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.