Sistem Hidrolik

Sistem Hidrolik

Umum

Bertahun-tahun lalu manusia telah menemukan kekuatan dari perpindahan air, meskipun mereka tidak mengetahui hal tersebut merupakan prinsip hidrolik. Sejak pertama digunakan prinsip ini, mereka terus menerus mengaplikasikan prinsip ini untuk banyak hal untuk kemajuan dan kemudahan umat manusia. 

Hidrolik adalah ilmu pergerakan fluida, tidak terbatas hanya pada fluida air. Jarang dalam keseharian kita tidak menggunakan prinsip hidrolik, tiap kali kita minum air, tiap kali kita menginjak rem kita mengaplikasikan prinsip hidrolik.

Keuntungan

Sistem hidrolik banyak memiliki keuntungan. Sebagai sumber kekuatan untuk banyak variasi pengoperasian. Keuntungan sistem hidrolik antara lain:

a.         Ringan

b.         Mudah dalam pemasangan

c.         Sedikit perawatan

d.      Sistem hidrolik hampir 100 % efisien, bukan berarti mengabaikan terjadinya gesekan fluida.

Pengertian Hidrolik

Untuk mengerti prinsip hidrolik kita harus mengetahui perhitungan dan beberapa hukum  yang berhubungan dengan prinsip hidrolik.

A. Area.

Area adalah ukuran permukaan (in², m²)

B. Force

Force adalah jumlah dorongan atau tarikan pada objek (lb, kg)

C. Unit Pressure

Unit pressure adalah jumlah kerkuatan dalam satu unit area (lb/in², Psi)

D. Stroke

Stroke (panjang) adalah diukur berdasarkan jarak pergerakan pistin dalam silinder (in, m)

E. Volume

Volume diukur berdasarkan jumlah dalam in³, m³ yang dihitung berdasarkan jumlah fluida dalam reservoir atau dalam pompa atau pergerakan silinder.

F. Fluida

Fluida yang  digunakan dalam bentuk liquid atau gas. Fluida yang digunakan dalam sistem hidrolik umumnya oli.

 Hukum Pascal

Suatu aliran didalam silinder yang dilengkapi dengan sebuah penghisap yang mana kita dapat memakaikan sebuah tekanan luar p_o tekanan p disuatu titik P yang sebarang sejarak h dibawah permukaan yang sebelah atas dari cairan tersebut diberikan oleh persamaan.

                        p = p_o + rgh.

Prinsip Pascal, tekanan yang dipakaikan kepada suatu fluida tertutup diteruskan tanpa berkurang besarnya kepada setiap bagian fluida dan dinding-dinding yang berisi fluida tersebut. Hasil ini adalah suatu konsekuensi yang perlu dari hokum-hukum mekanika fluida, dan bukan merupakan sebuah prinsip bebas.

Hubungan dari Istilah-istilah Dengan Diagram Segitiga

Tekanan 

Sebagai contoh, diketahui gaya sebesar 100 lbs mendorong piston dengan luas permukaan 4 in² maka dapat kita ketahui tekanan F/A = 25 lbs/in² (psi).

Volume 

Jika piston mempunyai luas permukaan 8 in² bergerak dengan jarak 10 in dalam silinder. Berapa  volume fluida yang dibutuhkan untuk menggerakan piston, menggunakan diagram segitiga diatas maka v = A.l, jadi v= 80 in³.

Keuntungan Mekanik

Dapat kita lihat ilustrasi dari keuntungan mekanik, ketika gaya 50 lbs dihasilkan oleh piston dengan luas permukaan 2 in², tekanan fluida dapat menjadi 25 psi . dengan tekanan 25 psi pada luas permukaan 10 in² dapat dihasilkan gaya sebesar 250 lbs.

Komponen Sistem Hidrolik

Motor Hidrolik 

Motor hidrolik berfungsi untuk mengubah energi tekanan cairan hidrolik menjadi energi mekanik.

 

Pompa Hidrolik. 

Pompa umumnya digunakan untuk memindahkan sejumlah volume cairan yang digunakan agar suatu cairan tersebut memiliki bentuk energi.

Katup (Valve) 

Katup pada sistem  dibedakan atas fungsi, disain dan cara kerja katup.

Perawatan Sistem Hidrolik

Perawatan  dari sistem hidrolik, memerlukan penggunaan fluida hidrolik yang layak, pemilihan tube dan seal yang layak. Dan kita harus dapat mengetahui bagaimana pengecekan untuk kebersihan nya yang layak.

Perbaikan pada sistem hidrolik, adanya satu prosedur perawatan dilakukan pada mekanik hidrolik. Sebelum perbaikan dimulai, spesifikasi tipe fluida harus diketahui . warna dari fluida pada sistem dapat juga digunakan sebagai penentu dari tipe fluida.

Perawatan efektif dari sistem hidrolik yang diperlukan adalah melihat kelayakan seal, tube, selang yang digunakan. Untuk sistem hidrolik (3000 psi) digunakan tube stainless steel, dan untuk  sistem hidrolik tekanan rendah dapat digunakan tube dari alumunium alloy.

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:

1. Tujuan penggunaan rangkaian
2. Ketersediaan komponen
3. Konduktor dan konektor yang digunakan macam apa
4. 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:

1. Actuator diletakkan pada gambar yang paling atas
2. Unit pengatur diletakkan di bawahnya
3. 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