Post on 15-Jan-2016
description
BAB I
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Sistem Hidrolik sebetulnya sudah banyak dikenal di masyarakat dan tidak
sedikit kita menemukan alat tersebut. System hidrolik mempunyai fungsi yang
sangat berperan penting bagi masyarakat terutama bagi mereka yang memiliki
kendaraan berat, karena apabila mereka menggunakan system Hidrolik akan
terasa mudah dalam melakukan pekerjaannya. Selain itu juga system Hidrolik
banyak digunakan di tempat-tempat pencucian mobil yaitu untuk mengangkat
beban yang berat. Maka dari itu kami selaku penulis merasa termotivasi untuk
membahas materi itu, selain itu juga sebagai tugas kelompok kami.
B. Tujuan Percobaan
1. Mahasiswa mengetahui prinsip kerja pompa air.
2. Mahasiswa mengetahui dan bisa menerapkan aplikasi dari pompa hidrolik
dalam kehidupan sehari-hari.
2.4. Landasan Teori
Pompa hidrolik merupakan komponen dari sistem hidrolik yang
membuat oli mengalir atau pompa hidrolik sebagai sumber tenaga yang
mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga hidrolik. Pompa hidrolik
menggunakan energi kinetik dari cairan yang dipompakan pada suatu
kolom dan energi tersebut diberikan pukulan yang tiba-tiba menjadi energi
yang berbentuk lain (energi tekan). Pompa ini berfungsi untuk mentransfer
energi mekanik menjadi energi hidrolik. Pompa hidraulik bekerja dengan
cara menghisap oli dari tangki hidraulik dan mendorongnya kedalam sistem
hidraulik dalam bentuk aliran (flow). Aliran ini yang dimanfaatkan dengan
cara merubahnya menjadi tekanan. Tekanan dihasilkan dengan cara
menghambat aliran oli dalam sistem hidraulik. Hambatan ini dapat
disebabkan oleh orifice, silinder, motor hidraulik, dan aktuator. Pompa
hidraulik yang biasa digunakan ada dua macam yaitu positive dan
nonpositive displacement pump (Aziz, 2009). Ada dua macam peralatan
yang biasanya digunakan dalam merubah energi hidraulik menjadi energi
mekanik yaitu motor hidraulik dan aktuator. Motor hidraulik mentransfer
energi hidraulik menjadi energi mekanik dengan cara memanfaatkan aliran
oli dalam sistem merubahnya menjadi energi putaran yang dimanfaatkan
untuk menggerakan roda, transmisi, pompa dan lain-lain.
2.4.1. Sistem hidrolik
Sistem hidrolik adalah teknologi yang memanfaatkan zat cair,
biasanya oli, untuk melakukan suatu gerakan segaris atau putaran. Sistem
ini bekerja berdasarkan prinsip Pascal, yaitu jika suatu zat cair dikenakan
tekanan, tekanan itu akan merambat ke segala arah dengan tidak
bertambah atau berkurang kekuatannya. Prinsip dalam rangkaian hidraulik
adalah menggunakan fluida kerja berupa zat cair yang dipindahkan
dengan pompa hidraulik untuk menjalankan suatu sistem tertentu
(Anonim, 2009).
2.4.2. Macam – macam pompa hidrolik
1. Pompa sirip burung
Pompa ini bergerak terdiri dari dari banyak sirip yang dapat flexible
bergerak di dalam rumah pompanya. Bila volume pada ruang pompa
membesar, maka akan mengalami penurunan tekanan, oli hidrolik akan
terhisap masuk, kemudian diteruskan ke ruang kompressi. Oli yang bertekanan
akan dialirkan ke sistim hidrolik.
2. Pompa torak aksial
Pompa hidrolik ini akan mengisap oli melalui pengisapan yang dilakukan
oleh piston yang digerakkan oleh poros rotasi. Gerak putar dari poros pompa
diubah menjadi gerakan torak translasi, kemudian terjadi langkah hisap dan
kompressi secara bergantian. Sehingga aliran oli hidrolik menjadi kontinyu.
3. Pompa torak radial
Pompa ini berupa piston-piston yang dipasang secara radial, bila rotor
berputar secara eksentrik, maka piston2 pada stator akan mengisap dan
mengkompressi secara bergantian. Gerakan torak ini akan berlangsung terus
menerus, sehingga menghasilkan alira oli / fluida yang kontinyu.
4. Pompa sekrup
Pompa ini memiliki dua rotor yang saling berpasangan atau
bertautan (engage), yang satu mempunyai bentuk cekung, sedangkan lainnya
berbentuk cembung, sehingga dapat memindahkan fluida oli secara aksial ke
sisi lainnya. Kedua rotor itu identik dengan sepasang roda gigi helix yang saling
bertautan.
2.4.3. Sifat cairan hidrolik
Cairan hidrolik yang digunakan pada sistem hidrolik harus memiliki ciri-
ciri atau watak (propertiy) yang sesuai dengan kebutuhan. Property cairan
hidrolik merupakan hal-hal yang dimiliki oleh cairan hidrolik tersebut sehingga
cairan hidrolik tersebut dapat melaksanakan tugas atau fungsingnya dengan
baik.
1. Demulsibility (Water separable)
Yang dimaksud dengan de-mulsibility adalah kemampuan cairan
hidrolik, karena air akan mengakibatkan terjadinya korosi bila berhubungan
dengan logam.
2. Minimal compressibility
Secara teoritis cairan adalah uncomprtessible (tidak dapat dikempa).
Tetapi kenyataannya cairan hidrolik dapat dikempa sampai dengan 0,5 %
volume untuk setiap penekanan 80 bar oleh karena itu dipersyaratkan bahwa
cairan hidrolik agar seminimal mungkin dapat dipompa.
2.5. Komponen utama pompa hidrolik
System hidrolik ini didukung oleh tiga unit komponen utama, yaitu:
1. Unit Tenaga, berfungsi sebagai sumber tenaga dengan liquid minyak
hidrolik. Pada sistem ini, unit tenaga terdiri atas:
1) Penggerak mula yang berupa motor listrik atau motor bakar.
2) Pompa hidrolik, putaran dari poros penggerak mula memutar pompa
hidrolik sehingga pompa hidrolik bekerja.
3) Tangki hidrolik, berfungsi sebagai wadah atau penampang cairan
hidrolik.
4) Kelengkapan (accessories), seperti : pressure gauge, gelas penduga,
relief valve.
2. Unit Penggerak (Actuator), berfungsi untuk mengubah tenaga fluida
menjadi tenaga mekanik. Hidrolik actuator dapat dibedakan menjadi dua
macam yaitu penggerak lurus (linier Actuator) : silinder hidrolik dan
penggerak putar : motor hidrolik, rotary actuator.
3. Unit Pengatur, berfungsi sebagai pengatur gerak sistem hidrolik.
Unit ini biasanya diwujudkan dalam bentuk katup atau valve yang macam-
macamnya akan dibahas berikut ini.
1. Katup Pengarah (Directional Control Valve = DCV)
Katup (Valve) adalah suatu alat yang menerima perintah dari luar
untuk melepas, menghentikan atau mengarahkan fluida yang melalui
katup tersebut. Contoh jenis katup pengarah: Katup 4/3 Penggerak lever,
Katup pengarah dengan piring putar, katup dengan pegas bias.
2. Macam-macam Katup Pengarah Khusus
1. Check Valve adalah katup satu arah, berfungsi sebagai pengarah
aliran dan juga sebagai pressure control (pengontrol tekanan)
2. Pilot Operated Check Valve, Katup ini dirancang untuk aliran
cairan hidrolik yang dapat mengalir bebas pada satu arah dan
menutup pada arah lawannya, kecuali ada tekanan cairan yang
dapat membukanya.
3. Katup Pengatur Tekanan, Tekanan cairan hidrolik diatur untuk
berbagai tujuan misalnya untuk membatasi tekanan operasional
dalam sistem hidrolik, untuk mengatur tekanan agar penggerak
hidrolik dapat bekerja secara berurutan, untuk mengurangi
tekanan yang mengalir dalam saluran tertentu menjadi kecil.
3. Macam-macam Katup pengatur tekanan adalah:
1) Relief Valve, digunakan untuk mengatur tekanan yang bekerja pada
sistem dan juga mencegah terjadinya beban lebih atau tekanan
yang melebihi kemampuan rangkaian hidrolik.
2) Sequence Valve, berfungsi untuk mengatur tekanan untuk
mengurutkan pekerjaan yaitu menggerakkan silinder hidrolik yang
satu kemudian baru yang lain.
3) Pressure reducing valve, berfungsi untuk menurunkan tekanan
fluida yang mengalir pada saluran kerja karena penggerak yang
akan menerimanya didesain dengan tekanan yang lebih rendah.
4) Flow Control Valve, katup ini digunakan untuk mengatur volume
aliran yang berarti mengatur kecepatan gerak actuator (piston).
4. Fungsi katup ini adalah sebagai berikut:
1) Untuk membatasi kecepatan maksimum gerakan piston atau motor
hidrolik.
2) Untuk membatasi daya yang bekerja pada sistem.
3) Untuk menyeimbangkan aliran yang mengalir pada cabang-cabang
rangkaian.
5. Macam-macam dari Flow Control Valve :
1) Fixed flow control yaitu: apabila pengaturan aliran tidak dapat
berubah-ubah yaitu melalui fixed orifice.
2) Variable flow control yaitu apabila pengaturan aliran dapat
berubah-ubah sesuai dengan keperluan.
3) Flow control yang dilengkapi dengan check valve.
4) Flow control yang dilengkapi dengan relief valve guna
menyeimbangkan tekanan
2.5.1. Klasifikasi pompa
1. Non Positive Displacement pump : mempunyai penyekat antara lubang
masuk/inlet port dan lubang keluar/out port, sehingga cairan dapat mengalir di
dalam pompa apabila ada tekanan.
Contoh : Pompa air termasuk disebut juga tipe non positive diplasement.
2. Positive diplacement pump : Memiliki lubang masuk/inlet port dan
lubang keluar/outlet port yang di sekat di dalam pompa. Sehingga pompa jenis
ini dapat bekerja dengan tekanan yang sangat tinggi dan harus di proteksi
terhadap tekanan yang berlebihan dengan menggunakan pressure relief valve.
Contoh : Pompa hidrolik alat-alat berat.
3. Fixed displacement pump : mempunyai sebuah ruang pompa dengan
volume tetap (fixed volume pumping chamber) Out putnya hanya bisa diubah
dengan cara merubah kecepatan kerja (drive speed ).
4. Variable displacement pump : mempunyai ruang pompa dengan volume
bervariasi, outputnya dapat diubah dengan cara merubah displacement atau
drive speed, fixed displacement pump maupun variable pump dipakai pada alat-
alat pemindah tanah.
BAB III
METODE PERCOBAAN
A. Waktu dan Tempat
Praktikum percobaan Hidrostatika dilakukan pada hari Sabtu, tanggal 11
April 2015, berlangsung dari pukul 08.00 WITA sampai selesai di Laboratorium
Workshop Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lambung
Mangkurat Banjarbaru.
B. Alat Dan Bahan
NAMA ALAT/BAHAN JUMLAH
Dasar statif 2
Klem Bosshead 2
Batang statif pendek 2
Batang statif panjang 2
Selang 1
Gelas Beaker 1
Gelas tiga arah 2
Bak plastik 1
Labu erlenmeyer 1
Kelereng 2
siring 1
Klem universal 1
Sumbat karet kecil lubang 1
Sumbat karet kecil tertutup 1
Air 500 ml
C. Prosedur Percobaan
1. Siapkan alat/bahan yang digunakan.
2. Rangkai dasar statif, batang statif pendek dan panjang, klem bosshead
dan klem universal serta siring 50 mL.
3. Sambungkan ujung-ujung selang ke pipa gelas tiga arah. Kemudian
masukkan bala gelas (kelereng) ke masing-masing gellas tiga arah.
Tutupkan rapat-rapat sumbat karet 1 lubang dan sumbat karet tanpa
lubang pada gelas tiga arah.
4. Jepitkan gelas tiga arah pada klem universal dan hubungkan rapat-rapat
sumbat karet satu lubang pada ujung siring sehingga terbentuk
rangkaian.
5. Letakkan bak plastik dalam keadaan terbalik. Letakkan gelas beaker di
samping bak plastik. Tuangkan air ± 200 mL ke dalam gelas beaker dan
atur (bila perlu geser klem bosshead ke atas/bawah).
Langkah kerja Percobaan
1. Tarik penghisap siring arah ke atas amati arah gerak kelereng [1] dan
[2] dan arah aliran air dalam selang [a]. catat hasil pengamatan
kedalam tabel.
2. Tekanlah penghisap siring dan amati arah gerak air di sepanjang
selang [a]. amati pula arah gerak bola kelereng [1] dan [2].
3. Ulangi langkah 1 dan 2 beberapa kali untuk memastikan arah gerak
kelereng [1] dan [2] arah gerak air dalam selang [a] dan [b].
4. Kemasi semua alat bahan yang telah dipakai dan diskusikan seluruh
isian tabel.
BAB IV
PEMBAHASAN
A. Data Hasil Pengamatan
Tabel Pengamatan Percobaan 1
Arah gerakan (saat ditarik)
Penghisap
Siring
Bola
kelereng (1)
Bola
kelereng (2)
Air
dalam
pipa
Diam
Keatas
Kebawah
Arah gerakan (saat didorong)
Penghisap
Siring
Bola
kelereng (1)
Bola
kelereng (2)
Air
dalam
pipa
Diam
Keatas
Kebawah
Tabel Pengamatan Percobaan 2
Arah gerakan (saat ditarik)
Penghisap
Siring
Bola
kelereng (1)
Bola
kelereng (2)
Air
dalam
pipa
Diam
Keatas
Kebawah
Arah gerakan (saat didorong)
Penghisap
Siring
Bola
kelereng (1)
Bola
kelereng (2)
Air
dalam
pipa
Diam
Keatas
Kebawah
Tabel Pengamatan Percobaan 3
Arah gerakan (saat ditarik)
Penghisap
Siring
Bola
kelereng (1)
Bola
kelereng (2)
Air
dalam
pipa
Diam
Keatas
Kebawah
Arah gerakan (saat didorong)
Penghisap
Siring
Bola
kelereng (1)
Bola
kelereng (2)
Air
dalam
pipa
Diam
Keatas
Kebawah
B. Pembahasan
Pada percobaan hidrostatika, yang dapat saya amati ketika penghisap
siring ditarik ke atas, bola kelereng ke-1 yang diletakkan di gelas tiga arah dalam
keadaan diam begitu pula pada bola kelereng yang diletakkan di gelas tiga arah
yang ke-2, sedangkan air di dalam pipa terhisap dan naik ke atas. Kedua bola
kelereng tersebut diam karena hisapan yang dilakukan menggunakan siring tidak
terlalu kuat. Ketika penghisap siring di dorong, bola kelereng di dalam gelas tiga
arah ke-1 diam, tetapi bola kelereng di dalam gelas tiga arah ke-2 bergerak ke
atas, ini di aikibatkan karena bola kelereng di dalam gelas tiga arah berada tepat
di bawah siring tersebut, jadi bola kelereng tertekan ke bawah dan pada akhirnya
diam, sedangkan bola kelereng yang ada di gelas tiga arah ke-2 posisinya
berada di atas pipa, jadi kelereng bergerak ke atas, Sedangkan air di dalam pipa
bergerak ke bawah karena mendapat tekanan.
Percobaan tersebut kami ulang kembali, ternyata kami mendapatkan hasil
yang berbeda. Ketika penghisap siring ditarik bola kelereng pada gelas tiga arah
ke-1 tetap dalam keadaan diam, sedangkan bola kelereng dalam gelas tiga arah
ke-2 bergerak ke atas, ini tidak sesuai dengan percobaan kami yang pertama
tadi, untuk air dalam pipa sama seperti percobaan yang pertama yaitu air
bergerak ke atas.
Percobaan tersebut kami ulang satu kali lagi untuk memastikan arah
gerak bola kelereng dalam gelas tiga arah [1] dan [2]. Ternyata yang kami amati
mendapatkan hasil yang berbeda dari percobaan [1] dan [2]. Ketika penghisap
siring ditarik kelereng [1] bergerak naik ke atas dan kelereng [2] diam, sedangkan
air dalam pipa naik ke atas. Dalam percobaan ke tiga penghisap siring
mendapatkan tarikan yang kuat sehingga bola kelereng dapat terhisap dan
bergerak ke atas, sedangkan pada bola kelereng [2] diam, mungkin karena bola
kelereng [2] tidak mendapat tekanan. Kemudian ketika penghisap siring di
dorong, bola kelereng [1] tidak bergerak/diam,itu karena bola kelereng [1]
mendapat tekanan dari siring, sedangkan bola kelereng [2] bergerak ke atas, itu
karena lubang pada gelas tiga arah tersumbat oleh kelereng [1], jadi udara
berpindah dan menuju ke lubang gelas tiga arah yang terdapat bola kelereng [2],
jadi bola kelereng [2] bergerak naik. Sedangkan air di dalam pipa turun kebawah
karena mendapat tekanan dari siring.
Ketika selang dalam keadaan kosong (tanpa air), ketika siring penghisap
di tarik, bola kelereng yang berada di dalam gelas tiga arah [1] dan [2] tidak akan
bergerak, sedangkan air yang berada di dalam gelas beaker hanya mampu
terhisaap sedikit saja (terhisapnya tidak sampai masuk ke dalam siring
penghisap) lalu apabila penghisap siring di dorong, bola kelereng [2] akan
bergerak karena lubang gelas tiga arah [1] tersumbat oleh bola kelereng [1], jadi
otomatis tekanan akan berpindah ke lubang gelas tiga arah [2] dan
mengakibatkan bola kelereng [2] begerak. Jadi, selang harus di isi air terlebih
dahulu agar selang tersebut tidak masuk angina. Contoh lain, apabila kita ingin
menyedot air di dalam sumur dengan menggunakan pompa air yang masih
dalam keadaan baru, kita harus mengisi pipa-pipa nya dengan air terlebih dahulu
agar air di dalam sumur bisa tersedot. Jika pipa tersebut tidak di isi air maka
pompa tersebut tidak akan bisa menyedot air, karena pipa tersebut masih berisi
udara.
Prinsip dasar dari hidrolik adalah sifat fluida cair yang sangat sederhana
dan sifat zat cair tidak mempunyai bentuk tetap. Tetapi selalu menyesuaikan
bentuk yang ditempatinya. Karena sifat cairan yang selalu menyesuaikan bentuk
yang ditempatinya, sehingga akan mengalir keberbagai arah dan dapat melewati
dalam berbagai ukuran dan bentuk, sehingga fluida cair tersebut dapat
mentransferkan tenaga dan gaya. Dengan kata lain system hidrolik adalah
system pemindahan dan pengontrolan gaya dan gerakan dengan fluida cair.
Bunyi hukum pascal adalah sebagai berikut : “Tekanan yang diberikan pada
suatu zat cair didalam suatu wadah,akan diteruskan kesegala arah dan sama
besar”.
Hukum Utama Hidrostatis menyatakan bahwa “semua titik yang berada
pada bidang datar yang sama dalam fluida homogen, memiliki tekanan total yang
sama”. Jadi, walaupun bentuk penampang tabung berbeda, besarnya tekanan
total di titik A, B, C, dan D adalah sama.
BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Apabila selang tidak di isi air maka air yang ada di alam gelas tidak dapat
tersedot dengan baik.
2. Hukum utama hidrostatis berbunyi “semua titik yang berada pada bidang
datar yang sama dalam fluida homogeny, memiliki tekanan total yang
sama”.
3. Bunyi hukum Pascal : “Tekanan yang diberikan pada suatu zat cair
didalam suatu wadah,akan diteruskan kesegala arah dan sama besar”.
B. Saran
Alat peraga praktikum fisika ini (hidrolik) cukup bagus untuk
menambah pemahaman mahasiswa untuk menjelaskan konsep hukum
pascal secara kualitatif, tapi alat ini masih ada kekurangannya yaitu tidak
bisa menjelaskan konsep tekanan secara kuantitatif yaitu dengan
menerapkan rumus-rumus tekanan. Diharapkan kedepannya untuk
membuat pengembangan lagi mengenai alat ini yaitu dapat menjelaskan
konsep hukum pascal baik secara kualitatif maupun secara kuantitatif.