LAPORAN PRAKTIKUM HIDROLIK LABORATORIUM HIDROLIK POLITEKNIK NEGERI MALANG

21

LAPORAN PRAKTIKUM
HIDROLIK
LABORATORIUM HIDROLIK POLITEKNIK NEGERI MALANG

Dosen Mata Kuliah
Purwoko, ST., MT

Oleh
MASYOFI WIDIANTORO
NIM : 1541220078

PRORAM STUDI D4 TEKNIK OTOMOTIF ELEKTRONIK
JURUSAN TEKNIK MESIN
POLITEKNIK NEGERI MALANG
MALANG
2017

BAB 1

PENGUJIAN KENAIKAN TEKANAN DAN KURVA POMPA

Tujuan
a. Pemahaman fungsi dan cara kerja pressure relief valve
b. Pemahaman sistem rangkaian hidraulik yang dirangkai
c. Pemahaman karakteristik pompa hidraulik

Kegunaan
Pressure relief valve merupakan komponen yang berfungsi sebagai pengaman
dalam rangkaian hidraulik. Melalui katup ini, jika terjadi tekanan yang
berlebihan dalam rangkaian hidraulik, akan dialirkan menuju tangki

Dasar Teori
Dalam rangkaian hidraulik pompa hidraulik menerima energi mekanik dari motor penggerak dan diubah menjadi energi hidraulik. Energi hidraulik ini tekanan (p) dan laju aliran (Q). Apabila tekanan dari pompa hidraulik ini diberi tahanan berupa pressure relief valve (maksudnya untuk diatur sesuai keinginan), maka sebagian dari aliran fluida akan mengalir ke tangki. Besarnya tekanan (p) dan laju aliran (Q) yang terjadi dapat digambarkan barupa grafik p(Q) seperti gambar di bawah ini. Grafik ini dapat disebut sebagai karakteristik pompa.

Gambar 1.1 Kurva ideal pompa

Meski debit masih tetap sama pada tekanan yang berbeda namun hal ini daya pompa akan berbeda yang dapat kita hitung dengan persamaan

P=px Q

Dimana p dalam satuan N/m2 dan Q dalam m3/s.

Alat dan Bahan

No
Uraian
Jumlah
1
Power Unit
1
2
Pressure Relief Valve
1
3
Flow Meter
1
4
Manometer
1
5
Hose witch plug-in connector
Optional

Langkah Kerja
Siapkan alat dan bahan
Rangkai komponen sesuai rangkaian petunjuk
Selalu kendurkan pengatur relief valve pada full open
Mintalah kepada pembimbing untuk memeriksa rangkaian
Nyalakan power unit
Lakukan pengaturan tekanan sesuai dengan data
Lakukan pembacaan skala pada flowmeter
Catat semua data yang terbaca
Gambarkan grafik karakteristik pompa p (Q)

Keselamatan Kerja
Kencangkan baut/mur pengencang dengan hati-hati, tanpa menggunakan gaya pengencangan yang berlebih.
Hidupkan motor listrik, hanya jika sudah mendapatkan perintah instruktur
Selalu bersihkan oli yang tertumpah pada lantai
Jangan pernah bekerja dengan tangan berlumuran oli, hal ini sangat berbahaya.
Yakinkan bahwa lantai tidak licin
Lepas rangkaian hidraulik hanya jika tidak ada tekanan pada rangkaian

Gambar Rangkaian

Gambar 1.2 Rangkaian Pengujian Pompa Hidrolik

Gambar 1.3 Flow meter dan Pressure Relief Valve

Gambar 1.4 Manometer

Gambar 1.5 Power Pack Unit

Hasil Pengamatan

Tekanan (bar)
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
67
Debit (l/min)
9
9
9
9
9
9
9
9
8
6.2
3.5
0

Gambar 1.6 Grafik Hasil Pengujian Pompa

Maka daya listrik maksimum yang dibutuhkan oleh motor listrik pada pompa listrik adalah pada tekanan 50 bar dan debit 9 liter/min. Maka daya motor maksimum adalah

P = 50 bar = 50 x 105 N/m2

Q = 9 liter min x1 m31000 liter x1 min60 s

= 0.00015 m3/s

P =px Q

= 50 x 105Nm2 x 0.00015m3s

= 750 Watt

Cara Kerja
Relief valve terdapat pengatur tekanan untuk mengatur tekanan pada sistem. Saat tekanan dari pompa lebih besar dari tekanan pengaturan pada relief valve maka fluida akan langsung dialirkan ke tangki sehingga tekanan yang bekerja pada sistem dapat konstan.

Analisis/Pembahasan :
Buatlah grafik dengan data yang didapat

Apa fungsi dari pada Relief Valve ?
Jawab : Relief valve berfungsi mengatur tekanan fluida secara konstan pada tekanan tertentu. Saat tekanan pompa lebih besar dari tekanan yang diatur maka fluida akan langsung dilirkan ke tangki untuk menjaga tekanan fluida agar tetap konstan.

Mengapa Relief Valve harus dipasang pada sistem rangkaian otomasi hidrolik ?
Jawab : Karena sebagai regulator tekanan agar tekanan yang bekerja pada sistem tetap konstan dan sebgai pengaman apabila tekanan melonjak saat terjadi suatu permasalahan pada sistem.

Kesimpulan
Grafik tekanan pompa yang telah diuji masih sama dengan grafik tekanan pompa dan debit pada kondisi ideal. Maka pompa yang telah diuji masih dalam keadaan normal dengan daya listrik maksimum yang dibutuhkan oleh pompa pada tekanan 50 bar dan debit 9 liter/min adalah sebesar 750 Watt.

BAB 2
MENETUKAN DIAMETER PISTON Double Acting Cylinder (DAC) BERDASARKAN DEBIT DAN KECEPATAN

Tujuan
Pengenalan dan pemahaman sistem rangkaian hidraulik yang dirangkai
Pemahaman cara kerja dan fungsi silinder kerja ganda yang dikontrol
Dengan katup kontrol 4/2 normal.
Menetukan diameter piston berdasarkan debit dan tekanan

Kegunaan
Silinder kerja ganda untuk mengkonversikan energi tekanan dari fluida
hidraulik menjadi gaya linier (energi mekanik) dengan arah keluar dan masuk
tergantung dari aliran fluida.

Dasar Teori

Rumus dasar debit adalah hasil kali luasan dan kecepatan alir
Q=A x v
Apabila debit dan kecepatan telah diketahui maka luasan penampang dapat dicari dengan
A=Qv
Jika luasan telah diketahui maka dapat digunakan untuk menghitung diameter piston dengan rumus luas lingkaran
A=π.D24
Maka diameter dapat dicari dengan

D=A. 4π
2.4 Alat dan Bahan

No
Uraian
Jumlah
1
Power Unit
1
2
1
3
Flow Meter
1
4
Manometer
1
5
Optional
6
Double Acting Cylinder
1

Langkah Kerja
Siapkan peralatan yang akan digunakan
Lakukan perangkaian sesuai dengan gambar rangkaian
Hidupkan power unit
Lakukan pengontrolan masing-masing katup kontrol sesuai diagram step
Lakukan pembacaan sesuai dengan kolom data yang harus diisikan

Keselamatan Kerja
Kencangkan baut/mur pengencang dengan hati-hati, tanpa menggunakangayapengencangan yang berlebih.

Gambar Rangkaian

Gambar 2.1 Rangkaian Praktikum 2

Gambar 2.2 Piston Double Acting Cylinder (DAC)

Cara Kerja
Saat power pack dinyalakan maka piston DAC akan langsung bergerak maju karena kita memakai katup 4/2. Jika kita menggerakkan katup 4/2 maka piston pada DAC akan bergerak mundur. Namun sebenarnya lebih baik menggunakan katup 4/3 karena kita dapat mengatur maju mundur gerakan DAC dan terdapat kondisi OFF pada DAC. Namun apabila menggunakan katup 4/2 piston akan langsung bergerak maju saat power pack dinyalakan.

Hasil Pengamatan
Panjang langkah piston = 0.202 meter
Waktu yang ditempuh saat maju = 1.2 sekon
mundur = 1.52 sekon
Maka kecepatan saat maju adalah = 0.202 m / 1.2 s = 0.1683 m/s

Debit saat maju (Q) = 0.1 L/min = 0.0000833 m3/s

Maka luas penampang dapat dihitung dengan persamaan
A=Qv
A = 0.0000833 m3/s0.1683 m/s

= 0.0004949 m2

= 4.949 cm2

A = πD24

D=A. 4π
D=4.949 cm2. 43.14

D = 2.51 cm

Maka diameter piston adalah 2.51 cm

Analisa dan Pembahasan
Apa fungsi DAC dan pada kondisi yang bagaimana dipakai ?
Untuk mengkonversi tekanan fluida menjadi gerak linier. Dengan arah piston keluar atau masuk tergantung dari arah aliran fluida. DAC dipakai ketika membutuhkan 2 gerakan yaitu gerak maju dan gerak mundur dan menghasilkan 2 gaya yaitu gaya maju dan mundur.

Berapa besarnya kecepatan gerak maju maupun mundur, apabila tidak sama, maka bagimana untuk membuat gerak maju dan mundur mempunyai kecepatan yang sama ?

Kecepatan maju
Vmaju = St = 0.202 m 1.2 s = 0.1683 m/s

Kecepatan mundur
Vmundur = St = 0.202 m 1.52 s = 0.1329 m/s

Kesimpulan
Dengan mengetahui kecepatan dan debit aliran saat maju maka kita dengan menggunakan persamaan diatas kita dapat menghitung berapa besar diameter piston. Untuk menghitung diameter piston kita hanya menggunakan data saat piston maju sebenarnya juga bisa dicari dengan data saat piston mundur namun sedikit rumit karena kita harus mengukur juga diameter rod piston untuk menghitung luas rod. Maka A yang dimaksud adalah nanti masih dikurangi luas dari rod piston.

BAB 3

MENETUKAN BERAT BEBAN DARI TEKANAN PADA PISTON

3.1 Tujuan
Pengenalan dan pemahaman sistem rangkaian hidraulik yang dirangkai
Pemahaman cara kerja dan fungsi silinder kerja tunggal yang dikontrol dengan katup kontrol 3/2 normal tertutup
Melengkapi diagram step
Menghitung besarnya beban pada single acting cylinder

3.2 Kegunaan
Silinder kerja tunggal untuk mengkonversikan energi tekanan fluida hidraulik menjadi gaya linier (energi mekanik).

3.3 Dasar Teori
Rumus dasar tekanan adalah gaya per satuan luas penampang
p=FA

Dari rumus diatas gaya dapat dicari dengan
F=p x A

Maka dengan mengukur tekanan yang dibentuk piston saat menerima beban dan luas penampang (luas penampang piston dikurangi luas penampang rod piston) maka gaya oleh beban bisa dicari. Gaya dalam kondisi ini memiliki satuan Newton. Jika ingin mengkonversi ke satuan kg maka gaya yang dihitung dibagi dengan percepatan gravitasi (9.8 m/s2).

3.4 Alat dan Bahan

No
Uraian
Jumlah
1
Power Unit
1
2
1
3
Flow Meter
1
4
Manometer
1
5
Optional
6
Single Acting Cylinder
1
7
Stopwatch
1
8
Katup 4/2
1

3.5 Langkah Kerja
Hidupkan power unit
Lakukan pengontrolan masing-masing katup kontrol sesuai dengan perintah yang ada pada diagram step.

3.6 Keselamatan Kerja


3.7 Gambar Rangkaian


Gambar 3.2 Beban pada piston

3.8 Cara Kerja
Saat katup 3/2 ditekan maka fluida bertekanan dari pompa akan langsung menuju ke silinder dan piston pada silinder akan bergerak naik. Saat katup 3/2 dilepas maka tekanan pada silinder akan hilang dan piston akan kembali ke posisi semula / bergerak turun karena ada beban pada piston.

3.9 Hasil Pengamatan

No.
Beban (SAC)
Katup 3/2
Shutt-off
Pe1
Pe2
1
Diam
0
0
20
0
2
Naik
1
1
20
20
3
Turun885
0
1
20
0
4
Ditahan
0
1/0
20
10

Analisa dan Pembahasan
Berapa besarnya beban yang ada ?
Fditahan = A ditahan x Pditahan
= π D2-d2. 1064
= 3.14 0.042 - 0.0022. 10 64
= 942 N

W = F
m = w / g
= 942 N / 9.81 m/s2
= 96 Kg

Apa fungsi SAC dan pada kondisi yang bagaimana dipakai ?
SAC utuk melakukan kerja tunggal yang hanya memiliki gaya gerakan naik saja. Untuk gerakan turun terjadi karena pengaruh gaya gravitasi.

Berapa besarnya gaya yang timbul pada saat SAC naik ?
Fditahan = A naik x Pnaik
= π D2-d2. 1064
= 3.14 0.042 - 0.0022. 10 6.2 4
= 1885 N
F timbul = 1885 N – 942 N
= 943 N

3. 10 Kesimpulan

Dengan menggunakan persamaaan dasar tekanan p = F/A maka kita dapat menghitung besar beban yang terdapat pada piston tanpa menggunakan timbangan. Dengan menggunakan beban pada piston ini seperti halnya Single Acting Cylinder (SAC) yang terbalik.

BAB 4

PRAKTIKUM MOTOR HIDROLIK

4.1 Tujuan:
Pengenalan dan pemahaman sistim rangkaian hidraulik yang dirangkai.
Pemahaman cara kerja dan fungsi Motor Hidraulik dikontrol dengan katup kontrol 4/3 normal tertutup
Melengkapi diagram step
Menghitung rpm pada Motor Hidraulik

4.2 Kegunaan
Motor Hidraulik untuk mengkonversikan energi tekanan dari fluida hidraulik menjadi gerak putar (energi mekanik) dengan arah putar kanan dan kiri, tergantung dari arah aliran fluida.

4.3 Dasar Teori

Gerak putar dan rpm dari Motor Hidraulik, sesuai dengan rumus berikut:
Putaran / menit = Debit Konstanta = QC

4.4 Alat dan Bahan

No
Uraian
Jumlah
1
Power Unit
1
2
1
3
Flow Meter
1
4
Manometer
1
5
Optional
6
Motor Hidrolik
1
7
Stopwatch
1
8
Katup 4/3
1

4.5 Langkah Kerja
Hidupkan power unit
Lakukan pengontrolan katup kontrol 4/3 sesuai diagram step
Lengkapi diagram lintasan tangga.


4.7 Gambar Rangkaian


Gambar 4.2 Motor Hidrolik

4.8 Cara Kerja
Saat katup 4/3 ditekan ke kiri maka fluida bertekanan dari pompa akan mengalir ke motor hidrolik dan motor akan berputar. Untuk membalikkan putaran motor hidrolik tekan katup 4/3 ke kanan maka motor hidrolik akan berputar berlawanan.


No.
Motor Hidrolik
Katup 4/3
Putaran / menit
Pe1
Pe2
Pe 3
Q
1
Diam
0
0
20
0
0
0
2
Putar Kanan
1
48 Rpm
20
10
0
5 l/min
3
Putar Kiri
1
48 Rpm
20
0
10
5 l/min

4.10 Analisa dan Pembahasan

Apa fungsi Motor Hidrolik
Motor hidrolik adalah suatu komponen yang berfungsi merubah tekanan fluida hidrolik menjadi gerak mekanis berupa gerak putar.

Berapa besarnya kecepatan putar kanan dan kiri ?

n=QC=5.10380=62.5 Rpm

Karena debit putar kanan dan kiri sama maka kecepatan putar motor akan sama.

Dengan alat apa untuk pengaturan kecepatan putarnya ?
Dengan menggunakan one way control valve yang akan berfungsi mengatur debit yang akan masuk pada motor hidrolik. Sehingga motor hidrolik dapat diatur kecepatan putarnya.

4. 11 Kesimpulan
Motor hidrolik seperti halnya aktuator lainnya seperti piston. Kecepatan putar motor hidrolik ini dappat disesuaikan dengan kebutuhan. Pengaturan kecepatan putar motor hidrolik dapat dirubahan dengan mengubah debit aliran ang masuk pada sistem dengan mengaturnya melalui relief valve.

BAB 5

PENGAMATAN GUNTING HIDROLIK

5.1 Tujuan
Mengetahui penggunaan sistem hidrolik pada peralatan di lapangan
Mengidentifikasi komponen-komponen gunting hidrolik
Mempelajari skema rangkaian gunting hidrolik
Mengidentifiksi cara kerja gunting hidrolik

5.2 Kegunaan
Menerapkan sistem hidrolik pada alat yang ada di lapangan serta membedakan alat peraga hidrolik dengan benda nyata di lapangan.

5.3 Teori dasar
Gunting hidrolik adalah gunting yang digunakan untuk menggunting pelat logam yang relatif cukup tebal. Untuk mempermudah proses produksi suatu benda. Karena memiliki beban pemotongan yang cukup besar maka secara logika mesin ini harus memiliki gaya pengguntingan yang cukup kuat. Tentu hal ini diimbangi dengan tekanan yang cukup besar oleh pompa hidrolik. Sehingga juga membutuhkan daya listrik yang cukup besar untuk menyuplai motor listrik pada pompa hidrolik. Rangkaian pada gunting hidrolik hampir sama dengan rangkaian hidrolik biasa namun hanya mekanisme pengguntingan dan naik turunnya main silinder dan clamp silinder yang sedikit berbeda.

5.4 Alat dan Bahan

No
Uraian
Jumlah
1
Satu unit gunting hidrolik
1
2
Kunci kombinasi 10
1
3
Kunci kombinasi 12
1
4
Jangka sorong
1
5
Roll meter
1

5.5 Langkah Kerja
Lakukan proses pengguntingan pelat untuk mengetahui mekanisme pengguntingan
Lakukan pengamatan daya dan spesifikasi motor listrik untuk menggerakkan pompa hidrolik
Lakukan pengamatan bagaimana jalur rangkaian hidrolik
Amati katup apa saja yang digunakan sistem
Ukur diameter clamp silinder dengan jangka sorong

Lakukan pekerjaan dengan menggunakan pakaian kerja
Saat mengoperasikan gunting lakukan dengan pengawasan dosen pembimbing
Bersihkan oli yang tertumpah pada lantai
Gunakan mistar untuk menunjuk suatu komponen
Jangan menunjuk suatu komponen dengan tangan
Tanyakan kepada dosen pembimbing jika mendapatkan suatu permasalahan

5.7 Gambar Skema Rangkaian

Gambar 5.1 Skema Rangkaian Gunting Hidrolik

Gambar 5.2 Front view hidraulic cutter

5.8 Cara Kerja Gunting Hidrolik

Saat pedal switch di tekan maka control akan memerintahkan katup 4/3 untuk mengalirkan tekanan dari port A menuju main silinder dan clamp silinder. Dikarenakan clamp silinder memiliki tahanan / beban yang lebih sedikit dibanding pada main silinder maka piston pada clamp silinder akan bergerak terlebih dahulu sampai posisi terjauh. Gerakan piston pada clamp silinder dihubungkan dengan pelat penjepit untuk menjepit pelat yang akan di potong. Saat clamp silinder telah terisi fluida secara penuh fluida baru akan mengisi main silinder gerakan piston pada main silinder dihubungkan dengan pisau sebagai pemotong pelat.
Saat gerakan piston pada main silinder sudah bergerak pada kondisi penuh gerakan ini akan dideteksi oleh limit switch. Limit switch akan memberikan signal kepada control sehingga kontrol akan memberikan signal kepada katup 4/3 sehingga katup 4/3 akan berubah posisi hal ini mengakibatkan fluida output akan mengalir melalui port B maka piston pada main silinder akan langsung kembali ke posisi semula. Saat main silinder sudah kembali pada posisi semula clamp silinder baru akan kembali dikarenakan mekanisme yang dihubungkan dengan main silinder.


Spesifikasi motor listrik :
Daya / power listrik = 10 HP = 7.46 kW
Tegangan (Frekuensi) = 380 V/50 Hz
Arus Listrik = 15.2 Ampere

Putaran motor = 1450 Rpm
Berat motor = 75 kg

Diameter clamp cylinder = 60 mm

5.10 Kesimpulan
Pada penerapan sistem hidrolik di lapangan sebenarnya mirip dengan prinsip pada trainer hidrolik. Justru bisa dikatakan lebih simpel daripada trainer hidrolik dikarenakan komponen dibuat se efisien mungkin dan tidak memiliki banyak-banyak komponen hidrolik.

BAB 6

PRAKTIKUM AKUMULATOR

Tujuan
Pengenalan dan pemahaman sistem rangkaian hidraulik yang dirangkaia
Pemahaman cara kerja dan fungsi akumulator

Kegunaan
Untuk meredam frekuensi tekanan
Untuk menyimpan energi
Sebagai kompensasi kebocoran yang terjadi

Teori Dasar :
Volume yang tersimpan dalam akumulator tergantung besarnya tekanan fluida yang masuk pada akumulator, dalam hal ini adalah selisih antara tekanan gas yang ada di dalam akumulator dengan tekanan fluida yang masuk pada akumulator.

Peralatan :
Power Unit : 1 buah
Manometer : 2 buah
Relief Valve : 2 buah
Selang besar : 20 buah
Check valve : 2 buah
Double Acting Cylinder : 1 buah
Flowmeter : 1 buah
Shutt-off : 2 buah

Langkah Kerja :
Siapkan perlatan yang akan diguakan
Hidupkan power unit
Atur tekanan kerja
Buka shutt off pertama dan atur relief valve yang berhubungan dengan akumulator, sesuai dengan tekanan yang yang ada pada data
Matikan power unit
Shutt off pertama dibuka gerakkan DAC dan baca panjang langkahnya
Ulangi proses seperti perintah di atas

Keselamatan Kerja :
Kecangkan baut/mur pengencang dengan hati-hati tanpa menggunakan gaya pengencangan yang berlebih
Hidupkan motor listrik hanya jika sudah mendapat perintah dari instruktur
Jangan pernah bekerja dengan berlumuran oli, hal ini sangat berbahaya
Yakinkan bahwa lantai tidak terkena tumpahan fluida

Gambar Rangkaian :

Gambar 6.1 Rangkaian Praktikum Akumulator

Gambar 6.2 Praktikum Akumulator
Cara Kerja
Saat power pack dihidupkan dan relief valve pada akumulator pada posisi tertutup penuh maka tekanan pada power pack akan disimpan pada akumulator. Saat bersamaan piston DAC akan langsung bergerak maju karena menggunakan katup 4/2. Dan dapat bergerak mundur saat tuas katup 4/2 ditekan. Saat power pack dimatikan maka akan terdapat sisa / simpanan tekanan pada akumulator. Pada saat ini jika kita menggerakkan tuas katup 4/2 maka piston masih akan bisa bergerak. Jauh atau tidaknya gerakan piston dipengaruhi seberapa besar tekanan yang tersimpan pada akumulator.

Data :

Tekanan Kerja
Pe (Bar)
Langkah piston (mm)
Volume
(liter)

Maju
Mundur

10
101
0
0.04
20
444.4
404
0.22
30
808
555.5
0.4
40
909
808
0.53
50
1050.4
1010
0.55
55
1171.6
1010
0.56

Analisa dan Pembahasan :
Terangkan aliran fluida saat mengisi akumulator dan saat pengeluaran fluida yang bersal dari akumulator
Mengisi : P1 – check valve – one way flow control valve – akumulator

Pengosongan : Akumulator – one way flow control valve – 4/2 – DAC

Apa fungsi dari pada akumulator
Meredam frekuensi tekanan
Menyimpan energi
Sebagai kompensasi kebocoran yang terjadi
Sebagai keseimbangan volume,, saat terjadi perubahan suhu, misal pada sistem tertutup

Bagaimana bentuk grafik dari data diatas

Kesimpulan :
Akumulator adalah perangkat sistem hidrolik yang penting terutama menyaring kenaikan frekuensi tekanan pada sistem serta tidak kalah pentingnya sebagai penyimpan tekanan yang dapat digunakan jika pompa / power pack telah mati meski hanya beberapa saat saja.
Volume (liter)

Takanan (bar)

,

Tekanan (bar)

Debit (liter/min)

Tekanan (bar)

LAPORAN PRAKTIKUM HIDROLIK LABORATORIUM HIDROLIK POLITEKNIK NEGERI MALANG

Recommend Documents