LAPORAN PRAKTIKUM HIDROLIK KONTROL RANGKAIAN PENGGERAK AKTUATOR “MOTOR AKSI GANDA”
Kelompok : Genap Nama Kelompok : 1. Raynaldi Syahputra 2. Ridwan 3. Titin Suhaeni 4. Wilda Fauziah
KELAS : 5J
PROGRAM STUDI TEKNIK KONVERSI ENERGI JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI JAKARTA 2015
BAB I PENDAHULUAN A. Tujuan 1. Tujuan Kompetensi Umum Mahasiswa/i memahami Rangkaian Penggerak Aktuator
2. TujuanKompetensiKhusus -
Mahasiswa/i dapat menggambar rangkaian Motor Aksi Ganda
-
Mahasiswa/i dapat merangkai Sistem Hidrolik Motor Aksi Ganda
-
Mahasiswa/i dapat mengoperasikan Sistem hidrolik Motor Aksi Ganda
-
Mahasiswa/i dapat mengnalisis data-data hasil praktikum ini
-
Mahasiswa/i dapat membuat laporan hasil praktikum hidrolik control.
3. TujuanPraktikum - Mahasiswa/i dapat menghitung nilai Torsi dan kemiringan sudut gelincir dari data praktikum Motor Aksi Ganda
BAB II DASAR TEORI A. Hidrolik Kontrol Unjuk kerja suatu motor aksi tunggal terletak pada kemampuannya menghasilkan torsi dan daya. Untuk menghasilkan torsi dan daya motor dilihat dari adanya perubahan tekanan yang diikuti oleh perubahan debit aliran fluida, akan setara dengan waktu putar yang diperlukan motor untuk bergerak (berrotasi). Jadi mengikuti persamaan P = T . Suatu system hidrolik control membutuhkan beberapa alat, diantaranya: 1. Power Unit Merupakan suatu “modal” atau komponen terpenting dari hidrolik kontrol. Terdiri dari stabilizer, motor, PRV (Pressure Reducing Valve), pompa dan tangki.
Gambar 2.1Rangkaian Power Pack
Proses konversi energi dalam power pack ;
E.listrik
E.mekanik
Motor listrik
E.fluida
Pompa hidrolik
E.mekanik RPM
VxIxt
Torsi
PxQxt
(Nm)
(Nm)
(Nm)
2. Safety Unit Merupakan unit yang berfungsi memproteksi system hidrolik kontrol, terdiri dari alat ukur berupa manometer (Pressure Relief Valve/PRV )1 untuk membaca tekanan pada system hidrolik kontrol agar tekanan pada system ini. Bisa diawasi sehingga tidak melebihi bata saman.
Gambar 2.2 Pressure Relife Valve
3. Valve Unit Merupakan system katup yang mengalir.Terdiri dari Terdapat
2
yang
berfungsi untuk mengatur arah fluida
bagian yaitu port
2 sistem pembacaan port
(posisi)
dan way
dan
(lubang).
way yaitu system
Amerika dan Eropa, dimana system Amerika pembacaan port diikuti pembacaan way. Sedangkan system Eropa berkebalikan dengan system Amerika, pembacaan way terlebih dahulu lalu diikuti pembacaan port.
Gambar 2.3 Contoh Valve Unit, terdiridari 3 port (posisi) dan 4 way (lubang) sistemAmerika (3/4); sistemEropa (4/3) 4. Actuator Unit Actuator merupakan pewujud energy hidrolik.
Gambar 2.4 Aktuator pada Single Aksi Ganda
Gambar 2.5 Aktuator pada Motor Aksi Ganda
5. Tank/Tangki Tempat penyimpanan fluida untuk dialirkan melalui pompa, maupun sebagai tempat penyimpanan fluida saat system hidrolik komtrol selesai digunakan.
B. Motor AksiGanda Perputaran bolak balik dari Motor Aksi Ganda memungkinkan terjadinya penyebaran (disipasi) energy secara langsung berupa panas, bunyi dan getaran dari perbedaan torsi motor sebagai data yakni tekanan, debit, dan waktu putarannya masingmasing torsi yang terjadi. Terjadinya perbedaan torsi ini disebabkan adanya kemiringan swashed plat yang menjadi tumpuan jalannya piston untuk memutarkan poros motor, dengan menggunakan pendekatan logika matematis, takni piston dalam keadaan bergerak, sehingga dari fenomena operasi yang muncul sebagai data, dapat digunakan sebagai elemen rumusan teori aplikatif yaitu tekanan, debit dan waktu tempuhnya untuk menentukan kemirigan sudut gelincir tersebut. Motor Aksi Ganda bekerja dengan sistem 3 port dan 4way. Mekanisme kerja Motor Aksi Ganda adalah saat motor listrik dalam kondisi on, maka pompa akan bekerja dan mengalirkan fluida berupa oli kedalam system hidrolik.
(a) (b) Gambar 2.6 (a) 3/4 port way Motor Aksi Ganda; (b) Aktuator Motor aksi ganda
Setelah oli mengalir kesistem dan katup di buka, maka actuator akan berputar dengan 2 arah yaitu searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam, tergantung dari pergerakan katup.
Lalu pada kondisi katup
tertutup,
maka
actuator
tidak akan
berputar.
BAB III PROSEDUR PRAKTIKUM
A. Lokasi dan Waktu Tanggal : 13 November 2015 Lokasi : Laboratorium Mesin, Politeknik Negeri Jakarta B. Peralatan Praktikum No
Alat
1
Seperankat elemen Sistem Hidrolik control dengan pressure gauge dan flow meter
2
Stop Watch
C. LangkahPraktikum
1. Membuat gambar rangkaian system Hidrolik Kontrol Motor Aksi Ganda
2. Merangkai Penggerak Aktuator Motor Aksi Ganda sesuai dengan gambar pada nomor 1 3. Operasikan motor listrik agar pompa mendapatkan daya. 4. Atur tekanan pressure
gauge
pada angka
10
bar,
lalu buka katup kearah kanan,
lihat dan perhatikan putaran actuator hingga sebanyak 20 putaran.
5. Saat actuator beputar searah jarum jam, baca banyaknya fluida yang mengalir pada flow meter; penurunan tekanan yang terbaca di pressure gauge; dan waktu yang terbaca di stop watch untuk mencapai 20 putaran actuator. 6. Setelah dicapai 20 putaran, tutup katup. 7. Catat data yang terbaca. 8. Kemudian buka katup kearah kiri. 10. Setelah dicapai 20 putaran, tutup katup. 11. Ulangi langkah
4-10 sebanyak
4
kali
(jumlah praktikan 4),
kenaikan tekanan setting sebanyak 2 bar. 12. Catatlah data yang telah terbaca dari waktu dan putaran actuator.
dengan
interval
BAB IV PENYAJIAN DATA PRAKTIKUM No 1 2 3 4
Nama Praktikan Ridwan Raynaldi Syahputra Wilda Fauziah Titin Suhaeni
Preset (bar) 10 12 14 16
Tekanan ΔPa ΔPi 6 6.5 7.6 7.7 9 9.3 12 11
Debit Qa 5 5 6 5
Qi 4.5 5 6 5.5
Waktu ta ti 36.37 34.31 25.47 26.01 21.41 21.46 21.02 19.51
Keterangan : Frekuensi putaran = 20 ΔPa = perbedaan tekanan saat motor bergerak searah jarum jam ΔPi = perbedaan tekanan saat motor bergerak berlawanan arah jarum jam Qa = laju fluida saat motor bergerak searah jarum jam Qi = laju fluida saat motor bergerak berlawan anarah jarum jam ta = waktu tempuh saat motor bergerak searahjarum jam selama 20putaran ti = waktu tempuh saat motor bergerak berlawanan arah jarum jam selama 20putaran
BAB V ANALISA DATA Dalam praktikum ini terdapat parameter, konstanta, dan variable. Untuk konstanta di sini dapat kita cari melalui
k= .Q. t k = 105 N/m2 .
.s
k= Nm k = 1,667 sehingga menjadi T=k. .Q. t Besarnya daya yang dihasilkan P=T. P = Daya [ Nm/s ~ watt] = kecepatan sudut [rps] Dimana
=
.
n merupakan kecepatan putaran [rpm]. Pengertian dari rpm disini ialah waktu yang dibutuhkan untuk 1x rotasi/ berputar. Sehingga n :
N = 60
A. Perhitungan Data Nama Praktikan : Ridwan Psetting = 10 (bar) ΔPa = 6 (bar) f = 20 ΔPi = 6,5 (bar)
Qa = 5 (l/m) Qi = 4.5 (l/m)
N = Jumlah putaran actuator per menit [rpm] f f = N = t sekon t sekon 60
=
- Saat actuator berputar searah jarum jam Na = -
60 × f 60 x 20 = 36,37 = 32,99 rpm ta
lalu torsi yang didapat adalah: Ta = k . .Q. t
Ta = 1,667. 6 . 5 . 36,37 = 1818,86 Nm - Saat actuator berputar berlawan anarah jarum jam -
Ni = 60 × f = 60 x 2 0 = 34,97 rpm ti 34,31 lalu torsi yang didapat adalah: Ti = k . .Q. t
Ti = 1,667. 6,5 . 4,5 . 34,31 = 1672,94 Nm
ta = 36,37 (sekon) ti = 34,31 (sekon)
60 × f t sekon
ƩT (Nm) ƩT = Ta + Ti ƩT = 1818,86 + 1672,94 ƩT = 3491,8 Nm δT (Nm) δT = |Ta – Ti| δT = 1818,86 – 1672,92 δT = 145,92 Nm α (°) α = tan -1 α = tan -1
α = 4,8°
Nama Praktikan : Raynaldi Syahputra Psetting = 12 (bar) ΔPa = 7.6 (bar) f = 20 ΔPi = 7.7 (bar)
Qa = 5 (l/m) Qi = 5 (l/m)
N = Jumlah putaran actuator per menit [rpm] f f = N = t sekon t sekon 60
=
ta = 25,47 (sekon) ti = 26,01 (sekon)
60 × f t sekon
- Saat actuator berputar searah jarum jam -
60 × f 60 x 20 Na = = 25,47 = 47,11 rpm ta lalu torsi yang didapat adalah: Ta = k . .Q. t Ta = 1,667. 7,6 . 5 . 25,47 = 1613,42 Nm
- Saat actuator berputar berlawan anarah jarum jam
-
Ni = 60 × f = 60 x 2 0 = 46,13 rpm ti 26,01 lalu torsi yang didapat adalah: Ti = k . .Q. t Ti = 1,667. 7,7 . 5 . 26,01 = 1669,3 Nm
ƩT (Nm) ƩT = Ta + Ti ƩT = 1613,42 + 1669,3 ƩT = 3282,72 Nm
δT (Nm) δT = |Ta – Ti| δT = 1613,42 – 1669,3 δT = 55,88 Nm α (°) α = tan -1 α = tan -1
α = 1,9°
Nama Praktikan : Wilda Fauziah Psetting = 14 (bar) ΔPa = 9 (bar) f = 20 ΔPi = 9.3 (bar)
Qa = 6 (l/m) Qi = 6 (l/m)
N = Jumlah putaran actuator per menit [rpm] f f = N = t sekon t sekon 60
=
ta = 21,41 (sekon) ti = 21,46 (sekon)
60 × f t sekon
- Saat actuator berputar searah jarum jam Na = -
60 × f 60 x 20 = 21,41 = 56,04 rpm ta
lalu torsi yang didapat adalah: Ta = k . .Q. t
Ta = 1,667. 9 . 6 . 21,41 = 1927,28 Nm - Saat actuator berputar berlawan anarah jarum jam
-
Ni = 60 × f = 60 x 2 0 = 55,91 rpm 21,46 ti lalu torsi yang didapat adalah: Ti = k . .Q. t Ti = 1,667. 9,3 . 6 . 21,46 = 1996,17 Nm
ƩT (Nm) ƩT = Ta + Ti ƩT = 1927,28 + 1996,17 ƩT = 3923,45 Nm δT (Nm) δT = |Ta – Ti| δT = 1927,28 – 1996,17 δT = 68,89 Nm
α (°) α = tan -1 α = tan -1
α = 2,0°
Nama Praktikan : Titin Suhaeni Psetting = 16 (bar) ΔPa = 12 (bar) f = 20 ΔPi = 11 (bar)
Qa = 5 (l/m) Qi = 5.5 (l/m)
N = Jumlah putaran actuator per menit [rpm] f f = N = t sekon t sekon 60
=
- Saat actuator berputar searah jarum jam Na = -
60 × f ta
=
60 x 20 21,02 = 57,08 rpm
lalu torsi yang didapat adalah: Ta = k . .Q. t
Ta = 1,667. 12 . 5 . 21,02 = 2102,42 Nm - Saat actuator berputar berlawan anarah jarum jam Ni = 60 × f = 60 x 2 0 = 61,5 rpm 19,51 ti - lalu torsi yang didapat adalah: Ti = k . .Q. t
Ti = 1,667. 11 . 5,5 . 19,51 = 1967,65 Nm ƩT (Nm) ƩT = Ta + Ti ƩT = 2102,42 + 1967,65 ƩT = 4070,07 Nm δT (Nm) δT = |Ta – Ti| δT = 2102,42 – 1967,65 δT = 134,77 Nm α (°) α = tan -1 α = tan -1
α = 3,78°
ta = 21,02 (sekon) ti = 19,51 (sekon)
60 × f t sekon
No.
Nama Praktikan (Nama Pendata)
P settings (bar)
Tekanan (bar)
Debit ( l/m)
Waktu (sekon)
Putaran (rpm)
Torsi (Nm)
Δpa
Δpi
Qa
Qi
ta
Ti
na
ni
Ta
Ti
δT (Nm)
ƩT (Nm)
α(°)
1
Ridwan
10
6
6,5
5
4,5
36,37
34,31
32,99
34,97
1818,86
1672,94
145,92
3491,8
4,8
2
Raynaldi Syahputra
12
7,6
7,7
5
5
25,47
26,01
47,11
46,13
1613,42
1669,3
55,88
3282,72
1,9
3
Wilda Fauziah
14
9
9,3
6
6
21,41
21,46
56,04
55,91
1927,28
1996,17
68,89
3923,45
2
4
Titin Suhaeni
16
12
11
5
5,5
21,02
19,51
57,08
61,5
2102,42
1967,65
134,77
4070,07
3,78
Rata-rata sudut gelincir =
= 3,12°
A. Grafik Grafik hubungan Perbedaan Tekanan terhadap debit
Grafik f(ΔP)= Q 14 12 10 8 6 4 2 0
5
5
6
gerak maju
5
gerak mundur
Grafik hubungan Perbedaan Torsi terhadap Perbedaan Tekanan
Grafik f(T)=ΔP 2500 2000 1500 1000 500 0 6
7,6
gerak maju
9
gerak mundur
12
BAB VI KESIMPULAN
1. Pada percobaan Rangkaian Penggerak Aktuator Motor ganda, ini dapat ditentukan besar Torsi dan sudut gelincir dari actuator, baik dengan menggerakan actuator searah jarum jam maupun berlawanan 2. Pada percobaan ini didapat besarnya torsi actuator Motor ganda adalah berbanding lurus dengan perbendaan tekanan yang dihasilkan (selisih tekanan sebelum actuator dijalankan dan setelah dijalankan). 3. Didapat juga besar sudut gelincir rata-rata pada percobaan yang dilakukan oleh 4 praktikan adalah 3,12°. Percobaan ini dilakukan dengan ketelitian tinggi dengan memperbesar deviasi
