Download - Pompa Hidrolik
Sistem Hidrolik pada Bulldozer
Alat berat merupakan aplikasi dari hidrolik. Hidrolik merupakan aplikasi dari
mekanika fluida. Mekanika fluida merupakan aplikasi ilmu fisika. Hukum-hukum
fisika yang mengatur fluida cair sesederhana ilmu mekanika benda padat dan lebih
sederhana dibanding dengan dengan hukum-hukum yang mengatur ilmu-ilmu udara,
panas, uap, gas, elektron, sinar, gelombang, magnit dan sebagainya. Dalam beberapa
hal hidrolik
serupa dengan pneumatik (pneumatics-ilmu yang mempelajaripemanfaatan udara
bertekanan untuk perpindahan energi), terutama padaprinsip kerja dan komponen-
komponennya. Oli bertekanan adalah mediapemindah energi yang sehabis dipakai
oleh elemen kerja (silinder ataumotor hidrolik) harus dikembalikan ke penampung
(reservoir atau tangki),tidak langsung dibuang ke atmosfer seperti udara bekas pada
sistem
pneumatik.
Dalam sistem hidrolik, fluida cair berfungsi sebagai penerus gaya. Minyak
mineral umum dipergunakan sebagai media. Dengan prinsip mekanika fluida yakni
hidrostatik (mekanika fluida yang diam/statis, teori kesetimbangan dalam cairan),
hidrolik diterapkan. Prinsip dasar darihidrolik adalah karena sifatnya yang sangat
sederhana. Zat cair tidak mempunyai bentuk yang tetap, zat cair hanya dapat membuat
bentuk menyesuaikan dengan yang ditempatinya. Zat cair pada praktiknya memiliki
sifat tak dapat dikompresi (incompressible), berbeda dengan fluida gas yang mudah
dikompresi (compressible). Karena fluida yang digunakan harus bertekanan, akan
diteruskan ke segala arah secara merata dengan memberikan arah gerakan yang halus.
Ini didukung dengan sifatnya yang selalu menyesuaikan bentuk yang ditempatinya
dan tidak dapat dikompresi.
Kemampuan yang diuraikan di atas akan menghasilkan peningkatan kelipatan
yang besar pada gaya kerjanya. Uraian yang lebih jelas akan disajikan pada bab-bab
selanjutnya.Jadi, sistem hidrolik adalah suatu sistem pemindah tenaga dengan
mempergunakan zat cair/fluida sebagai media/perantara. Karena sifat cairan yang
selalu menyesuaikan bentuk yang ditempatinya, akan mengalir ke segala arah dan
dapat melewati berbagai ukuran dan bentuk. Untuk menjamin bahwa komponen
hidrolik harus aman dalam operasinya, dapat dipenuhi oleh sifat zat cair yang tidak
dapat dikompresi. Gambar 3.1 menunjukkan, apabila gaya itu di tekan ke arah silinder
yang tertutup rapat
maka pada silinder itupun akan terjadi tekanan di permukaan dalam.Tempat-tempat
terjadinya tekanan itu tentu akan merata ke seluruh kulitdalam silinder, disebabkan
sifat zat cair yang meneruskan gaya ke segala arah.
Gambar 3.1 Tekanan diteruskan ke segala arah
Gambar 3.2 memperlihatkan dua buah silinder yang berukuran samayang terhubung
dengan pipa, kemudian silinder diisi dengan minyak oli hingga mencapai batas
permukaan yang sama. Dua piston diletakkan di atas permukaan minyak oli.
Kemudian salah satu piston ditekan dengan gaya W kg, tekanan ini akan diteruskan ke
seluruh sistem hingga piston yang lain naik setinggi langkah ke bawah piston yang
ditekan.
Gambar 3.2 Zat cair meneruskan tekanan ke segala arah
Prinsip inilah yang dipergunakan pada alat pengangkat hidrolik.
Dengan membuat perbandingan diameter yang berbeda akan mempengaruhi
gaya penekan dan gaya angkat yang didapatnya. Perhatikan Gambar 3.3 pada halaman
berikut, bila diameter piston penekan dibuat lebih kecil dari piston penerima
beban/pengangkat beban akan memberikan gaya tekan yang ringan tetapi gaya tekan
itu akan diteruskan menjadi gaya dorong ke atas yang besar. Rumus lebih rinci
dijelaskan pada bahasan pada bab-bab selanjutnya. Hidrolik dapat dinyatakan sebagai
alat yang memindahkan tenaga dengan mendorong sejumlah cairan tertentu.
Komponen pembangkit fluida bertekanan disebut pompa, dan komponen pengubah
tekanan fluida (atau juga sering disebut energi hidrolik, dalam hal ini misal : oli
bertekanan) menjadi gerak mekanik disebut dengan elemen kerja. Prinsipnya elemen
kerja akan menghasilkan gerak mekanis. Gerakan mekanis lurus (linear) dihasilkan
dari elemen kerja berupa silinder hidrolik, dan gerakan mekanis putar (rotary)
dihasilkan oleh elemen kerja berupa motor hidrolik. Uraian masing-masing elemen itu
akan dibahas secara rinci pada bab-bab
selanjutnya.
Gambar 3.3 Perbandingan gaya pada pengungkit hidrolik
Sebagai penggerak pompa hidrolik dapat digunakan motor listrik atau motor
penggerak mula. Setelah oli hidrolik dipompa pada tekanan tertentu, kemudian
disalurkan ke katup kontrol arah yang bertugas mengatur kemana cairan hidrolik itu
dialirkan. Diagram alir sistem hidrolik dapat dilihat pada gambar 3.4. Urutan aliran
dimulai dari pembangkit berupa motor listrik atau motor bakar yang menggerakkan
pompa oli, pompa oli meningkatkan tekanan oli yang ditampung pada reservoir.
Melalui katup kontrol hidrolik, oli bertekanan dialirkan ke pemakai berupa elemen
kerja silinder/motor hidrolik yang akan mengubah energi hidrolik itu menjadi energi
gerak/mekanis. Dengan demikian urutan energinya dari motor listrik/bakar ke silinder
hidrolik berturut-turut : energi listrik/mekanis – energi hidrolik – energi hidrolik –
energi mekanis.
Gambar 3.4 Diagram aliran sistem hidrolik
Bila diperhatikan penjelasan di atas, sistem hidrolik nampak sangat sederhana,
namun komponen hidrolik tidak dapat bekerja begitu saja. Peralatan hidrolik
memerlukan ketelitian gerakan, keamanan dan keselamatan, dan hemat energi dalam
pengoperasiannya. Seluruh persyaratan yang dituntut itu dapat dipenuhi dengan
melengkapi komponenkomponen tertentu yang disebut katup-katup kontrol arah
(directional control valves) yang mengatur tekanan, aliran, keamanan, maupun arah
fluida oli. Jenis, fungsi, konstruksi dan sistem kerja katup-katup kontrol itu secara
terinci akan dibahas pada bab-bab selanjutnya. Bagaimana mekanisme per pindahan
oli hidrolik pada sistem hidrolik? Kita ikuti penjelasan melalui gambar 3.5 berikut.
Oli hidrolik yang ditampung dalam reservoir (2) dipompa oleh pompa hidrolik (1)
pada tekanan dan debit tertentu tergantung pada beban dan kecepatan gerak beban
tersebut. Semakin besar beban yang harus di geser, diangkat, dipreskan atau ditekan
pada tekanan tertentu akan memerlukan tekanan yang relatif tinggi.
Gambar 3.5 Skema sistem hidrolik (ke kanan).
Demikian pula semakin cepat gerak perpin-dahan beban, debit (volume yang
dihasikan per satuan waktu) pompa hidrolik harus semakin besar. Dengan kata lain
gaya yang dihasilkan tergantung pada tekanan kerja, dan kecepatan gerak perpindahan
tergantung pada debit yang dihasilkan pompa, dengan ketentuan ia bekerja pada luas
penampang silinder kerja yang sama. Hasil pemompaan pompa hidrolik 1 (dalam
gambar ini jenis pompa roda gigi) didistribusikan ke katup kontrol arah 5 dan
sebagian ke katup pengaman 3. Katup pengaman 3 berfungsi sebagai pengatur
tekanan maksimum yang diinginkan. Apabila tekanan yang dihasilkan oleh pompa
melebihi yang disetel pada katup pengaman tersebut, maka secara otomatis oli hasil
pemompaan akan disalurkan kembali ke reservoir. Dengan demikian tekanan
penyetelan (sesuai tekanan kerja yang diinginkan) akan selalu tercapai, dan tekanan
yang melebihi akan dihindarkan melalui mekanisme pembocoran pada katup
pengaman. Pembahasan lebih detil tentang katup pengaman akan9 dibahas pada bab
tersendiri.
Gambar 3.6 Skema sistem hidrolik beban kekiri
Apabila posisi katup kontrol arah seperti pada gambar 3.5, maka piston pada
silinder (4.1) tertekan pada sisi sebelah kiri dan piston akan bergeser ke kanan.
Kecepatan gerak pergeseran piston (beban) dapat diatur oleh katup pengatur aliran 7.
Di depan piston 4.1 terdapat cairan oli yang terdorong olehnya sehingga mengalir
kembali ke reservoir melewati katup kontrol arah 5. Mekanisme yang sama terjadi
apabila posisi katup kontrol arah sedemikian rupa sehingga saluran A yang mendapat
tekanan sehingga piston sisi kanan tertekan maka piston (beban) akan bergerak ke
kiri. Oli yang ada di sebelah kiri piston akan dikembalikan ke reservoir melalui
saluran B dan katup kontrol arah 5 (amati gambar 3.6). Demikian uraian singkat
tentang terjadinya gerakan beban, sederhana bukan?
Gambar skema seperti pada gambar 3.5. dan 3.6. untuk sistem hidrolik yang
kompleks, misalnya dengan silinder kerja lebih dari dua atau tiga (misal pada
bulldozer- seperti terlihat pada gambar 3.7 dan 3.8) akan sulit menggambarkannya.
Selain terlihat ruwet, tidak praktis, dan juga sulitmenyeragamkan gambar-gambar dari
berbagai pabrik pembuat komponenhidrolik. Untuk mengatasi hal itu, maka skema
gambar dalam sistem hidrolik cukup digambarkan dalam bentuk simbul-simbul yang
tentunya sudah distandarkan/dinormalisasikan. Dari skema gambar 3.5. dapat
disederhanakan gambarnya menjadi gambar 3.8. di halaman 42. Gambar ini disebut
sebagai diagram sirkuit sistem hidrolik. Pembahasan tentang diagram sirkuit sistem
hidrolik akan diuraikan pada bab-bab selanjutnya.
Gambar 3.7 Skema sistem hidrolik pada bulldozer
Gambar 3.8 Diagram sirkuit sistem hidrolik (bulldozer)