Dasar Dasar Sistem/Teknologi Mesin Hidrolik

I. DASAR SISTEM HIDROLIK

Adalah suatu sistem yang memanfaatkan cairan bertekanan untuk menghasilkan suatu energi yang lebih kuat. Dalam sistem hidrolik fluida cair berfungsi sebagai penerus gaya. Minyak mineral adalah jenis fluida cair yang umum dipakai.
Hidrolik terbagi dalam 2 bagian :
Hidrodinamika : yaitu Ilmu yang mempelajar tentang zat cair yang bergerak
Hidrostatik : yaitu Ilmu yang mempelajari tentang zat cair yang bertekanan
Pada hidrostatik adalah kebalikan dari Hidrodinamika yaitu zat cair yang digunakan sebagai media tenaga, zat cair berpindah menghasilkan gerakan dan zat cair berada dalam tabung tertutup
Tekanan dan Gaya
Untuk menimbulkan tekanan maka fluida harus dikompress. Jumlah fluida yang dikompress dan nilai tekanan tergantung dari gaya yang digunakan untuk mengalirkan fluida dan gaya gaya yang menghambat (resisting) aliran fluida.



Sifat dari zat cair :
- Tidak mempunyai bentuk yang tetap, selalu menyesuaikan bentuk yang ditempatinya.
- Zat cair tidak dapat dikompresi.
- Meneruskan tekanan ke segala arah.

Hidrolik dapat dinyatakan sebagai alat yang memindahkan tenaga dengan mendorong sejumlah cairan tertentu. Komponen pembangkit aliran fluida bertekanan disebut pompa, dan komponen pengubah tekanan hidrolik menjadi gerak mekanik (lurus/rotasi) disebut elemen kerja (silinder/motor hidroulik).

Keuntungan-keuntungan sistem hidrolik :
- Fleksibel dalam penempatan komponen transmisi tenaga.
- Gaya yang sangat kecil dapat digunakan untuk mengangkut gaya yang besar.
- Penerus gaya (oli) juga berfungsi sebagai pelumas.
- Beban dengan mudah bisa dikontrol dengan menggunakan katup pengatur tekanan (relief valve).
- Dapat dioperasikan pada kecepatan yang berubah-ubah.
- Arah operasi dapat dibalik seketika.
- Lebih aman jika beroperasi pada beban berlebih.
- Tenaga dapat disimpan dalam akumulator.

Kelemahan sistem hidrolik :
Sistem hidrolik membutuhkan suatu lingkungan yang betul-betul bersih. Komponen-komponennya sangat peka terhadap kerusakan-kerusakan yang diakibatkan oleh debu, korosi dan kotoran-kotoran lain, serta panas yang mempengaruhi sifat-sifat minyak hidrolik.

PERSAMAAN / RUMUS DASAR
Tekanan adalah gaya per-satuan luas penampang.
Dalam persamaan dinyatakan dengan :
P = F / A

dimana :
P = Pressure/ Tekanan (Pascal).
F = Force/gaya (Newton).
A = Area/luas (Meter 2)

Kapasitas adalah jumlah aliran per-satuan waktu.
Dalam persamaan dinyatakan dengan :


Q = V / t

dimana :
Q = Kapasitas/Debit (M3/dt).
V = Volume Fluida (M3).
t = Waktu (dt).

Atau ;

Q = A x V

dimana :
A = Luas (Meter 2).
V = Kecepatan Fluida (M/dt).

Persamaan Boyle :
P1 x V1 = P2 x V2

dimana :
P = Tekanan
V = Volume

Persamaan Kontinuitas :
Q1 = Q2 A1 x V1 = A2 x V2

Konversi satuan :
- 1 Pascal = 1 Newton/ Meter2 (Pa = N/M2)
- 1 Bar = 105 Pa = 100 kPa = 14.7 Psi (Lbf/ in2) = 1 Kgf/ Cm2
- 1 M3/dt = 60 M3/menit
- 1 M3/menit = 1000 LPM (liter/menit).

II. FLUIDA HIDROLIK.
Fungsi fluida hidrolik :
- Sebagai pemindah/penerus gaya.
- Pelumas bagian-bagian yang bergesekan.
- Pengisi celah (seal) jarak antara dua bidang yang melakukan gesekan.
- Sebagai pendingin atau penyerap panas yang timbul akibat gesekan.

Syarat fluida hidrolik :
- Mampu mencegah korosi atau kontaminasi.
- Mampu mencegah adanya pembentukan endapan.
- Tidak mudah membentuk buih-buih oli.
- Stabil & mampu menjaga nilai kekentalan.
- Dapat memisahkan kandungan air.
- Sesuai atau cocok dengan penyekat/seal dan gasket yang dipakai pada komponen.

Hal terpenting yang perlu diperhatikan dalam pemilihan fluida hidrolik adalah “Viscositas”, karena viscositas akan mempengaruhi kemampuan untuk mengalir dan melumasi bagian-bagian yang bergesakan. Viscositas fluida hidrolik dinyatakan dengan Nilai Viscositas.

Dalam pemilihan nilai viscositas oli sebaiknya mengacu pada manufactur pompa / sistem hidrolik agar sistem bekerja secara optimal.

Viscositas oli yag tinggi memberikan pengisian yang baik antara celah (gap) dari pompa, valve & motor hidrolik, tetapi jika nilai viscositas terlalu tinggi akan mengakibatkan :
- Hambatan yang besar sehingga menyebabkan seretnya gesekan elemen penggerak (actuator) dan kavitasi pompa (udara masuk ke pompa).
- Pemakaian tenaga bertambah, karena kerugian gesekan.
- Penurunan tekanan bertambah melalui saluran-saluran dan katup-katup.

Jika viscositas oli terlalu rendah, akan mengakibatkan :
- Kerugian-kerugian kebocoran dalam yang berlebihan.
- Aus berlebihan oleh karena pelumasan tidak mencukupi pada pompa dan motor.
- Menurunkan efisiensi motor dan pompa.
- Suhu oli naik atau bertambah karena kerugian-kerugian kebocoran bagian dalam.

Nilai viscositas oli dinyatakan dengan :
- Viscositas absolut : Poise atau Centipoise (Cp).

Pressure Regulating Valve

- Viscositas kinematik : Centistoke (Cst).
- Viscositas relatif : SUS (Saybolt Universal Second).
- Angka koefisien Society of Automotive Engineer (SAE).
- Derajat engler (oE)

III. PRESSURE REGULATING VALVE (KATUP PENGATUR TEKANAN)
Pressure regulating valve digunakan untuk mengatur tekanan sistem atau subsistem suatu rangkaian hidrolik. Ada beberapa jenis valve tersebut yang mana fungsi dari valve tersebut didalam rangkaian dijadikan dasar untuk penamaannya.

Beberapa Valve yang digolongkan dalam rressure regulating valve adalah Pressure relief valve (Katup pelepas/pengaman tekanan), Pressure reducing valve (Katup penurun tekanan). Unloading valve, Offloanding valve, Counter balance valve dan Sequence valve

a. Pressure Relief Valve
Digunakan untuk mengatasi tekanan maksimum sistem dalam rangkaian atau sub rangkaian, dengan demikian akan memberikan perlindungan terhadap beban berlebih.

b. Pressure Reducing Valve
Digunakan untuk mengurangi atau menurunkan batas-batas tekanan dari rangkaian utama ke tekanan yang lebih rendah pada suatu sub rangkaian.

c. Unloading Valve
- Digunakan untuk menyediakan arah balik aliran pompa ke tanki, sementara sistem harus dipertahankan (sistem unloading).
- Disebut juga katup pengisi akumulator.

d. Offloading Valve
Digunakan untuk menyediakan arah balik aliran pompa ke tangki sementara tekanan sistem tidak dipertahankan (sistem off loading).

e. Counter Balance Valve
Digunakan untuk memberikan perlawanan aliran fluida pada saat batas-batas tekanan yang dapat dipilih (gaya pengimbang).

f. Sequence Valve
Digunakan untuk menimbulkan gerakan dalam suatu sistem dalam suatu urutan-urutan tertentu dan untuk menjaga tekanan minimum yang ditentukan sebelumnya dalam saluran primer sementara operasi sekunder tetap berlangsung.


Komponen-komponen dalam sirkuit dasar sistem hidrolik agar dapat bekerja dengan sempurna adalah sebagai berikut

1. Tangki Hidrolik (Hydraulic Tank) adalah sebagai tempat
penampung oli dari sistem. Selain itu juga berfungsi sebagai pendingin
oli yang kembali.

2. Pompa Hidrolik (Hydraulic Pump) sebagai pemindah oli dari
tangki ke dalam sistem. Artinya, pompa mengubah tenaga mekanis engine
menjadi tenaga hidrolis, Dan bersama komponen lain menimbulkan
hydraulic pressure.

3. Control Valve gunanya untuk mengarahkan jalannya oli ke tempat
yang diinginkan atau direksional

4. Actuator (Cylinder dan Motor) adalah sebagai perubah dari
tenaga hidrolik menjadi tenaga mekanik baik itu axial maupun putaran.

5. Main Relief Valve gunanya untuk membatasi tekanan maksimum
yang diijinkan dalam hydraulic system , agar sistem sendiri tidak rusak
akibat over pressure.

6. Selain itu juga diperlukan Filter untuk menyaring kotoran-kotoran seperti
gram-gram agar tidak ikut bersikulasi kembali.

Namun, sebenarnya tidak cuma terbatas pada komponen tersebut di atas, karena dalam perkembangannya sistem hidrolik sekarang lebih kompleks. Banyak terdapat komponen-komponen yang dipasang sesuai dengan tujuan penggunaan sistem hidrolik itu sendiri. Untuk lebih lengkapnya akan saya bahas di waktu yang akan datang.

 2. Fungsi Hidrolik
Sistem hidrolik adalah suatu system pemindah tenaga dengan menggunakan zat cair atau fluida sebagai perantara. Sistem hydraulic ini mempunyai banyak keunggulan dibanding jika menggunakan sistem mekanikal.

Adapun keuntungannya adalah sebagai berikut:
o Dapat menyalurkan torque dan gaya yang besar
o Pencegahan overload tidak sulit
o Kontrol gaya pengoperasian mudah dan cepat.
o Pergantian kecepatan lebih mudah
o Getaran yang timbul relatif lebih kecil
o Daya tahan lebih lama.

Namun system hydraulic ini juga mempunyai beberapa kekurangan yaitu:
o Peka terhadap kebocoran
o Peka terhadap perubahan temperatur
o Kadang kecepatan kerja berubah
o Kerja system saluran tidak sederhana.