HIDROLIK

HIDROLIK

Pengertian hidrolika

Hidrolika adalah ilmu yang menyangkut berbagai gerak dan keadaan kesetimbangan zat cair dan pemanfaatannya untuk melakukan suatu kerja. Merupakan cabang dari ilmu fisika yang meneliti arus zat cair melalui pipa-pipa dan pembuluh-pembuluh yang tertutup dalam pengaruh berbagai gaya luar (hidrostatika) dan di bawah hukum-hukum arusnya sendiri (hidrodinamika).

Hidrostatika memiliki prinsip bahwa dalam suatu fluida yang berada dalam keadaan tidak bergerak, tekanan pada titik manapun akan sama besar. Tekanan hanya tergantung pada kerapatan fluida tersebut dan ketinggian.

Berdasarkan kemampuan fluida untuk pengalih energi secara hidrostatik, fluida dapat dimanfaatkan untuk :

1. Pompa hidrolik2. Kopling hidrostatik.

3. Silinder dan piston.

Keuntungan penggunaan sistem hidrolik adalah :1. Memiliki kemampuan untuk memindahkan gaya-gaya yang besar, karena dapat melipatgandakan gaya dengan sangat besar.2. Komponen yang digunakan pada sistem hidrolik relatif sederhana, kompak sehingga hanya menggunakan ruang yang relatif kecil.

3. Relatif tidak membutuhkan pemeliharaan (maintenance free).

4. Karena tidak menghasilkan energi kinetik yang besar maka sistem hidrolik dapat bereaksi dengan cepat terhadap perubahan arah gerakan.

5. Pengaturan sistem hidrolik untuk gerak lurus atau rotasi dapat dilakukan tanpa tahap (stepless) walau dalam keadaan berbeban.

6. Kemudahan kontrol oleh sirkuit listrik dan elektronika.

7. Tidak menghasilkan goncangan atau getaran yang besar sehingga relatif lebih stabil untuk pekerjaan-pekerjaan presisi (ketelitian tinggi) karena menggunakan fluida yang elastis.

8. Pemindahan tenaga lebih mudah karena hose/pipa dapat dibentuk atau ditekuk dengan bentuk apapun untuk melintasi jalur-jalur sulit yang tidak mungkin ditempuh oleh sistem mekanik.

9. Memiliki pengaman beban berlebih yang responsif yang dapat digunakan berulang (reusable).

10. Bekerja pada suhu yang relatif rendah dan tidak menimbulkan panas, sehingga aman.

Kelemahan sistem hidrolik :1. Oli yang digunakan peka terhadap suhu dan tekanan yang dapat memperpendek usia pakai oli yang bersangkutan.2. Kerugian tenaga lebih besar yang diakibatkan oleh gesekan, diameter pipa yang kecil, tikungan dan gravitasi.

3. Membutuhkan perapatan yang baik agar tidak kehilangan tenaga akibat kebocoran internal.

4. Kebocoran yang terjadi dapat mencemarkan produk-produk olahan yang menggunakan sistem hidrolik tersebut.

5. Komponen-komponen sistem hidrolik harus dibuat dengan presisi tinggi.

Hidraulik ; PADA peralatan alat berat hidraulik sangat mutlak digunakan . efektifitas kerja di alat berat sangat ditunjang dengan adanya sistem hidraulik .

SIFAT-SIFAT OLI HIDROLIK

Oli hidrolik harus mampu melumasi komponen hidrolik dimana ia bekerjaOli hidrolik harus tahan terhadap temperatur rendah tanpa harus membeku.

Oli hidrolik harus tahan temperatur tinggi tanpa mengalami perubahan kekentalannya.Oli hidrolik harus dapat bertahan tanpa mengalami perubahan kualitas akibat gangguan kontaminant seperti oksigen (anti oksidasi)

Oli hidrolik harus mampu mencegah kotoran/endapan atau deposit menempel pada komponen hidrolik (piston,silinder, valve dll) Olli hidrolik tidak boleh merusak material komponen-komponen hidrolik tempat ia bekerja.

Oli hidrolik tidak boleh menimbulkan busa atau gelembung udara selam bekerja pada tekanan dan getaran yang tinggi, agar tidak terjadi kavitasi dan penurunan kualitas karena oksidasi. Oli hidrolik harus dapat membersihkan komponen yang dilaluinya dari kotoran dan mengikatnya agar tidak kembali menempel pada komponen lain.

Oli hidrolik tidak boleh mudah menyala akibat suhu yang tinggi selama bekerja.

KONSEP-KONSEP DALAM HIDROLIK

Berat adalah gaya

Besarnya gaya yang dihasilkan oleh suatu benda dengan massa 1 kg adalah 10 Newton , yang diperoleh dari :

F = m x g = 1 kg x 10 m/detik2 = 10 kg.m/detik2 = 10 N

Dimana :

F = gaya yang dihasilkan

m = massa benda

g = percepatan gravitasi bumi ( 10 m/detik2)

Usaha ( work ) adalah besarnya gaya yang dikeluarkan (F= N) untuk memindahkan benda untuk menempuh jarak tertentu (s= m). Pada gambar di samping, seseorang menarik tali hingga benda terangkat sejauh 1 m. Bila ia mengeluarkan gaya sebesar 1 N, maka usaha (work) yang ia lakukan adalah :W = F x s = 1 N x 1 m = 1 N.m. = 1 jouleDaya (power) adalah besarnya usaha yang dilakukan (W=joule) tiap satu satuan waktu (t = detik). Bila orang tersebut menarik tali selama 1 detik dengan kecepatan konstan, maka ia telah mengeluarkan daya (power) sebesar :P = W : t = 1 joule : 1 detik = 1 joule/detik = 1 Watt

Bila orang tersebut menarik tali hingga benda terangkat 1 meter dalam waktu yang lebih singkat, misalnya 0,5 detik, maka ia telah mengeluarkan daya sebesar :

P = W : t = ( F x s ) : t = 1 joule : 0,5 Detik = 2 joule/detik = 2 Watt

Zat cair tidak dapat dimampatkan (incompressible). Zat cair yang mendapat mendapat tekanan di dalam wadah akan tetap mempertahankan volumenya. Bila penekanan diteruskan, salah satu bagian dari wadah harus ditembus oleh zat cair tersebut ( bagian dari wadah yang terlemah ).

Bila suatu gaya diberikan pada zat cair melalui sumbat, maka gaya tersebut menimbulkan tekanan di dalam zat cair, yang besarnya sama di semua bagian.

Pressure didistribusikan oleh oli ke segala arah dengan sama besar (hukum pascal).

Tekanan didefinisikan sebagai besarnya gaya yang harus ditanggung oleh tiap-tiap satu satuan luas bidang kerja. Sebuah gaya (gaya resultan) bekerja pada suatu bidang. Bila diuraikan, gaya resultan tersebut dapat menjadi gaya-gaya yang lebih kecil yang dan banyak dan tersebar merata di seluruh permukaan bidang. Tiap-tiap petak bidang tersebut akan menangggung gaya yang besarnya sama dengan besarnya gaya resultan dibagi banyaknya petakan.

Satuan tekanan adalah kgf/cm2, lbf/ft2, Bar, Atm, mmHg, psi, N/m2.

123

Pada gambar 1, gaya diibaratkan 4 buah karung yang sedang diangkut oleh orang-orang. Pada gambar kiri, hanya 2 orang yang bertugas mengangkatnya. Maka seolah-olah masing-masing orang menanggung 2 berat buah karung.

Pada gambar 2, tiga orang bertugas sehingga berat yang harus ditanggung oleh tiap orang adalah 1,3 karung.Dan pada gambar 3, empat orang yang bertugas sehingga tiap-tiap orang hanya menanggung 1 karung. Dapat disimpulkan bahwa makin banyak orang yang menanggung beban, makin kecil beban yang harus ditanggung tiap-tiap orangnya. Disini jumlah orang mengibaratkan luas penampang dan beban tiap-tiap orang adalah tekanan.

Pengukur tekanan (Pressure gauge)

Pressure gauge berguna untuk mengukur tekanan (pressure) pada suatu titik di sistem hidrolik. Pressure gauge konvesional yang banyak digunakan adalah pressure gauge tipe Bourdon.Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut :Bila nipple dihubungkan dengan suatu saluran oli hidrolik, maka sebagian oli akan mengalir masuk ke dalam pipa bourdon yang berbentuk kurva. Pipa bourdon ini terbuat dari bahan logam yang lentur. Pressure oli akan berusaha meluruskan pipa bourdon yang bengkok ini. Makin besar pressure oli, makin besar simpangan yang dibentuk oleh pipa ini. Simpangan tersebut digunakan untuk memutar sector gear dan gear. Karena gear terhubung dengan jarum, maka jarum akan ikut berputar. Karakteristik kelenturan dari pipa bourdon ini menentukan skala pembacaan pada display, yang telah dikalibrasi terlebih dahulu. Makin lentur pipa bourdon, makin kecil/ rendah skala pembacaan pressure gauge, dan begitu sebaliknya.

KesetimbanganPada gambar di samping, sebuah benda dengan bobot 1 kgf diletakkan di atas piston dengan luas penampang A, yaitu 1 cm2. Dan pada sisi yang lain diletakkan dua buah benda dengan bobot total 2 kgf diatas piston dengan luas penampang B, yaitu 2 cm2. pada sisi sebelah kiri, gaya yang dihasilkan benda pada piston A menyebabkan timbulnya tekanan (pressure) di dalam oli sebesar 1kgf/cm2. tekanan tersebut akan sama di bagian manapun di dalam bejana. Tekanan sebesar 1kgf/cm2 tersebut kemudian mendorong piston B hingga menghasilkan gaya F = p x A , atau 1 kgf/cm2 x 2 cm2 dan didapat 2 kgf. Gaya yang dihasilkan itu kemudian akan menahan beban yang bekerja pada piston B yang besarnya 2 kgf hingga setimbang.

Besar tekanan yang terbangkit

Besarnya tekanan yang terbangkit pada oli adalah tergantung dari besarnya beban yang diterima oleh piston, dan harga tekanan tersebut ditunjukkan oleh pengukur tekanan (pressure gauge). Bila beban nol, maka tekanan yang terbangkitpun akan mendekati nol. Makin besar beban atau gaya yang harus dilawan oleh piston, makin tinggi tekanan oli di dalam sistem.

123

Pada gambar 1, beban yang harus diangkat oleh piston hanya 1 kgf. Bila luas penampang piston 1 cm2, maka terbangkit tekanan dalam oli sebesar 1kgf/cm2. Tekanan ini terbaca rendah paa pressure gauge.

Pada gambar 2, beban ditambah menjadi 2 kgf. Maka tekanan yang etrbangkit di dalam oli adalah 2 kgf/cm2. pembacaan pressure gauge meningkat.

Pad gambar 3, beban ditambah lagi hingga 3 kgf. Tekanan yang terbangkit dalam oli meningkat hingga 3 kgf/cm2

Ingin lihat animasinya? klik hukum Pascal

Pada contoh di samping, gaya yang harus diangkat oleh piston sebesar 360.000 kgf. Tekanan oli di dalam sistem terbaca 20 kgf/cm2. berapa luas penampang piston yang dibutuhkan agar beban terangkat ?

A = F : p = 360.000 kgf : 20 kgf/cm2 = 18.000 cm2.

Berikut ini adalah suatu percobaan dimana terdapat tiga buah piston ukuran 1 cm2 yang dihubungkan secara paralel dan mendapat pasokan dari sebuah pompa yang sama. Ketiga piston tersebut diberi beban yang berbeda dimana piston B mendapat beban teringan (misalnya : 1 kgf ), piston A (2 kgf ) dan piston C ( 3 kgf ) mendapat beban terberat. Saat pompa mulai bekerja; karena adalah beban di ketiga piston, tekanan mulai terbangkit ( pressure build-up). Ketika pressure mencapai 1 kgf/cm2, piston B akan mulai terangkat, karena dengan pressure sebesar itu sudah cukup untuk mengangkat beban di atas piston B. Saat ini piston A dan C belum bergerak. Pressure akan tetap selama piston B bergerak, dan kembali meningkat ketika piston B mencapai akhir langkahnya. Ketika pressure mencapai 2kgfcm2, piston A akan terangkat hingga akhir langkahnya, dan pressure kembali meningkat hingga piston C terangkat saat pressure mencapai 3 kgf/cm2.

Hydrostatic ParadoxBila empat buah bejana dengan luang penampang yang berbeda, dihubungkan bagian bawahnya satu dengan lain dan kemudian diisi oleh oli, maka ketinggian dari keempat adalah sama.

Hal ini disebabkan berat udara yang menimbulkan tekanan udara bekerja di setiap penampang. Berat udara yang langsung bekerja di atas permukaan oli, luas penampangnya sama dengan luas penampang bejana. Karena udara memiliki berat jenis yang sama di keempat lubang bejana, maka berat udara efektif akan proporsional tergantung luas penampang, dengan asumsi, ketinggian kolom udara adalah sama.

Perbedaan pressure

Pada percobaan di atas dibuat tiga buah lubang yang sama besar pada dinding suatu wadah. Kemudian ketiganya dibuka sehingga air mengalir dari ketiga lubang. Ternyata lubang A menghasilkan pancaran air yang paling jauh, disusul lubang B dan lubang C.

Dapat disimpulkan bahwa pada titik A, oli mengalami pembebanan yang disebabkan bobot dari oli di bagian atasnya, dan tekanan udara atmosfer. Kolom oli yang membebani oli di titik A paling banyak. Gaya berat tersebut mengakibatkan timbulnya tekanan terbesar pada oli di A. Pada percobaan di atas, tiga buah pressure gauge (pengukur tekanan) dipasangkan secara seri pada sebatang pipa yang dihubungkan dengan wadah yang di dalamnya terdapat oli yang diberi tekanan.

Ternyata pressure yang terbangkit di daerah terjauh dengan lubang pengeluaran (A) adalah paling besar, disusul oleh pressure di B dan C.

Hal ini disebabkan oli di titik A mendapat tahanan atau hambatan terbesar untuk mengalir keluar oleh sejumlah oli yang ada di depannya, sehingga menimbulkan pressure terbesar. Makin dekat pressure gauge dipasangkan dengan lubang pengeluaran, makin kecil pressure yang terbaca.

Pressure yang sama akan menghasilkan gaya yang berbeda pada penampang yang berbeda

Pada percobaan di atas, dua buah piston diberi beban yang sama yaitu 10 kgf. Luas penampang piston sebelah kiri dan kanan adalah sama, yaitu 10 cm2. tekanan oli yang terbangkit di kedua silinder adalah sama, yaitu p = F : A = 10 kgf : 10 cm2 = 1 kgf/cm2.

Oli dari masing-masing silinder akan menekan dua buah piston yang dipasang mendatar yang dipasang dengan rod yang sama namun berbeda luas penampang, pada sisi kiri luasnya 20 cm2 dan pada sisi kiri 5 cm2.Tekanan oli dari sisi kiri menghasilkan gaya dorong ke kanan pada piston kiri sebesar : F = p x A = 1 kgf/cm2 x 20 cm2 = 20 kgf. Sedangkan tekanan oli dari sisi kanan menghasilkan gaya dorong ke kiri pada piston kanan sebesar : F = p x A = 1 kgf/cm2 x 5 cm2 = 5 kgf.

Karena gaya dorong ke kanan lebih besar dari gaya dorong ke kiri, maka piston mendatar akan bergerak ke kanan.

Load Sensing

Percobaan di atas menjelaskan penginderaan beban (load sensing). Pada gambar 1, beban hanya 1 kgf di kedua sisi. Dengan luas penampang A1 dihasilkan tekanan sebesar 1kgf/cm2 di dalam oli dan terlihat dari pembacaan pressure gauge sebelah kiri. Pressure sebesar ini diubah kembali menjadi gaya pada piston A3 sebesar : F = 1 kgf/cm2 x 10 cm2 = 10 kgf, dan gaya ini ditambah gaya spring sebesar 2kgf, hingga menjadi 12 kgf, ke arah kanan.

Di sisi kanan, piston mendapat beban yang sama yaitu 1 kgf dan menghasilkan pressure yang sama pula. Pressure tersebut diubah kembali menjadi gaya pada piston A4 sebesar F= 1 kgf/cm2 x 11 cm2 = 11 kgf, ke arah kiri.

Karena gaya ke kanan lebih besar, maka piston tidak bergerak dan tetap diam. Pada gambar di atas, beban ditambah menjadi 2 kgf, menghasilkan pressure di sisi kiri sistem 2 kgf/cm2. Pressure ini kemudian diubah kembali menjadi gaya pada piston A3 sebesar : F = 2 kgf/cm2 x 10 cm2 = 20 kgf, ditambah dengan gaya spring 2 kgf, menjadi 22 kgf, ke arah kanan.

Di sisi kanan, beban yang sama menghasilkan pressure yang sama pula ( 2 kgf/cm2) dan diubah kembali menjadi gaya pada piston A4 sebesar: F = 2 kgf/cm2 x 11 cm2 = 22 kgf, ke arah kiri. Karena gaya ke arah kanan dan gaya ke arah kiri sama besar, piston horizontal akan tetap diam. Posisi kedua piston vertikal-pun masih tetap.

Load Sensing (2)Pada gambar di samping, beban ditambah menjadi 3 kgf, dan menghasilkan pressure sebesar 3 kgf/cm2. pressure tersebut kemudian diubah kembali menjadi gaya pada piston A3 sebesar 30 kgf, ditambah dengan gaya spring 2 kgf, menjadi 32 kgf, ke arah kanan.

Pada sisi kanan, dengan beban yang sama menghaslkan pressure yang sama, namun pressure tersebut diubah menjadi gaya pada piston A4 menghasilkan : F= 3 kgf/cm2 x 11 cm2 = 33 kgf, ke arah kiri.

Saat ini gaya ke kiri lebih besar dari gaya ke kanan pada piston horizontal, menyebabkan piston horizontal kemudian bergerak ke kiri dan membuka jalur kembali ke tangki bagi oli di silinder sebelah kanan, hingga piston kanan turun.

Gangguan pada aliran/flow oli

Oli mengalir dari pompa menuju peralatan hidrolik melalui medium-medium, seperti pipa, hose, sambungan, valve-valve dan lain-lain. di sepanjang lintasannya itu, terjadi gangguan-gangguan pada alirannya. Gangguan-gangguan tersebut menyebabkan diperlukannya energi yang relatif lebih besar untuk mengaktifkan sisem hidrolik, dan timbulnya panas. Gangguan ini disebut rugi-rugi, dan besarnya perbandingan energi efektif untuk melakukan kerja dibanding energi yang harus dikeluarkan disebut efisiensi.

Untuk memperkecil rugi-rugi dan meningkatkan efisiensi, diusahakan memperbesar sudut tikungan, melandaikan penyempitan dan memperpendek panjang pada lintasan oli, namun tetap harus diperhitungkan fleksibilitas lintasan, terutama terhadap getaran.

Hose dan sambungan (fitting)TABEL PEMILIHAN UKURAN HOSE

Hose dan pipa adalah konduktor fluida yang menghubungkan berbagai komponen hidrolik dan menghantarkan fluida ke seluruh sistem. Komponen tersebut harus mampu menahan pressure maksimum menurut perhitungan, juga kejutan-kejutan tekanan yang timbul selama operasi. Pemilihan konduktor dan elemen penyambung ( fitting) tergantung pada faktor-faktor :

1. Tekanan statis dan dinamis2. Aliran rata-rata

3. Kesesuaian terhadap fluida

4. Pemeliharaan

5. Vibrasi

6. Kekuatan terhadap kebocoran

7. kondisi lingkungan

8. Pemakaian

9. Harga

Konduktor fluida dalam sistem hidrolik harus mempunyai luas penampang yang cukup besar untuk menghantarkan aliran fluida yang cukup besar untuk menghantarkan aliran fluida rata-rata tanpa menimbulkan rugi-rugi kelebihan tekanan. Pipa berlapis baja digunakan untuk konduktor-konduktor kaku dan semi kaku. Pipa fleksibel (hose) digunakan untuk bagian-bagian unit yang bergerak dimana vibrasi/getaran dapat menyebabkan kebocoran.

Tabel pemilihan pipa konduktorRumus mencari diameter pipa :

Ukuran pipa tergantung dua faktor :

1. ketebalan dinding pipa, yang harus cukup kuat membawa pressure bahkan juga diperhitungan terhadap fluktuasi pressure-nya.2. Luas peampang pipa, yang harus cukup besar untuk mencegah penurunan pressure yang tidak semestinya. Rugi-rugi tekanan akan menurunkan energi yang dipindahkan dan menimbulkan panas fluida yang berlebihan.

Diameter

Luar

(mm)Tebal dinding pipa

(mm)Pressure maksimum terhitung

(Bar)Diameter

Luar

(mm)Tebal dinding pipa

(mm)Pressure maksimum terhitung

(Bar)

41600183365

51400202193

61300203313

621200221.5122

81228223273

82686252147

101172253230

102458281.592

121137283199

122343302.5119

141128304265

142309352100

151.5192354216

152.5365383136

161.5177385261

162.533142281

181.5154

Jenis pipa hidrolik

Beberapa jenis pipa yang digunakan dalam sistem hidrolik :1. Pipa baja berlapis (galvanis) paling banyak digunakan pada instalasi pipa hidrolik terutama pada sistem yang bertekanan tinggi dan statis. Pipa ini dapat dibengkokkan menjadi beberapa bentuk belokan. Pada sistem dengan kecepatan aliran dan tekanan tinggi penggunaan pipa baja (logam) sangat cocok. Karena selain tahan terhadap kejutan, juga rugi-rugi tekanan lebih rendah. Pipa baja galvanis kurang begitu cocok digunakan, karena lapisan seng bisa terkupas oleh gesekan fluida yang mengalir dan akan merusak katup, pompa, dan elemen-elemen penggerak. 2. Pipa tembaga penggunaannya terbatas pada sistem hidrolik tekanan rendah dan vibrasi yang ditimbulkan juga rendah. Pipa tembaga cenderung meniadi rapuh apabila terkena erosi dan berhubungan dengan kondisi panas yang tinggi. 3. Pipa alumunium juga kurang tahan pada tekanan tinggi dan mudah terkikis, tetapi mudah dibengkok-bengkokkan.

4. Pipa plastik (nylon) hanya digunakan pada sistem tekanan rendah. Pada pemilihan pipa saluran (penghantar), ketebalan dinding pipa menentukan kekuatan tegangan pipa. Lebih tebal pipanya, akan lebih kuat menerima tekanan dari dalam. Oleh karena itu dalam penggantian pipa, tekanan sistem dan ukuran pipa sangat menentukan. Penggunaan pipa yang berukuran terlalu kecil bisa menimbulkan rugi-rugi tekanan, aliran terbatas, timbul panas, dan akhirnya dari ketiga faktor itu akan mengakibatkan rugi-rugi tenaga.

Jenis-jenis penyambungan

Jenis-jenis hoseBerikut ini beberapa jenis hose yang digunakan :

1. Fabric Braid hose : digunakan untuk mengalirkan fluida yang terbuat dari mineral, bensin atau bahan bakar minyak lain. dipasangkan pada saluran hisap atau saluran pengembalian yang bertekanan rendah. Batas suhu : -40oF hingga +250oF.2. Single wire braid hose : digunakan sebagai saluran balik, atau saluran bahan bakar seperti bensin, air, campuran anti beku dan bahan kimia. Batas suhu : -40oF hingga +250oF.

3. Double wire braid hose : digunakan sebagai saluran oli hidrolik tekanan tinggi, bensin, bahan bakar minyak dan saluran air. Batas suhu : -40oF hingga +200oF.

4. Spiral wire hose : digunakan bertekanan sangat tinggi, dan saluran bahan bakar minyak. Batas suhu : -40oF hingga +200oF.

Ukuran hose ( inchi)Single wire braidDouble wire braidSpiral wire braid

3000 psi ( 200 Bar )5000 psi ( 345 Bar )-

3/6 2250 psi ( 150 Bar )4000 psi ( 275 Bar )5000 psi ( 345 Bar )

2000 psi ( 140 Bar )3500 psi ( 240 Bar )4000 psi ( 275 Bar )

5/81750 psi ( 120 Bar )2750 psi ( 190 Bar )-

1500 psi ( 100 Bar )2250 psi ( 150 Bar ) 3000 psi ( 200 Bar )

1800 psi ( 55 Bar )1875 psi ( 130 Bar )3000 psi ( 200 Bar )

1 600 psi ( 40 Bar )1625 psi ( 112 Bar )3000 psi ( 200 Bar )

1 500 psi ( 35 Bar )1250 psi ( 85 Bar )3000 psi ( 200 Bar )

2350 psi ( 25 Bar )1125 psi ( 77 Bar )2500 psi ( 170 Bar )

LAMBANG-LAMBANG DALAM SIRKUIT HIDROLIK

Pompa dengan debit konstan (fixed displacement) dengan satu arah aliranPompa dengan debit yang dapat diatur (variable displacement) dengan satu arah aliran

Pompa dengan debit konstan (fixed displacement) dan dapat berbalik (reversible)Motor dengan debit aliran yang variable dan reversible

Motor dengan debit aliran konstan dengan satu arah aliranAlat hidrolik yang dapat berfungsi sebagai motor dan pompa reversible dengan debit aliran variable

Motor hidrolik dengan sudut atur terbatas / gerakan terbatasAlat hidrolik dengan volume langkah variabel, bekerja dalam arah aliran yang sama, sebagai pompa dan sebagai motor.

Alat hidrolik dengan volume langkah konstan, bekerja dalam arah aliran yang sama, sebagai pompa dan sebagai motor.Alat hidrolik dengan volume langkah variable, bekerja dalam arah yang satu sebagai pompa, dalam arah yang berlawanan sebagai motor.

Motor hidrolik reversible dengan dua displacementAlat hidrolik dengan volume langkah konstan, tetapi dapat bekerja dalam dua arah sebagai pompa dan sebagai motor.

Pompa ganda dengan debit konstanMotor hidrolik reversible dengan 3 displacement

Pompa ganda dengan debit variable

Pengaktifan menggunakan otot secara umumPengaktifan menggunakan otot lewat tombol

Pengaktifan menggunakan otot lewat tuasPengaktifan menggunakan otot lewat pedal

Pengaktifan secara mekanis lewat perabaPengaktifan secara mekanis lewat spring

Pengaktifan secara mekanis lewat rol perabaPengaktifan secara mekanis lewat rol gulir pada satu arah

Pengaktifan secara elektrik lewat dengan satu lilitanPengaktifan secara elektrik lewat beberapa lilitan

Pengaktifan secara elektrik lewat motor listrikPengaktifan dengan tekanan lewat pembebasan tekanan

Pengaktifan dengan tekanan lewat pemberian tekananPengaktifan dengan tekanan lewat selisih tekanan

Pengaktifan dengan tekanan lewat pilot valve yang mendapat tekanan (remote control)Pengaktifan dengan tekanan lewat pilot valve pembebas tekanan (remote control)

Hubungan yang terputusSambungan dalam valve ditunjukkan dengan titik

Anak panah menunjukkan arah aliranPipa-pipa pemasukan dan pengembalian menunjukkan kedudukan netral atau posisi keluar.

Langkah satu dengan lainnya dihubungkan dengan tidak bertahap1 dan 2 adalah kedudukan aktif dan 0 adalah kedudukan netral

Banyaknya segi empat sama dengan banyaknya kedudukan (langkah), dalam hal ini dua

Pengubah tekanan, tekanan di y menjadi lebih kecil dibanding di xSilinder kerja ganda dengan penahan (buffer) yang dapat distel pada kedua sisi.

Silinder kerja ganda dengan penahan (buffer) yang tidak dapat distel.Silinder teleskop kerja tunggal dengan piston yang dapat digeser. Panjang totalnya adalah jumlah panjang dari semua silinder.

Silinder kerja ganda dengan batang piston (piston rod) pada kedua sisi.Silinder kerja tunggal, kembali oleh pegas (spring).

Silinder kerja ganda dengan batang piston pada satu sisi.Silinder kerja tunggal dengan batang piston pada satu sisi.

Pengubah medium tekan (udara dan oli)

Jalur tenagaJalur pengembalian

Jalur pilotJalur pengembalian oleh kebocoran

Sambungan pipaArah aliran :

1. hidrolik (oli) 2. Pneumatik (udara)

FilterJalur tanpa kopling yang tertutup oleh non-return valve

Jalur tanpa kopling yang terbuka.Indikasi arah aliran

Shut-off valveIndikasi arah rute aliran di dalam valve

Indikasi dari arah putaranMengindikasikan karakteristik yang bervariasi.

Jalur dengan non return valve , terbuka secara mekanis.Indikasi bahwa beberapa komponen terpasang pada satu unit.

SpringSambungan pipa

Pipa yang saling berseberangan dan tidak berhubungan satu dengan lainnyaJalur yang fleksibel.

Turning joint / swivel blockPipa dengan blocked plug

Pipa dengan penutupan sengaja.Quick release union tanpa non-return valve.

Komponen sistem hidrolikTangki oli hidrolik

Tangki hidrolik dapat dilengkapi dengan saluran pengeluaran (outlet port) (A) yang berhubungan dengan inlet pompa, pengukur suhu (B), sight glass (C) untuk menunjukkan jumlah oli aktual, breather (D), oil level sender (E), oil pressure sender (F), lubang pemasukan (inlet port) (G) yang berhubungan dengan return line, filter (H) di sisi pengembalian, tank separator (I) untuk menjaga agar level oli tetap stabil saat tangki miring (akibat unit berada pada posisi miring), dan drain plug (J) untuk menguras oli di dalam tangki saat dilakukan penggantian oli atau pembuangan air/kotoran dari dalam tangki.

Breather

Breather berguna untuk menjaga agar tekanan udara di dalam tangki tetap selama sistem hidrolik bekerja.

Breather terdiri dari breather filter dan check valve. Tangki hidrolik didesain agar memiliki tekanan udara yang lebih tinggi dibandingkan tekanan udara bebas, yaitu sekitar 0,5 Bar. Untuk itu breather dilengkapi dengan check valve. Bila oli dikeluarkan dari tangki oleh hisapan pompa (piston bergerak ke luar), ruangan yang akan ditempati oleh udara membesar dan terjadi vakum. Pada harga kevakuman tertentu, check valve membuka dan memungkinkan udara dari luar terhisap ke dalam tangki.

Saat berikutnya, piston bergerak masuk, menyebabkan oli kembali ke tangki. Namun saat ini check valve menutup dan oli akan memperkecil ruang yang ditempati udara. Akibatnya udara mengalami kenaikan tekanan.

Filter

Filter berguna untuk menangkap kotoran yang ikut mengalir bersama oli agar tidak masuk ke dalam komponen sistem hidrolik yang lain dan menyebabkan penyumbatan atau keausan.Filter pada sistem hidrolik dipasang di dua posisi. Sebuah dipasangkan pada suction line (saluran pemasukan) pompa, dan yang lain dipasangkan di return line (saluran pengembalian). Filter yang ditempatkan di return line berfungsi untuk menangkap kotoran yang dibawa oli dari komponen-komponen sistem hidrolik. Dlengkapi dengan bypass line untuk mencegah terbloknya return line.

Pressure accumulator

Pressure accumulator berfungsi untuk menyimpan pressure oli untuk sementara waktu untuk digunakan pada saat sumber tenaga penggerak pompa ( engine, electric motor ) tidak bekerja.Digunakan pada sistem hidrolik untuk emergency, seperti pada sistem service brake, saat engine tiba-tiba mati saat unit sedang berjalan, energi pengereman diambil dari accumulator ( pada articulated hauler ). Accumulator juga digunakan untuk memungkinkan kita menurunkan attachment (lengan-lengan kerja) yang masih terangkat saat engine mati. Di bagian dalam pressure accumulator terdapat sebuah balon gas yang berisi gas nitrogen.

Prinsip kerja pressure accumulator

Bila sebuah pressure accumulator ditempatkan pada mekanisme hidrolik seperti gambar di samping, dimana sebuah pompa tangan dihubungkan dengan inlet dan outlet valve, dan pada jalur menuju accumulator ditempatkan sebuah pressure gauge, maka apabila dilakukan pemompaan, oli akan akan masuk ke dalam accumulator dan akan mendesak balon untuk mengkerut.

Ingin lihat animasinya? klik Pressure Accumulator test

Gas nitrogen di dalam pressure accumulator ini dikompresikan hingga mencapai volume minimumnya. Gas yang mengalami kompresi ini meningkat pressure-nya dan memiliki pressure yang sama dengan pressure oli di dalam sistem hidrolik.

Pressure accumulator dapat diuji kondisinya dengan cara seperti gambar di samping. Lakukan pemompaan hingga pressure gauge menunjukkan pressure spesifikasi, lalu diamkan sistem selama waktu tertentu. Bila pressure turun kurang dari harga spesifikasi pada kurun waktu tertentu, berarti balon gas telah mengalami kebocoran dan tidak dapat menyimpan pressure lagi pada kondisi ini, accumulator tidak dapat digunakan lagi, namun sebelum dibuang, balon harus dibocorkan terlebih dahulu dengan mengebor bagian atas dari accumulator.

Pompa

Pompa oli hidrolik berguna untuk mengalirkan oli dari tangki menuju komponen hidrolik yang membutuhkan. Pompa hanya bertugas untuk menghasilkan aliran (flow) dan tidak menghasilkan tekanan (pressure). Pompa hidrolik digolongkan menjadi dua :Positive pump : yaitu pompa yang desainnya menyebabkan tingkat kebocoran ( pumping loss ) rendah dan akan selalu mengalirkan oli selama bekerja. Model pompa seperti ini biasanya dipasangkan pada sistem open centre. Penghentian aliran keluaran selama pompa bekerja akan menyebabkan kerusakan pada pompa. Contoh : gear pump, piston pump.Non-positive pump : yaitu pompa yang desainnya menyebabkan tingkat kebocoran (pumping loss) tinggi, penghentian aliran oli keluaran selama pompa bekerja tidak menyebabkan kerusakan pompa. Contoh : centrifugal pump.

Piston pumpIngin lihat animasinya? klik Konsep kerja pompa hidrolik

Variable displacement piston pump

Variable displacement piston pump banyak digunakan dalam sistem hidrolik sebagai pompa utama (main pump). Digerakkan langsung oleh engine. Pada Volvo excavator, digunakan tandem main pump yang mengkonsumsi tenaga engine hingga 70%. Untuk mencegah terjadinya engine stall, pompa dilengkapi dengan kontrol debit (flow control) yang bekerja dengan mendeteksi beban (load) yang akan mengurangi flow pompa saat beban maksimum, meng-optimal-kan flow saat beban normal dan meminimalkan flow saat tidak ada penggunaan.

Stand-by pressure control

Pada pompa piston dengan variable displacement, selama engine hidup dan sistem hidrolik tidak digunakan, diusahakan agar pemompaan menghasilkan flow yang minimal, untuk mengurangi beban engine dan menghemat bahan bakar, namun sistem tetap memiliki tekanan stand-by, yang besarnya berbeda pada masing-masing type unit. Untuk meminimalkan flow tersebut, pompa dilengkapi dengan control piston, control spring dan load sensing valve.

Selama control valve pada posisi netral, tidak terdapat oli ber-pressure yang diberikan lewat orifice. Saat ini hanya gaya dari spring A yang akan melawan spool. Karena flow dari pompa terhalang untuk mengalir, terjadi kenaikan pressure di sepanjang output pompa. Pressure tersebut menyebabkan spool terdorong ke atas, melawan spring A hingga pressure tersebut bekerja pula pada control piston dan mendorongnya ke arah kanan. Swash plate akan menegak dan memperkecil stroke piston pompa hingga flow menjadi minimal (namun tidak sampai nol). Hal ini bertujuan supaya tetap terjadi pemompaan oli untuk pelumasan dan pendinginan komponen hidrolik.Ingin lihat animasinya? klik Konsep regulasi pompa hidrolik

Maximum pressure control

12

Pada pengontrolan pressure maksimum, sistem hidrolik dilengkapi dengan pressure control valve (sebelah kiri dari load sensing valve). Valve ini ditahan oleh spring yang cukup kuat.

Pada gambar 1, control valve sedang aktif, flow oli dari pompa disalurkan menuju silinder. Sebagian oli akan mengalir menuju ruangan di atas load sensing valve dan mengisi ruangan tersebut. Load sensing valve spool didorong ke arah bawah oleh pressure oli yang terbangkit di bagian atas dan bantuan gaya dorong spring. Akibatnya, oli pada control piston akan didrain ke tangki dan control spring akan menekannya mundur. Swash plate mencapai kemiringan maksimumnya dan menghasilkan stroke pompa serta flow yang maksimum pula. Saat ini oli hasil pemompaan akan digunakan untuk mendorong piston di dalam silinder.Ingin lihat animasinya? klik Konsep regulasi pompa hidrolik

Maximum pressure control (2)

Saat piston pada silinder mencapai stroke maksimumnya, terjadi kenaikan pressure menuju maksimum.

Kenaikan pressure ini kemudian mampu menghasilkan gaya dorong ke atas pada pressure control valve, menyebabkan jalur output pompa terhubung dengan control piston. Pressure tersebut kemudian menghasilkan gaya dorong terhadap control piston dan selanjutnya control piston akan mendorong swash plate ke arah kanan, melawan control spring, hingga pompa menghasilkan flow minimal. Saat ini swash plate tidak sepenuhnya tegak lurus terhadap shaft hingga masih memungkinkan terjadinya flow yang kecil untuk pelumasan komponen hidrolik.