SISTEM PNEUMATIK

UmumPneumatik berasal dari bahasa Yunani yang berarti udara atau angin. Semua sistem yang menggunakan tenaga yang disimpan dalam bentuk udara yang dimampatkan untuk menghasilkan suatu kerja disebut dengan sistem Pneumatik. Dalam penerapannya, sistem pneumatic banyak digunakan sebagai sistem automasi.

Apa sih Pneumatikitu ? Pneumatik adalah suatu filsafat (science) yang menggunakan tekanan udara (compressed air) untuk mengerjakan sesuatu yang sifatnya lurus (linear) atau memutar (rotational).Tenaga fluida adalah istilah yang mencakup pembangkitan, kendali dan aplikasi dari fluida bertekanan yang digunakan untuk memberikan gerak. Berdasarkan fluida yang digunakan tenaga fluida dibagi menjadi pneumatik, yang menggunakan udara, serta hidrolik, yang menggunakan cairan.Dasar dari aktuator tenaga fluida adalah bahwa fluida mempunyai tekanan yang sama ke segala arah. Dalamsistem pneumatik, aktuator berupa batang piston mendapat tekanan udara dari katup masuk, yang kemudian memberikan gaya kepadanya.Gaya inilah yang menggerakkan piston pneumatik, baik maju atau mundur. Pada dasarnya sistem pneumatik dan hidrolik tidaklah jauh berbeda. Pembeda utama keduanya adalah sifat dari fluida kerja yang digunakan. Cairan adalah fluida yang tidak dapat ditekan (incompressible fluid) sedangkan udara adalah fluida yang dapat terkompresi (compressible fluid).

Gambar 1 Prinsip kerja pneumatika, gerakan disebabkan oleh adanya tekanan udara.Udara sebagai fluida kerja pada sistem pneumatik memiliki karakteristik khusus, antara lain : Jumlahnya tak terbatas Mencari tekanan yang lebih rendah Dapat dimampatkan Memberi tekanan yang sama rata ke segala arah Tidak mempunyai bentuk (menyesuaikan dengan tempatnya) Mengandung kadar airPada sistem pneumatik terdapat beberapa komponen utama, yaitu sistem pembangkitan udara terkompresi yang mencakup kompresor, cooler, dryer, tanki penyimpan unit pengolah udara berupa filter, regulator tekanan, dan lubrifier (pemercik oli) yang lebih dikenal sebagai Air Service Unit Katup sebagai pengatur arah, tekanan, dan aliran fluida Aktuator yang mengkonversikan energi fluida menjadi energi mekanik Sistem perpipaan Sensor dan transduser Sistem kendali dan displayGambar 2 menunjukkan suatu sistem pneumatik yang disederhanakan. Untuk mengendalikan katup diperlukan suatu kontroler. Kontroler ini dapat berupa rangkaian pneumatik ataupun rangkaian elektrik. Sistem pneumatik menggunakan rangkaian kontroler elektrik disebut sebagai sistem elektro-pneumatik.

Gambar 2 Sistem pneumatik sederhana (disederhanakan)

Pneumatik menggunakan hukum-hukum aeromekanika, yang menentukan keadaan keseimbangan gas dan uap (khususnya udara atmosfir) dengan adanya gaya-gaya luar (aerostatika) dan teori aliran (aerodinamika). Pneumatik dalam pelaksanaanteknik udara mampat dalam industri merupakan ilmu pengetahuan dari semua proses mekanik dimana udara memindahkan suatu gaya atau gerakan. Jadi pneumatik meliputi semua komponen mesin atau peralatan, dalam mana terjadi proses-proses pneumatik. Dalam bidang kejuruan teknik pneumatik dalam pengertian yang lebih sempit lagi adalah teknik udara mampat (udara bertekanan).

Komponen-komponen Pneumatik

Komponen pneumatik beroperasi pada tekanan 8 s.d. 10 bar, tetapi dalam praktik dianjurkan beroperasi pada tekanan 5 s.d. 6 bar untuk penggunaan yang ekonomis.Beberapa bidang aplikasi di industri yang menggunakan media pneumatik dalam hal penangan material adalah sebagai berikut :a. Pencekaman benda kerjab. Penggeseran benda kerjac. Pengaturan posisi benda kerjad. Pengaturan arah benda kerja

Penerapan pneumatik secara umum :a. Pengemasan (packaging)b. Pemakanan (feeding)c. Pengukuran (metering)d. Pengaturan buka dan tutup (door or chute control)e. Pemindahan material (transfer of materials)f. Pemutaran dan pembalikan benda kerja (turning and inverting of parts)g. Pemilahan bahan (sorting of parts)h. Penyusunan benda kerja (stacking of components)i. Pencetakan benda kerja (stamping and embosing of components)

Susunan sistem pneumatik adalah sebagai berikut :a. Catu daya (energi supply)b. Elemen masukan (sensors)c. Elemen pengolah (processors)d. Elemen kerja (actuators)

Sifat Fisika dari Udara

Permukaan bumi ini ditutupi oleh udara. Udara adalah campuran gas yang terdiri atas senyawa : sekitar 78 % dari volum adalah Nitrogen

sekitar 21 % dari volum adalah Oksigen

sisanya adalah campuran karbon dioksida,argon, hydrogen neon, helium, krypton dan xenon. Karena segala sesuatu di bumi ini menerima tekanan yaitu tekanan absolut atmosfir, maka tekanan ini tidak bisa dirasakan. Pada umumnya tekanan atmosfir dianggap sebagai tekanan dasar, sedangkan yang bervariasi (akibat penyimpangan nilai) adalah : Tekanan ukur = Pg Tekanan Vakum = Pv

Variasi nilainya tergantung pada letak geografis dan iklimnya. Daerah dari garis nol tekanan absolut sampai garis tekanan atmosfir disebut daerah vakum dan diatas garis tekanan atmosfir adalah daerah tekanan ukur. Tekanan absolut ini terdiri atas tekanan atmosfir (Pat) dan tekanan ukur (Pg). Tekanan absolut biasanya 1 bar (100 kPa) lebih besar dari tekanan ukur.

Karakteristik Udara Sebagaimana umumnya gas, udara juga tidak mempunyai bentuk yang khusus sehingga sangat mudah berubah. Udara akan berubah bentuk sesuai dengan tempatnya. Udara dapat dimampatkan dan selalu berusaha untuk mengembang. Seperti terlihat pada gambar 2.2., Hukum Boyle Mariote menjelaskan sifat : Volume dari massa gas yang tertutup pada temperatur konstan adalah berbanding terbalik dengan tekanan absolut atau hasil kali dari volume dan tekanan absolut adalah konstan untuk massa gas tertentu. p1 * V1 = p2 * V2 = p3 * V3 = konstan F1 F2 F3

V1 V2 V3 p1 p2 p3 Gambar 2.2. Hubungan antara Tekanan dan Volum

SISTEM PNEUMATIC DAN FUNGSI DARI SETIAP BAGIAN

1. Air Compressora. Mengadakan tekanan udara (compressed air) sebagai sumber tenaga dari system pneumatic.

2. Aftercoolera. Mendinginkan udara panas dari compressorb. Membuang sebagian besar lembab (condensate), Minyak (oil), Debu (dust).

3. Main Line Air Filtera. Menyaring debu halusb. Membuang sisa lembab dan minyak4. Refrigerated Air DryerMembuat udara agar kering.Setelah melewati alat 2, 3 dan 4, udara menjadi sejuk, bersih dan kering yang dibutuhkan oleh peralatan berikutnya untuk kesempurnaan operasi dari system pneumatic.

5. Air Filtera. Menyaring kotoran yang terdapat dalam pipab. Membuang lembab (drain).

6. Air Pressure Reducing ValveMengurangi tekanan utama (main) sesuai kebutuhan.

7. Air LubricatorsMenyiram minyak bersih sebagai pelicin cylinder agar tidak cepat haus.

8. Air Silindera. Peredam suara dari pembuangan udara (exhaust)b. Menjaga kotoran luar untuk memasuki lubang valve.

9. Air Flow Change Solenoid Valve.Alat pengatur jalannya udara yang digerakkan oleh listrik (solenoid).

10. Speed Control ValveMengatur kecepatan cylinder

11. Air CylinderAlat dimana tenaga udara tertekan (compressed air) digunakan untuk mengadakanpergerakan linear atau rotasi.Ada 3 Sistem Tekanan pada Sistem Pneumatic1. Sistem Tekanan Tinggi Untuk sistem tekanan tinggi, udara biasanya disimpan dalam tabung metal (Air Storage Cylinder) pada range tekanan dari 1000 3000 Psi, tergantung pada keadaan sistem.Tipe dari tabung ini mempunyai 2 Klep, yang mana satu digunakan sebagai klep pengisian, dasar operasi Kompresor dapat dihubungkan pada klep ini untuk penambahan udara kedalam tabung. Klep lainnya sebagai klep pengontrol. Klep ini dapat sebagai klep penutup dan juga menjaga terperangkapnya udara dalam tabung selama sistem dioperasikan.

2. Sistem Tekanan Sedang. Sistem Pneumatik tekanan sedang mempunyai range tekanan antara 100 150 Psi, biasanya tidak menggunakan tabung udara. Sistem ini umumnya mengambil udara terkompresi langsung dari motor kompresor

3. Sistem Tekanan Rendah. Tekanan udara rendah didapatkan dari pompa udara tipe Vane. Demikian pompa udara mengeluarkan tekanan udara secara kontinu dengan tekanan sebesar 1 10 Psi. ke sistem Pneumatik.

Sistem Sumber Udara PneumaticSumber udara pneumatic merupakan perangkat yang menghasilkan udara pneumatic berserta perangkat yang ada pada jalur udara pneumatic. Penyedia udara/Kompressor adalah mesin yang menghasilkan udara pneumatic dengan tekanan kerja yang dipakai dalam sistem pneumatic (2,5 ~ 7 bar) Tangki atau pengumpul udara/header berupa sistem pengumpul udara pneumatic (storage) sementara sebelum distribusi Filter digunakan untuk menyaring udara pneumatic dari kotoran. Penyaring filter ini disesuaikan dengan kebutuhan udara pneumatic Driyer /pengering digunakan untuk mengeringkan udara pneumatic dari uap air Pemisah air, sistem pemisah air ini biasanya dibuat dalam suatu sistem yang lengkap dengan pressure regulator. Digunakan untuk memisahkan kadar air dalam udara pneumatic System pelumas, digunakan untuk aplikasi kusus terhadap instrumentasi pneumatic Meter pneumatic /manometer berupa indikator tekanan pada suatu jalur atau tangki pneumatic Sumber tekanan berupa terminal dari suatu header atau jalur lain

Katup Kontrol Arah ( KKA )Katup kontrol arah adalah alat atau instrumentasi pneumatic yang berfungsi sebagai switch/saklar aliran udara. Pensaklaran yang diaplikasikan memiliki banyak sistem, diantaranya memakai coil selenoid, penggerak tangan atau mekanik lain. KKA juga difungsikan sebagai serangkaian fungsi logika atau timer pneumatik. Penggambaran simbol KKA pada sistem peumatik1. SimbolCara membaca simbol katup pneumatik sebagai berikut :

Simbol-simbol katup kontrol arah sebagai berikut 2. Penomoran pada LubangSistem penomoran yang digunakan untuk menandai KKA sesuai dengan DIN ISO 5599. Sistemhuruf terdahulu digunakan dan sistem penomoran dijelaskan sebagai berikut :

3. Metode PengaktifanMetode pengaktifan KKA bergantung pada tugas yang diperlukan . Jenis pengaktifan bervariasi ,seperti secara mekanis, pneumatis, elektris dan kombinasi dari semuanya. Simbol metode pengaktifandiuraikan dalam standar DIN 1219 berikut ini :

Contoh Simbol Aplikasi KKA sebagai berikut:

Contoh solenoid valve/katup kontrol arah

Actuator CylinderActuator cylinder adalah katup yang digunakan untuk menggerakkan beban berat. Memiliki 2 type, single action dan double action. Single action dimana pergerakan batang aktuator setengahnyadilakukan oleh pegas, sedangkan double action dua pergerakan keluar dan kedalam sama2 dilakukan oleh pneumatic.Berikut ini adalah symbol dan gambar aktuatorSystem single action, input di bagian belakang pneumatic akan mendorong batang keluar. Jika udara pneumatic off maka batang kembali kebelakang dengan pegas

System double action, dua input pneumatic digunakan untuk mendorong batang keluar dan kedalam

Berikut ini tabel jenis cylinder lengkap

Aktuator yang paling banyak digunakan pada rangkaian pneumatik adalah silinder. Silinder dapat bergerakmaju (extend) atau mundur (retract) dengan cara mengarahkan aliran udara bertekanan ke satu sisi dari piston menggunakan katup pengatur arah.

Gambar 3 Rangkaian dasar pengendali silinder kerja tunggal pada keadaan (i) mundur dan (ii) maju.Gambar 3 menunjukkan rangkaian pengendali silinder kerja tunggal menggunakan katup, yaitu katup 3/2 dengan pegas. Pada saat katup tidak aktif, ruang dalam silinder terhubung dengan atmosfer, sehingga karena adanya gaya pegas silinder dalam keadaan mundur seperti ditunjukkan pada Gambar 3(a). Jika katup diaktifkan maka udara bertekanan akan masuk ke silinder dan menghasilkan gaya tekan yang mengatasi gaya pegas sehingga silinder akan bergerak maju seperti terlihat pada Gambar 3(a).Saat ini dalam penggunaannya pneumatik banyak dikombinasikan dengan sistem elektrik. Rangkaianelektrik berupa saklar, solenoid, dan limit switch digunakan sebagai penyusun sistem kendali katup. Untuk aplikasi yang cukup rumit digunakan PLC (Programmable Logic Controller) yaitu kontroler yang dapat diprogram.

Check ValveMerupakan valve dengan mekanisme nonreturn, sistem pegas dan katupnya hanya memperbolehkan aliran udara lewat dengan satu arah saja. Check valve ini banyak digunakan pada rangkaian pengaman2 pneumatic.Symbol dari chek valve adalah sebagai berikut

Contoh chek valve adalah sebagai berikut:

Perancangan Sistem Kontrol PneumatikDalam suatu sistem kontrol pneumatik terdapat arsitektur dan bagian-bagian yang menyangkut fungsi kerja alat tersebut. Perancangan sistem kontrol pneumatik mengacu pada diagram alir sistem

Diagram AlirDiagram rangkaian harus digambar dengan tata cara penggambaran yangbenar. Karena hal ini akan memudahkan seseorang untuk membaca rangkaian ,sehingga mempermudah pada saat merangkai atau mencari kesalahan sistempneumatik.Tata letak komponen diagram rangkaian harus disesuaikan dengandiagram alir dari mata rantai kontrol yaitu sebuah sinyal harus mulai mengalir daribawah menuju ke atas dari gambar rangkaian. Elemen yang dibutuhkan untukcatu daya akan digambarkan pada bagian bawah rangkaian secara simbolsederhana atau komponen penuh dapat digunakan. Pada rangkaian yang lebihluas , bagian catu daya seperti unit pemelihara, katup pemutus dan berbagaidistribusi sambungan dapat digambarkan tersendiri.Diagram alir mata rantai kontrol dan elemen-elemennya digambarkansebagai berikut :

Keuntungan yang Didapat Dengan Menggunakan Sistem Pneumatic

a. Merupakan media/fluida kerja yang mudah didapat dan mudah diangkut :1). Udara dimana saja tersedia dalam jumlah yang tak terhingga.2). Saluran-saluran balik tidak diperlukan karena udara bekas dapat dibuang bebas ke atmosfir, sistem elektrik dan hidrolik memerlukan saluran balik.3). Udara bertekanan dapat diangkut dengan mudah melalui saluran-saluran dengan jarak yang besar, jadi pembuangan udara bertekanan dapat dipusatkan dan menggunakan saluran melingkar semua pemakai dalam satu perusahaan dapat dilayani udara bertekanan dengan tekanan tetap dan sama besarnya. Melalui saluran-saluran cabang dan pipa-pipa selang, energi udara bertekanan dapat disediakan dimana saja dalam perusahaan.

b. Dapat disimpan dengan mudah :1). Sumber udara bertekanan ( kompresor ) hanya menyerahkan udara bertekanan kalau udara bertekanan ini memang digunakan. Jadi kompresor tidak perlu bekerja seperti halnya pada pompa peralatan hidrolik.2). Pengangkutan ke dan penyimpanan dalam tangki-tangki penampung juga dimungkinkan.3). Suatu daur kerja yang telah dimulai selalu dapat diselesaikan, demikian pula kalau penyediaan listrik tiba-tiba dihentikan.

c. Bersih dan kering :1). Udara bertekanan adalah bersih. Kalau ada kebocoran pada saluran pipa, benda-benda kerja maupun bahan-bahan disekelilingnya tidak akan menjadi kotor.2). Udara bertekanan adalah kering. Bila terdapat kerusakan pipa-pipa tidak akan ada pengotoran-pengotoran, bintik minyak dansebagainya.3). Dalam industri pangan , kayu , kulit dan tenun serta pada mesin-mesin pengepakan hal yang memang penting sekali adalah bahwa peralatan tetap bersih selama bekerja.Sistem pneumatik yang bocor bekerja merugikan dilihat dari sudut ekonomis, tetapi dalam keadaan darurat pekerjaan tetap dapat berlangsung. Tidak terdapat minyak bocoran yang mengganggu seperti pada sistem hidrolik.

d. Tidak peka terhadap suhu1). Udara bersih ( tanpa uap air ) dapat digunakan sepenuhnya pada suhu-suhu yang tinggi atau pada nilai-nilai yang rendah, jauh di bawah titik beku ( masing-masing panas atau dingin ).2). Udara bertekanan juga dapat digunakan pada tempat-tempat yang sangat panas, misalnya untuk pelayanan tempa tekan, pintu-pintu dapur pijar, dapur pengerasan atau dapur lumer.3). Peralatan-peralatan atau saluran-saluran pipa dapat digunakan secara aman dalam lingkungan yang panas sekali, misalnya pada industri-industri baja atau bengkel-bengkel tuang (cor).

e. Aman terhadap kebakaran dan ledakan1). Keamanan kerja serta produksi besar dari udara bertekanan tidak mengandung bahaya kebakaran maupun ledakan.2). Dalam ruang-ruang dengan resiko timbulnya kebakaran atau ledakan atau gas-gas yang dapat meledak dapat dibebaskan, alat-alat pneumatik dapat digunakan tanpa dibutuhkan pengamanan yang mahal dan luas. Dalam ruang seperti itu kendali elektrik dalam banyak hal tidak diinginkan.

f. Tidak diperlukan pendinginan fluida kerja1). Pembawa energi (udara bertekanan) tidak perlu diganti sehingga untuk ini tidak dibutuhkan biaya. Minyak setidak-tidaknya harus diganti setelah 100 sampai 125 jam kerja.

g. Rasional (menguntungkan)1). Pneumatik adalah 40 sampai 50 kali lebih murah daripada tenaga otot. Hal ini sangat penting pada mekanisasi dan otomatisasi produksi.2). Komponen-komponen untuk peralatan pneumatik tanpa pengecualian adalah lebih murah jika dibandingkan dengan komponen-komponen peralatan hidrolik.

h. Kesederhanaan (mudah pemeliharaan)1). Karena konstruksi sederhana, peralatan-peralatan udara bertekanan hampir tidak peka gangguan.2). Gerakan-gerakan lurus dilaksanakan secara sederhana tanpa komponen mekanik, seperti tuas-tuas, eksentrik, cakera bubungan, pegas, poros sekerup dan roda gigi.3). Konstruksinya yang sederhana menyebabkan waktu montase (pemasangan) menjadi singkat, kerusakan-kerusakan seringkali dapat direparasi sendiri, yaitu oleh ahli teknik, montir atau operator setempat.4). Komponen-komponennya dengan mudah dapat dipasang dan setelah dibuka dapat digunakan kembali untuk penggunaan-penggunaan lainnya.

i. Sifat dapat bergerak1). Selang-selang elastik memberi kebebasan pindah yang besar sekali dari komponen pneumatik ini.

j. Aman1). Sama sekali tidak ada bahaya dalam hubungan penggunaan pneumatik, juga tidak jika digunakan dalam ruang-ruang lembab atau di udara luar. Pada alat-alat elektrik ada bahaya hubungan singkat.

k. Dapat dibebani lebih ( tahan pembebanan lebih )Alat-alat udara bertekanan dan komponen-komponen berfungsi dapat ditahan sedemikian rupa hingga berhenti. Dengan cara ini komponen-komponen akan aman terhadap pembebanan lebih. Komponen-komponen ini juga dapat direm sampai keadaan berhenti tanpa kerugian.1). Pada pembebanan lebih alat-alat udara bertekanan memang akan berhenti, tetapi tidak akan mengalami kerusakan. Alat-alat listrik terbakar pada pembebanan lebih.2). Suatu jaringan udara bertekanan dapat diberi beban lebih tanpa rusak.3). Silinder-silinder gaya tak peka pembebanan lebih dan dengan menggunakan katup-katup khusus maka kecepatan torak dapat disetel tanpa bertingkat.

l. Jaminan bekerja besarJaminan bekerja besar dapat diperoleh karena :1). Peralatan serta komponen bangunannya sangat tahan aus.2). Peralatan serta komponen pada suhu yang relatif tinggi dapat digunakan sepenuhnya dan tetap demikian.3). Peralatan pada timbulnya naik turun suhu yang singkat tetap dapat berfungsi.4). Kebocoran-kebocoran yang mungkin ada tidak mempengaruhi ketentuan bekerjanya suatu instalasi.

m. Biaya pemasangan murah1). Mengembalikan udara bertekanan yang telah digunakan ke sumbernya (kompresor) tidak perlu dilakukan. Udara bekas dengan segera mengalir keluar ke atmosfir, sehingga tidak diperlukan saluran-saluran balik, hanya saluran masuk saja.2). Suatu peralatan udara bertekanan dengan kapasitas yang tepat, dapat melayani semua pemakai dalam satu industri. Sebaliknya, pengendalian-pengendalian hidrolik memerlukan sumber energi untuk setiap instalasi tersendiri (motor dan pompa).

n. Pengawasan (kontrol)1). Pengawasan tekanan kerja dan gaya-gaya atas komponen udara bertekanan yang berfungsi dengan mudah dapat dilaksanakan dengan pengukur-pengukur tekanan (manometer).

o. Fluida kerja cepat1). Kecepatan-kecepatan udara yang sangat tinggi menjamin bekerjanya elemen-elemen pneumatik dengan cepat. Oleh sebab itu waktu menghidupkan adalah singkat dan perubahan energi menjadi kerja berjalan cepat.2). Dengan udara mampat orang dapat melaksanakan jumlah perputaran yang tinggi ( Motor Udara ) dan kecepatan-kecepatan piston besar (silinder-silinder kerja ).3). Udara bertekanan dapat mencapai kecepatan alir sampai 1000 m/min (dibandingkan dengan energi hidrolik sampai 180 m/min ).4). Dalam silinder pneumatik kecepatan silinder dari 1 sampai 2 m/detik mungkin saja ( dalam pelaksanaan khusus malah sampai 15 m/detik ).5). Kecepatan sinyal-sinyal kendali pada umumnya terletak antara 40 dan 70 m/detik (2400 sampai 4200 m/min)

p. Dapat diatur tanpa bertingkat1). Dengan katup pengatur aliran, kecepatan dan gaya dapat diatur tanpa bertingkat mulai dari suatu nilai minimum (ditentukan oleh besarnya silinder) sampai maksimum (tergantung katup pengatur yang digunakan).2). Tekanan udara dengan sederhana dan kalau dibutuhkan dalam keadaan sedang bekerja dapat disesuaikan dengan keadaan.3). Beda perkakas rentang tenaga jepitnya dapat disetel dengan memvariasikan tekanan udara tanpa bertingkat dari 0 sampai 6 bar.4). Tumpuan-tumpuan dapat disetel guna mengatur panjang langkah silinder kerja yang dapat disetel terus-menerus (panjang langkah ini dapat bervariasi sembarang antara kedua kedudukan akhirnya).5). Perkakas-perkakas pneumatik yang berputar dapat diatur jumlah putaran dan momen putarnya tanpa bertingkat.

q. Ringan sekaliBerat alat-alat pneumatik jauh lebih kecil daripada mesin yang digerakkan elektrik dan perkakas-perkakas konstruksi elektrik (hal ini sangat penting pada perkakas tangan atau perkakas tumbuk). Perbandingan berat (dengan daya yang sama) antara : motor pneumatik : motor elektrik = 1 : 8 (sampai 10) motor pneumatik : motor frekuensi tinggi = 1 : 3 (sampai 4)

r. Kemungkinan penggunaan lagi (ulang)Komponen-komponen pneumatik dapat digunakan lagi, misalnya kalau komponen-komponen ini tidak dibutuhkan lagi dalam mesin tua.r. Konstruksi kokohPada umumnya komponen pneumatik ini dikonstruksikan secara kompak dan kokoh, dan oleh karena itu hampir tidak peka terhadap gangguan dan tahan terhadap perlakuan-perlakuan kasar.

s. Fluida kerja murahPengangkut energi (udara) adalah gratis dan dapat diperoleh senantiasa dan dimana saja. Yang harus dipilih adalah suatu kompresor yang tepat untuk keperluan tertentu; jika seandainya kompresor yang dipilih tidak memenuhi syarat, maka segala keuntungan pneumatik tidak ada lagi.

Kelemahan terhadap sistem pneumatik

a. Ketermampatan (udara).Udara dapat dimampatkan. Oleh sebab itu adalah tidak mungkin untuk mewujudkan kecepatan-kecepatan piston dan pengisian yang perlahan-lahan dan tetap, tergantung dari bebannya.Pemecahan : kesulitan ini seringkali diberikan dengan mengikutsertakan elemen hidrolik dalam hubungan bersangkutan, tertama pada pengerjaan-pengerjaan cermat ( bor, bubut atau frais ) hal ini merupakan suatu alat bantu yang seringkali digunakan.

b. Gangguan Suara (Bising)Udara yang ditiup ke luar menyebabkan kebisingan (desisan) mengalir ke luar, terutama dalam ruang-ruang kerja sangat mengganggu.Pemecahan : dengan memberi peredam suara (silincer)

c. Kegerbakan (volatile)Udara bertekanan sangat gerbak (volatile). Terutama dalam jaringan-jaringan udara bertekanan yang besar dan luas dapat terjadi kebocoran-kebocoran yang banyak, sehingga udara bertekanan mengalir keluar. Oleh karena itu pemakaian udara bertekanan dapat meningkat secara luar biasa dan karenanya harga pokok energi berguna sangat tinggi.Pemecahan : dapat dilakukan dengan menggunakan perapat-perapat berkualitas tinggi.

d. Kelembaban udaraKelembaban udara dalam udara bertekanan pada waktu suhu menurun dan tekanan meningkat dipisahkan sebagai tetesan air (air embun).Pemecahan : penggunaan filter-filter untuk pemisahan air embun (dan juga untuk penyaring kotoran-kotoran).

e. Bahaya pembekuanPada waktu pemuaian tiba-tiba (dibelakang pemakai udara bertekanan) dan penurunan suhu yang bertalian dengan pemuaian tiba-tiba ini, dapat terjadi pembentukan es.Pemecahan : Batasi pemuaian udara bertekanan dalam perkakas-perkakas pneumatik. Biarkan udara memuai sepenuhnya pada saat diadakan peniupan ke luar.

f. Kehilangan energi dalam bentuk kalor.Energi kompresi adiabatik dibuang dalam bentuk kalor dalam pendingin antara dan akhir. Kalor ini hilang sama sekali dan kerugian ini hampir tidak dapat dikurangi.

g. Pelumasan udara bertekananOleh karena tidak adanya sistem pelumasan untuk bagian-bagian yang bergerak, maka bahan pelumas ini dimasukkan bersamaan dengan udara yang mengalir, untuk itu bahan pelumas harus dikabutkan dalam udara bertekanan.

h. Gaya tekan terbatas1). Dengan udara bertekanan hanya dapat dibangkitkan gaya yang terbatas saja. Untuk gaya yang besar, pada tekanan jaringan normal dibutuhkan diameter piston yang besar.2). Penyerapan energi pada tekanan-tekanan kejutan hidrolik dapat memberi jalan keluar.

i. KetidakteraturanSuatu gerakan teratur hampir tidak dapat diwujudkan :1). Pada pembebanan berganti-ganti2). Pada kecepatan-kecepatan kecil (kurang dari 0,25 cm/det) dapat timbul stick-slip effect.

j. Tidak ada sinkronisasiMenjalankan dua silinder atau lebih paralel sangat sulit dilakukan.

k. Biaya energi tinggiBiaya produksi udara bertekanan adalah tinggi. Oleh karena itu untuk produksi dan distribusi dibutuhkan peralatan-peralatan khusus. Setidak-tidaknya biaya ini lebih tinggi dibandingkan dengan penggerak elektrik.Perbandingan biaya ( tergantung dari cara penggerak ) : Elektrik : Pneumatik = 1 : 10 (sampai 12) Elektrik : Hidrolik = 1 : 8 (sampai 10) Elektrik : Tangan = 1 : 400 (sampai 500)

Pemecahan Kerugian PneumatikPada umumnya, hal-hal yang merugikan dapat dikurangi atau dikompensasi dengan :a. Peragaman yang cocok dari komponen-komponen maupun alat pneumatik.b. Pemilihan sebaik mungkin sistem pneumatik yang dibutuhkan.c. Kombinasi yang sesuai dengan tujuannya dari berbagai sistem penggerakan dan pengendalian (elektrik, pneumatik dan hidrolik).Alasan Pemakaian PneumatikPersaingan antara peralatan pneumatik dengan peralatan mekanik, hidrolik atau elektrik makin menjadi besar. Dalam penggunaannya sistem pneumatik diutamakan karena beberapa hal yaitu :a. paling banyak dipertimbangkan untuk beberapa mekanisasi,b. dapat bertahan lebih baik terhadap keadaan-keadaan tertentuSering kali suatu proses tertentu dengan cara pneumatik, berjalan lebih rapi (efisien) dibandingkan dengan cara lainnya. Contoh :1). Palu-palu bor dan keling pneumatik adalah jauh lebih baik dibandingkan dengan perkakas-perkakas elektrik serupa karena lebih ringan, lebih ada kepastian kerja dan lebih sederhana dalam pelayanan.2). Pesawat-pesawat pneumatik telah mengambil suatu kedudukan monopoli yang penting pada :a). rem-rem udara bertekanan untuk mobil angkutan dan gerbong-gerbong kereta api, alat-alat angkat dan alat-alat angkut.b). pistol-pistol ( alat cat semprot, mesin-mesin peniup kaca, berbagai jenis penyejukan udara, kepala-kepala asah kecepatan tinggi ).

Udara bertekanan memiliki banyak sekali keuntungan, tetapi dengan sendirinya juga terdapat segi-segi yang merugikan atau lebih baik pembatasan-pembatasan pada penggunaannya. Hal-hal yang menguntungkan dari pneumatik pada mekanisasi yang sesuai dengan tujuan sudah diakui oleh cabang-cabang industri yang lebih banyak lagi. Pneumatik mulai digunakan untuk pengendalian maupun penggerakan mesin-mesin dan alat-alat.

Perawatan Sistem Pneumatik.

Perawatan sistem Pneumatik terdiri dari memperbaiki, mencari gangguan, pembersihan dan pemasangan komponen, dan uji coba pengoperasian.Tindakan pencegahan untuk menjaga udara dalam sistem selalu terjaga kebersihannya. Saringan dalam komponen harus selalu dibersihkan dari partikel-partikel metal yang mana hal tersebut dapat menyebabkan keausan pada komponen.Setiap memasang komponen Pneumatik harus dijaga kebersihannya dan diproteksi dengan pita penutup atau penutup debu dengan segera setelah pembersihan. Memastikan ketika memasang kembali komponen tidak ada partikel metal yang masuk kedalam sistem.Sangat penting mencegah masuknya air, karena dapat menjadi penyebab sistem tidak dapat memberikan tekanan. Operasi dalam temperatur rendah, walaupun terdapat jumlah air yang sangat kecil dapat menjadi penyebab serius tidak berfungsinya sistem. Setiap tahap perawatan harus memperhatikan masuknya air kedalam sistem.Kebocoran bagian dalam komponen, selama kebocoran pada O-Ring atau posisinya, yang mana ketika pemasangan tidak sempurna atau tergores oleh partikel metal atau sudah batas pemakaianBAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Hidrolika merupakan sebuah cabang dari ilmu perihal yang meneliti arus zat cair melalui pipa-pipa dan pembuluh-pembuluh tertutup, maupun dalam kanal-kanal terbuka dan sungai-sungai. Kata hidrrolik berasal dari kata hudor (bahasa Yunani), yang berarti air. Didalam teknik hidrolika berarti: penggerakan penggerakan, pengaturan-pengaturan dan pengendalian-pengendalian, dimana berbagai gaya dan gerakan kita peroleh dengan bantuan tekanan suatu zat cair (air, minyak atau gliserin). Dewasa ini sistem hidrolik banyak digunakan dalam berbagai macam industri makanan, industri minuman, industri permesinan, industri otomotif, hingga industri pembuatan robot. Sehingga pengetahuan tentang komponen dari system hidrolik sangat penting dalam semua cabang industrial. Untuk meningkatkan efektifitas dan produktivitas maka sekarang ini system hidrolik banyak dikombinasikan dengan sistem lain seperti : system elektrik/elektronik, pneumatik, mekanik dan sebagainya sehingga akan didapat unjuk kerja dari sistem hidrolik yang lebih optimal. Makalah tugas akhir semester ini dimaksudkan untuk memberikan suatu fasilitas penunjang yang dapat dimanfaatkan oleh mahasiswa dalam mempraktekkan dan mengamati secara langsung tentang fenomena pada system hidrolik pada mata kuliah chasis.

B.Permasalahan

Permasalahan yang diangkat dalam penulisan makalah tugas akhir semester dengantentang sistem kerja hidrolik dan gangguan-gangguan yang sering terjadi pada sistem kerja hidrolik, yang meliputi:

1.Bagaimana kontruksi dari sistem kerja hidrolik.

2.Bagaimana cara kerja sistem krja hidrolik.

3.Bagaimana gangguan yang sering terjadi pada komponen-

komponen pada system kerja hidrolik dan cara memperbaiki kerusakan-kerusakan berdasarkan analisis dari kerusakan yang terjadi.

C.Tujuan

Tujuan dari pembahasan system kerja hidrolik ini adalah:

1. Dengan pembuatan tugas ini mahasiswa dapat menambah pengetahuan tentang fungsi setiap komponen dari system kerja hidrolik.2. Dengan pembuatan tugas ini mahasiswa dapat mengetahui prinsip kerja dari sistem hidrolik dan aplikasinya pada dunia otomotif.3. Dengan pembuatan tugas ini mahasiswa dapat mengetahui masalah pada system hidrolik beserta penyebab dan cara mengatasinya.4. Dengan pembuatan tugas ini diharapkan mahasiswa mampu membuat inofasi-inofasi baru yang berhubungan dengan system kerja hidrolik.

E.Manfaat

Manfaat yang dapat diambil dari sistem kerja hidrolik ini adalah:

1. Dapat membantu meningkatkan pemahaman tentang sistem Kerja hidrolik.2. Dapat meningkatkan pemahaman tentang gangguan yang sering terjadi pada sistem kemudi dengan power steering tipe rack and pinion dan cara mengatasinya.3. Dapat memperbaiki jika terjadi kerusakan pada sistem kemudidengan power steering tipe rack and pinion.

33

BAB II

PAPARAN TENTANG MEKANISME KERJA SISTEMHIDROLIK.

A. Landasan Teori

1. Pengertian Sistem Hidrolik

Dalam sistem hidrolik fluida cair berfungsi sebagai penerus gaya. Minyak mineral adalah jenis fluida yang sering dipakai. Pada perinsipnya bidang hidromekanik (mekanika fluida) dibagi mejadi dua bagian seperti berikut :Hidrostatik : yaitu mekanika fluida yang diam, disebut juga teori persamaan kondisi-kondisi dalam fluida. Yang termasuk dalam hidrostatik murni adalah pemindahan gaya dalam fluida. Seperti kita ketahui , contohnya adalah pesawat tenaga hidrolik.Hidrodinamik : yaitu mekanika fluida yang bergerak, disebut juga teorialiran (fluida yang mengalir). Yang termasuk dalam hidrodinamik murni adalah perubahan dari energi aliran dalam turbin pada jaringan tenaga hidroelektrik. Jadi perbedaan yang menonjol dari dua sistem di atas adalah dilihat dari fluida cair itu sendiri. Apakah fluida cair itu bergerak karena dibangkitkan oleh suatu pesawat utama (pompa hidrolik) atau karena beda potensial permukaan fluida cair yang mengandung energi (pembangkit tenagahidro).B. KOMPONEN SERTA KONTRUKSI DARI SISTEM PENGGERAK HIDROLIK.

Komponen Hydrolik memiliki symbol dan komponen yang tidak jauh berbeda dengan Pneumatik. Adapun komponen utama sistim hydrolik, antara lain:Pompa HydrolikPompa umumnya digunakan untuk memindahkan sejumlah volum cairan yang digunakan agar suatu cairan tersebut memiliki bentuk energy Pompa hydrolik berfungsi untuk mengisap fluida oli hydrolik yang akandisirkulasikan dalam sistim hydrolik. Sistim hydrolik merupakan siklus yang tertutup, karena fluida oli disirkuliskan ke rangkaian hydrolik selanjutnya akan dikembalikan ke tangki penyimpan oli. Adapun jenis-jenis pompa hydrolik, antara lain:

1 Pompa Roda GigiPompa ini terdiri dari 2 buah roda gigi yang dipasang saling merapat. Perputaran roda gigi yang saling berlawanan arah akan mengakibatkan kevakuman pada sisi hisap, akibatnya oli akan terisap masuk ke dalam ruang pompa, selanjutnya dikompresikan ke luar pompa hingga tekanan tertentu. Tekanan pompa hydrolik dapat mencapai 100 bar. Bentuk pompa hydrolik roda gigi dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar. Pompa Hydrolik Roda Gigi

2 Pompa Sirip BurungPompa ini bergerak terdiri dari dari banyak sirip yang dapat flexible bergerak di dalam rumah pompanya. Bila volume pada ruang pompa membesar, maka akan mengalami penurunan tekanan, oli hydrolik akan terhisap masuk, kemudian diteruskan ke ruang kompressi. Oli yang bertekanan akan dialirkan ke sistim hydrolik.

Gambar. Pompa Hydrolik Sirip Burung

3 Pompa Torak AksialPompa hydrolik ini akan mengisap oli melalui pengisapan yang dilakukan oleh piston yang digerakkan oleh poros rotasi. Gerak putar dari poros pompa diubah menjadi gerakan torak translasi, kemudian terjadi langkah hisap dan kompressi secara bergantian. Sehingga aliran oli hydrolik menjadi kontinyu.

Gambar. Pompa Hydrolik Torak Aksial

4 Pompa Torak RadialPompa ini berupa piston-piston yang dipasang secara radial, bila rotor berputar secara eksentrik, maka piston2 pada stator akan mengisap dan mengkompressi secara bergantian. Gerakan torak ini akan berlangsung terus menerus, sehingga menghasilkan alira oli /fluida yang kontinyu.

Gambar. Pompa Torak Radial

5 Pompa SekrupPompa ini memiliki dua rotor yang saling berpasangan atau bertautan (engage), yang satu mempunyai bentuk cekung, sedangkan lainnya berbentuk cembung, sehingga dapat memindahkan fluida oli secara aksial ke sisi lainnya. Kedua rotor itu identik dengan sepasang roda gigi helix yang saling bertautan.

Gambar. Pompa Sekrup

Aktuator HydrolikSeperti halnya pada sistim pneumatik, aktuator hydrolik dapat berupa silinder hydrolik, maupun motor hydrolik. Silinder Hydrolik bergerak secara translasi sedangkan motor hydrolik bergerak secara rotasi Dilihat dari daya yang dihasilkan aktuator hydrolik memiliki tenaga yang lebih besar (dapat mencapai 400 bar atau 4x107 Pa), dibanding pneumatik.

Silinder Hydrolik Penggerak GandaSilinder Hydrolik penggerak ganda akan melakukan gerakan maju dan mundur akibat adanya aliran fluida/oli hydrolik yang dimasukkan pada sisi kiri (maju) dan sisi kanan (mundur). Tekanan Fluida akan diteruskan melalaui torak selanjutnya menjadi gerakan mekanik melalui stang torak. Gerakan maju dan mundur dari gerakan stang torak ini dapat digunakan untuk berbeagai keperluan dalam proses produksi, seperti mengangkat, menggeser, menekan, dll. Karena daya yang dihasilkan besar, maka silinder ini banyak digunakan pada peralatan berat, seperti, Buldozer, bego, dll.

Gambar. Silinder Hydrolik Penggerak Ganda dan Aplikasi penggunaan sistim Hydrolik pada alat berat Aktuator Rotasi1 Motor Hydrolik roda gigiMotor Hydrolik merupakan alat untuk mengubah tenaga aliran fluida menjadi gerak rotasi. Motor hydrolik ini prinsip kerjanya berlawanan dengan roda gigi hydrolik. Aliran Minyak hydrolik yang bertekanan tinggi akan diteruskan memutar roda gigi yang terdapat dalam ruangan pompa selanjutnya akan dirubah menjadi gerak rotasi untuk berbagai keperluan. Selanjutnya motor hydrolik dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Gambar. Motor Hydrolik Roda Gigi

Pengendalian Hydrolik1 Kasifikasi Pengenalian HydrolikSistim hydrolik terdiri dari beberapa bagian, antara lain, bagian tenaga (powerpack) bagian sinyal, pemroses sinyal, dan pengendalian sinyal. Bagian tenaga terdiridari pompa hydrolik, katup pengatur tekanan, dan katup satu arah. Secara garis besardapat dilihat dalam skema di bawah ini:

Gambar. Klasifikasi Hydrolik dalam Penampang dan Skema

2 Katup Pengatur TekananKatup pengatur tekanan terdapat beberapa model, misalnya: Katuppembatas tekanan, katup ini dilengkapi dengan pegas yang dapat diatur. Bila tekananhydrolik berlebihan, maka pegas akan membuka dan mengalirkan fluida ke saluranpembuangan.

Gambar. Macam-macam model katup pembatas tekanan

C. Dasar-Dasar Perhitungan Hydrolik1 Prinsip Hukum PascalPerhitungan gaya hydrolik Torak pada bejana berhubungan dengan luaspenampang berbeda,

Gambar. Prinsip Hukum Pascal

=== = atau = = = Bila = , maka : . = . , jadi : =

2. Perhitungan Kecepatan TorakBila d1 = 100 cm2 dan d2 = 70 cm, hitung kecepatan torak saat maju dan mundurSaat maju V maju = Q/A = 20 ltr/mnt / = = =

Gambar. Perhitungan Kecepatan Torak

Q = = = A.V

Gambar. Tekanan absolute

Tekanan di dalam silinder merupakan tekanan absolut, besarnya tekananabsolut dikalikan dengan volumenya sama dengan konstan.Gas pada keadaan tertutup, berlaku :Pabs1 . V1 = Pabs2 . V2D. Pemeliharaan Cairan HydrolikCairan hydrolik temasuk barang mahal. Perlakuan yang kurang atau bahkantidak baik terhadap cairan hydrolik atau semakin menambah mahalnya harga sistemhydrolik sedangkan apabila kita mentaati aturan-aturan tentangperlakuan/pemeliharaan cairan hydrolik maka kerusakan cairan maupun kerusakankomponen sistem akan terhindar dan cairan hydrolik maupun sistem akan lebih awet.Panduan pemeliharaan cairan hydrolik, antara lain:a. Simpanlah cairan hydrolik (drum) pada tempat yang kering, dingin dan terlindungi(dari hujan, panas dan angin).b. Pastikan menggunakan cairan hydrolik yang benar-benar bersih untuk menambahatau mengganti cairan hydrolik kedalam sistem. Gunakan juga peralatan yangbersih untuk memasukkannya.c. Pompakanlah cairan hydrolik dari drum ke tangki hydrolik melalui saringan (prefilter).d. Pantaulah (monitor) dan periksalah secara berkala dan berkesinambungan kondisicairan hydrolik.e. Aturlah sedemikian rupa bahwa hanya titik pengisi tangki yang rapat-sambungsendiri yang ada pada saluran balik.f. Buatlah interval penggantian cairan hydrolik sedemikian rupa sehingga oksidasidan kerusakan cairan dapat terhindar. (periksa dengan pemasok cairan hydrolik).g. Cegah jangan sampai terjadi kontamisnasi gunakan filter udara dan filter oli yangbaik.h. Cegah terjadinya panas/pemanasan yang berlebihan, bila perlu pasang pendingin(cooling) atau bila terjadi periksalah penyebab terjadinya gangguan, atau pasangunloading pump atau excessive resistence.i. Perbaikilah dengan segera bila terjadi kebocoran dan tugaskan seorangmaitenanceman yang terlatih.

j. Bila akan mengganti cairan hydrolik (apa lagi bila cairan hydrolik yang berbeda),pastikan bahwa komponen dan seal-sealnya cocok dengan cairan yang baru,demikian pula seluruh sistem harus dibilas (flushed) secara baik dan benar-benarbersih.

Gambar. Pompa Hydrolik

Jadi pemantauan atau monitoring cairan hydrolik perlu memperhatikanpanduan tersebut di atas disamping harus memperhatikan lingkungan kerja maupunlingkungan penyimpanan cairan hydrolik.Pompa Roda Gigi dalam Tipe CrescentPompa ini cocok untuk tekanan tinggi dan untuk cairan hydrolik yang bervariasi.Ukurannya lebih kecil dari external gear pump pada penghasilan pompa yang samadan tingkat kebisinginnya lebih kecil. Seperti external gear pump, pompa ini jugatermasuk pressure umbalanced. Cara kerja pompa ini dapat dilihat pada gambarberikut ini:

Gambar. Pompa Roda Gigi Tipe Crescent

Keterangan gambar:1. Saluran oli masuk (inlet)2. Oli masuk ke sedotan roda gigi yang berputar.3. Penyedotan terjadi karena adanya rongga antara gigi inner outer ring gear.4. Terjadinnya penyedotan di ruang NO : 4 ini.5. Di Titik No 5 ini oli didesak/ditekan oleh pasangan gigi.6. Saluran tekan (outlet)

Pompa Roda Gigi Tipe GeretorPompa ini terdiri atas inner rotor yang dipasak dengan poros penggerak danrotor ring. Rotor ring atau outer rotor yang merupakan roda gigi dalam diputar olehinner rotor yang mempunyai jumlah gigi satu lebih kecil dari jumlah gigi outer ring gear.Ini bertujuan untuk membentuk rongga pemompaan. Inner rotor dan outer rotorberputar searah.

Gambar . Pompa Roda Gigi Tipe GerotorBalanced Vane (Pompa Kipas Balanced)Pompa ini menggunakan rumah pompa yang bagian dalamnnya berbentukelips dan terdapat dua buah lubang pemasukkan (inlet) serta dua buah lubangpengeluaran outlet yang posisinnya saling berlawanan arah. Dibuat demikian agartekanan radial dari cairan hydrolik saling meniadakan sehingga terjadilahkeseimbangan (balanced)Vane (kipas) yang bentuknnya seperti gambar dipasang pada poros beralur(slots) karena adanya gaya sentrifugal selama rotor berputar maka vane selalumerapat pada rumah pompa sehingga terjadilah proses pemompaan.

Gambar. Balanced Vance

Pompa Torak Radial (Radial Piston Pump)Pompa piston ini gerakan pemompaannya radial yaitu tegak lurus poros. Pistondigerakan oleh sebuah poros engkol (eccentric crankshaft) sehingga besar langkahpiston adalah sebesar jari-jari poros engkol. Penghisapan terjadi pada waktu pistonterbuka sehingga oli hydrolik dari crankshaft masuk ke dalam silinder. Pada langkahpemompaan cairan ditekan dari setiap silinder melalui check valve ke saluran tekan.Pompa ini dapat mencapai tekanan hingga 63 Mpa.

Gambar. Radial Piston Pump

Bent Axis Piston Pump (Pompa Torak dengan Poros Tekuk)Pada pompa ini blok silinder berputar pada satu sudut untuk dapat memutarporos. Batang torak dipasang pada flens poros penggerak dengan menggunakan balljoint. Besar langkah piston tergantung pada besar sudut tekuk Fixed displacementpiston pump besar sudut (offset engle) berkisar 25.

Gambar. Bent Axis Piston Pump

E. Instalasi Pompa HydrolikKopiling.Kopiling adalah komponen penyambung yang menghubungkan penggerakmula (motor listrik) dengan pompa hydrolik. Kopling ini mentrasfer momen puntir darimotor ke pompa hydrolik. Kopling merupakan bantalan diantara motor dan pompayang akan mencegah terjadinnya hentakan/getaran selama motor mentrasfer daya kepompa dan selama pompa mengalami hentakan tekanan yang juga akan sampai kemotor. Kopling juga menseimbangkan/mentolerir adanya error alignment (ketidaksentrisan) antara poros motor dengan poros pompa.Contoh-contoh bahan kopling.Untuk memenuhi persyaratan tersebut di atas maka pada umumnya koplingdibuat dari bahan : Karet (Rubber couplings) Roda gigi payung (Spiral bevel gear cupling) Clucth dengan perapat plastik (square tooth cluth with plastic inseres)Tangki hydrolik (Reservoir )Tangki hydrolik (reservoir) merupakan bagian dari instalasi unit tenaga yangkonstruksinya ada bermacam-macam, ada yang berbentuk silindris dan ada pula yangberbentuk kotak. Gambar berikut ini menunjukan salah satu konstruksi tangki hydrolik.

Gambar. Tangki Hydrolik ReservoirFungsi /tugas tangki hydrolik Sebagai tempat atau tandon cairan hydrolik. Tempat pemisahan air, udara dan pertikel-partikel padat yang hanyut dalamcairan hydrolik. Menghilangkan panas dengan menyebarkan panas ke seluruh badan tangki. Tempat memasang komponen unit tenaga seperti pompa, penggerak mula,katup-katup akumulator dan lain-lain.Ukuran tangki hydrolik berkisar antara 3 s/d 5 kali penghasilan pompa dalamliter/menit dan ruang udara di atas permukaan cairan maksimum berkisar antara 10 s/d15 %.Baffle PlateBaffle Plate berfungsi sebagai pemisah antara cairan hydrolik baru datang darisirkulasi dan cairan hydrolik yang akan dihisap oleh pompa. Juga berfungsi untukmemutar cairan yang baru datang sehingga memiliki kesempatan lebih lama untukmenyebarkan panas, untuk mengendapkan kotoran dan juga memisahkan udara sertaair sebelum dihisap kembali ke pompa.Filter (Saringan)Filter berfungsi untuk menyaring kotoran-kotoran atau kontaminan yang berasaldari komponen sistem hydrolik seperti bagian-bagian kecil yang mengelupas,kontaminasi akibat oksidasi dan sebagainya.Sesuai dengan tempat pemasangannya, ada macam-macam filter yaitu : Suction filter, dipasang pada saluran hisap dan kemungkinannya di dalam tangki. Pressure line filter, dipasang pada saluran tekan dan berfungsi untukmengamankan komponen-komponen yang dianggap penting. Return line filter, dipasang pada saluran balik untuk menyaring agar kotoran janganmasuk ke dalam tangki.Kebanyakan sistem hydrolik selalu memasang suction filter. Gambarmenunjukan proses penyaringan.

Gambar. Suction Filter

F. Cairan HydrolikCairan hydrolik yang digunakan pada sistem hydrolik harus memiliki ciri-ciriatau watak (propertiy) yang sesuai dengan kebutuhan. Property cairan hydrolikmerupakan hal-hal yang dimiliki oleh cairan hydrolik tersebut sehingga cairan hydroliktersebut dapat melaksanakan tugas atau fungsingnya dengan baik.Adapun fungsi/tugas cairan hydolik: pada sistem hydrolik antara lain: Sebagai penerus tekanan atau penerus daya. Sebagai pelumas untuk bagian-bagian yang bergerak. Sebagai pendingin komponen yang bergesekan. Sebagai bantalan dari terjadinya hentakan tekanan pada akhir langkah. Pencegah korosi. Penghanyut bram/chip yaitu partikel-partikel kecil yang mengelupas darikomponen. Sebagai pengirim isyarat (signal)

Syarat Cairan Hydrolik1. Kekentalan (Viskositas) yang cukup.Cairan hydrolik harus memiliki kekentalan yang cukup agar dapat memenuhifungsinya sebagai pelumas. Apabila viskositas terlalu rendah maka film oli yangterbentuk akan sangat tipis sehingga tidak mampu untuk menahan gesekan. Demikianjuga bila viskositas terlalu kental, tenaga pompa akan semakin berat untuk melawangaya viskositas cairan2. Indeks Viskositas yang baikDengan viscosity index yang baik maka kekentalan cairan hydrolik akan stabildigunakan pada sistem dengan perubahan suhu kerja yang cukup fluktuatif.3. Tahan api (tidak mudah terbakar)Sistem hydrolik sering juga beroperasi ditempat-tempat yang cenderung timbulapi atau berdekatan dengan api. Oleh karena itu perlu cairan yang tahan api.4. Tidak berbusa (Foaming)Bila cairan hydrolik banyak berbusa akan berakibat banyak gelembunggelembungudara yang terperangkap dlam cairan hydrolik sehingga akan terjadicompressable dan akan mengurangi daya transfer. Disamping itu, dengan adanyabusa tadi kemungkinan terjilat api akan lebih besar.5. Tahan dinginTahan dingin adalah bahwa cairan hydrolik tidak mudah membeku bilaberoperasi pada suhu dingin. Titik beku atau titik cair yang dikehendaki oleh cairanhydrolik berkisar antara 10-15 C dibawah suhu permulaan mesin dioperasikan (starup).Hal ini untuk menantisipasi terjadinya block (penyumbatan) oleh cairan hydrolikyang membeku.6. Tahan korosi dan tahan ausCairan hydrolik harus mampu mencegah terjadinya korosi karena dengan tidakterjadi korosi maka kontruksi akan tidak mudah aus dengan kata lain mesin akan awet.

7. Demulsibility (Water separable)Yang dimaksud dengan de-mulsibility adalah kemampuan cairan hydrolik,karena air akan mengakibatkan terjadinya korosi bila berhubungan dengan logam.8. Minimal compressibilitySecara teoritis cairan adalah uncomprtessible (tidak dapat dikempa). Tetapikenyataannya cairan hydrolik dapat dikempa sampai dengan 0,5 % volume untuksetiap penekanan 80 bar oleh karena itu dipersyaratkan bahwa cairan hydrolik agarseminimal mungkin dpat dikempa. Macam-macam cairan hydrolikPada dasarnya setiap cairan dapat digunakan sebagai media transfer daya.Tetapi sistem hydrolik memerlukan persyaratan-persyaratan tertentu seperti telahdibahas sebelumnya berhubung dengan konstruksi dan cara kerja sistem.1. Oli hydrolik (Hydraulic oils)Oli hydrolik yang berbasis pada minyak mineral biasanya digunakan secaraluas pada mesin-mesin perkakas atau juga mesin-mesin industri.Menurut standar DIN 51524 dan 512525 dan sesuai dengan karakteristik sertakomposisinya oli hydrolik dibagi menjadi tiga (3) kelas : Hydraulic oil HL Hydraulic oil HLP Hydraulic oil HVPemberian kode dengan huruf seperti di atas artinya adalah sebagai berikut :Misalnya oil hydrolik dengan kode : HLP 68 artinya :H = Oli hydrolikL = kode untuk bahan tambahan oli (additive) guna meningkatkan pencegahan korsidan/atau peningkatan umur oliP = kode untuk additive yang meningkatkan kemampuan menerima beban.68 = tingkatan viskositas oli

2. Cairan Hydroik tahan Api (Low flammability)Yang dimaksud cairan hydrolik tahan api ialah cairan hydrolik yang tidak mudahatau tidak dapat terbakar.Cairan hydrolik semacam ini digunakan oleh sistem hydrolik pada tempattempatmesin-mesin yang resiko kebakarannya cukup tinggi seperti : Die casting machines Forging presses Hard coal mining Control units untuk power station turbines Steel works dan rolling millsPada dasarnya cairan hydrolik tahan api ini dibuat dari campuran oli dengan airdari oli sintetis. Tabel berikut ini menunjukan jenis-jenis cairan hydrolik tahan apitersebut :Tabel 14. Jenis-jenis cairan hidrolik tahan apiKodeNo Pada Lembar Standar VDMAKomposisiPersentase(%) kandungan Air

HFA24320Oil-water emulsion80-98

HFB24317Water-oil emulsion40

HFC24317Hydrolis solusion, e.g : water glycol35-55

HFD24317Anhydrolis liquid, e.g : phosphate ether0-0.1

Perbandingan antara macam-macam cairan hydrolik tersebut di atas dapat kitalihat pada tabel berikut :Tabel. Perbandingan macam-macam cairan hidrolikType of Fluid

Petro OilWater GlycolPhosphor EsterOil-in WaterOil Synthetic

Free ResistancePEGFF

Viscosity lemp. PropertiesGEFGF-G

Seal compabilityGEFGF

Lubricating qualityEF-GEF-GE

Temp. range(C) above ideal6550655065

Relative cost comp. to oil1481.54

Viskositas (Kekentalan)Viskositas cairan hydrolik akan menunjukkan berapa besarnya tahanan didalam cairan itu untuk mengalir. Apabila cairan itu mudah mengalir dapat dikatakancairan tersebut memiliki viskositas rendah atau kondisinya encer. Jadi semakin kentalkondisi cairan dikatakan viskositasnya semakin tinggi.1. Satuan viskositasBesar atau kecilnya viskositas ditentukan oleh satuan satuan pengukuran.Dalam sistem standar internasional satuan viskositas ditetapkan sebagai viskositaskinematik (kinematic viscosity) dengan satuan ukuran mm/s atau cm/s. dimana: 1cm/s = 100 mm/s.Satuan cm/s dikenal dengan satuan Skotes (St), nama satuan viskositas inidisesuaikan dengan nama penemunya yaitu Sir Gabriel Stokes (1819-1903). Satuanmm/s disebut centi-Stokes (cSt). Jadi 1 St = 100 cSt.Selain satuan centi-Stokes (cSt), terdapat satuan yang lain yang jugadigunakan dalam sistem hydrolik yaitu :

Redwood 1; satuan viskositas diukur dalam sekon dengan simbol (R1) Saybolt Universal; satuan viskositas juga diukur dalam sekon dan dengansimbol (SU) Engler; satuan viskositas diukur dengan derajat engler (E)Untuk cairan hydrolik dengan viskositas tinggi dapat digunakan faktor berikut: R1 = 4,10 VK SU = 4,635 VKVK = Viskositas Kinematik E = 0,132 VK 33Menurut standar ISO, viskositas cairan hidolik diklasifikasikan menjadibeberapa viscosity Grade dan nomor gradenya yang diambil kira-kira pertengahanantara viskositas min. ke viskositas max. seperti yang ditunjukan dalam Tabel berikut ini Tabel. Klasifikasi viskositas cairan hidrolikISOViscosity GradeMid-Point ViscositycSt at 40,0CKinematic Viscosity Limits cSt at 40,0C

MinMax

ISO VG 22.2.1.982.42

ISO VG 33.22.883.52

ISO VG 54.64.145.06

ISO VG 76.86.127.48

ISO VG 10109.0011.00

ISO VG 151513.5016.50

ISO VG 222219.8024.20

ISO VG 323228.8035.20

ISO VG 464641.4050.60

ISO VG 686861.2074.80

ISO VG 10010090.00110.00

ISO VG 150150135.00165.00

ISO VG 220220198.00242.00

ISO VG 320320288.00352.00

ISO VG 460460414.00506.00

ISO VG 680680612.00748.00

ISO VG 10001000900.001100.00

ISO VG 150015001350.001650.00

Nomor VG dapat diperoleh melalui angka pembulatan dari pertengahan diantaraviskositas min. dan viskositas max. Misal : ISO VG 22 , angka 22 diambil dari rata-rataantara 19,80 dan 24,20. Secara faktual sering dijumpai bahwa pelumas gear box jugasering digunakan juga untuk instalasi hydrolik maka frade menurut SAE juga dibahasdisini.

Berikut ini adalah grading berdasarkan SAE dan konversinya dengan ISO-VG.Juga dijelaskan disini aplikasi penggunaan oli hydrolik ssesuai dengan nomorgradenya. Tabel. Aplikasi penggunaan oli hirolik sesuai dengan gradenyaSAE ClassesISO-VGAreas of application

Stationary instalationsin closed areas athigh temperatures

At normal temperatures

For open air applications-mobile hydraulic

In order areas

30100

20-20W

68

10W46

5W32

22

(15)

10

2. Viscosity marginsMaksud dari viscosity margins adalah batas-batas atas dan bawah yang perludiketahui. Karena untuk viskositas yang terlalu rendah akan mengakibatkan dayapelumas kecil, daya perapat kecil sehingga mudah bocor. Sedangkan apabilaviskositas telalau tinggi juga akan meningkatkan gesekan dalam cairan sehinggamemerlukan tekanan yang lebih tinggi.Berikut ini diberikan gambaran tentang batas viskositas yang iideal: Tabel 18. Batas viskositas idealKinematic Viscosity

Lower10

Ideal Viscosity range15 to 100

Upper limit750

Tabel . Kesetaran ke-empat sistem satuan viskositas.SayboltSaybolt

Kinematic CentrisrokesRedwood1 SecondUniversal SecondEngineer DegreesKinematic CentrisrokesRedwood1 SecondUniversal SecondEngineer Degrees

2.02.53.03.54.04.55.05.56.06.57.07.58.08.59.09.510.010.511.011.512.012.513.013.514.014.515.015.516.016.517.017.518.018.519.019.520.020.521.021.522.022.523.023.524.024.525.026272829303132313233353637394041434445464849515254555758606264656768707274757779818284868890929496979910110310510911311712112512913332.634.436.037.639.140.742.344.045.647.248.850.452.153.855.557.258.960.762.464.266.967.969.871.773.675.577.479.381.383.385.387.489.491.593.695.797.899.9102.0104.2106.4106.5110.7112.8115.0117.1119.3124.0128.5133.0137.5141.7146.0150.71.121.171.221.261.311.351.391.441.481.521.561.611.651.711.751.801.841.891.941.982.032.082.132.182.232.282.332.392.442.502.552.602.652.712.772.832.882.943.003.063.113.173.233.293.353.413.473.593.713.833.964.084.214.3333343536373839404142434445464748495051525354555657585960616262646566676869707274767880828486889092949698100102137141145149153157161165169173177181185189193197201205209213218222226230234238242246250254258262266271275279283287295303311319328336344352360369377385393401410418155.2159.7164.3168.8173.3178.0182.4187.0191.5195.0200.5205.0209.8214.5219.0223.7228.3233.0237.5242.2246.8251.5256.0260.7265.3270.0274.7279.2284.0288.5293.5297.7302.4307.0311.7316.3321.0325.53353443533633723813914004104194284384474564654754.464.584.714.844.955.105.225.355.485.615.745.876.006.136.266.386.516.646.776.907.047.177.307.437.567.697.827.958.048.188.318.458.588.728.858.989.119.249.519.7710.0310.3010.5610.8211.09

3. ViskometerVisKometer adalah alat untuk mengukur besar viskositas suatu cairan. Adabeberapa macam viskometer antara lain :- Ball Viscometer atau Falling sphere Viscometer.

Gambar. ViskometerBesar viskositas kinematik adalah kecepatan bola jatuh setinggi h dibagi dengan beratjenis cairan yang sedang diukur. (lihat gambar)4. Capillary viscometerCara pengukurnya adalah sebagi berikut : (lihatGambar). Cairan hydrolik yang akan diukur dituangkan melaluilubang A hinga ke kointener E yang suhunya diatur.Melalui kapiler C zat cair dihisap hingga naik pada labu D sampaigaris L1, kemudian semua lubang ditutup. Untukmengukurnya, buka bersama-sama lubang A, B dan C dan hitungwaktu yang digunakan oleh cairan untuk turun sampai se l2.waktu tersebut menunukan viskostis cairan,. Makin kental cairanhydrolik akan makin lama untuk turun dan berarti viskostis makin besar.

Gambar. Capillary viscometer5. Indeks Viskositas (viscosity Index)Yang dimaksud dengan indeks viskositas atau viscosity index (VI) ialah angkayang menunjukan rentang perubahan viskositas dari suatu cairan hydrolikberhubungan dengan perubahan suhu.Sehingga viscosity index ini digunakan sebagai dasar dalam menentukan karakteristikkkentalan cairan hydrolik berhubungan dengan perubahan temperatur. Mengenaiviskositas indeks ditetapkan dalam DIN ISO 2909.Cairan hydrolik memiliki viscositas index tinggi apabila terjadinya perubahanviskositas kecil (stabil) dalam rentang perubahan suhu yang relatif besar. Atau dapatdikatakan bahwa cairan hydrolik ini dapat digunakan dalam rentang perubahan suhuyang cukup besar.Cairan hirdrolik terutama oli hydrolik diharapkan memiliki viscosity index (VI) =100. bahkan kebanyakan oli hydrolik diberi tambahan (additive) yang disebut VIimprovers tinggi juga disebut multigrade oils. Untuk mengetahui perubahanviskositas ini perhatikan Ubbelohdes viscosity-temperature diagram berikut ini

6. Viscosity-pressure characteristicsKarakteristik kekentalan dan tekanan pada cairan hydrolik sangat pentinguntuk diketahui karena dengan meningkatnya tekanan hydrolik maka meningkat pulaviscosity index. Gambar berikut ini menunjukan diagram viscosity pressurecharacteristic.

7. Karakteristik Cairan Hydrolik yang dikehendaki.Cairan hydrolik harus memiliki kekentalan yang cukup agar dapat memenuhipersyaratan dalam menjalankan fungsinya. Karakteristik atau sifat-sifat yangdiperlukan antara lain adalah :

Tabel. Sifat-sifat cairan hidrolikKodeSifat KhususPenggunaan

HLMeningkatkan kemapuanmencegah korosi dankestabilan oli hydrolikDigunakan pada sistem yang bekerjapada suhu tinggi dan untuk tempatyang mungkin tercelup air

HLPMeningkatkan ketahananterhadap ausSeperti pada pemakaian HL, jugadigunakan untuk sistem yanggesekanya tinggi

HVMeningkatkan indek viskositas(VI)Seperti pemakaian HLP, jugadigunakan secara meluas untuk sistemyang fluktuasi perubahan temperaturcukup tinggi

G. Masalah pada Sistem Hidrolik

NoMasalahIndikasiPenyebabCara Mengatasi

1Terjadi kebocoran pada saluran fluidaDaya yg dihasilkan rendah.1. ada saluran pipa yang retak atau pecah.2. ada seal yang bocor.Mengganti sealdan pipa yang retak atau pecah tadi dengan yang baru.

2Terjadi korosiDaya yang dihasilkan tidak dapat maksimumTercampurnya air pada fluida yang digunakan.Fluida harus diganti dengan yang baru

3Daya yang dihasilkan kurang maksimumPerlu tenaga yang besar saat pengoprasian system terja hidrolikPenggantian fluida yang viskositasnya berbedaPada saat penggantian fluida, sebaiknya diganti dngan fluida yang sejenis.

BAB IVPENUTUP

4.1 Kesimpulan a. Dengan pembuatan tugas ini mahasiswa dapat mengetahui fungsi setiap komponen system kerja hidrolik, ditunjukkan pada halaman 5 sampai halaman 18.b. Dengan pembuatan tugas ini mahasiswa dapat mengetahui prinsip kerja pada system kerja hidrolik dan aplikasinya pada dunia otimotif, ditunjukkan pada halaman 11 sampai halaman 15.c. Dengan pembuatan tugas ini mahasiswa dapat mengetahui kerusakan pada system kerja hidrolik, penyebab dan cara mengatasinya, ditunjukkan pada halaman 28.

4.2 Faktor Pendukung dan Faktor Penghambat a. Faktor pendukung 1) Adanya fasilitas internet yang membantu dalam pencarian bahan untuk pembuatan tugas ini.2) Adanya Buku Ajar yang disusun oleh Bapak Ir. Kasijanto, M.T.b. Faktor penghambat 1) Kurangnya pengetahuan penulis tentang system kerja hidrolik.2) Banyaknya pekerjaan rumah yang harus diselesaikan.

4.3 Manfaat yang Dirasakan a. Mahasiswa dapat mengetahui komponen-komponen system kerja hidrolik.b. Mahasiswa mengetahui fungsi pada masing-masing komponen.c. Mahasiswa mengetahui prinsip kerja hidrolik, dand. Mahasiswa mengetahui cara kerja system hidrolik.

4.4 Saran Sebagai mahasiswa pendalaman prinsip dasar system hidrolik sangat penting, terlebih lagi jika ditunjang dengan fasilitas praktek yang memadai, itu akan sangat membantu mahasiswa dalam pencapaian ilmu yang di tuntut.

61