Download - Reparasi Hand Pallet.doc
I. PENDAHULUAN
Material Handling dalam arti luas memiliki arti suatu seni dan ilmu pengetahuan
mengenai pemindahan, pengepakan, dan penyimpanan semua jenis/bentuk
material/bahan yang terjadi di dalam pabrik termasuk pemindahan bahan baku dari
sumber ke pabrik serta pemindahan barang jadi sampai ke tangan konsumen.
Gambar 1 : Alur Perpindahan Material
Untuk proses pemindahan tersebut diperlukan alat pengangkut yang disebut
Material Handling Equipment. Adapun jenis-jenis dari Material Handling Equipment
adalah :
a. Fixed Path Equipment, yaitu peralatan material handling yang bergerak satu
arah atau mempunyai arah yang tetap.
Contoh : Conveyor
b. Varied Path Equipment, yaitu peralatan yang mempunyai arah yang berubah-
ubah atau bisa bergerak ke berbagai arah.
Contoh : Fork Lift Trucks, Hand Trucks, Hand Trolley, Tailer Trains, dll
PT. ATMI Solo dalam proses pemindahan barang untuk menunjang kelancaran
proses produksinya juga menggunakan Material Handling Equipment. Salah satu alat
pemindahan barang yang sering dijumpai di pabrik ini adalah Hydraulic Hand Pallet
Truck atau Hand Pallet. Pada umumnya orang menyebut Hand Pallet dengan istilah
Hand Trolley. Istilah ini salah. Hand Pallet merupakan alat untuk memindahkan barang
dengan mekanisme pengangkat sistem hidrolik. Sistem ini berfungsi untuk menaikkan
dan menurunkan beban. Alat ini tidak memerlukan sumber listrik dalam
pengoperasiannya, sehingga penggunaannya bisa lebih luas. Hand Pallet biasanya
memiliki 4 roda, 2 garpu dan satu unit kemudi. Alat ini di desain sebagai alat angkut
dengan kapasitas berat, maka kapasitas Hand Trolley ini bermacam-macam ada yang
0,5 ton, 1 ton, 2 ton, dsb.
Dalam laporan tugas ini kami akan mengulas tentang Hand Pallet milik unit kerja
WAP tingkat II yang mengalami kerusakan. Adapun Hand Pallet ini memilik dimensi
1500x600x1200 mm dengan kapasitas angkut sebesar 500 kg atau 0,5 ton.
Gambar 2 : Hand Trolley (kiri) dan Hand Pallet (kanan)
II. PRINSIP KERJA
A. Prinsip Dasar
Prinsip kerja pada Hand Pallet ini sama dengan prinsip kerja pada
penggunaan dongkrak hidrolik yang sering digunakan untuk mendongkrak mobil.
Prinsip kerjanya dengan memanfaatkan Hukum Pascal : “Tekanan yang diberikan
pada suatu fluida (zat cair) dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah
dengan tekanan sama besar”.
Gambar 3 : Zat cair meneruskan tekanan ke segala arah
Dongkrak hidrolik terdiri dari dua tabung yang berhubungan yang memiliki
diameter yang berbeda ukurannya. Jika kita memberikan gaya yang kecil pada
tabung yang berdiameter kecil maka tekanan akan disebarkan merata ke segala
arah termasuk ke tabung besar.
Keterangan :1. dua bejana dengan ukuran yang berbeda
dan terbuat dari bahan yang kuat2. dua batang silinder dengan ukuran yang
berbeda
3. minyak (oli hidrolik)
Gambar 4 : Skema hidrolik dengan memanfaatkan Hukum Pascal
Adapun cara kerja alat ini adalah sebagai berikut. Ketika sebuah gaya F1
diberikan melalui tuas dongkrak untuk menekan penghisap kecil A1, tekanan ini
akan diteruskan oleh minyak ke segala arah. Oleh karena dinding bejana terbuat
dari bahan yang kuat, gaya ini tidak cukup untuk mengubah bentuk bejana. Satu-
satunya jalan, tekanan ini diteruskan oleh minyak ke penghisap besar A2. Tekanan
pada penghisap kecil A1 dapat dituliskan :
Tekanan ini sama dengan tekanan yang diterima pengisap besar A2. (Ingat
Hukum Pascal)
Keterangan :
P1 = tekanan pada bejana kecil (N/m2) P2 = tekanan pada bejana besar (N/m2)
F1 = gaya pada penghisap kecil (N) F2 = gaya pada penghisap besar (N)
A1 = luas penampang penghisap kecil (m2) A2 = luas penampang penghisap besar (m2)
Penggunaan Hand Pallet ini secara manual yakni menggunakan
tuas/pengungkit yang berfungsi untuk memberikan tekanan agar hidrolik dapat
bekerja. Cara kerja tuas pada Hand Pallet ini yaitu jika kita akan mengangkat
benda dengan menggunakan tuas, maka kita harus meletakkan benda di kedua fork
(garpu) Hand Pallet. Selanjutnya tangan kita memegang ujung batang pengungkit
dan menekan batang pengungkit tersebut secara perlahan-lahan (kontinyu).
Tekanan yang kita berikan di ujung pengungkit akan diolah pump unit dimana
pump unit ini sebagai titik tumpu antara batang pengungkit dengan fork Hand
Pallet sehingga benda yang berada di fork dapat terangkat dan proses pemindahan
barang dengan Hand Pallet dapat dilakukan. Dengan menggunakan tuas semakin
jauh jarak kuasa terhadap titik tumpu, maka semakin kecil gaya yang diperlukan
untuk mengangkat beban sehingga beban kerja terasa lebih ringan, atau dapat
dirumuskan :
Gambar 5 : Skema perhitungan gaya pada tuas pengungkit
Dari gambar di atas dapat dirumuskan persamaan
B x Lb = F x Lk
Ket :
B : Beban yang akan diangkat (N)
Lb : Jarak antara Beban dengan titik tumpu T (m)
F : Gaya yang akan mengangkat beban (N)
Lk : Jarak antara Tuas dengan titik tumpu T (m)
B. Prinsip Kerja
Prinsip kerja dari Hand Pallet ini yaitu [ video1 ] :
Posisi naik :
Untuk mengangkat material, pertama needle valve (katup buka-tutup) harus diputar
posisi off. Setelah itu, tuas batang pompa digerakkan naik turun yang disertai
gerakan piston kecil. Pada posisi tuas naik, piston kecil akan menghisap oli
hidrolik dari tangki melalui check valve pertama. Kemudian pada saat tuas turun,
piston kecil akan mendorong oli melewati check valve kedua dan filter menuju
silinder yang mengakibatkan piston besar terangkat karena dorongan dari oli
hidrolik. Gerakan ini dilakukan berulang-ulang sesuai ketinggian yang diinginkan
atau mencapai maksimal.
Posisi turun :
Untuk menurunkan material yaitu dengan cara memutar needle valve posisi on
sehingga katup terbuka dan oli hidrolik yang berada di silinder piston besar
mengalir kembali ke tangki oli.
Gambar 6 : Prinsip kerja pada dongkrak
Gambar 7 : Skema pergerakan oli hidrolik pada dongkrak. Proses hisap (kiri) dan Proses tekan (kanan)
III. KOMPONEN
Pada Hand Pallet terdiri dari banyak sekali komponen yang membentuk alat ini. Barikut adalah gambaran tentang komponen yang terdapat pada Hand Pallet pada umumnya.
Gambar 8 : Hand Pallet Truck
Gambar 9 : Hand Pallet Truck Part List
Dari gambar di atas, bagian yang memilik peran penting agar Hand Pallet dapat
digunakan sesuai fungsinya terletak pada pump unit. Pada pump unit ini, prinsip kerja
Hand Pallet berlangsung. Pump unit inilah yang mengendalikan sirkulasi aliran
hidrolik.
Gambar 10 : Pump unit Hand Pallet
Berikut akan kami jelaskan beberapa part penting yang terdapat pada komponen
pump unit hidrolik Hand Pallet :
1. Tangki Oli
Tangki ini berisi sumber tenaga yaitu oli hidrolik. Tangki berbentuk tabung
dan menyelimuti silinder piston.
2. Tuas
Tuas adalah sebuah batang pengungkit yang digunakan untuk memompa oli
hidrolik dari tabung menuju silinder sehingga beban terangkat naik. Pengoperasian
tuas ini dengan cara memompa tuas naik turun secara kontinyu. Tuas ini sudah di
desain sedemikian rupa sehingga pengguna tidak perlu terlalu membungkuk.
3. Silinder
Silinder merupakan elemen kerja yang akan menghasilkan gerak lurus, baik
itu beraturan maupun yang dapat diatur. Terdapat dua jenis silinder yaitu :
a. Single Acting Ram Cylinder
Gambar 10 : Single –acting ram cylinder & symbol
b. Double Acting Ram Cylinder
Gambar 11 : Double –acting ram cylinder & symbol
Pada sistem Hand Pallet ini menggunakan Single Acting Ram Cylinder
karena elemen kerja ini digerakkan dari satu arah saja. Untuk gerak baliknya
dengan membuka katup Release Valve sehingga membalikkan fluida yang
mendorong silinder, selain itu juga dibantu dengan dorongan gravitasi dari beban
frame garpu Hand Pallet itu sendiri.
4. Valve
Sistem hidrolik yang bekerja pada Hand Pallet ini menggunakan dua katup.
Untuk proses naik menggunakan Non-Return Valve jenis Check Valve.
Penggunaan katup ini untuk mengalirkan oli hidrolik satu arah dari sumber (tangki)
ke silinder sehingga aliran oli dari silinder tidak bisa kembali lagi ke tangki. Untuk
konstruksinya dapat menggunakan konus, bola atau plat. Untuk proses turun
menggunakan Needle Valve atau Release Valve. Katup ini merupakan katup buka
tutup seperti pada kran air.
Gambar 12 : Check valve (kiri) dan Release valve (kanan)
5. Seal
Seal merupakan komponen suatu mesin yang berbahan dasar karet yang
mempunyai fungsi untuk mencegah kebocoran karena terdapatnya rongga
(clearance) antara dua benda yang didempetkan. Dengan memanfaatkan sifat
elastisitas dari karet, seal berkerja dengan cara menutup celah-celah antara dua
benda yang didempetkan tersebut sehingga celah dapat tertutup dengan baik.
Untuk hubungan teknik mesin lebih lanjut, seal ring selain dipakai untuk
mencegah kebocoran pelumas, juga dapat dipakai untuk mencegah kebocoran air,
bahan-bahan kimia (chemical), serta dapat mencegah debu dan kotoran yang
masuk ke dalam mesin. Seal dapat digunakan untuk melakukan fungsi-fungsi
tersebut sekaligus. Seal merupakan part standart. Seal biasanya dipasangkan pada
poros yang memiliki toleransi fine dan kehalusan mencapai N5 (poles). Toleransi
dan kehalusan yang tinggi ini dibutuhkan agar seal benar-benar dapat menutup
rapat sehingga tidak ada celah kebocoran.
Gambar 13 : Letak seal pada silinder
Pada bagian pump unit Hand Pallet ini terdapat beberapa seal yang terpasang
pada silinder. Berikut seal tersebut adalah :
a. Dust Seal
Berbentuk seperti oil seal dan merupakan lapisan seal pertama pada
silinder yang lebih mengutamakan fungsi untuk mencegah debu, pasir,
tanah, dan udara dari luar masuk ke dalam silinder.
b. O-Ring
Benda ini mempunyai bentuk bulat seperti gelang dan merupakan lapisan
seal kedua yang berfungsi untuk mencegah kebocoran fluida maupun gas.
Gambar 14 : O-Ring
c. Oil Seal
Oil Seal mempunyai beberapa komponen utama agar fungsi sebagai
sealing dapat maksimal. Berikut penjelasan fungsi dari komponen utama
oil seal.
Gambar 15 : Oil Seal (kiri) dan komponen dalam oil seal (kanan)
6. Filter
Komponen ini berfungsi untuk mengumpulkan kotoran (biasanya berupa
metal) pada fluida hidrolik agar kotoran tersebut tidak ikut bersikulasi.
Gambar 16 : Filter hydraulic
7. Oli Hidrolik
Oli hidrolik merupakan oli khusus yang diformulasikan untuk memenuhi
kebutuhan aplikasi hidrolik pada sistem yang bergerak.
Fungsi oli hidrolik adalah :
a. Sebagai medium penerus daya, dan mudah mengalir
b. Mampu melumasi semua komponen yang bergerak
c. Perapat antara bagian yang menerima tekanan
d. Mendinginkan komponen-komponen karena sirkulasinya
Hand Pallet ini menggunakan oli dengan jenis Shell Tellus 32.
IV. PERMASALAHAN
Setelah melakukan observasi dan melakukan uji coba pada Hand Pallet milik unit
kerja WAP, kerusakan yang kami temui pada alat ini adalah ketika dipompa secara
kontinyu, silinder bisa naik tapi perlahan-lahan silinder turun dengan sendirinya
walaupun katup Release Valve dalam keadaan tertutup. Silinder tidak bisa naik bahkan
mencapai titik maksimal. Hal ini mengakibatkan Hand Pallet tidak dapat digunakan
sebagaimana mestinya. [ video ]
Dari kerusakan itu, kami memprediksi ada dua kemungkinan kerusakan yang
terjadi pada sistem Hand Pallet, yaitu :
1. Kebocoran eksternal
Hal ini bisa terlihat jika sistem hidrolik bekerja dengan siklus deras.
Kebocoran ini bisa terjadi karena kerusakan pada seal (oil seal dan o-ring). Seperti
yang dijelaskan sebelumnya, seal berbahan dasar karet dan berfungsi untuk
mencegah terjadinya kebocoran oli agar oli tidak keluar dari tabung. Apabila seal
ini bocor/rusak maka oli akan keluar dari tabung yang mengakibatkan oli selalu
berkurang dan proses silinder naik tidak bisa mencapai titik maksimal.
2. Kebocoran internal
Kebocoran ini tidak terlihat karena terjadi pada bagian dalam komponen dari
sistem hidrolik, sehingga bila ingin mengetahui adanya kebocoran harus melakukan
pembongkaran pada komponen yang diduga ada kebocoran contohnya membuka
katup Check Valve dan Release Valve. Pada check valve biasanya rusak pada steel
ball (gotri) dimana steel ball pada katup ini sudah tidak mampu lagi menahan aliran
fluida sehingga terjadi aliran balik yang mengakibatkan silinder turun perlahan
ketika dipompa. Untuk release valve biasanya katup sudah dol. Jika katup ini dol
saat katup terbuka maka ketika memompa fluida ke silinder, fluida akan selalu
kembali ke tabung oli
V. PENYELESAIAN MASALAH
A. SOLUSI
Dari permasalahan yang kami temui, kami dapat memberikan solusi
perbaikan untuk Hand Pallet ini. Solusi dari kelompok kami yaitu :
1. Untuk kebocoran eksternal
Seal yang sudah rusak tidak dapat diperbaiki, jalan satu-satunya adalah
dengan mengganti seal yang rusak dengan seal yang baru. Seal merupakan part
yang berbahan dasar karet. Periode penggunaannya pun berdasar pada umur
pakai seal itu sendiri. Faktor lingkungan sekitar yang mempengaruhi kondisi
seal bisa berupa suhu dan kotoran (debu, pasir, tanah, dll). Kotoran dapat
merusak seal saat terjadi gerakan dibagian tersebut. Mengganti seal pun harus
sesuai dengan model seal yang telah ada.
Proses pemasangan seal harus dilakukan dengan benar agar tidak terjadi
kebocoran karena proses pemasangan yang salah. Berikut beberapa langkah
pemasangan oil seal yang benar :
a. Bongkar part yang berhubungan dengan oil seal
b. Lepas oil seal yang telah rusak, ganti oil seal baru dengan model yang sama
c. Bersihkan permukaan silinder yang akan kontak dengan oil seal sehingga
terbebas dari karat, debu, kotoran, dll
d. Pasang seal dengan main lip menghadap ke sisi oli (hydraulic side)
Gambar 17 : Posisi main lip yang benar
e. Lakukan pemasangan oil seal dengan cara press fit menggunakan tools
yang sesuai.
Gambar 18 : Pemasangan oil seal dengan press fit
f. Bila tidak memungkinkan untuk di press, dapat menggunakan strike plate
sebagai tumpuan.
Gambar 19 : Pemasangan oil seal dengan strike plate
g. Perhatikan pada saat pemasangan oil seal tidak boleh miring dan tidak
boleh dipukul langsung.
Gambar 20 : Pemasangan oil seal yang salah
2. Untuk kebocoran internal
Pada proses perbaikan permasalahan ini dapat dilakukan dengan
membongkar komponen yang diduga ada kebocoran yakni check valve dan
release valve. Untuk check valve, periksa steel ball pada katup tersebut. Apabila
steel ball telas aus/rusak, ganti dengan yang baru dan juga ukuran steel ball
harus sesuai dengan steel ball yang lama. Untuk katup release valve yang telah
dol, lakukan perbaikan jika masih bisa dilakukan. Jika tidak, ganti dengan
release valve yang baru.
B. SARAN
Dalam penggunaannya, Hand Pallet juga memerlukan perawatan agar alat ini
memiliki umur pakai yang cukup lama. Berikut saran perawatan Hand Pallet dari
kelompok kami :
1. Gunakan Hand Pallet sesuai dengan kapasitas beban maksimal alat tersebut, dan
jangan menggunakan alat tersebut dengan beban yang melebihi kapasitas yang
telah ditentukan. Hal ini dapat mengakibatkan piston silinder bengkok.
2. Jaga kebersihan dongkrak dari kotoran-kotoran yang menempel saat piston
silinder bekerja (terangkat ke atas) karena dapat merusak seal ketika piston
diturunkan.
3. Cek secara berkala oli hidrolik. Jika oli hidrolik habis, isi sampai batas yang
diperlukan. Jika oli hidrolik sudah berubah kekentalannya, tap oli dari tabung
oli dan segera ganti oli hidriolik dengan yang baru. Serta gunakan oli hidrolik
yang tepat.
4. Jika Hand Pallet tidak dapat bekerja dengan baik, segera periksa dan lakukan
perbaikan agar tidak terjadi kerusakan yang lebih parah.
VI. PENUTUP
Peralatan mekanik yang kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari pasti memiliki
umur pakai yang telah diperhitungkan. Part-part mesin dari sebuah komponen mekanik
memilik umur pakai yang relatif tahan lama atau singkat tergantung dari frekuensi
pemakaian atau bisa juga faktor pengguna (human error). Untuk itu agar umur pakai
suatu alat atau mesin dapat tercapai maksimal maka yang perlu kita lakukan adalah
menggunakan dan merawat mesin tersebut sesuai dengan aturan pakai (manual book)
yang telah ditetapkan.
Hal ini sangat penting mengingat bahwa biaya reparasi total lebih mahal daripada
biaya perawatan rutin. Selain itu dengan menjaga part-part mesin tetap dalam kondisi
prima, proses produksi pun akan semakin lancar.