HYDRAULIC SYSTEM 1 BASIC COURSE I
MODUL SISWA
Juni 2008
MSHS1-10608-1 MSHS1-10608- 1
ayasan Karya Bakti United Tractors Jalan Raya Bekasi Km 22. Cakung Jakarta Timur 13910 – Indonesia Telp : (62-21) 4605949 4605959 4605979 Fax : (62-21) 4600657 4600677
ayasan Karya Bakti United Tractors Jalan Raya Bekasi Km 22. Cakung Jakarta Timur 13910 – Indonesia Telp : (62-21) 4605949 4605959 4605979 Fax : (62-21) 4600657 4600677
HYDRAULIC SYSTEM DESKRIPSI MATERI PEMBELAJARAN
Hydrau auli lic c Syst System em terdiri Materi pembelajaran Hydr terdiri atas 2 (dua) bab. Bab Bab 1 membah membahas as
mengenai prinsip dasar hydraulic system , meliputi sifat-sifat fluida, tekanan dan gaya, satuan tekanan, tekanan absolute dan dan tekanan gauge , gaya dan kecepatan piston, loss of pressure , orifices dan hydraulic oil . Bab 2 membahas mengenai komponen-komponen hydraulic system , meliputi hydraulic tank , hydrauic pump , hydraulic control valve , hydraulic cylinder , dan hydraulic filter .
DAFTAR ISI
DESKRIPSI MATERI PEMBELAJARAN DAFTAR ISI DESKRIPSI PROGRAM PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SASARAN PEMBELAJARAN PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL REFERENSI GLOSARIUM BAB I. PRINSIP DASAR HYDRAULIC SYSTEM
1
Pelajaran 1 : Dasar Hydraulic Dasar Hydraulic
2
Pelajaran 2 : Hydraulic Oil
8
Ringkasan
11
Soal Latihan
13
BAB II. KOMPONEN STEERING DAN DAN BRAKE SYSTEM
15
Pelajaran 1 : Hydraulic Tank
16
Pelajaran 2 : Hydraulic Pump
19
Pelajaran 3 : Hydraulic Control Valve
29
Pelajaran 4 : Hydraulic Cylinder
36
Pelajaran 5 : Hydraulic Filter
40
Ringkasan
43
Soal Latihan
45
HYDRAULIC SYSTEM DESKRIPSI PROGRAM PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Metode •
Teori (50%) a. Ceramah b. Diskusi
•
Praktek (50%) a. Demonstrasi b. Praktek
Durasi 2 hari kerja Jumlah Siswa Maksimal 16 orang Kriteria Kelulusan •
Kehadiran minimal 90% dari total hari pelatihan.
•
Evaluasi akhir : a. Nilai minimal test teori : 75 b. Nilai minimal test praktek : 75
Pemberian Sertifikat •
Sertifikat akan diberikan kepada siswa yang memenuhi kriteria kelulusan.
•
Surat keterangan akan diberikan kepada siswa yang memenuhi syarat kehadiran minimal tetapi tidak memenuhi syarat minimal nilai kelulusan.
HYDRAULIC SYSTEM SASARAN PEMBELAJARAN
Setelah mengikuti pembelajaran ini secara tuntas, siswa mampu menjelaskan prinsip dasar hydraulic system serta menyebutkan nama dan lokasi, juga menjelaskan fungsi komponenkomponen hydraulic system .
HYDRAULIC SYSTEM PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL •
Petunjuk Bagi Siswa Untuk memperoleh hasil belajar secara maksimal dalam mempelajari materi modul ini, langkah-langkah yang perlu dilaksanakan antara lain: •
Bacalah dan pahamilah dengan seksama uraian-uraian materi yang ada pada pada masing-masing kegiatan belajar. Bila ada materi yang kurang jelas, siswa dapat bertanya pada instruktur
yang
mengampu kegiatan belajar
tersebut. •
Kerjakanlah setiap soal latihan yang terdapat pada modul ini untuk mengetahui seberapa besar pemahaman yang telah dimiliki terhadap materimateri yang dibahas dalam setiap kegiatan belajar.
•
Jika belum menguasai tingkat materi yang diharapkan, ulangi lagi pada kegiatan belajar sebelumnya atau bertanyalah kepada instruktur yang mengampu kegiatan pembelajaran yang bersangkutan.
•
Petunjuk Bagi Instruktur Dalam setiap kegiatan belajar instruktur berperan untuk: •
Membantu siswa dalam merencanakan proses belajar.
•
Membimbing siswa melalui tugas-tugas pelatihan yang dijelaskan dalam tahap belajar.
•
Membantu siswa dalam memahami konsep, praktik baru, dan menjawab pertamnyaan siswa mengenai proses belajarnya.
•
Membantu siswa untuk menentukan dan mengakses sumber tambahan lain yang diperlukan untuk belajrar.
•
Mengorganisasikan kegiatan belajar kelompok jika diperlukan.
HYDRAULIC SYSTEM REFERENSI
Book : •
Training Aid & User’s Text
•
Unit Instruction Manual (Element of Hydraulic ), Komatsu
•
Unit Instruction Manual (Hydraulic System Engine Oil and Hydraulic Oil ), Komatsu
•
Unit Instruction Manual (Hydraulic Gear Pump ), Komatsu
•
Unit Instruction Manual (Hydraulic Control Valves ), Komatsu
•
Unit Instruction Manual (Hydraulic Cylinder ), Komatsu
Video :
Hydraulic Self Learning , Komatsu
Website :
http://www.unitedtractors.com
GLOSARIUM
Attachment : perlengkapan kerja yang digunakan pada sebuah alat berat, contohnya blade, ripper, bucket, dan lain sebagainya. Actuator : sebuah komponen utama dari hydraulic system yang berfungsi untuk merubah tenaga hidrolik menjadi tenaga mekanik. Flow : aliran fuida Control valve : sebuah komponen utama dari hydraulic system yang berfungsi untuk mengatur tekanan, jumlah dan arah aliran oli yang terdapat dalam system. Reciprocating : gerakan bolak-balik Rotary : gerakan berputar Orifice : lubang kecil yang terdapat dalam pipa/saluran untuk mempersempit aliran zat cair/fluida.
BAB I PRINSIP DASAR HYDRAULIC SYSTEM
Tujuan Bab 1 : Setelah menyelesaikan pembelajaran pada Bab 1, siswa mampu menjelaskan prinsip dasar hydraulic system .
Referensi :
Book : •
Training Aid & User’s Text
•
Unit Instruction Manual (Element of Hydraulic ), Komatsu
Video : Hydraulic Self Learning , Komatsu
Website : http://www.unitedtractors.com
Hydraulic System 1
Pelajaran 1 : Dasar Hydraulic Tujuan Pelajaran 1 Setelah mengikuti pembelajaran pada pelajaran 1, siswa mampu menjelaskan prinsip dasar dari hydraulic system .
Sifat – Sifat Dasar Zat Cair/Fluida Sifat-sifat dasar zat cair/fluida antara lain adalah : •
Mudah menyesuaikan bentuk.
•
Tidak dapat dimampatkan.
•
Meneruskan tekanan ke semua arah.
•
Mengalir dari tekanan tinggi ke tekanan rendah.
•
Mengalir dari tempat tinggi ke tempat rendah.
Dari sifat-sifat fluida tersebut di atas, maka muncul hukum Pascal. Hukum Pascal banyak dipakai dalam suatu sistem hidrolik. Bunyi hukum Pascal adalah :
“Zat cair dalam ruangan tertutup dan diam (tidak mengalir) mendapat tekanan, maka tekanan tersebut akan diteruskan ke segala arah dengan sama rata dan tegak lurus bidang permukaannya“.
Rumus hukum Pascal : F = P x A (Kg)
Dimana : F = Gaya (Force ) (Kg). P = Tekanan (Pressure ) (Kg/cm2). A = Luas penampang ( Area ) (cm2).
Gaya dan Tekanan Zat cair/fluida dapat meningkatkan gaya dan tekanan.
P1
=
F1 A 1
P2
=
F2 A 2
1 kg 1 cm 2 F2 F2
=
F2 10 cm 2
1 kg × 10 cm2 = 1 cm2 =
10 kg
2
Hydraulic System 1
Satuan Tekanan
Tabel Konversi Satuan Tekanan
psi
atm
FLHd
In H2O
Metres
Metres
2
H2O
In Hg
mm Hg
cm Hg
Bar
Millibar
Kpa
o
kg/cm
H2O
at 20 C
o
at 20 C
1
0.0680
2.310
27.720
0.0700
0.704
2.043
51.884
5.188
0.0690
68.947
6.895
14.695
1
33.659
407.513
1.0330
10.351
30.019
762.480
76.284
1.0130
10.130
101.325
0.433
0.0290
1
12.000
0.0300
0.305
0.664
22.452
2.245
0.0300
29.637
2.984
0.036
0.0025
0.833
1
0.0025
0.025
0.074
1.871
0.1871
0.0025
2.485
0.249
14.233
0.9680
32.867
394.408
1
10.018
29.054
737.959
73.796
0.9810
280.662
98.055
1.422
0.0970
3.287
39.370
0.0990
1
2.905
73.796
7.379
0.0980
98.056
9.807
0.489
0.0330
1.131
13.575
0.0340
0.345
1
25.400
2.540
0.0340
33.753
3.375
0.019
0.0013
0.045
0.534
0.0014
0.0136
0.039
1
0.100
0.0010
1.329
0.133
0.193
0.0131
0.445
5.340
0.0140
0.01360
0.393
10.000
1
0.0133
13.290
1.328
14.503
0.9870
33.514
402.164
1.0200
10.2110
29.625
752.470
75.247
1
1000.0
100.00
0.014
0.0009
0.033
0.402
0.0010
0.0102
0.029
0.752
0.075
0.001
1
0.100
0.245
0.0098
0.0335
4.021
0.0100
0.1020
0.296
7.525
0.0752
0.010
10.000
1
Tekanan Gauge dan Tekanan Absolute Dalam melakukan pengukuran tekanan terdapat dua macam pembacaan, yaitu : •
Tekanan gauge adalah tekanan yang mengabaikan besarnya tekanan udara luar (tekanan atmosfer), atau nilai yang ditunjukkan oleh jarum penunjuk pada alat pengukur tekanan.
•
Tekanan absolute adalah tekanan yang dipengaruhi oleh besarnya tekanan udara luar.
Tekanan Gauge Tekanan Atmosfer
Tekanan Absolute = Tekanan Gauge + Tekanan Atmosfer
3
Hydraulic System 1
Contoh : Sebuah pressure gauge menunjukkan tekanan sistem sebesar 10 kg/cm2, pada saat tekanan atmosfer 1,033 kg cm 2, maka tekanan sistem yang sebenarnya adalah 11,033 kg/cm 2. Jadi tekanan absolute system adalah 11,033 kg cm 2.
Gaya dan Kecepatan Piston
Jika sisi bottom hydraulic cylinder pada gambar di atas mendapat oil flow , maka akan timbul tekanan P1. Tekanan tersebut mengakibatkan gaya dorong F1 yang arahnya ke kanan dan besarnya adalah F1 = P1 × A. Oli yang ada di sisi head juga menghasilkan gaya dorong F2 yang arahnya ke kiri dan besarnya adalah F2 = P2 × B. Dengan demikian yang menggerakkan piston ke arah yang sesungguhnya adalah selisih antara F1 dan F2. Sesuai dengan hukum Pascal, besar kecilnya gaya dorong F bergantung pada tinggi rendahnya tekanan P atau besar kecilnya luas penampang piston A.
Kecepatan gerak piston ditentukan dengan rumus :
=
Dimana : V = Kecepatan (Velocity ) (cm/menit). Q = Kapasitas (Quantity ) (cm3 /menit). A = Luas penampang ( Area ) (cm2).
Loss of Pressure Zat cair/fluida yang mengalir mempunyai karakteristik yang berbeda dengan zat cair/fluida yang diam. Jika aliran ditutup sebagian oleh plat seperti ditunjukkan pada gambar di bawah, maka kecepatan aliran di sekitar plat akan naik.
Perbedaan kecepatan aliran menyebabkan tekanan turun atau hilang (kerugian tekanan), yaitu karena viscositas zat cair/fluida itu sendiri yang menimbulkan tahanan gesek. Hal ini terjadi pada aliran zat cair/fluida yang mengalir dalam pipa yang panjang. Gesekan yang terjadi adalah persinggungan antara dinding pipa sebelah dalam dengan zat cair/fluida. 4
Hydraulic System 1
Pengisian secara mendadak ke dalam saluran yang penampangnya persegi dan pembelokan arah aliran akan
menaikan
tahanan
alir
pada
zat
cair/fluida
tersebut. Naiknya kecepatan aliran secara mendadak akan meningkatkan tahanan gesek yang diakibatkan oleh gelombang dan pusaran aliran zat cair/fluida. Peristiwa ini disebut turbulent flow .
Loss of pressure dalam pipa atau saluran berbanding lurus dengan flow rate dan viscosity zat cair/fluida. Elemen kertas pada oil filter dan air cleaner memiliki lubang-lubang yang banyak jumlahnya agar oli atau udara dapat melewati filter. Jika elemen buntu, maka luasan yang dapat dilewati oli atau udara menjadi sempit, hal ini akan menyebabkan naiknya kecepatan aliran (velocity ) oli atau udara, sehingga tekanan hilang semakin besar pula. Semua kerugian tekanan akan berubah menjadi panas (kalor).
Orifices
Orifice adalah lubang kecil yang terdapat dalam pipa/saluran untuk mempersempit aliran zat cair/fluida. Kecepatan aliran setelah melewati orifice akan meningkat jika flow -nya tetap. Naiknya kecepatan aliran akan menyebabkan turunnya tekanan yang berbanding lurus dengan flow dan berat jenis zat cair/fluida serta berbanding terbalik dengan diameter orifice .
Sifat-sifat orifice : •
Tekanan hilang akan tinggi jika aliran dihambat.
•
Tekanan hilang akan semakin tinggi jika orifice semakin panjang.
•
Tekanan hilang akan semakin tinggi jika jumlah aliran dan nilai berat jenis zat cair/fluida semakin besar.
•
Tekanan hilang akan semakin tinggi jika orifice semakin sempit.
•
Energi yang hilang akan dirubah menjadi panas (kalor).
5
Hydraulic System 1
Sirkuit Dasar Sistem Hidrolik
Komponen-komponen utama sistem hidrolik diantaranya adalah : •
Tangki hidrolik (hydraulic tank ), berfungsi sebagai tempat penampungan oli dan pendingin oli yang kembali dari sistem.
•
Pompa hidrolik (hydraulic pump ), berfungsi sebagai pemindah oli dari tangki ke dalam sistem dan bersama komponen lain menimbulkan tenaga hidrolik (hydraulic pressure ).
•
Control valve , berfungsi untuk mengatur tekanan, jumlah dan arah aliran oli yang masuk ke sistem.
•
•
Actuator (hydraulic cylinder ), berfungsi merubah tenaga hidrolik menjadi tenaga mekanik. Main relief valve , berfungsi untuk membatasi tekanan di dalam hydraulic system untuk menghindari kerusakan hydraulic system akibat over pressure .
•
Filter , berfungsi untuk menyaring kotoran–kotoran agar tidak ikut bersirkulasi ke dalam sistem.
Hubungan antar komponen–komponen sistem hidrolik di atas terbagi menjadi dua jenis, yaitu open center system dan close center system .
•
Open Center System
Pada open center system , jika control valve dalam keadaan netral, aliran oli yang di-supply oleh pompa langsung dikembalikan ke tangki hidrolik. Pada saat itu, flow -nya maksimum sedangkan pressure -nya nol.
•
Close Center System
Pada close center system , jika control valve dalam keadaan netral, saluran dari pompa akan tertutup. Sehingga tekanan sistem akan meningkat dan jika sudah mencapai batas yang sudah ditentukan,
6
Hydraulic System 1
supply pompa dikurangi atau dihentikan sama sekali untuk menjaga tekanan dalam sistem agar tetap pada tekanan maksimum sistem.
7
Hydraulic System 1
Pelajaran 2 : Hydraulic Oil Tujuan Pelajaran 2 Setelah mengikuti pembelajaran pada pelajaran 2, siswa mampu menjelaskan pentingnya penggunaan dan perawatan oli yang benar pada hydraulic system .
Fungsi Oli Fungsi oli (pelumas) diantaranya adalah :
•
Membentuk lapisan film.
•
Media pendingin.
•
Penyekat.
•
Pembersih.
•
•
Anti karat. Media pemindah tenaga.
Engine oil memiliki kekentalan yang dinyatakan dalam SAE (Society Automotive Engineering ), dimana semakin besar angkanya berarti engine oil tersebut semakin kental. Contoh : SAE 10, SAE 20, SAE30, dst. Selain diklasifikasikan menurut kekentalannya, engine oil juga diklasifikasikan menurut penggunaan dan mutunya. Klasifikasi ini dinyatakan dalam API ( American Petroleom Institute ), dimana urutannya menggunakan abjad, semakin mendekati A berarti engine oil tersebut semakin baik. Contoh : CA, CB, CC, CD, CF (diesel engine ) atau SA, SB, SC, SD, SE, SF (gasoline engne ). Hydraulic oil mempunyai kekentalan dan klasifikasi seperti halnya engine oil .
Kerusakan Oli Terjadinya kerusakan pada oli antara lain disebabkan oleh : •
Kontaminasi, adalah kerusakan oli karena ada pengaruh dari luar oli tersebut. Bahan-bahan kontaminasi dapat berupa zat padat, cair maupun gas, misal butiran/serpihan logam, potongan karet dan gasket, fiber, cat, debu, pasir, air, asam, oksigen dsb. Bahan-bahan tersebut bisa datang dari luar maupun dari dalam sistem hidrolik itu sendiri. Kontaminasi yang datang dari luar sistem kemungkinan terbesar melalui atmosfer. Dalam atmosfer terkandung bahan-bahan seperti uap air dan debu/pasir jalanan. Kotoran tersebut dapat masuk dalam sistem melalui breather , pipa pengisian, seal dan gasket atau ketika sistem dibuka pada waktu melakukan perawatan atau perbaikan, misal penggunaan lap yang jelek atau sudah kotor, pemakaian tempat-tempat penampungan yang kotor dsb. Sedangkan kontaminasi yang datang dari dalam sistem hidrolik itu sendiri diantaranya partikel logam dengan seal /gasket sebagai akibat gesekan dan keausan ataupun partikel-partikel cat.
8
Hydraulic System 1
•
Deteriorasi, adalah kerusakan karena pengaruh dari dalam oli itu sendiri. Selama oli bersirkulasi di dalam sistem, endapan dan asam-asam akan terbentuk sebagai akibat dari panas, oksidasi dan tekanan. Endapan tersebut membentuk semacam perekat sehingga dapat melekatkan bagianbagian yang semestinya saling bergeseran, menutup lubang-lubang kecil dan dapat mengikat partikel-partikel logam yang akan mempercepat proses pengikisan (keausan). Sedangkan asamasam bersama dengan kerak-kerak korosi menyebabkan kekasaran pula pada permukaan komponen-komponen sehingga mempercepat keausan dan akhirnya menambah kotoran dalam oli. Partikel-partikel yang besar akan mengakibatkan keausan-keausan yang lebih parah terhadap komponen yang saling bergeseran. Keausan yang terjadi pada sudut-sudut spacel dan metering akan memperbesar internal leakage sehingga mengurangi efisiensi unit.
Terjadinya kerusakan pada oli akan menurunkan kualitas oli dan menyebabkan kerusakan pada komponen serta gangguan pada sistem. Gambar-gambar di bawah menunjukkan contoh kerusakan karena terjadinya penurunan kualitas oli.
9
Hydraulic System 1
Hydraulic Cylinder
Safety Valve 10
Hydraulic System 1
Ringkasan Sifat-sifat dasar zat cair/fluida antara lain adalah : •
Mudah menyesuaikan bentuk.
•
Tidak dapat dimampatkan.
•
Meneruskan tekanan ke semua arah.
•
Mengalir dari tekanan tinggi ke tekanan rendah.
•
Mengalir dari tempat tinggi ke tempat rendah.
Hukum Pascal : “Zat cair dalam ruangan tertutup dan diam (tidak mengalir) mendapat tekanan, maka tekanan tersebut akan diteruskan ke segala arah dengan sama rata dan tegak lurus bidang permukaannya“. Rumus Hukum Pascal : F = P x A (Kg)
Dalam melakukan pengukuran tekanan terdapat dua macam pembacaan, yaitu : •
Tekanan gauge adalah tekanan yang mengabaikan besarnya tekanan udara luar (tekanan atmosfer), atau nilai yang ditunjukkan oleh jarum penunjuk pada alat pengukur tekanan.
•
Tekanan absolute adalah tekanan yang dipengaruhi oleh besarnya tekanan udara luar.
Tekanan Absolute = Tekanan Gauge + Tekanan Atmosfer
Kecepatan gerak piston ditentukan dengan rumus :
=
Sifat-sifat orifice : •
Tekanan hilang akan tinggi jika aliran dihambat.
•
Tekanan hilang akan semakin tinggi jika orifice semakin panjang.
•
Tekanan hilang akan semakin tinggi jika jumlah aliran dan nilai berat jenis zat cair/fluida semakin besar.
•
Tekanan hilang akan semakin tinggi jika orifice semakin sempit.
•
Energi yang hilang akan dirubah menjadi panas (kalor).
Komponen-komponen utama sistem hidrolik diantaranya adalah : •
Tangki hidrolik (hydraulic tank ), berfungsi sebagai tempat penampungan oli dan pendingin oli yang kembali dari sistem.
•
Pompa hidrolik (hydraulic pump ), berfungsi sebagai pemindah oli dari tangki ke dalam sistem dan bersama komponen lain menimbulkan tenaga hidrolik (hydraulic pressure ).
•
Control valve , berfungsi untuk mengatur tekanan, jumlah dan arah aliran oli yang masuk ke sistem.
•
Actuator (hydraulic cylinder ), berfungsi merubah tenaga hidrolik menjadi tenaga mekanik. 11
Hydraulic System 1
•
Main relief valve , berfungsi untuk membatasi tekanan di dalam hydraulic system untuk menghindari kerusakan hydraulic system akibat over pressure .
•
Filter , berfungsi untuk menyaring kotoran–kotoran agar tidak ikut bersirkulasi ke dalam sistem.
Hubungan antar komponen–komponen sistem hidrolik di atas terbagi menjadi dua jenis, yaitu open center system dan close center system .
Fungsi oli (pelumas) diantaranya adalah : •
Membentuk lapisan film.
•
Media pendingin.
•
Penyekat.
•
Pembersih.
•
•
Anti karat. Media pemindah tenaga.
Terjadinya kerusakan pada oli antara lain disebabkan oleh kontaminasi dan deteriorasi akan menurunkan kualitas oli dan menyebabkan kerusakan pada komponen serta gangguan pada sistem.
12
Hydraulic System 1
Latihan 1. Sifat-sifat dasar zat cair/fluida antara lain adalah : a.
__________________________________________________________________________ .
b. __________________________________________________________________________ . c.
__________________________________________________________________________ .
d. __________________________________________________________________________ . e.
__________________________________________________________________________ .
2. Bunyi Hukum Pascal : _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ . Rumus Hukum Pascal : ______________________________________________________________________________ .
3. Tekanan _________________ adalah tekanan yang mengabaikan besarnya tekanan udara luar (tekanan atmosfer), atau nilai yang ditunjukkan oleh jarum penunjuk pada alat pengukur tekanan, sedangkan tekanan _________________ adalah tekanan yang dipengaruhi oleh besarnya tekanan udara luar.
4. Kecepatan gerak piston ditentukan dengan rumus : ______________________________________________________________________________ .
5. Sifat-sifat orifice adalah : a.
__________________________________________________________________________ .
b. __________________________________________________________________________ . c.
__________________________________________________________________________ .
d. __________________________________________________________________________ . e.
__________________________________________________________________________ .
6. Hubungan antar komponen–komponen sistem hidrolik di atas terbagi menjadi dua jenis, yaitu _________________ dan_________________ .
7. Terjadinya kerusakan pada oli antara lain disebabkan oleh _________________ dan _________________ akan menurunkan kualitas oli dan menyebabkan kerusakan pada komponen serta gangguan pada sistem.
13
Hydraulic System 1
8. Fungsi oli (pelumas) diantaranya adalah : a.
__________________________________________________________________________ .
b. __________________________________________________________________________ . c.
__________________________________________________________________________ .
d. __________________________________________________________________________ . e.
__________________________________________________________________________ .
14
BAB II KOMPONEN HYDRAULIC SYSTEM
Tujuan Bab 2 : Setelah menyelesaikan pembelajaran pada Bab 2, siswa mampu menyebutkan nama dan lokasi serta menjelaskan fungsi dari komponen-komponen hydraulic system .
Referensi :
Book : •
Training Aid & User’s Text
•
Unit Instruction Manual (Hydraulic Gear Pump ), Komatsu
•
Unit Instruction Manual (Hydraulic Control Valves ), Komatsu
•
Unit Instruction Manual (Hydraulic Cylinder ), Komatsu
Video : Hydraulic Self Learning , Komatsu
Hydraulic System 1
Pelajaran 1 : Hydraulic Tank Tujuan Pelajaran 1 Setelah mengikuti pembelajaran pada pelajaran 1, siswa mampu menyebutkan nama dan lokasi serta menjelaskan fungsi dari berbagai jenis hydraulic tank .
Fungsi Hydraulic Tank Fungsi hydraulic tank adalah : •
Tempat panampungan/penyediaan oli.
•
Pendinginan oli yang kembali dari sistem.
D85ESS-2A
1. 2. 3. 4. 5.
Blade Tilt Cylinder Right Lift Cylinder Left Lift Cylinder Hydraulic Pump {SAL(3) 80}
6. Oil Filter
7. 8. 9. 10. 11. 12.
Main Control Valve Hydraulic Tank PPC Charge Valve Brace Oil Cooler Suction Valve
Jenis Hydraulic Tank Hydraulic tank dibedakan menjadi : •
Tidak berhubungan dengan udara luar ( pressurized ).
Dibatasi (limited ) Contoh : Excavator. Hydraulic tank PC200-7 :
16
Hydraulic System 1
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Sight Gauge Hydraulic Tank Oil Filler Cap Filter Element Straine r Bypass Valve Suction Strainer
Tidak dibatasi (unlimited ) Contoh : Bulldozer. Hydraulic tank D155A-1 :
1. Ripper safety valve 2. Ripper suction valve 3. Tilt control valve 4. Ripper control valve 5. Lift control valve 6. Main relief valve 7. Blade suction valve 8. Filter
•
Berhubungan dengan udara luar (unpressurized ). Contoh : Forklift.
17
Hydraulic System 1
Tangki hidrolik ada juga yang berfungsi sebagai tempat kedudukan control valve . Contoh pada bulldozer dan dozer shovel, sedangkan pada wheel loader, motor grader dan hydraulic excavator, control valve terletak di luar tangki hidrolik.
18
Hydraulic System 1
Pelajaran 2 : Hydraulic Pump Tujuan Pelajaran 2 Setelah mengikuti pembelajaran pada pelajaran 1, siswa mampu menyebutkan nama dan lokasi serta menjelaskan fungsi dari berbagai jenis hydraulic pump . Semua pompa menghasilkan aliran (flow ). Prinsip operasinya disebut displacement , dimana zat cair atau fluida diambil dan dipindahkan ke tempat lain. Displacement adalah volume zat cair yang dipindahkan tiap cycle (putaran) dari pompa. Pompa mengubah tenaga mekanik menjadi tenaga hidrolik.
Klasifikasi Pompa Pada dasarnya pompa hidrolik terbagi menjadi menjadi non positive displacement pump dan positive displacement pump .
•
Non Positive Displacement Pump
Pompa jenis non positive displacement memiliki karakteristik sebagai berikut :
Internal leakage besar.
Perubahan tekanan mempunyai pengaruh yang besar terhadap kapasitasnya.
Perubahan temperatur mempunyai pengaruh yang besar terhadap kapasitasnya.
Contoh pompa jenis ini adalah pompa impeller , pompa propeller . dan pompa sentrifugal .
•
Positive Displacement Pump
Pompa jenis positive displacement memiliki karakteristik sebagai berikut :
Internal leakage kecil (dibuat seal atau presisi).
Perubahan tekanan berpengaruh kecil terhadap kapasitasnya (dengan dibuat presisi atau seal akan melawan kebocoran pada saat tekanan naik).
Perubahan temperatur berpengaruh kecil terhadap kapasitasnya.
Contoh : Pompa jenis ini adalah pompa gear , pompa piston dan pompa vane .
Secara umum pompa jenis positive displacement dibagi menjadi dua tipe, yaitu :
Fixed Displacement Pump Setiap putaran pompa menghasilkan volume oli yang sama dan tidak dapat dirubah-rubah.
Variable Displacement Pump Setiap putaran pompa menghasilkan volume oli yang tidak sama (bervariasi).
19
Hydraulic System 1
Gear Pump Pompa gear pump (roda gigi) banyak sekali dipergunakan pada system hidrolik karena pompa ini sangat sederhana dan ekonomis. Gear pump terbagi menjadi dua, yaitu internal gear pump dan external gear pump .
•
Internal Gear Pump
Konstruksi internal gear pump atau trochoid pump ditunjukkan pada gambar di bawah.
•
External Gear Pump
Sistem hidrolik pada unit-unit Komatsu banyak menggunakan external gear pump . Konstruksi external gear pump ditunjukkan pada gambar di bawah.
Gear pump yang dipergunakan pada unit-unit Komatsu berbeda-beda jenisnya disesuaikan dengan fungsinya. External gear pump diklasifikasikan kedalam lima (5) jenis, yaitu : •
FAL/R dengan tekanan 30 Kg/cm2.
•
GAL/R dengan tekanan 125 Kg/cm2.
•
PAL/R dengan tekanan 140 Kg/cm 2.
•
KAL/R dengan tekanan 175 Kg/cm 2.
•
SAL/R dengan tekanan 210 Kg/cm2.
20
Hydraulic System 1
FAL/R
GAL/R
21
Hydraulic System 1
PAL/R
KAL/R
22
Hydraulic System 1
SAL/R
Internal Oil Leakage Internal oil leakage adalah kebocoran oli dari tempat bertekanan tinggi ke tempat bertekanan rendah melalui gap atau clearance yang terdapat pada pompa. Pada pompa roda gigi (gear pump ) terdapat clearance antara gear dengan case , antara gear dan side plate dan antara drive gear dengan driven gear yang memungkinkan oli bocor. Oli yang bocor ini juga dimanfaatkan untuk pelumasan. Gambar di bawah menunjukkan tempat-tempat yang memungkinkan oli bocor. Kebocoran oli ini menyebabkan jumlah oli yang di-delivery berkurang. Semakin tinggi tekanan discharge , semakin banyak oli yang bocor. Semakin besar clearance juga menyebabkan semakin banyaknya oli yang bocor. Demikian pula bila oli yang digunakan terlalu encer.
Adapun sumber internal leakage tersebut adalah : •
Antara
ujung
gigi
dengan
rumahnya,
disebut top
clearance . •
Antara sisi gigi dengan sisi plat, disebut side clearance .
•
Antara gigi yang satu dengan gigi lainya, disebut backlash .
Berdasarkan Internal leakage tersebut dan berdasarkan konstruksinya, maka eksternal gear pump digolongkan menjadi dua, yaitu :
23
Hydraulic System 1
•
Fixed side plate type
Side plate pompa ini tidak dapat bergeser-geser. Kontruksinya ada yang menjadi satu dengan housing dan ada pula yang terpisah, tetapi diikat terhadap housing nya. Pompa ini mempunyai discharge pressure antara 30 Kg/cm2 sampai dengan 125 Kg/cm2 dengan volumetric efficiency 75% s/d 80%. Komatsu menamakan pompa jenis ini tipe FAL/R dan GAL/R.
•
Movable side plate type ( pressure balancing type )
Side plate pompa ini dapat bergeser-geser untuk semakin menjepit gear bila tekanan naik, sehingga internal leakage dapat diperkecil sebab side clearance juga kecil. Pompa ini mempunyai discharge pressure lebih besar, yaitu mulai dari 140 Kg/cm2 dengan volumetric efficiency adalah 93% pada maksimum rpm dan sekitar 88% pada setengah maksimum rpm dengan tekanan yang maksimum.
Gaya yang Mendorong Gear Pump Gambar dibawah menunjukkan arah gaya yang mendorong gigi-gigi gear pump , dimana gaya yang terjadi adalah pada sisi discharge dan akan memaksa gigi-gigi bertahan ke sisi suction .
Agar pompa tahan lama, maka gaya dorong di sisi discharge harus diimbangi dengan gaya dorong lain yang berlawanan. Untuk keperluan ini ada beberapa jalan yang ditempuh antara lain V-groove , balancing line dsb. Selain itu, diperlukan juga gaya pada bagian belakang pompa untuk menekan bushing agar side clearance thdak membesar pada saat tekanan meningkat di sisi discharge . Hal ini dilakukan dengan menyalurkan oli yang bertekanan tinggi di sisi discharge ke cover untuk mendorong bushing atau side plate . Nama saluran ini adalah high pressure oil introduction hole . Bagian yang perlu tekanan terbesar adalah sisi discharge pada bushing , sedang sisi suction kecil saja untuk menyalurkan balancing pressure .
24
Hydraulic System 1
Sewaktu gigi-gigi pompa bertemu (mesh ), ada sebagian oli yang terjebak di sela-sela gigi pompa. Ketika ruangannya menyempit dan oli terjebak di sela-selanya akan menyebabkan tekanan naik. Tekanan tinggi ini akan mendorong gigi-gigi pompa dan merusak bagian-bagian pompa.
Untuk melepaskan tekanan ini dibuatlah entrapment relief groove yang terdapat pada side plate atau pada bushing . Ada juga yang menyebut entrapment relief groove ini sebagai relief notch . Sedangkan di sisi suction , dibuat entrapment vacuum groove untuk mencegah kevakuman di sisi suction pada saat awal pompa mulai bekerja.
Piston Pump Piston pump sering sekali dipakai pada sistem hidrolik yang modern, dimana digunakan kecepatan tinggi (high speed ) dan tekanan tinggi (high pressure ). Bagaimanapun, konstruksi piston pump
25
Hydraulic System 1
adalah lebih rumit dan relatif lebih mahal dibandingkan pompa hidrolik lainnya. Piston pump dapat dibuat fixed atau variable displacement . Piston pump terbagi menjadi dua, yaitu axial piston pump dan radial piston pump .
•
Axial Piston Pump
Pada axial piston pump , piston dipasang berbaris parallel (in line parallel ) dengan shaft pompa ( pump’s axis ). Axial piston pump terbagi menjadi dua, yaitu in line axial piston pump dan bent axis axial piston pump .
In line axial piston pump In line axial piston berdasarkan konstruksinya terbagi menjadi dua, yaitu :
In line axial piston pump - variable displacement Pada pompa tipe ini, langkah piston dapat berubah karena swash plate (kemiringan swash plate dapat berubah-ubah), dimana piston ditumpu dapat bergerak sehingga menentukan langkah piston .
In line axial piston pump - fixed displacement Pada pompa tipe ini, kemiringan swash plate dibuat tetap (fixed ), sehingga langkah piston selalu tetap. Dengan demikian konstruksi pompa lebih sederhana, karena tidak dilengkapi servo divice (alat yang mengatur sudut swash plate ).
26
Hydraulic System 1
Bent axis axial piston pump Konstruksi pompa ini sudah dibuat menyudut sedemikian rupa dan sudutnya tetap.
•
Radial Piston Pump
Radial piston pump mudah dibuat dibandingkan pompa-pompa lainnya. Pompa tipe ini bisa direncanakan untuk tekanan tinggi, volume yang besar, kecepatan tinggi dan variable displacement . Radial piston pump terbagi menjadi dua, yaitu radial piston pump rotating cam dan radial piston pump rotating piston .
Radial piston pump rotating cam Pada pompa tipe ini untuk mendapatkan langkah piston , cam yang berputar.
27
Hydraulic System 1
Radial piston pump rotating piston Pada pompa tipe ini, piston diputar oleh drive shaft , sedangkan cam -nya tetap (tidak berputar)
Vane Pump Vane pump terbagi menjadi 2 (dua), yaitu balanced vane pump dan unbalanced vane pump . •
Balanced Vane Pump
•
Unbalanced Vane Pump
28
Hydraulic System 1
Pelajaran 3 : Hydraulic Control Valve Tujuan Pelajaran 3 Setelah mengikuti pembelajaran pada pelajaran 3, siswa mampu menyebutkan nama dan lokasi serta menjelaskan fungsi dari berbagai jenis hydraulic control valve .
Hydraulic pump menghisap oli dari hydraulic tank kemudian men-supply sistem. Aliran yang dihasilkan hydraulic pump tersebut dinaikkan tekanannya, diatur jumlah alirannya dan diatur arah alirannya untuk mengoperasikan perlengkapan kerja unit. Pengaturan ini dilaksanakan oleh hydraulic control valve (katup pengontrol hidrolik). Berdasarkan fungsinya, hydraulic control valve terbagi menjadi tiga jenis, yaitu pressure control valve (katup pengontrol tekanan), flow control valve (katup pengontrol jumlah aliran) dan directional control valve (katup pengontrol arah aliran).
Pressure Control Valve Pressure control valve adalah katup yang mengatur tekanan dalam hydraulic circuit dengan mengembalikan semua atau sebagian oli ke tanki apabila tekanan di dalam sirkuit mencapai setting pressure -nya. Pressure control valve terbagi menjadi 3 (tiga) tipe, yaitu :
•
Tipe Poppet
Konstruksinya pressure control valve tipe poppet terdiri dari valve , spring dan adjusting screw beserta shim /nut .
•
Tipe Piston
Konstruksinya pressure control valve tipe piston ditunjukkan oleh gambar di bawah.
29
Hydraulic System 1
•
Tipe Pilot
Konstruksinya pressure control valve tipe pilot ditunjukkan oleh gambar di bawah.
Flow Control Valve Flow control valve adalah katup yang berfungsi mengatur jumlah aliran oli yang akan masuk ke actuator . Katup-katup yang termasuk kedalam katup pengontrol jumlah aliran adalah throttle valve , suction valve , flow reducing valve , flow divider valve , demand valve , dan quick drop valve .
•
Throttle Valve
Konstruksi throttle valve terlihat pada gambar di bawah. Throttle valve berfungsi untuk mengalirkan oli ke dua arah dimana arah aliran kembali dipersempit, sehingga kapasitas oli yang mengalir menjadi kecil. Throttle valve banyak digunakan pada lift cylinder pada forklift. Konstruksi dari throttle valve ditunjukkan oleh gambar di bawah.
30
Hydraulic System 1
•
Suction Valve
Nama lain suction valve adalah make-up valve , intake valve , suction return valve , vacuum valve atau antivoid valve . Suction valve berfungsi untuk mencegah kevacuman di dalam sirkuit hidrolik. Suction valve biasanya terletak antara control valve dan actuator . Konstruksi dari suction valve ditunjukkan oleh gambar di bawah.
•
Flow Reducing Valve
Flow reducing calve atau flow check valve berfungsi untuk mengurangi jumlah oli yang akan menuju actuator agar gerakan actuator menjadi lambat sesuai dengan load /bebannya. Lambatnya gerakan actuator tersebut mempermudah operator saat memposisikan attachment . Flow reducing valve banyak digunakan pada tilt cylinder pada bulldozer. Konstruksi dari flow reducing valve ditunjukkan oleh gambar di bawah.
31
Hydraulic System 1
•
Flow Divider Valve
Flow divider valve berfungsi untuk membagi aliran oli dari satu pompa menjadi dua aliran dimana salah satu alirannya konstan. Flow devider valve banyak digunakan pada motor grader. Konstruksi dari flow devider valve ditunjukkan oleh gambar di bawah.
32
Hydraulic System 1
•
Demand Valve
Demand valve berfungsi untuk menjaga agar aliran oli yang menuju ke sistem steering selalu konstan. Demand valve banyak digunakan pada wheel loader dan dump truck. Konstruksi dari demand valve ditunjukkan oleh gambar di bawah.
•
Quick Drop Valve
Quick drop valve berfungsi untuk mempercepat penurunan blade sewaktu control valve posisi lower , dimana oli dari sisi cylinder head disalurkan ke sisi cylinder bottom . Quick drop valve banyak digunakan pada lift cylinder bulldozer. Konstruksi dari quick drop valve ditunjukkan oleh gambar di bawah.
33
Hydraulic System 1
Directional Control Valve Directional control valve berfungsi untuk mengontrol arah dari gerakan silinder hidrolik atau motor hidrolik dengan merubah arah aliran oli atau memutuskan aliran oli. Directional control valve terbagi menjadi 3 (tiga) jenis, yaitu series valve circuit , tandem valve circuit dan parallel valve circuit .
•
Series Valve Circuit
Series valve circuit pada umumnya dipakai untuk bulldozer dan power shovel.
•
Parallel Valve Circuit
Parallel valve circuit pada umumnya dipakai untuk motor grader, forklift truck, shovel dan backhoe loader.
34
Hydraulic System 1
•
Tandem Valve Circuit
Tandem valve circuit pada umumnya dipakai untuk dozer shovel, pay loader dan fork lift truck.
35
Hydraulic System 1
Pelajaran 4 : Hydraulic Cylinder Tujuan Pelajaran 4 Setelah mengikuti pembelajaran pada pelajaran 4, siswa mampu menyebutkan nama dan lokasi serta menjelaskan fungsi dari berbagai jenis hydraulic cylinder .
Hydraulic cylinder berfungsi untuk menggerakkan perlengkapan kerja (attachment ). Prinsip kerjanya adalah merubah tenaga hidrolik menjadi tenaga mekanis.
•
Single Acting
•
Double Acting
•
Telescopic
36
Hydraulic System 1
Cylinder terbagi menjadi dua bagian, inner dan outer .
Cylinder Head
Piston Cylinder
Lift cylinder pada bulldozer dilengkapi dengan piston valve yang berfungsi untuk : •
Mengurangi benturan antara piston dengan silinder.
•
Sebagai safety ketika posisi full raise atau lower , tilt dioperasikan atau sebaliknya.
•
Memungkinkan beroperasi seri.
37
Hydraulic System 1
Jika piston bergerak mendekati akhir langkahnya, piston valve akan menyentuh cylinder . Akibatnya oli pada ruang A akan mengalir ke ruang B, sehingga tekanan pada A berkurang dan benturan piston dengan cylindr dapat dikurangi.
Boom cylinder sisi head dan arm cylinder sisi bottom dilengkapi juga dengan cushion yang berfungsi untuk : •
・
Mengurangi kecepatan pukulan piston pada akhir langkahnya, sehingga meringankan beban
kejut pada chasis . •
Mengurangi suara pukulan piston.
Boom cylinder ・
Bila piston (2) mendekati akhir langkahnya, plunger (1) akan masuk ke cushion ring (3), sehingga
aliran oli di ruang PC dibatasi. Oli di ruang PC kemudian mengalir melalui alur - alur “a” di sekeliling plunger , sehingga terjadi pengurangan aliran dari pompa yang mengakibatkan tekanan di ruang Pb bervariasi dan terjadi peredaman kejutan pada boom cylinder .
38
Hydraulic System 1
Arm cylinder Jika piston mendekati akhir langkahnya, oli di ruang PC dibatasi dan hasil peredaman kejutan diperoleh melalui alur “c”. Steel ball (4) berfungsi untuk menjaga kelurusan plunger .
39
Hydraulic System 1
Pelajaran 5 : Hydraulic Oil Filter Tujuan Pelajaran 5 Setelah mengikuti pembelajaran pada pelajaran 5, siswa mampu menyebutkan nama dan lokasi serta menjelaskan fungsi dari hydraulic oil filter .
Fungsi Fungsi oil filter adalah menyaring kotoran yang terkandung di dalam oli, agar tidak ikut bersikulasi ke dalam sistem. Pada oli filter assy dilengkapi dengan by pass valve yang berguna untuk memberikan jalan lain (safety ) bila filter buntu/tersumbat. Selain itu pada unit-unit tertentu, ada juga yang dilengkapi dengan indicator filter . Bila by pass valve bekerja karena filter buntu/tersumbat, indikator akan memberikan tanda agar oil filter segera dibersihkan atau diganti dengan yang baru.
By Pass Valve
40
Hydraulic System 1
Jenis Secara umum filter terbagi menjadi dua jenis, yaitu : •
Surface Filter
Surface filter hanya memiliki satu permukaan yang dapat menyaring kotoran di dalam oli yang mengalir dalam satu arah saja. Beberapa jenis surface filter diantaranya :
Wire Mesh Filter
Wire mesh filter terbuat dari anyaman kawat kecil, biasa disebut strainer .
Metal Edge Filter
Metal edge filter terbuat dari plat berbentuk gelang-gelang, sehingga jika disusun akan membentuk silinder bercelah, biasa disebut screen . Bahan filter dapat terbuat dari logam atau cetakan kertas yang diberi tonjolan disalah satu sisinya.
Plated Paper Filter
Plated paper filter tersusun dari lipatan kertas yang terbuat dari bahan selulose yang dicetak menjadi kertas filter dan diberi bingkai agar tahan terhadap perbedaan tekanan.
•
Depth Filter
Depth filter memiliki bahan saringan yang sangat banyak jumlahnya.
41
Hydraulic System 1
42
Hydraulic System 1
Ringkasan Fungsi hydraulic tank adalah tempat panampungan/penyediaan oli, pendinginan oli yang kembali dari sistem dan ada juga yang berfungsi sebagai tempat kedudukan control valve .
Hydraulic tank dibedakan menjadi : •
•
Tidak berhubungan dengan udara luar ( pressurized ), terbagi menjadi :
Dibatasi (limited ), contoh : Excavator.
Tidak dibatasi (unlimited ), contoh : Bulldozer.
Berhubungan dengan udara luar (unpressurized ), contoh : Forklift.
Pompa hidrolik pada dasarnya terbagi menjadi menjadi non positive displacement pump dan positive displacement pump . Pompa jenis positive displacement dibagi menjadi dua tipe, yaitu fixed displacement pump dan variable displacement pump .
Gear pump terbagi menjadi dua, yaitu internal gear pump dan external gear pump . External gear pump diklasifikasikan kedalam lima (5) jenis, yaitu : •
FAL/R dengan tekanan 30 Kg/cm2.
•
GAL/R dengan tekanan 125 Kg/cm2.
•
PAL/R dengan tekanan 140 Kg/cm 2.
•
KAL/R dengan tekanan 175 Kg/cm 2.
•
SAL/R dengan tekanan 210 Kg/cm2.
Internal oil leakage adalah kebocoran oli dari tempat bertekanan tinggi ke tempat bertekanan rendah melalui gap atau clearance yang terdapat pada pompa. Adapun sumber internal leakage tersebut adalah : •
Antara ujung gigi dengan rumahnya, disebut top clearance .
•
Antara sisi gigi dengan sisi plat, disebut side clearance .
•
Antara gigi yang satu dengan gigi lainya, disebut backlash .
Piston pump terbagi menjadi dua, yaitu axial piston pump dan radial piston pump . Axial piston pump terbagi menjadi dua, yaitu in line axial piston pump dan bent axis axial piston pump . In line axial piston berdasarkan konstruksinya terbagi menjadi dua, yaitu radial piston pump terbagi menjadi dua, yaitu radial piston pump rotating cam dan radial piston pump rotating piston .
Vane pump terbagi menjadi 2 (dua), yaitu balanced vane pump dan unbalanced vane pump .
43
Hydraulic System 1
Hydraulic control valve berdasarkan fungsinya terbagi menjadi tiga jenis, yaitu pressure control valve (katup pengontrol tekanan), flow control valve (katup pengontrol jumlah aliran) dan directional control valve (katup pengontrol arah aliran).
Hydraulic cylinder berfungsi untuk menggerakkan perlengkapan kerja (attachment ). Prinsip kerjanya adalah merubah tenaga hidrolik menjadi tenaga mekanis. Jenis-jenis hydraulic cylinder diantaranya : •
Single Acting
•
Double Acting
•
Telescopic
Lift cylinder pada bulldozer dilengkapi dengan piston valve yang berfungsi untuk : •
Mengurangi benturan antara piston dengan silinder.
•
Sebagai safety ketika posisi full raise atau lower , tilt dioperasikan atau sebaliknya.
•
Memungkinkan beroperasi seri.
Boom cylinder sisi head dan arm cylinder sisi bottom dilengkapi juga dengan cushion yang berfungsi untuk : •
・
Mengurangi kecepatan pukulan piston pada akhir langkahnya, sehingga meringankan beban
kejut pada chasis . •
Mengurangi suara pukulan piston.
Fungsi oil filter adalah menyaring kotoran yang terkandung di dalam oli, agar tidak ikut bersikulasi ke dalam sistem. Secara umum filter terbagi menjadi dua jenis, yaitu : •
Depth Filter , diantaranya wire mesh filter , metal edge filter dan plated paper filter .
•
Surface Filter
44
