Memahami dasar dasar sistem hidrolik - Setelah mempelajari materi
tentang sistem Hydraulic peserta didik dapat memahami dan menjelaskan dasar
dasar sistem Hidrolik serta memahami rangkaian sistem Hydraulic beserta
simbol-simbolnya.
Pada unit alat berat berbeda dengan unit kendaraan yang lain, pada unit alat
berat menitik beratkan pada fungsi kerjanya bukan kepada kecepatan jalanya
unit, berbeda dengan kendaraan motor atau mobil.
Oleh karena itu, diperlukan sistem yang dapat menghasilkan tenaga mekanis yang
besar dengan komponen yang kecil. Dengan sistem hidrolik-lah tenaga mekanik
yang besar didapatkan dengan cara merubah energi hidrolik menjadi energi
mekanik.
Jika kita memperhatikan unit-unit pada alat berat baik model yang kecil
ataupun model yang besar pastinnya memerlukan sistem hidrolik, baik sistem
hidrolik sebagai sistem penggerak ataupun sistem hidrolik yang digunakan untuk
sistem kerja.
Pengertian sistem hidrolik
Sitem hidrolik adalah sistem yang berfungsi untuk merubah energi mekanis
menjadi energi hidrolis, energi hidraulis di sini adalah energi yang
menggunakan media fluida atau zat cair. dimana zat cair atau fluida
memilki sifat sifat sebagai berikut
- Zat cair mudah menyesuaikan bentuk
- Zat cair tidak dapat dimampatkan
- Zat cair mengalir dari tekanan tinggi ke tekanan rendah
- Zat cair meneruskan tekanan ke segala arah
Jika kita mempelajari tentang sistem hidrolik, tidak bisa dipisahkan
dengan hokum paschal, dimana bunyi hokum paschal adalah: “Zat cair dalam
ruang tertutup dan diam (tidak mengalir) mendapat tekanan, maka tekanan
tersebut akan diteruskan ke segala arah dengan sama rata dan tegak lurus
bidang permukaannya“
Rumus hukum paschal
Atau F = P x A
Atau F = P x A
Dimana:
F = Gaya (force, Kgs)
P = Tekanan (pressure, Kg/ Cm2)
A = Luas Penampang (Area, Cm2)
Jika kita bandingkan antara zat cair dengan gas misalnya, jika ditekan gas
mempunyai ruang yang lebih kecil dan displacement-nya menjadi berkurang.
Itu sebabnya cairan/ zat cair sangat cocok digunakan pada sistem hidrolik.
Di samping itu juga sifat daripada zat cair yang berubah bentuk sesuai
dengan wadahnya sehingga model desainya dapat dibuat lebih fleksibel
sesuai dengan kebutuhan dan keingginan, jika kita lihat dari kebutuhan
ruang pada unit-unit alat berat atau lainnya. Perhatikan diagram berikut
|
| GBR.2 Hubungan antara gaya, tekanan dan luas penampang |
Mekanisme sistem hidrolik
Mekanisme kerja sistem hidrolik adalah merubah energi mekanik menjadi
energi hidrolik dan dari energi hidrolik tersebut kita rubah menjadi
energi mekanik yang sesuai dengan yang kita inginkan. Perhatikan alur
berikut ini sebagai gambaran mekanisme sistem hidrolik.
|
| GBR.3 Mekanisme sistem hydraulic |
Inilah gambaran sederhana mekanisme sistem hidrolik dimana (A) adalah
sumber energi awal yang dimiliki sebagai penggerak, (B) adalah actuator
atau biasa disebut silinder hidrolik yaitu sebagai pengubah energi
mekanik menjadi hidrolik , (C) adalah energi mekanik yang
diinginkan
Jika kita bandingkan antara sistem hidrolik dengan sistem yang
lain, maka sistem hidrolik memiliki beberapa keuntungan
diantaranya:
- Pemindahan gaya dengan daya lebih besar
- Pengaturan arah, kecepatan dan tekanan dapat dilakukan dengan mudah sehingga gerakan bisa lebih teratur.
- Pemindahan gaya dapat dilakukan ke tempat yang jauh, yaitu dengan memasang jaringan pipa atau hose tanpa mengganggu sistem yang lain.
- Penempatan dan pengaturan komponen-komponen sistem hidrolik lebih fleksibel dan pastinya adajuga beberapa kekurangan yang dimilki oleh sistem hidrolik diantaranya adalah:
- Pada bagian bagian tertentu harus dibuat sangat cermat yang menyebabkan harga komponen tertentu menjadi mahal.
- Karena gesekan di dalam saluran-saluranya menyebabkan oli menjadi panas, sehingga menyebabkan perubahan viskositas oli.
- Goyangan dan penyusutan pipa-pipa dan hose karena tekanan dapat menyebabkan lepasnya sambungan atau bocor pada sistem hidrolik
Rangkaian Hidrolik
Sepertihalnya sistem-sistem yang lain, sistem hidrolik dalam
menjalankan tugasnya sebagai sebuah mekanisme perubahan energi mekanik ke
energi hidrolik dipadukan dengan sistem atau komponen komponen yang
lain sehingga membentuk sistem karja yang sesuai.
|
| GBR.4 Rangkain sistem Hydraulic |
Dewasa ini ada dua jenis sistem hidrolik yang di kembangkan untuk
dipakai dibeberapa unit tractor diantaranya:
1. Open Center sistem
adalah mekanisme yang digunakan pada sistem hidrolik bila mana
control valve dalam keadaan netral, maka aliran oli yang disuplai oleh
pompa langsung dikembalikan ke tanki lagi dimana flownya maksimum dan
pressure-nya nol.
|
| GBR.5 Rangkaian Open Center Sistem |
2. Close Center sistem
Adalah sebuah mekanisme yang digunakan pada rangkaian sistem
hidrolik bilamana control valve dalam keadaan netral, maka saluran
dari pompa tertutup, dengan demikian tekanan antara pompa dan control
valve akan naik sampai batas tertentu, kemudian pompa berhenti menyuplai
oli ke sistem. Atau dengan katalain bila control valve nertral, maka pompa
juga netral (tidak mensuplai oli ke sistem) dan pressure dimanfaatkan
untuk menjaga agar tekanan kerja pada sistem tetap konstan.
|
| GBR.6 Rangkaian Close Center Sistem |
Simbol Simbol system Hidrolik
Pada sebuah unit alat berat pastinya memilki wirring diagram unit alat
berat yang utuh dari setiap sistem yang digunakan pada unit tersebut,
mulai dari sistem listrik, sistem Hydraulic dan lainnya. Dalam wirring
diagram menunjukan komponen, perlakuan, proses apa saja yang digunakan
dalam unit tersebut, dan untuk menggambarkan komponen yang digunakan agar
lebih mudah untuk memahaminya, maka digunakanlah sismbol-simbol komponen
atau rangkaian pada sistem hydraulic. Secara garis besar simbol-simbol
yang digunakan oleh masing– masing pabrikan, antara pabrikan yang satu
dengan yang lainnya sama. Berikut simbol–simbol sistem hidrolik
| No | Nama Komponen | Simbol |
|---|---|---|
| 1 | Single Acting Cylinder |
|
| 2 | Double Acting Cylinder |
|
| 3 | Double acting Cylinder with shock absorber at stroke and |
|
| 4 | hidrolik Motor |
|
| 5 | Semi rotary actuator |
|
| 6 | Pump unit |
|
| 7 | Tank |
|
| 8 | Pump Unit |
|
| 9 | Fixed Displacement Pump |
|
| 10 | Variable Displacement Pump |
|
| 11 | Proportional adjustabel Pump |
|
| 12 | Variable vane pump pilot operated |
|
| 13 | Variable vane pump pilot operated |
|
| 14 | Piston pump Pneumatic operated |
|
| 15 | Reservoir |
|
| 16 | Filter |
|
| 17 | Cooler |
|
| 18 | Heater |
|
| 19 | T distributor |
|
| 20 | 4-way distributor plate |
|
| 21 | Pressure gauge |
|
| 22 | Differential pressure gauge |
|
| 23 | Pressure sensor |
|
| 24 | Analog pressure sensor |
|
| 25 | Pressure indikator |
|
| 26 | Analog flow meter |
|
| 27 | Flow meter |
|
| 28 | Proportional throttle valve |
|
| 29 | 4/ 3-way proportional valve |
|
| 30 | Proportional pressure relief valve |
|
| 31 | 3-way proportional pressure reducing valve |
|
| 32 | 4/ 3 way control valve |
|
| 33 | 4/ 3 wy control valve |
|
| 34 | 2/ n way valve |
|
| 35 | 3/ n way valve |
|
| 36 | 4/ n way valve |
|
| 37 | 5/ n way valve |
|
| 38 | 6/n way directional valve |
|
| 39 | 3/2 way hand lever valve |
|
| 40 | 4/2 way hand lever valve |
|
| 41 | 4/3 way hand lever valve with shutoff position |
|
| 42 | 4/3 way hand lever valve with floating position |
|
| 43 | 2/2 way stem actuated valve |
|
| 44 | 4/2 way solenoid valve |
|
| 45 | 4/2 way double solenoid valve |
|
| 46 | Valve solenoid |
|
| 47 | Valve solenoid |
|
| 48 | Throttle check valve |
|
| 49 | Throttle valve |
|
| 50 | Shutoff valve |
|
| 51 | Check valve |
|
| 52 | Check valve with pilot control |
|
| 53 | 2-way flow control valve |
|
| 54 | Two pressure valve |
|
| 55 | Shuttle valve |
|
| 56 | Pressure relief valve |
|
| 57 | Pressure relief valve |
|
| 58 | Pilot valve (joystick) 2x2 channel |
|
| 59 | Steering unit (orbitrol) |
|
| 60 | Proportional 6/ 3 way hand lever valve |
|
| 61 | Pressure regulator balanced |
|
| 62 | Counter balance valve |
|
| 63 | Pressure sequence valve |
|
| 64 | David Sigalingging | Pokoknya, ganteng |
Komponen sistem Hidrolik
Dalam suatu mekanisme sistem hidrolik terdiri dari beberapa unit
komponen yang berbeda, yang saling mendukung satu dengan yang lainnya
dengan tujuan untuk menghasilkan suatu kerja dan dari komponen-komponen
tersebut mempunyai fungsi yang berbeda-beda. Secara garis besar komponen
sistem hidrolik adalah:
1. Tanki hidrolik (Hidraulic Tank)
Tanki hydraulic berfungsi sebagai tempat penampungan oli
hidrolik yang menuju atau kembali dari sistem sekaligus sebagai
tempat pendinginan oli yang kembali dari sistem. Ada dua model tanki
hidrolik yang sering digunakan pada unit alat berat, yaitu:
a. Tanki hidrolik model Pressurized (tidak berhubungan dengan udara
luar).
Dimana model pressurized juga memilki dua tipe yaitu tipe yang dibatasi
dengan tipe yang tidak dibatasi Contoh penggunaan pada unit alat berat
model pressurized tipe yang dibatasi (limited) adalah pada unit Excavator
dan contoh penggunaan tipe unlimited (tidak dibatasi) adalah pada
Bulldozer
b. Tanki hidrolik model Unpressurized (berhubungan dengan udara luar)
contohnya adalah pada forklift.
|
| GBR.8 Tanki hydraulic model pressurized–unlimited |
2. Pompa hidrolik (Hidraulic Pump)
Pada prinsipnya semua pompa menghasilkan aliran atau flow, dimana fluida
atau zat cair diambil dan dipindahkan ketempat yang lain, dengan prinsip
operasinya adalah displacement. Displacement adalah volume zat cair yang
dipindahkan tiap cycle (putaran) dari pompa. Prinsip kerjanya adalah
mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga hidrolis. Pompa
hidrolik diklasifikasikan menjadi dua yaitu:
a. Non positive displacement
Model pompa non positive displacement adalah apabila pompa-pompa memilki/
mempunyai karakteristik: internal leakage besar, perubahan tekanan
mempunyai pengaruh yang besar terhadap kapasitasnya. Contoh: pompa pada
kincir air/ pompa Sentrifugal dan pompa propeller
b. Positive displacement
Model pompa positive displacement adalah apabila pompa memiliki/ mempunyai
karakteristik: internal leakage kecil, perubahan tekanan mempunyai
pengaruh yang kecil terhadap kapasitasnya. Contoh: pompa piston (plunger),
pompa vane dan pompa gear.
|
| GBR.9 Pompa model positive displacement |
3. Control Valve (Katup Pengontrol)
sebagai pengontrol aliran oli yang dihasilkan oleh hidrolik pump
diarahkan alirannya dan diatur jumlahnya sehingga dapat digunakan untuk
mengopesasikan unit. Sesuai fungsinya kontrol valve diklsifikasikan
menjadi tiga, yaitu:
a. Katup pengontrol tekanan (Pressure Control Vavlve)
Adalah katup yang mengatur tekanan dalam sistem dengan mengembalikan semua
atau sebagian oli ke tangki apabila tekanan dalam sistem mencapai setting
pressure.
b. Katup pengontrol jumlah aliran (Flow Control Valve)
Adalah katup yang berfungsi mengatur jumlah aliran oli yang akan masuk ke
actuator seperti:
- Throttle valve. mengarahkan oli ke dua arah dimana arah aliran kembali dipersempit sehingga kapasitas oli yang mengalir menjadi kecil. Dipakai pada fork lift untuk lifting cylinder
- Make up valve/ suction return valve/ intake valve/ vacuum dan antivoid valve berfungsi untuk mencegah kevacuman di dalam sistem dan biasanya terpasang diantara actuator dan control valve
- Flow reducing valve/ flow check valve
- berfungsi untuk mengurangi jumlah oli yang akan menuju actuator, agar gerakan actuator menjadi lambat sesuai dengan bebanya. Contoh pemakaian pada tilt Cylinder pada Bulldozer
- Flow devider. berfungsi untuk membagi aliran oli dari satu pompa menjadi dua aliran, dimana salah satu aliranya konstan. Contoh pemakaian pada motor greder
- Demand valve. berfungsi untuk menjaga agar aliran oli yang menuju ke sistem steering selalu konstan. Contoh penggunaan pada wheel loader
- Quick drop valve. berfungsi untuk mempercepat penurunan blade sewaktu control valve posisinya lower drop, dimana oli dari sisi Cylinder head disalurkan ke sisi Cylinder bottom. Contoh pemakaian pada lift Cylinder pada Bulldozer
c. Katup pengontrol arah aliran (Directional Control Valve)
Katup pengontrol arah aliran adalah untuk mengontrol arah dari gerakan
Cylinder hidrolik atau motor hidrolik dengan merubah arah aliran
oli atau memutuskan aliran oli.
|
| GBR.10 Directional Control Valve |
Pada katup ini diklasifikasikan menjadi tiga yaitu:
1) Series valve sirkuit
banyak dipakai pada Bulldozer dan power shovel
|
| GBR.11 skematik series valve sirkuit |
2) Parallel valve sirkuit
banyak dipakai pada motor grader, fork lift truck, shovel loader dan back
hoe
|
| GBR.12 Skematik Parallel valve sirkuit |
3) Tandem valve sirkuit
banyak dipakai pada dozer shovel, fork lift truk
|
| GBR.13 Skematik tandem valve sirkuit |
1. Actuator (hidrolik silinder/ Hydraulic Motor)
actuator berfungsi untuk menggerakan perlengkapan kerja (attachment),
dimana prinsip kerjanya adalah dengan merubah tenaga hidrolis menjadi
tenaga mekanis. Diklasifikasikan menjadi dua yaitu:
a. hidrolik silinder
b. hidrolik motor
2. Filter dan hose line
- Filter adalah menyaring kotoran yang masuk yang terkandung di dalam oli agar tidak ikut bersirkulasi di dalam sistem. Di dalam filter assy juga dipasang by pass valve yang berguna sebagai Safety apabila filter buntu oli akan keluar melewati by pass valve sehingga untuk sementara waktu sistem aman. Pada unit yang menggunakan indicator pergantian oli, maka pada by passnya dipasang indicator, jika by pass bekerja, maka indicator akan menyala memberikan sinyal kepada operator untuk segera melakukan pergantian oli.
- Hose line adalah pipa atau selang yang kuat untuk menyalurkan oli ke sistem hidrolik , di samping berfungsi sebagai penyalur oli hose juga berfungsi sebagai peredam getaran. Dimana hose memilki tiga bagian yaitu inner tube, reinforcement layer, outer cover. Hose banyak digunakan karena lebih fleksibel dan mudah dalam pemasangan. Pemasangan hose yang salah akan mengakibatkan oli cepat panas, jadi berhati hati dalam pemasangan, missal, melilit, memutar, terlalau tegang dan sebagainya.
Rangkuman
- Sistem hidrolik adalah sistem yang merubah energi mekanis menjadi energi hidrolis.
- Sifat-sifat zat cair atau fluida.
- Zat cair mudah menyesuaikan bentuk
- Zat cair tidak dapat dimampatkan
- Zat cair mengalir dari tekanan tinggi ke tekanan rendah
- Zat cair meneruskan tekanan kesegala arah
- Keuntungan menggunakan sistem hidrolik
- pemindahan gaya dengan daya lebih besar
- Pengaturan arah, tekanan, kecepatan mudah dilakukan sehingga gerakan lebih teratur
- Pemindahan gaya dapat dilakukan ke tempat yang jauh dengan menggunakan hose, tanpa menggangu sistem yang lain
- Penempatan dan pengaturan komponen-komponen sistem hidrolik lebih fleksibel
- bunyi hokum paschal: “Zat cair dalam ruang tertutup dan diam (tidak mengalir) mendapat tekanan, maka tekanan tersebut akan diteruskan ke segala arah dengan sama rata dan tegak lurus bidang permukaannya “
Demikian materi memahami dasar dasar sistem hidrolik kali ini. Jangan
lupa bagikan kepada teman, mereka juga sedang mempelajarinya.