai pemindah energi tekanan. Namun dalam instalasi hidrolik memerlukan fluida hidrolik yang mempunyai karakteristik tertentu. Air tidak dapat dipakai sebagai fluida hidrolik sebab air dapat menyebabkan beberapa masalah misalnya korosi, titik didih, titik beku dan viskositas rendah. Tugas dari minyak hidrolik:

Pemindah tekanan Pelumas Pendingin Peredam osilasi Pelindung karat Transmisi sinyal

Oli hidrolik mempunyai sifat sifat: Tidak dapat dimampatkan (uncompressible) Mudah mengalir (fluidity)

Mempunyai sifat fisika dan kimia yang stabil Mempunyai sifat melumasi

Mencegah terjadinya karat

Bersifat mudah menyesuaikan dengan tempat Harus dapat memisahkan kotoran.

HIDRAULIC SYSTEM COMPONENTS

1. Power supply section

 Unit power supply

berfungsi untuk menghasilakan daya hidrolik dengan cara mengubah energi mekanik dari motor penggerak.

 Komponen-komponen

pada unit power supply adalah:

 drive

 Hydraulic pump  Pressure relief valve  Filter

 Heater and cooler  Reservoir

1a. Drive

Drive digunakan untuk

menggerakkan pompa hidrolik agar dihasilkan tekanan pada fluida hidrolik.

Drive dapat berupa: Mesin diesel Motor listrik

1b. Hydraulic pump

 Pompa hidrolik berfungsi untuk mengubah tenaga mekanik menjadi tenaga fluida hidrolik.

 Macam-macam pompa

hidrolik:

Gear pump.

Pompa roda gigi (gear

pump) banyak sekali digunakan pada sistem hidrolik, karena pompa ini sangat sedeerhana dan ekonomis.

 Gear pump digolongkan

menjadi dua:

Internal gear pump External gear pump

Piston pump

Piston pump sering sekali

dipakai pada sistem hidrolik modern, dimana digunakan kecepatan tinggi dan tekanan tinggi.

Piston pump dibagi

menjadi dua, axial piston pum dan radial piston pump.

 screw pump

Perhitungan volumetric efficiency dan daya untuk menggerakkan pompa

Dimana:

 VP=volumetric efficiency

 Qact=debit pompa aktual (liter/menit)

 Qth=banyaknya discharge secara teoritis (liter/menit)

Daya untuk menggerakkan pompa:

Dimana:

 P=tekanan (Kg/cm2)  Q=debit (liter/menit)  450=angka konversi untuk PS

1c. Filter dan Hose Line

 Oil filter digunakan

untuk menyaring

kotoran yang terkandung didalam oli agar tidak ikut bersirkulasi kembali dalam sistem.

 Dalam oil filter ass’y juga

dipasang by pass valve yang digunakan untuk memberikan jalan lain (safety) bila filter kotor atau buntu.

 Untuk menyalurkan oli hidrolik ke seluruh komponen hidrolik diperlukan sistem plumbing, untuk

menghasilkan sistem plumbing yang baik maka digunakan hose.

 Fungsi hose adalah:

 Untuk menyalurkan oli  Peredam getaran dan peredam

suara

 Hydroulic hose terdiri dari tiga bagian dasar:

 Inner tube

 Reinforcement layers  Outer cover

1d. Tangki hidrolik

 Pungsi tangki hidrolik:

Tempat

penampungan/penyediaa n oli

Pendinginan oli yang

kembali dari sistem

Oil reservoir (tank)

2. Hydraulic Valve

 Valves adalah peralatan

untuk mengendalikan aliran energi.

 Valve dapat

mengendalikan dan mengatur arah aliran fluida hidrolik, tekanan, laju aliran, kecepatan aliran.

Macam-macam valves

antara lain:

 Pressure valve

 Directional control valve  Non-return valve  Flow control valve

2a. Pressure Valve

 Pressure valve have the task of controlling and

regulating the pressure in a hydraulic system and in parts of the system

 Pressure relief valve  Pressure regulator

2b. Directional control valve

Components which

change, open or close flow paths in hydraulic system. They are used to control the direction of motion of power component. 2/2 way valve triggering a single acting cylinder 3/2 way valve triggering a single acting cylinder 4/2 way valve triggering a double acting cylinder

2c. Non return valve

Block the flow in one

direction and permit free flow in the other.

Pump protection

2d. Flow control valve

Untuk mengatur laju

3. Hydraulic Actuator

 Hydraulic actuator

berguna untuk

mengubah energi tekan fluida menjadi energi mekanik.

 Hydraulic aktuator

terdiri dari:

Cylinderuntuk

menghasilkan gerak linier.

Hydraulic motoruntuk

menghasilkan gerak putar.

3a. Hydraulic cylinder

Cylinder adalah

komponen penggerak yang mengubah tenaga hidrolik menjadi tenaga mekanik. Cylinder menghasilkan gerakan linier melalui tekanan pada permukaan piston yang dapat bergerak.

Cylinder dapat dibagi

menjadi dua:

 Single-acting cylinder  Double-acting cylinder

Double acting cylinder

3b. Hydraulic motor

Hydraulic motors adalah

komponen penggerak hidrolik yang

menghasilkan gerakan rotary.

Arah gerakan motor

hidrolik dapat diatur dengan cara mengatur arah gerakan fluida hidrolik.

HIDRAULIC SYMBOLS

Directional control valve Method of actuation

Non return valve Cylinder

ELECTRICAL DEVICES

 Rangkaian hidrolik lengkap

dapat dioperasikan secara efektif tanpa peralatan elektronik.

 Namun, penggunaan

peralatan elektronik yang efektif dapat memberikan pengendalian yang lebih efektif dan

menyederhanakan kontrol otomatis sekuensial.

Solenoide

 Aktuasi dorong atau tarik

dapat dilakukan oleh solenoid. Solenoid dapat menggerakkan katub, mengontrol pompa dan melakukan mekanisme latch (mengunci).

Other electrical control

 Komponen elektronik yang

sering digunakan mengendalikan peralatan hidrolik antara lain:

 Motor

 Motor control (starter)  Push button & selector

switch  Limit switch  Pressure switch  Timer  Relay  Solenoid  Transformer

Circuit diagram

 Gambar disamping

memperlihatkan sebuah mesin yang mempunyai dua silinder A dan B. silinder A dipasang horisontal sedangkan silinder B dipasang vertikal. Silinder A harus bergerak kekanan, dari posisi 1 ke posisi 2 dan berhenti. Silinder B lalu harus bergerak naik dari posisi 3 ke posisi 4. silinder A menaikkan tekanan untuk melawan benda kerja sampai tekanan yang diinginkan tercapai. Lalu A dan B mundur bersama-sama.  Rangkaian disamping memperlihatkan pengaturan yang diperlukan untuk menggerakkan silinde A kekanan.

 Solenoid harus dihidupkan

dengan menggunakan relay kontak sehingga relay tetap aktif setelah saklar start dilepas. Relay yang lain mengunci untuk menjaga relay tetap aktif.

 Gambar disamping rangkaian telah ditambah dengan komponen untuk menyetop silinder A dan menggerakkan silinder B. relay 2-CR sudah ditambahkan, relay ini di supply dari limit switch 1-LS, yang mana diaktuasi oleh silinder A yang bergerak ke sebuah titik dimana limit switch dipasang. Relay 2-CR deenergize solenoid X untuk menghentikan silinder A dan energize solenoid Z untuk menggerakkan silinder B.

 Untuk menyelesaikan siklus,

komponen yang lain ditambahkan seperti pada gambar disamping.

 Ketika silinder B telah maju penuh, limit switch 2-LS diaktuasi, lalu energize relay ketiga 3-CR. Relay 3-CR deenergize relay 2-CR untuk energize solenoid X dan deenergize solenoid Z. ini memungkinkan silinder A untuk menekan lagi dan jugamenyetop silinder B. sebuah pressure-switch ditambahkan dengan relay 1-CR secara seri maka ketika tekanan telah mencapai nilai yang ditentukan, pressure-switch terbuka, deenergize relay 1-CR. Relay 1-CR lalu deenergize solenoid X dan energize solenoid Ydan W untuk memundurkan semua silinder.

HYDRAULIC SYSTEM DESIGN

 Cylinder to lift a hood of

the tempering furnace

Forging machine

Hydraulic circuit of D 375A-5

TUGAS KELOMPOK

Kelompok 1: no. 1 – 9 Kelompok 2: no. 10 – 18 . . Kelompok 6: no. 46 – 55