LAPORAN PRATIKUM SISTEM KONROL HIDROLIK
Judul Laporan
: Rangkaian Penggerak Aktuator Motor Aksi Ganda
Kelompok
: Genap
Nama Anggota Kelompok
: 1. Adha Nuraprian (1215020002) 2. Annisa Sekarayu Permanajati(1215020030) 3. Delia Shapira Ananda (1215020005) 4. Dian Riyani (1215020006)
Kelas
: 5E
PROGRAM STUDI TEKNIK KONVERSI ENERGI JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI JAKARTA 2018 1
BAB I PENDAHULUAN A. Tujuan 1. Tujuan Kompetensi Umum
Mahasiswa memahami Rangkaian Penggerak Aktuator 2. Tujuan Kompetensi Khusus
-
Mahasiswa dapat menggambar RPA Motor Aksi Ganda
-
Mahasiswa dapat merangkai RPA Motor Aksi Ganda
-
Mahasiswa dapat mengoperasikan hasil rangkaian Motor Aksi Ganda
-
Mahasiswa dapat menganalisis hasil praktikum Motor Aksi Ganda
-
Mahasiswa dapat membuat laporan praktikum Motor Aksi Ganda
2
BAB II DASAR TEORI A. Hidrolik Kontrol
Suatu sistem hidrolik kontrol 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.
M
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 sistem hidrolik kontrol, terdiri dari alat ukur berupa manometer ( Pressure Relief Valve/PRV )1 untuk membaca tekanan pada sistem hidrolik kontrol agar tekanan pada sistem ini. bisa diawasi sehingga tida melebihi batas aman.
1
PRV untuk dinamize
3
Gambar 2.2 Pressure Relife Valve
3. Valve Unit
Merupakan sistem katup yang berfungsi untuk mengatur arah fluida yang mengalir. Terdiri dari 2 bagian yaitu port (posisi) dan way (lubang). Terdapat 2 sistem pembacaan port dan way yaitu sistem Amerika dan Eropa, dimana sistem Amerika pembacaan port diikuti pembacaan way. Sedangkan sistem Eropa berkebalikan dengan sistem Amerika, pembacaan way terlebih dahulu lalu diikuti pembacaan port .
Gambar 2.3 Contoh Valve Unit, terdiri dari 3 port (posisi) dan 4 way (lubang) sistem Amerika (3/4); sistem Eropa (4/3)
4. Actuator Unit
Actuator merupakan pewujud energi hidrolik.
Gambar 2.4 actuator pada single acting cylinder
Gambar 2.5 actuator pada double acting motor
5. Tank
Tempat penyimpanan fluida untuk dialirkan melalui pompa, maupun sebagai tempat penyimpanan fluida saat sistem hidrolik komtrol selesai digunakan.
4
B. Motor Aksi Ganda
Perputaran bolak balik dari Motor Aksi Ganda memungkinkan terjadinya penyebaran (disipasi) energi secara langsung berupa panas, bunyi dan getaran dari perbedaan torsi motor sebagai data yakni tekanan, debit, dan waktu putarannya masing-masing 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 4 way. Mekanisme kerja Motor Aksi Ganda adalah saat motor listrik dalam kondisi on, maka pompa akan bekerja dan mengalirkan fluida berupa oli ke dalam sistem hidrolik.
(a)
(b)
Gambar 2.6 (a) 3/4 port way Motor Aksi Ganda; (b) actuator Motor Aksi Ganda
Setelah oli mengalir ke sistem 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.
5
BAB III PROSEDUR PRAKTIKUM A. Lokasi dan Waktu
Tanggal : 29 Desember 2017 Lokasi : Laboratorium Mesin, Politeknik Negeri Jakarta
B. Peralatan Praktikum
No.
Alat
1.
Seperangkat elemen sistem hidrolik kontrol dengan pressure gauge dan flow meter
2.
Stop watch
C. Langkah Praktikum
1. Membuat gambar rangkaian sistem Hidrolik Kontrol Motor Aksi Ganda in
out
P
F
M
2. Merangkai Penggerak Aktuator Motor Aksi Ganda sesuai gambar pada nomor 1 3. Operasikan motor listrik agar pompa mendapatkan daya.
6
4. Atur tekanan pressure gauge pada angka 20 bar, lalu buka katup kearah kanan, lihat dan perhatikan putaran actuator hingga sebanyak 12 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 12 putaran actuator . 6. Setelah dicapai 12 putaran, tutup katup. 7. Catat data yang terbaca. 8. Buka kembali katup kearah kiri. 9. 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 12 putaran actuator . 10. Setelah dicapai 12 putaran, tutup katup. 11. Ulangi langkah 4-10 sebanyak 3 kali (jumlah praktikan 4), dengan interval kenaikan tekanan setting sebanyak 20 bar.
7
BAB IV DATA PRAKTIKUM
Nama Praktikan (Nama Pendata)
No.
P resset (bar)
Tekanan (bar)
Debit (l/m)
Waktu (sekon)
Δpa
Δpi
Qa
Qi
ta
ti
1
Adha Nurapriyan
20
14
14
6
6
11,78
11,45
2 3 4
Annisa Sekarayu Permanajati Delia Saphira Ananda Dian Riyani
40 60 64
30 30 30
30 30 30
9 9 9
9 9 9
7,28 6,94 7,10
6,36 6,50 6,24
Keterangan :
Frekuensi putaran = 12
ΔPa = perbedaan tekanan saat motor bergerak searah jarum jam
ΔPi = perbedaan tekanan saat motor bergerak berlawanan arah jar um jam
Qa = laju fluida saat motor bergerak searah jarum jam
Qi = laju fluida saat motor bergerak berlawanan arah jarum jam
ta = waktu tempuh saat motor bergerak searah jarum jam selama 12 putaran
ti = waktu tempuh saat motor bergerak berlawanan arah jarum jam selama 12 putaran
8
BAB V ANALISA DATA A. Perhitungan Data 1. Nama Praktikan : Adha Nurapriyan
Psetting
= 20 bar
Qa = 6 l/m
ta = 11,78 sekon
ΔPa
= 14 bar
Qi = 6 l/m
ti = 11,45 sekon
ΔPi
= 14 bar
f
= 12
Jumlah putaran actuator per menit/N (rpm)
-
Saat actuator berputar searah jarum jam f
Na =
N
ta (sekon)
=
f ta(sekon)/60
N =
60f ta(menit)
N =
60 x 12 34,98
Na = 61,1205 rpm
-
Saat actuator berputar berlawanan arah jarum jam Ni =
f ti (sekon)
N
=
f
N =
ti(sekon)/60
60f ti(menit)
N =
60 x 21 35,44
Ni = 62,8821 rpm
-
Torsi/T (Nm)
Saat actuator berputar searah jarum
-
Saat actuator berputar berlawanan
jam
arah jarum jam
Ta = ΔPa (bar) x Qa (L/s) x ta (sekon)
Ti = ΔPi (bar) x Qi (L/s) x ti (sekon)
5
2
Ta = (ΔPa x 10 N/m ) x (Qa x
10− 60
5
2
Ti = (ΔPi x 10 N/m ) x (Qi x
m3/s) x ta (sekon)
m3/s) x ti (sekon)
Ta = 1,667 (ΔPa x Qa x ta)
Ti = 1,667 (ΔPi x Qi x ti)
Ta = 1,667 (14 x 6 x 11,78)
Ti = 1,667 (14 x 6 x 11,45)
T = 1649,2 Nm
T = 1603 Nm
ƩT (Nm)
δT = |Ta – Ti|
ƩT = 1649,2 + 1603
δT = |1649,2 - 1603|
ƩT = 3252,2 Nm
δT = 46,2 Nm
α = tan -1
α = tan 2δT ƩT
60
δT (Nm)
ƩT = Ta + Ti
α (°)
10−
-1
2 x (1649,2) 3252,2
α =
1,627° 9
2. Nama Praktikan : Annisa Sekarayu Permanajati
Psetting
= 40 bar
Qa = 9 l/m
ta = 7,28 sekon
ΔPa
= 30 bar
Qi = 9 l/m
ti = 6,36 sekon
ΔPi
= 30 bar
f
= 12
Jumlah putaran actuator per menit/N (rpm)
-
Saat actuator berputar searah jarum jam f
Na =
N
ta (sekon)
=
f ta(sekon)/60
N =
60f ta(menit)
N =
60 x12 7,28
Na = 98,9011 rpm
-
Saat actuator berputar berlawanan arah jarum jam Ni =
f ti (sekon)
N
=
f
N =
ti(sekon)/60
60f ti(menit)
N =
60 x 21 6,36
Ni = 113,208 rpm
-
Torsi/T (Nm)
Saat actuator berputar searah jarum
-
Saat actuator berputar berlawanan
jam
arah jarum jam
Ta = ΔPa (bar) x Qa (L/s) x ta (sekon)
Ti = ΔPi (bar) x Qi (L/s) x ti (sekon)
Ta = (ΔPa x 10 5 N/m2) x (Qa x
10− 60
Ti = (ΔPi x 10 5 N/m2) x (Qi x
m3/s) x ta (sekon)
m3/s) x ti (sekon)
Ta = 1,667 (ΔPa x Qa x ta)
Ti = 1,667 (ΔPi x Qi x ti)
Ta = 1,667 (30 x 9 x 7,28)
Ti = 1,667 (30 x 9 x 6,36)
T = 3276 Nm
T = 2862 Nm
ƩT (Nm)
10− 60
δT (Nm)
ƩT = Ta + Ti
δT = |Ta – Ti|
ƩT = 3276 + 2925
δT = |3276 + 2925|
ƩT = 6138 Nm
δT = 414 Nm
α (°) α = tan -1 α = tan -1
2δT ƩT 2 x (414) 6138
α = 7,682°
10
3. Nama Praktikan : Delia Saphira Ananda
Psetting
= 60 bar
Qa = 9 l/m
ta = 6,94 sekon
ΔPa
= 30 bar
Qi = 9 l/m
ti = 6,5 sekon
ΔPi
= 30 bar
f
= 12
Jumlah putaran actuator per menit/N (rpm)
-
Saat actuator berputar searah jarum jam f
Na =
N
ta (sekon)
=
f ta(sekon)/60
N =
60f ta(menit)
N =
60 x 12 6,94
Na = 103,746 rpm
-
Saat actuator berputar berlawanan arah jarum jam Ni =
f ti (sekon)
N
=
f
N =
ti(sekon)/60
60f ti(menit)
N =
60 x 12 6,5
Ni = 110,769 rpm
-
Torsi/T (Nm)
Saat actuator berputar searah jarum
-
Saat actuator berputar berlawanan
jam
arah jarum jam
Ta = ΔPa (bar) x Qa (L/s) x ta (sekon)
Ti = ΔPi (bar) x Qi (L/s) x ti (sekon)
Ta = (ΔPa x 10 5 N/m2) x (Qa x
10− 60
Ti = (ΔPi x 10 5 N/m2) x (Qi x
m3/s) x ta (sekon)
m3/s) x ti (sekon)
Ta = 1,667 (ΔPa x Qa x ta)
Ti = 1,667 (ΔPi x Qi x ti)
Ta = 1,667 (30 x 9 x 6,94)
Ti = 1,667 (30 x 9 x 6,36)
T = 3123 Nm
T = 2925 Nm
ƩT (Nm)
10− 60
δT (Nm)
ƩT = Ta + Ti
δT = |Ta – Ti|
ƩT = 3123 + 2925
δT = |3123 - 2925|
ƩT = 6048 Nm
δT = 198 Nm
α (°) α = tan -1 α = tan -1
2δT ƩT 2 x (198) 6048
α = 3,746°
11
4. Nama Praktikan : Dian Riyani
Psetting
= 64 bar
Qa = 9 l/m
ta = 7,1 sekon
ΔPa
= 30 bar
Qi = 9 l/m
ti = 6,24 sekon
ΔPi
= 30 bar
f
= 12
Jumlah putaran actuator per menit/N (rpm)
-
Saat actuator berputar searah jarum jam f
Na =
N
ta (sekon)
=
f ta(sekon)/60
N =
60f ta(menit)
N =
60 x 12 7,1
Na = 101,408 rpm
-
Saat actuator berputar berlawanan arah jarum jam Ni =
f ti (sekon)
N
=
f
N =
ti(sekon)/60
60f ti(menit)
N =
60 x 12 6,24
Ni = 115,385 rpm
-
Torsi/T (Nm)
Saat actuator berputar searah jarum
-
Saat actuator berputar berlawanan
jam
arah jarum jam
Ta = ΔPa (bar) x Qa (L/s) x ta (sekon)
Ti = ΔPi (bar) x Qi (L/s) x ti (sekon)
Ta = (ΔPa x 10 5 N/m2) x (Qa x
10− 60
Ti = (ΔPi x 10 5 N/m2) x (Qi x
m3/s) x ta (sekon)
m3/s) x ti (sekon)
Ta = 1,667 (ΔPa x Qa x ta)
Ti = 1,667 (ΔPi x Qi x ti)
Ta = 1,667 (30 x 9 x 7,1)
Ti = 1,667 (30 x 9 x 6,24)
T = 3195 Nm
T = 2808 Nm
ƩT (Nm)
10− 60
δT (Nm)
ƩT = Ta + Ti
δT = |Ta – Ti|
ƩT = 3195 + 2808
δT = |3195 + 2808 |
ƩT = 6003 Nm
δT = 387 Nm
α (°) α = tan -1 α = tan -1
2δT ƩT 2 x (387) 6003
α = 7,346°
12
No.
1 2 3 4
P resset (bar)
Nama Praktikan (Nama Pendata)
Adha Nurapriyan Annisa Sekarayu Permanajati Delia Saphira Ananda Dian Riyani
Rata-rata sudut gelincir =
20 40 60 64
Tekanan (bar)
Debit (l/m)
Δpa Δpi Qa 14 14 6
30 30 30
1,627+7,682+3,746+7,346 4
30 30 30
Waktu (sekon)
Qi 6
ta 11,78
9 9 9
7,28 6,94 7,1
9 9 9
Putaran (rpm)
ti na 11,45 61,1205 6,36 98,9011 6,5 103,746 6,24 101,408
Torsi (Nm)
ni
Ta
δT (Nm)
ƩT (Nm)
α(°)
Ti
62,8821 1649,2 1603 113,208 3276 2862 110,769 3123 2925 115,385 3195 2808
46,2 3252,2 414 6138 198 6048 387 6003
1,627 7,682 3,746 7,346
= 5,10025°
B. Grafik
Grafik hubungan Perbedaan Tekanan terhadap debit
Grafik Perbedaan Tekanan terhadap Debit 10 ) n i m / l ( t i b e D
Putaran ke Kanan
8 6
Putaran ke Kiri
4 Linear (Putaran ke Kanan)
2 0 0
10
20 ΔP
30
Linear (Putaran ke Kiri)
40
(bar)
13
Grafik hubungan Perbedaan Tekanan terhadap Torsi
Grafik Perbedaan Tekanan terhadap Torsi 3500 Putaran ke Kanan
3000
) m N ( i 2500 s r o T
Putaran ke Kiri
2000
Linear (Putaran ke Kanan)
1500
Linear (Putaran ke Kiri) 0
10
20 ΔP
30
40
(bar)
C. Analisa
Dari praktikum yang kami lakukan, kami mengambil data dengan tekanan resset dimulai dari 20 bar sampai 64 bar. Didapatkan hasil pembacaan data pressure gauge dari putaran searah jarum jam dengan yang berlawanan arah jarum jam bahwa perbedaan tekanannya
Grafik hubungan Perbedaan Tekanan terhadap Torsi
Grafik Perbedaan Tekanan terhadap Torsi 3500 Putaran ke Kanan
3000
) m N ( i 2500 s r o T
Putaran ke Kiri
2000
Linear (Putaran ke Kanan)
1500
Linear (Putaran ke Kiri) 0
10
20 ΔP
30
40
(bar)
C. Analisa
Dari praktikum yang kami lakukan, kami mengambil data dengan tekanan resset dimulai dari 20 bar sampai 64 bar. Didapatkan hasil pembacaan data pressure gauge dari putaran searah jarum jam dengan yang berlawanan arah jarum jam bahwa perbedaan tekanannya sama, pembacaan data flowmeter juga sama. Namun data yang kami dapatkan pada tekanan resset 40-64 bar, pressure gauge dan flowmeter terbaca angka yang konstan, hal tersebut dikarenakan tekanan fluida yang diperlukan di dalam aktuator semakin besar. Waktu yang diperlukan aktuator untuk berputar sebanyak 12 kali putaran dengan tekanan resset yang meningkat mengalami pengurangan. Dari grafik yang ditampilkan dapat dianalisa bahwa perbedaan tekanan berbanding lurus dengan debit dan torsi .
14
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. Besar sudut gelincir rata-rata pada praktikum yang dilakukan adalah 5,1°.
15
