Makalah Sistem Hidrolik Pada Excavator [PDF]

Citation preview

TUGAS MAKALAH MATA KULIAH TEKNOLOGI ALAT BERAT



Skor Nilai:



Makalah Sistem Hidrolik Pada Excavator Alat Berat Dosen Pengampu : Prof. Dr Siman, M.Pd Budi Harto S.Pd, M.T



Disusun Oleh Abdi Bertua Panogari Sibagariang (5193122026) Jhon Holden Sirait (5193122027) Riki Antonius Simamora (5193122006) Ade Putra Silalahi (5193322006)



PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK OTOMOTIF FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI MEDAN 2021



KATA PENGANTAR



Puji dan Syukur saya panjatkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena dengan Rahmat dan Penyertaan-Nya, Kami masih bisa menyelesaikan tugas ini dengan baik yang mana untuk memenuhi tugas dari mata kuliah Teknologi Alat Berat. Terima kasih juga saya ucapkan kepada pihak-pihak yang membantu saya dalam mengerjakan tugas ini, terutama kepada Dosen Pengampu saya yaitu Bapak Prof. Dr Siman, M.Pd, Budi Harto S.Pd, M.T Adapun ulasan-ulasan yang saya paparkan yaitu mengenai Sistem Hidrolik Pada Excavator Alat Berat. Terlepas dari itu semua, Kami juga menyadari bahwa tugas ini yang saya kerjakan ini masih ada kekurangan dan kesalahan baik dari segi penyusunan kalimat maupun pembahasan materi nya serta jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu, saya sangat berharap kepada Saudara-Saudari sekalian yang membaca Tugas saya ini dengan senang hati kami menerima dan membutuhkan saran, kritik serta ide-ide dari pembaca sekalian. Demikianlah kata pengantar dari saya, jika ada kesalahan mohon dimaafkan. Sekian dan Terimakasih.



Medan,November 2021



Penulis



PENDAHULUAN Hidrolik adalah sebuah sistem untuk mentransfer dan mengontrol tenaga dengan mengguakan media cairan. Sistem hidrolik memanfaatkan sifat fisik cairan sehingga memungkinkan untuk merubah gaya yang relatif kecil menjadi gaya yang sangat besar. Hukum yang menjadi dasar prinsip sistem hidrolik adalah hukum pascal. Dalam sebuah ruangan tertutup, tekanan yang bekerja pada fluida akan merambat merata ke semua arah. Besarnya tekanan dalam fluida adalah (F) dibagi dengan luas bidang (A). Tekanan pada suatu titik akan bekerja ke segala arah dan sama besar.



P=



F A



P : Besarnya tekanan di dalam fluida



(Psi)



F : Gaya yang dihasilkan (Lbs) A : Luas penampang ( Inchi2)



Sistem hidrolik pada excavator digunakan untuk mengendalikan pengendalian Boom Raise / Lower, Stik out / in, Bucket close / open, Swing Right / left, atau kombinasi dari gerakan-gerakan di atas. Sistem tenaga hidrolik digerakkan oleh main control valve (DCV). Sistem hidrolik digerakkan oleh dua buah variable pump dengan jenis pompa piston (axial piston pump) dimana pompa ini menyalurkan tenaga dari engine pada excavator.



PEMBAHASAN 1.1 Excavator. Excavator adalah alat berat yang berfungsi sebagai penggali, pengangkut, dan pemindah material. Di indonesia excavator terdapat beberapa merk diantaranya Volvo, Komatsu, Caterpilat, Cobelco, Hyundai dan lainnya ( Hand Out TAB ).



Gambar 5.4 Nama bagian Excavator 1) Bucket 8) Sprocket 2) Bucket link 9) Track frame 3) Bucket 10) Track shoe cylinder 11) Idler 4) Arm 12) OPG 5) Arm (Operator cylinder Protection 6) Boom Guard) 7) Boom cylinder



Secara anatomis bagian utama dari excavator adalah : a.



Bagian atas (dapat berputar) disebut “revolving unit”.



b.



Bagian bawah (untuk gerak maju, mundur dan jalan) disebut “travel unit”.



c.



Attachment unit adalah perlengkapan yang diganti sesuai kebutuhan. Bagian traveling unit dari Excavator dapat berupa crawler (rantai) atau



wheel mounted (roda karet) yang digunakan untuk berjalan.



Khusus pada



Excavator wheel mounted dimaksudkan agar memiliki kecepatan gerak atau berpindah dari satu tempat ketempat lain relative lebih cepat dibandingkan menggunakan crawler excavator, sehingga wheel excavator memiliki dua mesin penggerak, pertama sebagai mesin penggerak traveling unit kendaraannya (truck) dan lainnya merupakan mesin penggerak alat excavator seperti revolving unit maupun penggerak attachment unit dalam melakukan fungsinya sebagai alat penggali, pengangkat maupun pemuat. Dan bagian revolving unit merupakan bagian untuk berputar mendatar (Soemardikatmodjo : 2003). Model Excavators Ada Empat Type 1. Hydroulic Excavator (Back Hoe) 2.



Hydroulic Excavator (Loading Shovel)



3.



Hydroulic Excavator (Wheel Type)



4.



MRSX (Minimal Swing Radius Excavator) Untuk excavator pada huruf belakang Modifikasi (Generasi) diluar LC Long Track dengan istilah sperti dibawah ini:



HD = Heavy Duty (untuk speck Logging) SP



= Super Production (Mining)



SE = Super Earth Mover US = Ultra Trail and Standart Boom UU = Ultra Urban ( Minimal Swing Radius Excavator 1200 ) MR = Mighty Rubber Crawler Excavator (traveling aspal dan quarry mining)



1.2 Bagian-bagian Yang Digerakkan Hidrolik Excavator (actuator)



1.2.1



Boom Boom adalah komponen pada excavator yang akan menghubungkan arm



dan bucket pada excvator. Boom biasanya difungsikan pada saat pengangkatan beban, dan memiliki dua cylinder.



Gambar: Boom



1.2.2



Swing Swing adalah salah satu komponen excavator yang memiliki fungsi untuk



memungkinkan excavator berputar 3600.



Roll-out



Gambar: Swing



Marking on the swing bearing



Marking on the track frame



Amount of coasting



1.2.3



Arm Arm adalah komponen yang digunakan untuk membantu menarik material



dalam melakukan pengambilan material oleh bucket. Selain itu, arm juga berfugsi untuk pemuat material ke dalam sebuah truck.



Gambar: Arm



Roll-in



90 0



1.2.4



Bucket



Bucket adalah bagian dari excavator yang berfungsi sebagai pengambil material untuk dipindahkan dari satu tempat ke tempat lainnya.



Gambar: Bucket



1.3 Prinsip Kerja Hidrolik Excavator



Engine



P1



P2



Main Pump



CP



Pilot Valve



Control Valve



Boom Cyl



Arm Cyl



Bucket Cyl



Travel Motor (L=R)



2 Pcs Multi Digital



Berdasarkan diagram di atas dapat dijelaskan bahwa secara sederhan prinsip kerja hidrolik excavator dihasilkan dari putaran engine dan memutar pompa hidrolik, sehingga hidrolik akan mengalir ke control valve. Sedangkan control valve diatur oleh pilot valve untuk menentukan actuator mana yang akan digerakkan. Acatuator tersebut adalah boom cylinder (kiri dan kanan), aram cylinder, bucket cylinder, dan travel motor. Pilot valve diatur langsung oleh operator melalui pedal-pedal L & R yang terdapat di dalam kabin. Penjelasan pedal ini dapat kita lihat pada diagram berikut:



Pilot Valve Arm Out Swing Left



L



Boom Raise Swing Right



Bucket Curl



Arm In



R



Boom Down



Pedal:



1.4 Hidrolik Sistem Pada Excavator



Bucket Dump



Sistem hidrolik pada sebuah alat berat, terdiri dari tangki, pompa, filter (saringan oli), control valve dan hidrolik silinder. Pada prinsipnya semua sistem hidrolik memiliki kesamaan prinsip. Pompa hidrolik akan mensuplaikan oli hidrolik menuju control valve, melalui sistem pengaturan pada control valve, hidrolik akan di salurkan menuju silinder hidrolik atau aktuator. 1.4.1



Tangki Tangki hidrolik adalah komponen yang berfungsi sebagai penampung oli



hidrolik. Pada komponen tangki hidrolik terdapat berbagai komponen tambahan yang dapat mendukung kerja tangki hidrolik pada sistem hidrolik. Adapun bentuk tangki hidrolik adalah sebagai berikut:



Tangki hidrolik di rancang memiliki bertekanan (pressurized) agar dapat mensirkulasikan oli melalui mekanisme hisapan pompa. Pompa hidrolik juga di lengkapi dengan sebuah vacum relief valve yang berfungsi sebagai pengatur tekanan di dalam tangki. Jika tekanan di dalam tangki terlalu besar dari pada tekanan di luar tangki maka relief valve akan terdorong untuk membuka dan mengurangi tekanan pada tangki. Sedangkan pada saat tekanan tangki hidrolik mengecil maka tekanan dari luar sistem akan mendorong relief valve untuk mengatur tekanan dalam tangki. Tangki hidrolik juga di lengkapi dengan buffles. Buffles berfungsi sebagai pengatur ketenangan oli dalam tangki saat alat berat berjalan atau mendapatkan goncangan. Kondisi oli yang tenang akan menjamin suplai oli ke



dalam sistem baik. Buffles atau sparasi di buat beberapa bagian. Bagian-bagian tersebut memiliki jarak dan dimensi yang sama sehingga memiliki kinerja yang sama untuk mengatur ketenangan oli dalam tangki. Dalam tangki hidrolik juga terdapat return screen (saringan balik). Komponen ini bertujuan untuk menyaring kotoran yang terbawa dari sistem oleh oli hidrolik yang akan kembali kedalam tangki. Saringan balik memiliki interval pergantian secara tersendiri, sehingga pada saat batas waktu service filter balik juga harus dilakukan pengantian untuk menghindari terjadinya penumpukan kotoran yang terbawa oleh oli hidroli



1.4.2



Pompa Dari bermacam - macam komponen yang ada dalam sistem hidrolik,



boleh dikatakan bahwa pompa adalah komponen yang paling dominan. Fungsi daripada pompa adalah untuk mengubah energi mekanik menjadi energi hidrolik dengan cara menekan fIuida hidrolik ke dalam sistem. Dalam



sistem



hidrolik,



pompa



merupakan



suatu



alat



untuk



menimbulkan atau membangkitkan aliran fluida (untuk memindahkan sejumlah volume fluida) dan untuk memberikan gaya sebagaimana diperlukan. Apabila pompa digerakkan oleh motor (penggerak utama), pada dasarnya pompa melaksanakan dua fungsi utama:



1. Pompa menciptakan kevakuman sebagian pada saluran masuk pompa. Vakum ini memungkinkan tekanan atmospher untuk mendorong fluida dari tangki (reservoar) ke dalam pompa. 2. Gerakan mekanik pompa mengisap fluida ke pemompaan,



dan



membawanya



melalui



dalam



rongga



pompa, kemudian



mendorong dan menekannya ke dalam sistem hidrolik. “Pompa adalah pembangkit aliran bukannya tekanan”. Seringkali dianggap bahwa pompa adalah pembangkit tekanan fluida, tetapi sebenarnya



tujuan utama pemakaian



pompa hidrolik adalah untuk



memproduksi aliran. Sedang tekanan adalah gaya persatuan luas dan ditimbulkan oleh adanya hambatan untuk mengalir. Pompa direncanakan sebagai mekanik pembangkit untuk menghasilkan aliran, sesuai dengan peningkatan tekanannya. Tetapi pompa sendiri tidak bisa menghasilkan tekanan, karena pompa tidak dapat memberikan perlawanan terhadap alirannya. Tekanan akan hilang apabila seluruh aliran dan pompa ke luar melalui torak pada elemen penggeraknya. Begitu pula kebocoran pada torak akan mempengaruhi kecepatan torak elemen penggerak, karena dua pertiga



aliran



pompa akan kembali ke tangki tanpa melakukan kerja. Dengan demikian, kecepatan torak yang dimaksudkan juga terkurangi dua pertiganya. Dalam upaya melakukan pemilihan jenis pompa yang sesuai untuk kerja sebuah sistem hidrolik, ada beberapa pertimbangan penting agar pompa yang digunakan dapat tergunakan sesuai dengan kebutuhan. Beberapa pertimbangan tersebut diataranya, besarnya debit aliran yang mampu dihasilkan oleh pompa, dimensi, dan mekanisme pengaturan. 1.4.3



Pressure Regulator (pengukur tekanan) Penggunaan pressure regulator untuk mengetahui tekanan di dalam sistem



hidrolik.



1.4.4 Control Valve Control valve merupakan komponen sistem hidrolik yang berfungsi untuk mengontrol aliran hidrolik pada sistem secara parsial (sebagian) atau keseluruhan. 1.



Pengaturan arah aliran (directional control valve ) oli dari pompa menuju aktuator hidrolik.



2.



Pengaturan tekanan pada sistem.



3.



Fungsi-fungsi regenasi (pemanfaatn flow pengembalian oli).



4.



Fungsi pengamanan beban kejut (shock dan kavitasi)



5.



Pengaturan volume aliran (flow control valve).



2.



Produktivitas Excavator Menurut Susy (2008) dalam bukunya, jenis material berpengaruh dalam



perhitungan produktivitas backhoe. Penentuan waktu siklus backhoe di dasarkan pada pemilihan kapasitas bucket. Rumus yang dipakai untuk menghitung produktivitas backhoe adalah: Produktivitas=VC x



60 x S x BFF x efisiensi CT



Produktivitas dihitung dalam m3/jam, CT adalah waktu siklus, S adalah faktor koreksi untuk kedalaman dan sudut putar, dan BFF didapat dari tabel faktor koreksi.



Tabel. Waktu siklus backhoe beroda crawler (menit) Jenis Materi Kerikil, pasir, tanah organik Tanah, lempung lunak Batuan,lempung keras



£ 0,76 m 0,24 0,30 0,375



3



Ukuran Alat 0,94-1,72 m3 0,30 0,375 0,462



Tabel. Faktor koreksi (S) untuk kedalaman dan sudut putar



>1,72 m3 0,40 0,50 0,60



Kedalaman penggalian (% dari maksimal) 30 50 70 90



45 1,33 1,28 1,16 1,04



60 1,26 1,21 1,10 1,00



Sudut Putar (¿0 )¿ 75 90 120 1,21 1,15 1,08 1,16 1,10 1,03 1,05 1,00 0,94 0,96 0,85 0,85



Tabel faktor koreksi (BFF) untuk lata gali Material Tanah dan tanah organik Pasir dan kerikil Lempung keras Lempung basah Batuan dengan peledakan buruk Batuan dengan peledakan baik



BFF (%) 80-110 90-100 65-95 50-90 40-70 70-90



HYDROULIC EXCAVATORS (BACK HOE)



180 0,95 0,91 0,83 0,75



Gambar 5.6 Produk Excavator Komatsu type Wheel & MRSX



PENUTUP A. Kesimpulan



Excavator adalah alat berat yang digunakan untuk memindahkan material.Yang mana material tersebut sangat berat maka digunakan system hidrolik Sistem hidrolik adalah sebuah system yang sangat bisa diandalkan dalam pengoperasian alat berat salah satunya excavator.karena dengan adanya system hidrolik kerja alat berat bisa lebih ringan dan mudah dikendalikan menggunakan sirkuit hidrolik. Sistem hidrolik pada Excavator digunakan untuk mengendalikan Boom Raise/Lower, Silk out/in, Bucket close/open, Swing Right/Left, atau kombinasi dari gerakangerakan yang ada pada alat berat B. Saran Jika ada saran dari pembaca yang dapat membantu makalah ini menjadi lebih baik dari sebelum nya penulis mengucapkan banyak terimakasih.



Referensi : Kholil, Ahmad. 2012. Alat Berat. Bandung: PT. Remaja Rosdakarya Offset Soemardikatmodjo. 2003. Alat-alat Berat. Wagino & Wawan Purwanto. 2012. Bahan Ajar ( Hand Out ) Teknologi Alat Berat. Universitas Negeri Padang : Fakultas Teknik.