Kapan sistem hidrolik dipakai …
Sejak berabad-abad yang lalu, orang telah mempergunakan zat cair untuk
membantu mengangkat beban. Pada tahun 1648 Pascal menganalisis tekanan
yang dirumuskan olehnya dan disebut Hukum Pascal. Pada tahun
1795 Bramah dari Inggris menerapkan hukum Pascal untuk membuat press
yang dapat membangkitkan tenaga cukup tinggi. Pada tahun 1877 dibangun
sebuah pompa di suatu kota industri untuk menyuplai tekanan dan untuk
mengoperasikan press, alat angkat, lift. Pada tahun 1906 sistem hidrolik
digunakan sebagai penyetir meriam dan pengemudi kapal untuk pertama
kalinya. Sekitar tahun 1926 ditemukan pompa pusingan dengan tekanan dan
kecepatan tinggi, maka hal ini memberikan titik awal yang cerah akan
berkembangan system hidrolik. Sejak ini sistem hidrolik banyak digunakan
di berbagai bidang penerapan dengan mengingkatkan kemampuan dan
desainnya.
Sistem hidrolik berfungsi sebagai sistem pemindahan tenaga ataupun
sebagai sistem kontrol banyak dipilih karena keuntungan-keuntungan yang
dimilikinya bila dibanding dengan sistem yang lain. Oleh sebab itu
banyak para teknisi atau para enginer mempelajarinya, untuk diterapkan
di industri atau perusahaan masing-masing.
Materi Sistem hidrolik yang akan kita bahas adalah sebagai berikut:
- Pengertian sistem hidrolik
- Hukum Pascal dan penerapannya
- Komponen-komponen utama sistem hidrolik
Apa Sistem Hidrolik itu ….
Sistem Hidrolik adalah suatu sistem/ peralatan yang bekerja berdasarkan sifat dan potensi / kemampuan yang ada pada zat cair ( liquid ).
Kata hidrolik sendiri berasal dari bahasa ‘Greek’ yakni dari kata ‘hydro’ yang berati air dan ‘aulos’ yang berarti pipa. Namun, pada masa sekarang ini sistem hidrolik kebanyakan menggunakan air atau campuran oli dan air (water emulsian) atau oli saja.
Penggunaan sistem hidrolik, dalam bidang penerapannya :
Transmisis Otomatis
|
Dongkrak Hidrolik
|
Press Hidrolik
|
Rem Hidrolik
|
Di bidang Industri
Di bidang Kendaraan
Di bidang Penerbangan
Keuntungan Sistem Hidrolik
Tenaga besar, dimensi peralatan yang kecil
Kecepatan gerak yang dapat diatur (bervariasi)
Mudah diubah arah gerakannya
Pencegahan beban lebih yang sederhana konstruksinya (reliev valve)
Mudah dihentikan tanpa merusak
Macam-macam Sistem Hidrolik
Dongkrak Hidrolik | Rem Hidrolik | Derek Lantai |
Hukum Pascal Dan Penerapannya
Prinsip-prinsip Penting dari Zat Cair/ Hidrolik
- Cairan tidak dapat dimampatkan/ dikompresikan / diperkecil volumenya
- Hukum Pascal :
Tekanan yang diberikan pada zat cair / hidrolik
dalam bejana tertutup, besarnya tekanan akan diteruskan ke segala arah,
dengan tekanan sama besar
Fluida terdiri atas zat cair [liquid], satuan tekanan yang digunakan Standard Internasional (S1) ialah Pascal (Pa).
1 kPa = 1000 Pa
di Eropa satuan tekanan menggunakan "bar"
1 bar = 100 kPa
Kegunaan Prinsip Hidrolik
- Dapat meneruskan gerakan dalam jarak yang jauh
- Dapat meningkatkan panjang gerakan, dalam hal ini tenaga gerakan akan turun
- Dapat meningkatkan besarnya tenaga tekan, dalam hal ini panjang gerakan akan turun
Jika kedua silinder sama ukurannya, lalu sebuah gaya (N) bekerja pada
silinder utama menyebabkan piston pada silinder kedua (actuator)
mendapat gaya yang sama, bila kedua piston bergerak pada jarak yang sama
Untuk menghitung gaya, tekanan atau penambahan gaya dapat digunakan rumus segitiga, yaitu:
| GayaTekanan
Luas penampang | = F (Force)= P (Pressure)
= A (Area) | = Newton (N) = Kpa
= m² |
F = P x A
P = F / A = Kpa
|
A = F / P = m²
|
Contoh penghitungan :
Gaya yang bekerja 50 N luas penampang 40 mm²
Besarnya gaya yang bekerja / satuan luas atau tekanan = 50 N : 0,04 m² = 1250 Kpa
Memperpanjang Gerakan
- Jika piston pada silinder I lebih besar dari pada piston II (actuator) maka Piston II pergerakannya lebih panjang
- Jika piston pada silinder I lebih besar 10 X dibanding piston II, maka piston II akan pergerakannya 10 X lebih besar
Meningkatkan Besar Tekanan
Jika piston silinder I lebih kecil dari pada piston silinder II (actuator), maka Piston II menerima gaya tekan lebih besar
Jika piston silinder I lebih kecil daripada piston II, maka piston II pergerakannya lebih pendek
Komponen utama Sistem Hidrolik
Sistem hidrolik ini didukung oleh 3 unit komponen utama, yaitu:
1. Unit Tenaga, berfungsi sebagai sumber tenaga dengan liquid/ minyak hidrolik
Pada sistem ini, unit tenaga terdiri atas:
- Penggerak mula yang berupa motor listrik atau motor bakar
- Pompa hidrolik, putaran dari poros penggerak mula memutar pompa hidrolik sehingga pompa hidrolik bekerja
- Tangki hidrolik, berfungsi sebagai wadah atau penampang cairan hidrolik
- Kelengkapan (accessories), seperti : pressure gauge, gelas penduga, relief valve
2. Unit Penggerak (Actuator), berfungsi untuk mengubah tenaga fluida menjadi tenaga mekanik
Hidrolik actuator dapat dibedakan menjadi dua macam yakni:
- Penggerak lurus (linier Actuator) : silinder hidrolik
- Penggerak putar : motor hidrolik, rotary actuator
3. Unit Pengatur, berfungsi sebagai pengatur gerak sistem hidrolik.
Unit ini biasanya diwujudkan dalam bentuk katup atau valve yang macam-macamnya akan dibahas berikut ini.
3.1 Katup Pengarah (Directional Control Valve = DCV)
Katup (Valve)
adalah suatu alat yang menerima perintah dari luar untuk melepas,
menghentikan atau mengarahkan fluida yang melalui katup tersebut.
Contoh jenis katup pengarah: Katup 4/3 Penggerak lever, Katup pengarah dengan piring putar, katup dengan pegas bias.
3.2 Macam-macam Katup Pengarah Khusus
1) Check Valve adalah katup satu arah, berfungsi sebagai pengarah aliran dan juga sebagaipressure control (pengontrol tekanan)
2) Pilot Operated Check Valve,
Katup ini dirancang untuk aliran cairan hidrolik yang dapat mengalir
bebas pada satu arah dan menutup pada arah lawannya, kecuali ada tekanan
cairan yang dapat membukanya.
3) Katup Pengatur Tekanan,
Tekanan cairan hidrolik diatur untuk berbagai tujuan misalnya untuk
membatasi tekanan operasional dalam sistem hidrolik, untuk mengatur
tekanan agar penggerak hidrolik dapat bekerja secara berurutan, untuk
mengurangi tekanan yang mengalir dalam saluran tertentu menjadi kecil.
Macam-macam Katup pengatur tekanan adalah:
a. Relief Valve,
digunakan untuk mengatur tekanan yang bekerja pada sistem dan juga
mencegah terjadinya beban lebih atau tekanan yang melebihi kemampuan
rangkaian hidrolik.
b. Sequence Valve,
berfungsi untuk mengatur tekanan untuk mengurutkan pekerjaan yaitu
menggerakkan silinder hidrolik yang satu kemudian baru yang lain.
c. Pressure reducing valve,
berfungsi untuk menurunkan tekanan fluida yang mengalir pada saluran
kerja karena penggerak yang akan menerimanya didesain dengan tekanan
yang lebih rendah.
4) Flow Control Valve, katup ini digunakan untuk mengatur volume aliran yang berarti mengatur kecepatan gerak actuator (piston).
Fungsi katup ini adalah sebagai berikut:
untuk membatasi kecepatan maksimum gerakan piston atau motor hidrolik
Untuk membatasi daya yang bekerja pada sistem
Untuk menyeimbangkan aliran yang mengalir pada cabang-cabang rangkaian.
Macam-macam dari Flow Control Valve :
Fixed flow control yaitu: apabila pengaturan aliran tidak dapat berubah-ubah yaitu melalui fixed orifice.
Variable flow control yaitu apabila pengaturan aliran dapat berubah-ubah sesuai dengan keperluan
Flow control yang dilengkapi dengan check valve
Flow control yang dilengkapi dengan relief valve guna menyeimbangkan tekanan
Menggambar Rancangan Rangkaian Hidrolik
Setelah kita pelajari
komponen-komponen sistem hidrolik secara detail dan juga telah kita
pelajari berbagai simbol dari setiap komponen sebagai bahasan tenaga
fluida, demikian juga telah kita pelajari cara membaca diagram rangkaian
(circuit diagram) maka akan kita mulai dengan cara mendesain
(merancang) suatu rangkaian sesuai dengan yang kita kehendaki bila telah
tersedia komponen-komponen sistem hidrolik.
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam merancang rangkaian hidrolik adalah:
Tujuan penggunaan rangkaian
Ketersediaan komponen
Konduktor dan konektor yang digunakan macam apa
Tekanan kerja sistem hidrolik berapa
Rancangan rangkaian
hidrolik perlu dituangkan dalam bentuk diagram rangkaian hidrolik dengan
menggunakan simbol-simbol grafik, dengan bantuan simbol-simbol grafik
para desainer dapat menuangkan pemikiran lebih mudah, lebih tenang
sehingga dapat berkreasi seoptimal mungkin.
Cara membuat diagram rangkaian biasanya dengan membuat tata letak komponen sebagai berikut:
Actuator diletakkan pada gambar yang paling atas
Unit pengatur diletakkan di bawahnya
Unit tenaga diletakkan pada bagian paling bawah
Setelah simbol-simbol komponen lengkap dalam lay out (tata
letak) barulah digambar garis-garis penghubung sebagai gambar konduktor
dengan garis-garis sesuai dengan macam konduktor yang digunakan
Gambar. Tata letak komponen hidrolik
Gambar. Diagram rangkaian hidrolik lengkap
Minyak Hidrolik
|
Fungsi minyak/ cairan hidrolik adalah:
Sebagai medium penerus daya, dan mudah mengalir
Mampu melumasi semua komponen yang bergerak
Perapat antara bagian yang menerima tekanan
Mendinginkan komponen-komponen karena sirkulasinya
|
Macam-macam minyak / cairan hidrolik:
Oli, digunakan pesawat hidrolik pada umumnya, keburukannya adalah dapat terbakar dan merusak karet seal
Minyak hidrolik tahan api, yaitu:
Air Glycol, terdiri dari 35% - 40% air, glycol dan oli air yang dilarutkan, juga disertakan bahan tambah untuk mencegah busa, karat
Emulsi oli-air, larutan oli-air dengan perbandingan sesuai keperluan juga disertakan bahan tambah untuk meningkatkan kualitas
Cairan Syntetis, dibuat dari bahan-bahan yang diproses secara kimia jenisnya antara lain phosphate eters, chlomiated
Prinsip–prinsip penting dari zat cair (Hidrolik)
- Cairan tidak dapat dimampatkan / dikompresikan / diperkecil volumenya
- Hukum Pascal :
Tekanan yang diberikan pada
zat cair / hidrolik dalam bejana tertutup, besarnya tekanan akan
terteruskan ke segala arah, dengan tekanan sama besar
|
PENTING
Jika cairan hidrolik akan diganti
dengan macam yang lainnya, maka cairan semula harus dikuras dan dibilas,
periksa apakah seal oil cocok untuk cairan yang baru
|
Macam-macam minyak hidrolik yang digunakan pada kendaraan, yaitu:
1. Minyak transmisi otomatis
Automatic Transmision Fuid
(ATF) mempunyai kualitas tinggi dengan berbagai macam bahan tambah,
minyak harus dapat memasuki saluran yang sangat kecil
Kekentalan minyak harus sesuai karena suhu kerjanya sering berubah
Pada kecepatan normal ATF bersuhu 100º C, ATF harus tahan terhadap oksida, dan tidak boleh berbusa
A coefficient of friction
addjusting agent ditambah untuk menambah daya gesek pada kopling
transmisi otomotis sehingga tidak selip
2. Tipe minyak ATF dan Power Steering
Tipe F dan Dexton II, Tipe F mempunyai daya gesek yang besar dibanding Dexton II
Pada baut tap transmisi diberi tanda tertentu, macam minyak apa yang digunakan
Merk mobil tertentu
biasanya membuat minyak ATF sendiri, misalnya suatu perusahaan tertentu
membuat minyak ATF dengan no. Part : 0888600405
Minyak Power Steering harus
peka terhadap tekanan yang bekerja dan memilik fungsi pelumas baik
(untuk silinder tenaga dan pompa),
ATF biasanya diwarnai merah atau kekuningan untuk membedakan dengan oli yang lainnya
3. Minyak
rem adalah minyak yang tidak mengandung minyak bumi karena minyak rem
tidak boleh merusak dan melarutkan karet yang banyak digunakan pada
sistem rem.
4. Minyak ini dibuat dari alkohol dan susunan kimia serta ether
· Persyaratan minyak rem
titik didih tinggi, jika titik didih kurang memenuhi syarat sebagian minyak menguap membentukVapour lock, dan kerja rem kurang efektif
minyak rem harus dapat menahan karat pada komponen logam dan tidak merusak komponen dari karet
mempunyai kekentalan (viskositas) tertentu sebab minyak rem dalam bekerja mempunyai tugas meneruskan tekanan
· Tipe Minyak
Tipe minyak rem dikenal
dengan nama DOT (Departement Of Transportation) dan pada bagian belakang
tanda DOT diikuti dengan angka.
Contoh : DOT 3 (SAE J1 730)
merupakan minyak rem yang paling paling sering dipakai, dan mempunyai
titik didih sebesar 205º C. Dalam menggunakan minyak rem tidak
diperbolehkan mencampur dengan minyak rem merk lain, karena akan merusak
struktur minyak
Dongkrak
Dongkrak adalah alat untuk menaikkan kendaraan guna mempermudah pekerjaan reparasi di bagian bawah kendaraan
Macam-macam dongkrak :
|
Crocodile jack / dongkrak buaya paling
banyak digunakan di bengkel-bengkel ataupun digarasi kendaraan sekarang
ada yang ukuran kecil sehingga dapat di bawa di mobil. Keuntungan
pemakaiancrocodile jack dibandingkan yang lainnya adalah lebih
mudah digunakan karena gampang menggesernya ke arah posisi yang
diinginkan, di samping itu, waktu yang dibutuhkan untuk mengangkat
kendaraan lebih cepat dan aman.
|
Di dalam rumah yang dibuat
dari baja tuang dapat berjalan dan berputar di atas empat roda,
terdapat sebuah pompa minyak yang toraknya digerakkan oleh tuas panjang.
Tuas tersebut dapat juga dipakai untuk mendorong atau menarik
dongkrak.Perbandingan lengan-lengan batang pengangkat kira-kira
20:1Disekeliling rumah dan diatas pompa diisi dengan minyak encer
(SAE-10).
Prinsip kerja dongkrak buaya :
Posisi naik :
Pompa memasukkan minyak ke
bawah torak yang besar (d), ketika tuas (e) dengan sandaran untuk
kendaraan bergerak ke atas. Di atas saluran pompa ada katup pengaman
kecil (f) yang membuka berlawanan dengan pegas, bila kita terus-menerus
memompa pada kedudukan tertinggi.
Posisi turun :
Untuk menurunkan torak (d)
dan lengan angkat (e), dibukakan katup buang dengan engkol kecil (h),
sehingga minyak mengalir kembali dari silinder ke ruang persediaan.
Tempat persediaan minyak harus selalu terisi sesuai ukuran
|
Bottle jack / dongkrak botol, dongkrak ini disebut bottle jack karena bentuknya seperti botol. Fungsi bottle jack sama
seperti crocodile jack, yaitu untuk mengangkat kendaraan pada
ketinggian tertentu untuk dapat melakukan perbaikan pada bagian bawah
kendaraan. Perbedaannya adalah penggunaan bottle jack dapat
dimasukkan ke dalam kendaraan sebagai perlengkapan utama kendaraan yang
mutlak dibutuhkan untuk mengganti roda (ban) sewaktu ban kempis/
bocor.Untuk mendongkrak sebuah kendaraan, dongkrak harus diletakkan
tegak lurus pada torak pengangkatnya supaya tidak menjadi bengkok.
|
Prinsip kerja dongkrak botol
Posisi naik :
Untuk mengangkat kendaraan
harus diputar tutup pengalir pembalik minyak (a) dengan batang pompa
yang juga berfungsi sebagai kunci, sesudah torak pengangkat pada
kedudukan yang rendah . Setelah itu, batang pompa (b) digeserkan naik
turun, di mana pompa (c) mengapit minyak dari ruangan persediaan (d) ke
bawah torak pengangkat (e). Bila dipompa terus pada kedudukan yang
tinggi katup pengaman kecil bekerja.
Posisi turun :
Kendaraan diturunkan
dengan cara memutar sekrup ke kiri sampai ¾ putaran memakai batang
pompa, di mana katup pengalir pembalik minyak terbuka.
Bagaimana menggunakan dongkrak dengan aman
Pada waktu menggunakan alat dongkrak, utamakan keamanan. Hanya karena kesalahan kecil dapat menyebabkan kecelakaan besar
Lokasi dongkrak dan penopang (Stand)
Untuk mencegah agar lokasi penempatan dongkrak dan stand tidak rusak, pilihlah tempat-tempat yang kuat
Cara Menggunakan Dongkrak
Letakkan ganjalan pada
ban-ban belakang apabila bagian depan kendaraan yang diangkat.
Sebaliknya, letakkan ganjalan pada ban-ban depan apabila bagian belakang
kendaraan yang diangkat.
Dongkrak diletakkan di tempat yang telah ditentukan.
Sebelum dongkrak mulai
mengangkat, periksalah sekali lagi apakah tempat pengangkatan kendaraan
tepat berada di tengah-tengah sadel dongkrak. Sebab bila tidak, dongkrak
dapat slip sewaktu mengangkat kendaraan.
Sebelum mengangkat dan
menurunkan kendaraan, periksalah bahwa tidak ada orang atau sesuatu
disekitarnya, apabila lagi dibawah kendaraan.
Jangan sekali-kali bekerja di bawah kendaraan yang hanya ditopang dengan dongkrak saja. Topanglah kendaraan tersebut dengan stand (penopang)
Sebelum mengoperasikan dongkrak Anda harus mengecek hal-hal sebagai berikut:
Periksalah sistem hidrolik, pastikan tidak ada kebocoran cairan.
Apakah dongkrak tersebut mampu mengangkat beban yang diinginkan.
Sadelnya berputar dengan bebas, dan bertahan pada posisinya pada waktu mendongkrak
Apabila dalam pemeriksaan tersebut ada masalah/ kerusakan, segera lakukan servis/ perbaikan sesuai SOP (Standard Operational Prosedurs)
Pemeliharaan :
Jagalah kebersihan
dongkrak, periksalah bila terdapat kebocoran cairan, berikan cairan
hidrolik sampai batas atas bila diperlukan. Teteskan sedikit oli pada
roda troli.
Dalam penggunaan dongkrak, jangan menahan beban terlalu lama. Gunakanlah jack stand sebagai pengganti dongkrak
Simpanlah dongkrak pada lokasi yang aman di lantai bengkel
Pelajarilah buku manual servis, sebelum menggunakan
Masalah-masalah yang sering terjadi / timbul kerusakan pada dongkrak adalah :
Terjadi kebocoran pada seal oil
Pada saat digunakan, tiba-tiba beban turun
Dongkrak tidak mampu mengangkat beban sesuai dengan spesifikasinya
Pada sistem hidrolisnya terjadi kebocoran
Minyak hidrolis kurang
Viskositas minyak hidrolik rendah/ jelek