(NTBHM001) SGD Fundamental Hydraulic [PDF]

Citation preview

Buku Panduan Siswa



Fundamental Hydraulic



(NTBHM001) Edisi 1 Only for Technical Core & Fundamental System Induction Training



Modul Teknisi Layanan Caterpillar APLTCL025 Modul Revisi Khusus Untuk Non-Technician Di Lingkungan PTTU NTBHM001 FUNDAMENTAL HYDRAULIC



Diterbitkan oleh Asia Pacific Learning 1 Caterpillar Drive Tullamarine Victoria Australia 3043 Direvisi oleh PT. Trakindo Utama, Training Center Cileungsi Versi 3.2, 2003 Hak Cipta © 2003 Caterpillar of Australia Pty Ltd Melbourne, Australia Hak cipta dilindungi undang-undang. Reproduksi setiap bagian buku ini tanpa izin dari pemilik hak cipta adalah melanggar hukum. Permintaan izin atau informasi lebih lanjut harus ditujukan kepada Manager, Asia Pacific Learning, Australia. Material subyek ini diterbitkan oleh Caterpillar of Australia Pty Ltd dengan pemahaman bahwa: 1. Caterpillar of Australia Pty, Ltd, para pejabat, penulis, atau pihak-pihak lain yang terlibat dalam persiapan publikasi ini tidak memiliki tanggung jawab kontraktual, tidak langsung, atau bentuk tanggung jawab lain terhadap pihak mana pun (pembeli dari terbitan ini atau bukan) dalam hal penerbitan atau konsekuensi yang ditimbulkan atas penggunaannya, termasuk semua penghapusan seluruh atau bagian apa pun dari isi terbitan ini yang dibuat oleh siapa pun yang dipercayakan. 2. Caterpillar of Australia Pty, Ltd tidak bertanggung jawab terhadap setiap orang atas apa pun dan konsekuensi dari apa pun yang sudah dilakukan atau akan dilakukan oleh seseorang yang mengandalkan, baik seluruh maupun sebagian, pada seluruh atau salah satu bagian dari isi bahan subyek ini. Ucapan Terima Kasih Ucapan terima kasih khusus kepada Keluarga Caterpillar atas kontribusi mereka dalam meninjau kurikulum untuk program ini, khususnya: 1. Insinyur dan instruktur Caterpillar 2. Insinyur dan instruktur dealer 3. Institusi Caterpillar



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



PENGENALAN MODUL Judul Modul Hidrolik Fundamental Penjelasan tentang Modul Modul ini mencakup pengetahuan dan keterampilan tentang Dasar-dasar Hidrolik. Dengan selesainya modul ini, diharapkan siswa mampu melakukan melaksanakan tugas dan perbaikan secara kompeten atas komponen-komponen hidrolik dasar. Prasyarat Modul-modul berikut harus diselesiakan terlebih dahulu sebelum penyampaian modul ini:  



Kesehatan dan Keselamatan Kerja (K3) Dasar-dasar Mekanika (Mechanical Principles)



Pembelajaran & Pengembangan Penyampaian modul yang lengkap ini juga membutuhkan pengunaan Buku Kegiatan Kerja Dasar-Dasar Hidrolik. Tersampaikannya materi kurikulum dengan baik akan memberi pengetahuan bagi penilaian kompetensi, pada hasil pembelajaran yang lebih lanjut, oleh Penguji di Tempat Kerja yang Terakreditasi. Referensi yang disarankan 



Tidak ada referensi yang disarankan



Metode Penilaian Ruang Kelas dan Bengkel Seiring dengan diselesaikannya modul ini, maka siswa diharapkan mampu menunjukkan kompetensinya dalam segala hasil pembelajaran. Oleh karena itu, kegiatan dan penilaian akan mengukur segala ketentuan dalam modul yang sekiranya diperlukan. Untuk modul ini, siswa diharapkan untuk dapat berpartisipasi dalam ruang kelas dan kegiatan praktek di bengkel dan secara meyakinkan menyelesaikan hal-hal berikut:   



Buku Kegiatan Kerja Penilaian Pengetahuan Kegiatan Praktek



Tempat Kerja Untuk menunjukkan kompetensinya terhadap penguasaan modul ini, maka siswa diharapkan untuk dapat menyelesaikan penilaian di tempat kerja dengan memuaskan.



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



i



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



ii



EDISI 1



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



PENILAIAN PENGETAHUAN DAN KETERAMPILAN Hasil Pembelajaran 1:



Menjelaskan tentang dasar-dasar hidrolik Kriteria Penilaian 1.1.



Menjelaskan tentang hidrodinamika dan hidrostatik dalam kaitannya dengan sistem hidrolik 1.1.1



1.2.



Menjelaskan tentang aspek fisik dari gas 1.2.1



1.3.



1.4.



Penerapan dasar-dasar energi Gas dapat dikompresi



Menjelaskan tentang sifat-sifat fluida 1.3.1



Fluida tidak dapat dimampatkan



1.3.2



Fluida menyesuaikan dengan bentuk wadahnya



1.3.3



Fluida menyalurkan pressure ke segala arah



1.3.4



Tujuan penggunaan fluida dalam sistem hidrolik



Menjelaskan tentang Hukum Pascal dan bagaimana gaya hidrolik dimanfaatkan untuk kepentingan di bidang mekanika. 1.4.1



Hukum Pascal



1.4.2



Power fluida 1.4.2.1



Penyaluran gaya / force



1.4.2.2



Gaya / force yang disalurkan melalui fluida



1.5.



Menjelaskan tentang dasar-dasar cara kerja, aliran dan tekanan, penyaluran energi dan power / tenaga. 1.5.1



Berat Fluida



1.5.2



Tekanan Atmosfer



1.5.3



Tekanan Barometrik



1.5.4



Cara Kerja



1.5.5



Flow / aliran



1.5.6



1.5.5.1



Apa yang dimaksud dengan aliran



1.5.5.2



Aliran Laminar



1.5.5.3



Aliran Turbulen



1.5.5.4



Aliran yang melalui sebuah orifice



Penyaluran energy 1.5.6.1



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



Hukum Bernoulli



1.5.7



Tekanan



1.5.8



Tenaga



1.5.9



Kelebihan tenaga fluida



iii



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



1.5.10 Dasar-dasar hidrolik 1.6.



Menjelaskan rangkaian sirkuit hidrolik seri dan parallel. 1.6.1



Rangkaian Sirkuit Seri 1.6.1.1



Penurunan tekanan pada rangkaian sirkuit seri.



1.6.2



Rangkaian Sirkuit Parallel 1.6.2.1



Penurunan tekanan pada rangkaian sirkuit parallel.



Learning Outcome 2:



Mengidentifikasikan dan menjelaskan tujuan dan pengoperasian sirkuit dan komponen-komponen dasar hidrolik. Kriteria Penilaian 2.1



Mendemonstrasikan pengetahuan tentang dasar-dasar penempatan sirkuit hidrolik.



2.2



2.3



2.1.1



Tangki



2.1.2



Pompa



2.1.3



Main pressure relief valve (PRV)



2.1.4



Line



2.1.5



Flow control valve



2.1.6



Actuator



2.1.7



Filter



2.1.8



Motor



2.1.9



Graphic simbol



Mengidentifikasikan dan menjelaskan fungsi tangki hidrolik 2.2.1



Vented



2.2.2



Tertutup



Mengidentifikasikan dan menggambarkan fungsi dan menjelaskan cara kerja pompa hidrolik. 2.3.1



Positif dan non-positif displacement



2.3.2



Gear



2.3.3



2.3.4



2.3.5 2.4



2.3.2.1



Konstruksi



2.3.2.2



Pengoperasian



Vane 2.3.3.1



Konstruksi



2.3.3.2



Pengoperasian



Piston 2.3.4.1



Konstruksi



2.3.4.2



Pengoperasian



Grafik simbol



Mengidentifikasikan dan menggambarkan fungsi serta menjelaskan cara kerja hidrolik control valve.



iv



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



2.5



2.4.1



Directional



2.4.2



Pressure



2.4.3



Volume-aliran



2.4.4



Pilot



2.4.5



Open centre



2.4.6



Close centre



2.4.7



Grafik simbol



Mengidentifikasikan dan menggambarkan fungsi serta menjelaskan cara verja hidrolik actuator. 2.5.1



Linear 2.5.1.1



Single acting - Konstruksi - Cap end head - Body - Rod end head - Piston - Rod piston - Penyekat/seal - ‘O’ ring dengan ring back-up / cadangan - Lip seal - Lip seal dengan spring garter - Lip seal dengan rod wiper - ‘U’ packing - ‘V’ packing



2.5.1.2



Cara Kerja - Integrated counterbalance cartridge - Cushion plunger - Adjustable stop valve - Stroke limiting stp tube - Thermal relief valve - Operating pressure



2.5.1.3



Double acting - Konstruksi - Cara kerja - Operating pressure



2.5.1.4



Rams - Konstruksi - Cara operasi - Operating pressure



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



v



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



2.5.1.5



Telescopic - Konstruksi - Cara kerja - Operating pressure



2.5.2



Rotary 2.5.2.1



Gear - Konstruksi - Cara kerja



2.5.2.2



Vane - Konstruksi - Cara kerjan



2.5.2.3



Piston - Konstruksi - Cara kerja



2.5.2.4 2.6



Grafik simbol



Menjelaskan tujuan dan fungsi dari oli hidrolik, filter dan cooler. 2.6.1



Oli 2.6.1.1



Pelumasan



2.6.1.2



Gesekan



2.6.1.3



Efek Viscositas – Terhadap sistem – Akibat temperature – Akibat tekanan – Pada pelumasan – Pelumasan Hydrodynamic – Clearance flow



2.6.2



2.6.1.4



Air dalam oli hidrolik



2.6.1.5



Foaming / busa



2.6.1.6



Kotoran



2.6.1.7



Kavitasi



Filter 2.6.2.1



Reservoir strainer



2.6.2.2



Filter hisap - Lokasi - Jenis



2.6.2.3



Filter pressure - Lokasi - Jenis



2.6.2.4



vi



Filter return line



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



- Lokasi - Jenis 2.6.2.5



Full flow filter (termasuk by-pass)



2.6.2.6



Wire mesh filter - Pembersihan/Cleaning



2.6.3



2.6.4 Learning Outcome 3:



Pendingin / cooler 2.6.3.1



Cooler dengan udara



2.6.3.2



Cooler dengan air



Graphic simbol



Mengidentifikasikan dan menjelaskan tujuan dari steering system yang ada di wheel type machine Kriteria Penilaian 3.1 Steering pump 3.2 Hand metering unit 3.3 Hyrdraulic steering pump 3.4 Steering Cylinder



Learning Outcome 4:



Mengidentifikasikan dan menjelaskan jenis-jenis hose dan coupling Caterpillar Kriteria Penilaian 4.1 Memahami safety yang diperlukan dalam bekerja dengan hose-hose bertekanan tinggi 4.2 Konstruksi Hose 4.3 Standard-standard hose dan aplikasinya 4.4 Metode Identifikasi Hose 4.5 Jenis-jenis Coupling Caterpillar



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



vii



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



viii



EDISI 1



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



DAFTAR ISI TOPIK 1: DASAR-DASAR HIDROLIK Pendahuluan........................................................................................................................... 1 Mengapa menggunakan sistem hidrolik?................................................................................ 1 Sifat-sifat Cairan ..................................................................................................................... 2 Tenaga Fluida.......................................................................................................................... 4 Keunggulan Tenaga Fluida...................................................................................................... 7 Tekanan.................................................................................................................................. 8 Aliran (Q)............................................................................................................................... 12 Penurunan Tekanan.............................................................................................................. 13 Hidrolik menghasilkan kerja................................................................................................... 17



TOPIK 2: SIRKUIT & KOMPONEN-KOMPONEN HIDROLIK Simbol-simbol Grafik............................................................................................................. 20 Line Hidrolik.......................................................................................................................... 24 Tangki Hidrolik....................................................................................................................... 24 Simbol Grafik – Tangki Hidrolik............................................................................................ 28 Pompa Hidrolik .................................................................................................................... 29 Gear Pump............................................................................................................................ 32 Vane Pump........................................................................................................................... 34 Piston Pump......................................................................................................................... 37 ISO Symbol Pompa .............................................................................................................. 38 Aktuator Linear .................................................................................................................... 39 Silinder Teleskopik................................................................................................................ 43 Rating Silinder...................................................................................................................... 43 ISO Symbol Silinder Hidrolik.................................................................................................. 43 Rotary Actuator...................................................................................................................... 44 ISO Symbol Rotary Actuator.................................................................................................. 47 Control Valve......................................................................................................................... 48 Flow Control Valve................................................................................................................ 48 Pressure Control Valve.......................................................................................................... 54 ISO Symbol Valve................................................................................................................. 57 Fluida Hidrolik ....................................................................................................................... 60 Filter dan Strainer................................................................................................................. 64 Pendingin/Cooler.................................................................................................................. 66 ISO Symbol Fluid Conditioner.............................................................................................. 68



TOPIK 3: STEERING SYSTEM PADA WHEEL TYPE MACHINE Komponen ............................................................................................................................ 70 Hydraulic Steering Tank ...................................................................................................... 70 Steering Pump & Compensator Valve .................................................................................. 71 Hand Metering Unit .............................................................................................................. 71 Steering Cylinder.................................................................................................................. 72



TOPIK 4: HOSE Safety ................................................................................................................................... 73 Konstruksi Hose ................................................................................................................... 73 Standard International Hose................................................................................................. 74 Metode-metode Identifikasi ................................................................................................... 76 Hose-hose Caterpillar ........................................................................................................... 79 Hose Caterpillar Bertekanan Tinggi ...................................................................................... 80 Hose Caterpillar Bertekanan Rendah-Menengah ................................................................. 81 Hose Caterpillar Untuk Applikasi Khusus ............................................................................. 82



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



ix



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



TOPIK 4: COUPLING Safety ................................................................................................................................... 85 Coupling................................................................................................................................ 86



x



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



xi



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



TOPIK 1 Dasar-dasar Hidrolik PENDAHULUAN Sistem hidrolik sangat penting artinya dalam pengoperasian berbagai alat berat. Dasar-dasar hidrolik dipakai dalam merancang berbagai terapan sistem hidrolik, sistem steering, sistem brake (rem), power steering, sistem power train, dan transmisi otomatis. Sebelum melanjutkan ke sistem mesin, pemahaman akan dasar-dasar hidrolik harus dikuasai terlebih dahulu. Hidrolik memegang peranan penting dalam pertambangan, konstruksi, pertanian, dan peralatan untuk mengangkat barang-barang berat. Hidrolik digunakan untuk mengoperasikan peralatan untuk mengangkat, mendorong dan menggerakkan barang-barang berat. Sebelum tahun 1950, hidrolik belum dipakai sebagai peralatan pengolah tanah. Sejak saat itulah, bentuk tenaga hidrolik ini menjadi standar pengoperasian mesin. Dalam sistem hidrolik, gaya yang diberikan terhadap fluida dialirkan ke dalam mekanisme mesin. Untuk memahami bagaimana sistem hidrolik bekerja, anda perlu memahami dasardasar hidrolik. Hidrolik merupakan ilmu yang mempelajari cairan terkait dengan gerakan dan tekanan didalam pipa dan silinder.



MENGAPA MENGGUNAKAN SISTEM HIDROLIK? Ada banyak alasan mengapa menggunakan sistem hidrolik. Beberapa diantaranya adalah bahwa sistem hidrolik ini sangat multi-guna, efisien dan sederhana untuk menghantarkan tenaga. Ini merupakan tugas sistem hidrolik, yang mengubah tenaga dari suatu bentuk menjadi bentuk yang lainnya. Ilmu hidrolik dapat dibagi menjadi dua bidang besar:  



Hidrodinamik Hidrostatik



Hidrodinamik Hidrodinamik adalah ilmu yang mempelajari tentang pergerakan cairan.



Gambar 1a & 1b



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



1



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Penerapan pemanfaatan hidrodinamik:  



Kincir air atau turbin; energi yang digunakan adalah yang tercipta dari gerakan air (Gambar 1a). Torque Converter (Gambar 1b)



Hidrostatik Hidrostatik adalah ilmu yang mempelajari tentang fluida bertekanan. Penerapan hidrostatik:  



Dongkrak hidrolik atau mesin press hidrolik. Silinder berpenggerak hidrolik.



Pada alat hidrostatik, dorongan akibat cairan yang terjebak (terbatas) menyebabkan perpindahan tenaga. Jika cairan bergerak atau mengalir di sistem, maka akan terjadi gerakan pada sistem tersebut. Misalnya, kalau mendongkrak mobil dengan dongkrak hidrolik, cairan ditekan agar dongkrak naik, mengangkat mobil. Kebanyakan mesin atau perlengkapan hidrolik yang di penggunaan saat ini beroperasi secara hidrostatik.



SIFAT-SIFAT CAIRAN Ada beberapa kelebihan menggunakan cairan: 1. Cairan mampu menyesuaikan diri sesuai dengan bentuk wadahnya. 2. Cairan tidak dapat dimampatkan. 3. Cairan mampu meneruskan pressure ke segala arah. Cairan mampu menyesuaikan diri sesuai bentuk wadahnya



Gambar 2



Cairan akan selalu menyesuaikan diri dengan segala bentuk wadah yang melingkupinya. Cairan juga akan mengalir ke segala arah melalui line dan hose yang memiliki berbagai jenis ukuran dan bentuk. Cairan tidak dapat dimampatkan



Gambar 3



2



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



Oli hidrolik memampat kira-kira 0,4% pada pressure 1000 psi (6900 kPa). Untuk penerapan mesin hidrolik, oli hidrolik dianggap sangat ideal dan tidak memampat sama sekali. Jika ada suatu unsur yang memampat, maka unsur tersebut membutuhkan ruang yang lebih kecil. Cairan menempati jumlah ruangan atau volume yang sama, bahkan ketika menerima tekanan. Gas kurang sesuai untuk digunakan dalam sistem hidrolik karena gas akan memampat dan membutuhkan tempat yang lebih sempit. Cairan dapat meneruskan pressure ke segala arah



Gambar 4



Cairan mampu menyalurkan tekanan dengan merata. Tekanan jika diukur pada sembarang titik pada silinder hidrolik atau saluran akan sama besar, dimanapun pengukuran tersebut dilakukan (Gambar 4).



Gambar 5



Jika ada sebuah pipa yang menghubungkan dua silinder yang berukuran sama (Gambar 5), maka perubahan volume pada satu silinder akan menyalurkan volume yang sama ke bagian lainnya. Ruang yang ditempati suatu unsur disebut ‘displacement’. Cairan sangat bermanfaat untuk mengalihkan tenaga melalui pipa, baik untuk jarak dekat maupun jarak jauh, dan bentuk yang menyudut serta untuk posisi naik dan turun. Gaya yang diberikan pada satu ujung pipa akan langsung disalurkan dengan besar gaya yang sama ke ujung pipa yang lainnya.



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



3



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Cairan Kebanyakan sistem hidrolik menggunakan oli karena tidak akan memampat dan mampu melumasi sistem yang digunakan. Air tidak cocok dipakai karena: 1. Air dapat membeku pada temperatur yang dingin dan mendidih pada temperatur 100ºC. 2. Air menyebabkan korosi dan karat serta hanya memberi sedikit pelumasan. Kegunaan Fluida Ada berbagai jenis fluida yang dipakai dalam sistem hidrolik. Alasan menggunakan suatu jenis fluida bergantung pada jenis pekerjaan dan lingkungan kerjanya, namun kesemuanya menjalankan 4 fungsi yang mendasar berikut: 1. Fluida digunakan untuk meneruskan gaya dan tenaga melalui saluran (line) ke aktuator supaya dapat melakukan kerja. 2. Fluida adalah media pelumas pada sirkuit dan komponen hidrolik. 3. Fluida adalah media pendingin, membawa panas menjauh dari komponen-komponen di dalam sirkuit hidrolik dan membuangnya ke tempat lain. 4. Fluida menyekat celah antara bagian-bagian yang bergerak untuk meningkatkan efisiensi dan mengurangi panas yang diciptakan oleh kebocoran yang kelebihan.



TENAGA FLUIDA Pada abad ke tujuh belas, seorang filsuf dan ahli matematika Perancis yang bernama Blaise Pascal, merumuskan hukum dasar yang menjadi dasar hidrolik. Hukum Pascal menyebutkan: “Tekanan yang diberikan pada fluida di ruang tertutup diteruskan secara merata kesegala arah, dengan gaya yang sama pada luasan area yang sama, tegak lurus terhadap bidang tersebut”



Gambar 6 Memberikan pressure pada fluida



4



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



Prinsip ini, juga mengacu pada hukum fluida dalam ruang tertutup, sangat tepat mengingat hasil dari memberikan pressure pada botol kaca yang terisi penuh (Gambar 6).



Gambar 7 Wadah meledak karena adanya pressure



Karena pada dasarnya cairan tidak dapat dimampatkan, dan gaya yang disalurkan tidak berkurang ketika melalui cairan dan memberi dampak yang sama di segala daerah botol tersebut, dan karena luas area badan botol lebih besar dibanding dengan leher botol, maka badan botol akan pecah dengan adanya sedikit pressure yang diberikan pada tutupnya. Gambar 7 menggambarkan fenomena ini.



Gambar 8 Hubungan antara pressure, dan gaya



Gambar 8 menjelaskan hubungan bidang yang menyebabkan gaya yang jauh lebih besar di badan botol daripada yang diberikan pada leher botol. Pada ilustrasi ini, leher botol mempunyai luas bidang 0.001m2. Jika tekanan yang ditimbulkan oleh gaya ini diteruskan sepanjang fluida, mempengaruhi semua bidang yang berdampingan dengan besar yang



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



5



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



setara. Ini menunjukkan bahwa bidang yang lebih besar (jumlah inci persegi-nya lebih besar) akan mendapatkan gaya gabungan yang lebih tinggi. Dasar botol seperti diperlihatkan pada Gambar 8 mempunyai jumlah total bidang 0.02m 2 dan gaya yang diberikan pada fluida adalah 50N. Sehingga, gaya gabungan pada dasar botol adalah 50N pada setiap 0.001m2. Karena luas dasar botol adalah 0.02m 2 maka sebanding dengan 20 bidang dengan ukuran 0.001m2. Gaya yang bekerja pada dasar botol adalah 50N dikali 20 bidang, sehingga gaya gabungan pada bagian bawah botol adalah 20 x 50 = 1000N. Hubungan tersebut digambarkan dengan rumus berikut: Gaya = Pressure x Area. F = P . A Rumus ini dapat digunakan untuk mencari besarnya gaya dan tekanan dan area jika dua dari ketiganya telah diketahui.



Gambar 9



P = Pressure = gaya pada setiap satuan luas. Satuan ukuran tekanan adalah Pascal (Pa), atau dalam sistem imperial Pound per Square inch (Psi) F = Gaya, yang merupakan dorongan atau tarikan yang diberikan pada permukaan. Gaya diperoleh dari hasil perkalian tekanan dan luas area (F = P x A). Gaya diukur dalam Newton (N), atau Pounds (lbs). A = Area, yang menunjukkan banyak sedikitnya luas permukaan. Kadang-kadang bidang permukaan disebut luas efektif. Bidang efektif adalah jumlah permukaan yang digunakan untuk menghasilkan gaya pada arah yang diinginkan. Luas diukur dengan satuan meter persegi (m 2) dan dalam satuan imperial (in2). Harus diingat dalam setiap perhitungan satuan harus ditulis. Bidang permukaan lingkaran (seperti pada piston) diperhitungkan dengan rumus: Area = π x ( r )2



6



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



Gambar 10 Pressure diciptakan oleh adanya beban



Hubungan yang sama digunakan untuk menentukan tekanan fluida yang diakibatkan oleh gaya yang diberikan. Gambar 10 menunjukkan berat yang ditahan oleh fluida di atas luas area 0,01m2. Dengan menggunakan kembali rumus di atas, tekanan fluida sebesar 100.000 Pa dapat dihitung dengan rumus: Tekanan = Gaya ÷ Area.



Gambar 11



Pascal mendemonstrasikan penggunaan hukumnya secara nyata dengan gambar seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 11 diatas. Diagram tersebut menunjukkan bahwa, dengan menerapkan prinsip-prinsip yang sama seperti yang dijelaskan diatas, maka gaya masuk kecil yang diberikan atas daerah kecil dapat menciptakan gaya yang besar dengan memperbesar area output-nya. Tekanan yang diberikan pada bidang output yang lebih besar, akan menghasilkan gaya yang lebih besar seperti pada rumus di halaman sebelumnya. Dengan begitu, metode pelipatgandaan gaya hampir sama dengan dengan penggunaan pry bar atau pengungkit, namun pada hidrolik, sebagai medium digunakan fluida.



KEUNGGULAN TENAGA FLUIDA Salah satu keuntungan penggunaan fluida adalah kemampuan melipatgandakan gaya dan untuk meneruskan tenaga. Seperti ditunjukkan oleh diagram pada Gambar 11, gaya tidak harus diteruskan melalui saluran lurus (secara linear). Gaya bisa diteruskan melalui belokan APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



7



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



atau secara tidak linear dan dilipat gandakan. Penggunaan tenaga fluida adalah merupakan konsep penyaluran tenaga yang fleksibel. Sebetulnya, tenaga fluida adalah penyaluran tenaga yang awalnya berbentuk tidak bergerak, melalui sumber putaran (motor listrik atau engine), energi dipindahkan ke tempat yang terpisah yang dilengkapi peralatan pelipat-gandaan gaya yang berputar atau linear (garis lurus) yang disebut juga aktuator. Tenaga fluida juga bisa dilihat sebagai bagian proses transformasi mengubah bentuk energi potensial (listrik atau bahan bakar) menjadi energi mekanik yang aktif (gaya dan tenaga linear atau rotary). Keuntungan lain setiap kali tenaga dasar dirubah ke tenaga hidrolik adalah



:



1. Gaya dengan mudah bisa diubah arahnya seperti dari maju ke mundur. 2. Alat pelindung bisa ditambahkan sehingga memungkinkan kelebihan beban hanya terjadi pada peralatan pengangkat tetapi tidak pada penggerak utama (mesin atau engine) dan menghindari komponen lainnya mengalami tekanan yang berlebihan. 3. Kecepatan komponen mesin yang berbeda, seperti (boom, winch atau crane), bisa dikendalikan sendiri-sendiri satu sama lain, seperti mudahnya mengendalikan kecepatan penggerak utama.



Gambar 12 Sirkuit Hidrolik yang disederhanakan



Sistem hidrolik standard terdiri atas:    



Reservoir dibuat khusus untuk fluida hidrolik. Pompa hidrolik yang digerakkan oleh engine atau mesin listrik. Sistem valve untuk mengatur dan mengarahkan aliran dari pompa. Aktuator yang mengubah gaya supaya dapat dihasilkan kerja.



Gambar 12 merupakan ilustrasi komponen utama yang sederhana.



TEKANAN



Gambar 13 Tekanan pada outlet reservoir



Fluida pada sistem hidrolik didorong dari reservoir melalui saluran inlet pompa (Gambar 13) akibat sejumlah tekanan yang terjadi pada fluida tersebut antara lain.



8



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC







Berat fluida itu sendiri







Disebabkan oleh tekanan atmosfir







Bisa pula karena adanya tekanan dari tangki yang dibuat bertekanan



Berat fluida



Gambar 14 Tekanan yang disebabkan oleh berat air



Satu meter kubik air memiliki berat kira-kira 1000kg. Berat ini terdorong kebawah akibat gaya gravitasi, dan menimbulkan tekanan. Gambar 14 menunjukkan bagaimana berat ini tersebar di sepanjang permukaan bejana. Contoh ini menunjukkan, berat keseluruhan yang ditahan oleh bidang yang berukuran satu meter dikali satu meter atau 1m 2. Tekanan dengan arah ke bawah dari 1 meter kubik air ialah 9810 Pa. Jika ruang setinggi dua meter air akan menaikkan tekanan sebanyak dua kali lipat pada bidang sama yaitu sebesar 19620 Pa. Efek tekanan biasanya dapat dirasakan pada gendang telinga ketika berenang dan tekanan akan semakin besar jika kita berenang semakin dalam. Tekanan tersebut dapat dihitung seperti berikut ini: Tekanan (Pa) = dalam air (m) x 9810 Pa Fluida lain memiliki sifat sama dengan air, perbedaan tergantung pada berat jenis fluida tersebut. Spesific Gravity = Berat fluida ÷ Berat Air Spesifik gravity oli hidrolik sekitar 0.92, berarti oli hidrolik memiliki berat 92% dari berat air. Hubungan rumus diatas menjadi: Tekanan (Pa) = Fluida Depth (m) x 9810 Pa/m air x SG.



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



9



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Gambar 15 – Pressure yang ditimbulkan oleh berat oli



Berat air murni pada 4ºC adalah 1000kg per meter kubik. Berat air akan agak berkurang pada suhu yang lebih tinggi, tetapi perbedaan ini, secara umum diabaikan pada perhitungan hidrolik. Oli hidrolik pada reservoir menimbulkan tekanan 9200 Pa pada setiap ketinggian satu meter seperti digambarkan pada Gambar 15. Tekanan dengan arah menuju dasar reservoir akan mendorong fluida dari reservoir menuju inlet port pompa hidrolik, jika inlet port pompa berada dibawah ketinggian fluida. Tekanan Atmosfir



Gambar 16 Berat udara menyebabkan terjadinya tekanan atmosfir



Pada jumlah yang relatif sedikit, berat udara biasanya diabaikan. Gumpalan udara dengan luas satu meter persegi dan memanjang dari permukaan bumi diukur dari permukaan laut sampai ketinggian yang sangat ekstrem, sebetulnya akan mempunyai berat yang berarti. Berat ini, pada hari dengan cuaca normal adalah 10.000 kg, seperti ditunjukkan Gambar 16. Oleh karena itu tekanan yang dirasakan di permukaan laut karena berat udara tersebut, adalah 100.000 Pa. Ini mengacu pada standar atmosfir atau tekanan atmosfir pada hari-hari bisa dipermukaan laut yang sebesar 1 bar atau 1000 millibar. Tekanan ini, mempengaruhi fluida dalam reservoir, juga membantu mendorong fluida dari reservoir menuju inlet port pompa. Setiap orang begitu terbiasa dengan tekanan atmosfir, oleh karena itu kondisi ini diasumsikan memiliki tekanan ‘nol’ dan alat ukur tekanan (pressure gauge) juga membaca “nol”, oleh sebab itu tekanan atmosfir standar mengacu pada pembacaan skala alat ukur. Tentu saja, 10



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



mungkin juga mendapatkan tekanan di bawah tekanan atmosfir dengan menghilangkan sebagian dari tekanan atmosfir, dan kondisi ini disebut kondisi vakum. Dengan menghilangkan seluruh tekanan atmosfir, “nilai” nol didapat, dan ini disebut “absolute zero”. Nol absolut ialah 100 kPa di bawah ukuran gauge pressure nol, dan dianggap sebagai kevakuman sempurna (Gambar 17). Tidak ada tekanan absolut di bawah nol. Untuk membedakan antara kedua tekanan, alat ukur yang membaca nilai absolut diberi etiket absolut. Menyatakan ini bahwa nol untuk tekanan ini adalah nol absolut, dan semua pengukuran tekanan positif mulai dari nilai ini. Jika pembacaan tekanan atmosfir mulai dari “nol”, maka tekanan tersebut disebut gauge pressure. Alat ukur yang melakukan pembacaan seperti ini biasanya tidak diberi etiket.



Gambar 17 Gauge dan pressure absolut



Tekanan Barometrik Ketika kita bergerak dari permukaan laut, menuju ke atas gunung, kerapatan udara pada saat mencapai daerah tinggi menjadi berkurang. Hal ini ditandai dengan semakin susahnya kita bernapas karena semakin sedikit udara yang masuk ke paru-paru atau dapat juga dikatakan bahwa tekanan atmosfir semakin berkurang saat ketinggian suatu daerah dari permukaan laut meningkat. Fenomena seperti ini penting untuk dipertimbangkan, karena pada daerah yang lebih tinggi, tekanan atmosfir yang akan membantu fluida dari reservoir mengalir menuju sisi inlet port pompa lebih rendah jika dibandingkan alat tersebut beroperasi pada daerah yang lebih rendah.



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



11



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Gambar 18 Prinsip kerja barometer



Tekanan atmosfir diukur menggunakan barometer, seperti ditunjukkan oleh Gambar 18. Tabung penuh air raksa dibalikkan pada segenangan air raksa seperti terlihat. Air raksa akan jatuh dari tabung sampai mencapai tinggi tertentu. Ruang diatas air raksa pada tabung akan mengalami kevakuman sempurna 0 kPa. Tinggi air raksa pada tabung akan menunjukkan tekanan atmosfir, karena tekanan atmosfir yang mencegah sisa air raksa jatuh dari tabung. Pada tekanan atmosfir yang standar 100 kPa, air raksa akan jatuh dari tabung hingga mencapai tinggi 760mm di atas genangan. Sewaktu tekanan atmosfir berganti (karena iklim atau ketinggian), tinggi air raksa akan berubah.



ALIRAN (Q) Aliran adalah gerakan sejumlah fluida selama waktu tertentu. Fluida pada sistem hidrolik mengalir melalui hose, tube, reservoir dan komponen-komponen. Aliran biasanya dilambangkan dengan huruf “Q”, dan biasanya memiliki satuan liter-per menit (LPM) atau gallon per menit, namun dapat juga dengan satuan sentimeter kubik per-menit (cm3/ min) atau sentimeter kubik per-detik (cm3/sec). Dengan memakai rumus di atas, satuan yang benar harus digunakan agar persamaannya menjadi setara. Misalnya, jika luas dalam cm bujursangkar, lalu kecepatan dalam cm perdetik atau cm per-menit. Aliran kemudian akan menjadi sentimeter kubik (cc) per detik atau per menit. Pada dasarnya aliran adalah kecepatan sejumlah fluida yang melalui titik tertentu. Untuk menggambarkannya, bayangkan luas penampang bagian dalam pipa. Jika penampang ini dialiri fluida dengan laju satu meter dalam satu detik, maka fluida akan terdorong sejauh satu meter setiap detik. Volume fluida itu adalah luas penampang dikali panjang pipa. Dari analogi diatas diperoleh rumus dasar aliran hidrolik: Aliran = Area x Velocity, atau Q = A x V. Aliran Laminar



Gambar 19 Aliran Laminar



12



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



Aliran Laminar merupakan aliran pada sistem hidrolik yang merupakan perpindahan fluida dengan lancar dari satu titik menuju titik lain; semua partikel fluida akan bergerak paralel ke semua arah tertentu, atau disebut juga aliran laminar (gambar 19), dan ini adalah kondisi yang paling ideal. Aliran Turbulen



Gambar 20 Aliran Turbulence



Sebenarnya, aliran pada hidrolik sistem lebih sering mengalami banyak ketidak teraturan dari pada yang diinginkan. Walaupun fluida secara umum mengalir menuju arah tertentu yang diinginkan, juga mengalir melalui saluran kecil, hambatan pada sudut yang tajam, melalui orifice, melewati tikungan tajam. Pada Gambar 20, partikel fluida mengalir dengan tidak beraturan, menyebabkan gesekan dan gerakan yang tak efisien. Aliran sejenis ini, disebut aliran turbulen, yang merupakan aliran yang tak diinginkan dan boros. Sayangnya, seekonomis apa pun suatu sistem hidrolik, pada kenyataaanya masih mengalami turbulensi aliran.



PENURUNAN TEKANAN



Gambar 21 Aliran yang melewati suatu orifice menyebabkan penurunan tekanan



Ketika fluida mengalir melewati orifice, seperti terlihat pada Gambar 21, maka fluida tersebut akan kehilangan sebagian dari energinya. Ini terlihat dimana tekanan akan lebih rendah di daerah downstream orifice, seperti ditunjukkan oleh kedua pressure gauge. Perbedaan tekanan di antara di daerah upstream dan di daerah downstream disebut pressure drop, yaitu penurunan tekanan yang disebabkan oleh hambatan aliran (orifice). Besarnya penurunan tekanan akan bervariasi, tergantung pada :   



Laju aliran melewati orifice. Ukuran orifice. Kemudahan fluida untuk mengalir (viskositas).



Aliran pada downstream harus sama dengan aliran pada downstream seperti Gambar 21, karena tidak ada keborocan aliran fluida. Namun, karena tekanan fluida di daerah downstream lebih rendah, maka tenaga dari fluida akan kurang. Hukum ilmu fisika menyebutkan bahwa tenaga tidak bisa dihilangkan, oleh karena itu pengurangan tenaga pada aliran karena terbentuknya panas akibat orifice.



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



13



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Gambar 22 Jika tidak ada aliran melewati orifice, maka tidak terjadi penurunan pressure



Jika besarnya penurunan tekanan tergantung di banyaknya mengalir melewati restriction, sehingga dapat disimpulkan bahwa bahwa jika tidak ada aliran, akan tidak ada penurunan tekanan. Ini ditunjukkan pada Gambar 22. Tidak adanya aliran pada pipa menyebabkan tekanan akan setara pada kedua sisi. Dengan tak ada aliran dan tak ada penurunan tekanan, akan tidak ada panas yang dihasilkan dan tidak akan ada penurunan tenaga. Hubungan langsung antara aliran dan tekanan merupakan pertimbangan dalam sistem hidrolik; jika tidak ada aliran pada titik A dan titik B, maka tidak akan ada penurunan tekanan (pressure drop). Begitu juga sebaliknya, jika tidak ada perbedaan tekanan antara titik A & B maka tentunya tidak ada aliran diantara kedua titik ini. Hukum Bernoulli



Gambar 23



Hukum Bernoulli menyatakan bahwa jumlah tekanan dan energi kinetik pada beberapa titik pada sistem harus konstan jika aliran konstan. Jika fluida mengalir melalui diameter yang berbeda seperti ditunjukkan pada Gambar 23, maka kecepatan alir (velocity) juga akan berbeda. Pada sisi kiri, areanya luas sehingga kecepatan alir (velocity) akan rendah. Pada bagian tengah, kecepatan alir (velocity) akan meningkat disebabkan luas area kecil. Juga pada sisi kanan, luas area meningkat kembali sama dengan yang kiri, sehingga kecepatan aliran akan turun. Bernoulli membuktikan bahwa tekanan pada daerah C akan lebih rendah daripada tekanan di area A dan B karena peningkatan kecepatan aliran (velocity). Peningkatan kecepatan alir pada titik C berarti peningkatan energi kinetik. Energi kinetik akan meningkat hanya jika tekanan turun. Pada titik B, energi kinetik yang berlebih telah dirubah kembali menjadi tekanan dan aliran akan turun. Jika tidak ada hilang tenaga karena gesekan ( friction loss), tekanan pada titik B akan sebanding dengan tekanan pada titik A. 14



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



Gambar 24



Gambar 24 menunjukkan efek kombinasi dan perubahan kecepatan aliran. Penurunan tekanan (pressure drop) dari maksimum di C menuju nol di B. Pada D, kecepatan meningkat, sehingga tekanan akan turun. Pada E, ketinggian fluida akan meningkat dan banyak energi kinetik dirubah menjadi tekanan karena kecepatan aliran (velocity) turun. Juga pada F, ketinggian fluida turun karena kecepatan aliran (velocity). Sederhananya, hukum Bernauli menyatakan bahwa :  



Jika aliran meningkat, tekanan turun Jika aliran turun, tekanan meningkat.



Ringkasan tentang beberapa prinsip dasar Hidrolik Kerja terjadi secara hidrolik merupakan kombinasi tekanan, aliran dan pada waktu tertentu. Tekanan tanpa aliran tidak akan menghasilkan kerja. Aliran tanpa tekanan juga tidak akan menghasilkan kerja. Tekanan hidrolik merupakan hasil dari tahanan dan gaya: 



Aliran meningkat, tekanan akan turun







Aliran menurun, tekanan akan meningkat



Gerakan akan timbul karena adanya aliran hidrolik Sirkuit Seri dan Parallel



Gambar 25



Kebanyakan mesin membutuhkan berbagai komponen yang dapat dihubungkan baik melalui sirkuit seri ataupun parallel (Gambar 25). Ketika komponen dihubungkan secara seri (1), fluida mengalir dari satu komponen menuju komponen berikutnya, sebelum kembali ke tangki. Ketika komponen terhubung secara parallel (2), aliran fluida akan menuju komponen secara bersamaan.



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



15



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Hambatan dalam rangkaian Seri



Gambar 26



Dalam Gambar 26, dibutuhkan pressure sebesar 620 kPa (90 psi) untuk mengalirkan 4 liter fluida per menit (lpm) melalui sirkuit. Orifice atau relief valves pada rangkaian hidrolik seri menghasilkan tahanan yang mirip dengan resistor pada rangkaian listrik seri, oli akan mengalir pada tiap-tiap tahanan. Total tahanan merupakan penjumlahan dari masing-masing tahanan. Hambatan dalam rangkaian Parallel



Gambar 27



Pada sistem sirkuit parallel, oli yang dipompakan mengikuti tahanan terakhir. Pada Gambar 27, pompa menyuplai oli menuju tiga sirkuit parallel. Sirkuit ketiga memiliki hambatan tertinggi dan merupakan prioritas terakhir oli untuk mengalir. Sirkuit pertama memiliki tahanan terendah dan merupakan prioritas pertama fluida mengalir. Ketika oli yang dipompakan mengalir mengisi saluran dari pompa menuju valve, tekanan oli akan meningkat menjadi 207 kPa (30 psi). Tekanan yang dihasilkan oleh hambatan aliran oli, membuka valve pada sirkuit pertama dan oli mengalir menuju sirkuit. Tekanan sirkuit tidak akan meningkat hingga sirkuit pertama terisi penuh. Ketika sirkuit pertama terisi, tekanan fluida akan meningkat menjadi 414 kPa (60 psi) dan membuka valve pada sirkuit kedua. Kemudian, tekanan sirkuit tidak akan meningkat hingga sirkuit dua terisi penuh. Tekanan oli yang dipompakan akan meningkat ke nilai 620 kPa (90 psi) untuk membuka valve pada sirkuit ketiga. Sebuah sirkuit hidrolik atau pada pompa harus dilengkapi sistem relief valve untuk membatasi tekanan maksimum sistem.



16



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



HIDROLIK MENGHASILKAN KERJA



Gambar 28



Untuk melakukan pekerjaan yang berguna, sebuah sistem hidrolik harus dapat mengubah tenaga dan mengontrol aliran dari suatu komponen ke komponen yang lainnya. Gambar 28 di atas menunjukkan prinsip pengubahan dan titik pengontrolan suatu sistem. Sistem hidrolik menerima input energi dari sumber, biasanya dari engine atau rangkaian gigigigi (gear train) yang berputar. Pompa hidrolik mengubah energi gerak menjadi energi hidrolik dalam bentuk aliran dan tekanan. Valve mengontrol perubahan energi hidrolik menuju sistem dengan mengotrol aliran fluida dan arah aliran. Aktuator (yang dapat berupa silinder atau motor) mengubah energi hidrolik menjadi energi mekanis yang menghasilkan gaya putar yang berguna melakukan pekerjaan. Untuk melakukan pekerjaan hidrolik, diperlukan aliran dan tekanan. Tekanan Hidrolik menghasilkan tenaga dorongan dan aliran menghasilkan gerakan. Beberapa faktor Konversi Imperial/Metrik Length / panjang 0,03937 inci (ins) = 1 milimeter (mm) 0,3937 inci (ins) = 1 sentimeter (cm) 39,37 inci (ins) = 1 meter (m) 1 inci (in atau “) = 25,4 milimeter (mm) 1 kaki (ft atau ‘) = 0,3048 meter (m) Luas area / area 0,00155 ins2 = 1 mm2 0,155 ins2 = 1 cm2 1 inci persegi (in2) = 6,452 sentimeter persegi (cm2) Volume/isi 0,061 in3 = 1 cm3 61,02 in3 = 1 liter (L) 0,22 galon imperial = 1 liter (L) 0,2642 galon AS = 1 liter (L) 1 inci kubik (in3) = 16,39 sentimeter kubik (cm3 atau cc) 1 galon imperial (imp gal) = 4,546 liter (lt) 1 galon AS (US Gal) = 3,785 liter (lt) Massa 2,205 pound (lb) = 1 kilogram (kg) 0,9844 ton (t) = 1 tonne (t) 1 pound (lb) = 0,4536 kilogram (kg)



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



17



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Kecepatan / velocity 196,8 kaki per menit (ft/min) = 1 meter per detik (m/det). Gaya / force 0,2248 pound force (lb.force) = 1 Newton (N) 0,1004 ton force (t.force) = 1 KiloNewton (kN) Pressure 0,145 pound per inci persegi (psi) 1 Kilopascal (kPa) Catatan: 101.325 kPa = 1 Atmosfir (atm). 1 kg/cm2 = 14,22 psi atau 0,9678 atm atau 100 kPa Torque O,7376 pound kaki (lb.ft) = I Newton Meter (Nm) 7,23 (lb.ft) = 1 kg/m. Temperature / suhu Derajat Fahrenheit (0F) = 0C x 1,8 +32 (derajar Selsius 0C) Kekuatan 1 kilowatt (kW) = 1,341 power / tenaga kuda (hp) Catatan: 1 watt (w) = 1 Nm/det Imbuhan yang lazim dipakai dalam ukuran-ukuran dasar Mikro Mili Senti Desi 1,0 Deka Hekto Kilo Mega



18



= 0,000001 Sepersejuta = 0,001 Seperseribu = 0,01 Seperseratus = 0,1 Sepersepuluh = Satu = 10,0 Sepuluh = 100,0 Seratus = 1000,0 Seribu = 1000000,0 Satu juta



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



TOPIK 2 Sirkuit & Komponen-Komponen Hidrolik



Gambar 29



Mesin-mesin alat berat saat ini menggunakan sistem hidrolik dengan berbagai komponen hidrolik untuk mencapai tingkat pengoperasian yang efisien. Silinder hidrolik memiliki bermacam tipe yang digunakan untuk mengoperasikan implement, seperti bucket, blade, ripper, backhoe dan bak truck. Motor Hidrolik menggerakkan track, roda, car bodi dan conveyor. Brake, steering, transmisi, suspensi dan sistem kendaraan lainnya juga menggunakan sistem hidrolik sebagai tenaga dan control. Gambar 29 menjelaskan sistem dasar hidrolik, yang terdiri dari komponenkomponen berikut:         



Fluida (A) Reservoir (B) Filter (C) Pompa (D) Directional control valve (E) Aktuator atau hidrolik silinder (F) Saluran (Line) (G) Pressure control valve (H) Oil Cooler (I).



Kebanyakan pabrik pembuat menggunakan simbol grafik untuk mengidentifikasi komponen sirkuit dan untuk menggambarkan fungsi dan operasi sirkuit.



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



19



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Gambar 30



SIMBOL-SIMBOL GRAFIK Simbol-simbol grafik untuk diagram hidrolik (Gambar 30) awalnya dibuat oleh American National Standards Institute (ANSI) dan saat ini digunakan juga oleh International Standards Organisation (ISO). Simbol ini berguna sebagai standard komunikasi di dunia industri dan pendidikan. Dengan adanya simbol, maka desain, proses fabrikasi, analisis dan perbaikan & perawatan lebih mudah dilakukan. Simbol ini menggambarkan fungsi komponen bukan konstruksinya. Disamping itu, simbol ini memperlihatkan bagaimana komponen yang menggunakan tenaga fluida beroperasi secara pneumatik, secara hidrolik, secara elektrik, secara manual, dan sejenisnya. Aturan penggunaan sistem simbol grafis berikut harus dimengerti dan diikuti supaya hasil yang diperoleh maksimal : 1. Simbol-simbol menunjukkan sambungan, jalur aliran, dan fungsi komponen. Simbolsimbol tersebut tidak menunjukkan kondisi yang terjadi selama perubahan suatu kondisi aliran ke kondisi aliran lainnya. Simbol-simbol juga tidak menunjukkan konstruksi atau nilai, seperti tekanan, laju aliran, dan setelan komponen. 2. Simbol-simbol tidak menunjukkan lokasi port, lokasi spool, posisi elemen pengontrol pada kondisi sesungguhnya. 3. Posisi atau ukuran simbol bisa diubah menjelaskan komponen dengan tidak mengubah artinya. 4. Masing-masing simbol memperlihatkan komponen pada kondisi biasa atau netral kecuali terdapat gambar lainnya yang menunjukkan kondisi spesifik masing-masing posisi komponen. 5. Anak panah yang dipakai dalam simbol envelop menunjukkan arah aliran pada komponen dan tanda panah di kedua sisi menunjukkan aliran yang dapat bolak-balik. Simbol-simbol grafik menggunakan bentuk geometris dasar untuk menjelaskan komponen dan sirkuit. Simbol tersebut dapat berbentuk lingkaran, bujur sangkar, segi empat, segitiga, busur, anak panah, garis, titik dan silang.



20



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



Simbol Dasar



Gambar 31 Simbol-simbol komponen tambahan



Simbol dasar pertama adalah segitiga energi (Gambar 31). Segitiga digunakan untuk melambangkan titik konversi tenaga dan arah aliran. Segitiga dengan warna gelap atau buram seperti terlihat disebelah kiri menunjukkan media tenaga adalah fluida, seperti hidrolik oli. Segitiga bening di sebelah kanan menunjukkan media tenaga gas. Arah menghadapnya segitiga akan menunjukkan arah tenaga mengalir, menuju atau dari komponen. Segitiga gelap yang menunjuk keluar envelop komponen akan menunjukkan komponen pengubah tenaga (seperti pompa) dan medianya adalah fluida. Contoh lain dapat berupa segitiga bening yang menunjuk ke dalam komponen, menunjukkan media tenaga adalah angin dan komponen menyerap atau mempergunakan tenaga ini untuk melakukan kerja (seperti motor pneumatik). Shaft berputar diperlihatkan dengan garis padat yang pendek, tersambung dengan garis besar komponen. Anak panah digunakan untuk menunjukkan arah putaran. Anak panah selalu diasumsikan didekat shaft dan dapat berputar searah atau bolak-balik. Komponen-komponen Dasar



Gambar 32 Simbol komponen-komponen dasar



Simbol dasar komponen yang digunakan berupa lingkaran, bujur sangkar, ketupat, segi empat dan beberapa bentuk geometris lainnya (Gambar 32). Lambang komponen atau envelop dasar ini kemudian ditambahkan lambang komponen atau elemen tambahan untuk menciptakan, atau menggambarkan jenis komponen secara spesifik seperti valve, pompa, atau motor. Ukuran komponen secara garis besar mungkin diubah-ubah untuk menekankan bagian tertentu atau menunjukkan perbedaan di antara bagian utama dan pembantu. Selain itu, variasi ukuran, tidak menunjukkan ukuran fisik komponen.



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



21



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Pipa (tube), Selang (hose) dan Saluran Dalam (Internal Passages) Tiga tipe garis yang digunakan pada gambar simbol grafis digunakan untuk menunjukkan pipa (tubes, hoses dan saluran dalam) komponen hidrolik terdiri dari : 1. Working Lines: Garis lurus / nyata (solid line) digunakan untuk menunjukkan jalur kerja hidrolik. Jalur kerja membawa sebagian besar aliran menuju sistem hidrolik. 2. Pilot Lines: Garis putus-putus digunakan untuk menunjukkan pilot line hidrolik. Pilot line membawa sedikit volume oli yang digunakan sebagai aliran tambahan untuk menggerakkan atau mengontrol komponen hidrolik. Panjang setiap garis putus sedikitnya sepuluh kali lebarnya . 3. Drain Lines: Garis putus-putus lainnya digunakan menunjukkan jalur pengembalian (drain line) yang mengembalikan oli ke reservoir. Panjang setiap garis putus sedikitnya lima kali lebarnya. Beberapa simbol-simbol lainnya: 1. Garis pembatas (Enclosure Lines):



Enclosure line digunakan untuk menggambarkan batas daerah pada mesin, dimana terdapat komponen hidrolik, sebagai contoh tempat pengoperasian, atau setengah bagian depan artikulasi mesin. 2. Instrument Lines



Instrument line digunakan untuk menghubungkan sebuah instrument dengan sensor. Perpotongan line



Gambar 33 Teknik untuk menggambarkan perpotongan dan persambungan



Di sini kita lihat dua teknik untuk menggambarkan baik perpotongan line dan persambungan (junction) line (Gambar 33). Sangat penting untuk memperhatikan bahwa grafik simbol



22



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



mungkin saja digambarkan dengan berbagai cara yang berbeda namun tetap mewakili hal yang sama. Pertama, mari kita lihat teknik-teknik ini, dimana A dan B dipakai untuk menggambarkan perpotongan line. Dalam metode “A”, terlihat line setengah lingkaran kecil yang digunakan untuk meloncati atau memotong line lain. Metode yang lainnya adalah metode “B” yang hanya menunjukkan perpotongan line satu sama lain. Pada sisi kanan, dua metode lain yang ada di sisi kanan ini adalah untuk menyambung line. Cara yang standar dan paling banyak dipakai untuk menggambarkan persambungan (junction) line adalah dengan menggunakan titik padat pada titik persambungan (junction) seperti yang terlihat pada bagian “C”. Metode yang lainnya adalah “D”, dimana terlihat persambungan (junction) line tanpa ada titik. Ini mungkin tampak agak membingungkan pada awalnya, karena hal ini juga merupakan cara untuk menunjukkan perpotongan seperti yang terlihat pada “B”. Cara untuk menentukan jenis sambungan (junction) anda akan tergantung pada teknik lain yang digunakan dalam sirkuit untuk menggambarkan perpotongan dan persambungan (junction) line.



Gambar 34 Persambungan (Junction) dan Perpotongan



Kunci untuk menentukan jenis persambungan (junction) line, seperti yang terlihat pada Gambar 34 pada titik (1) dalam gambar “B” atau “C”, tergantung pada teknik lain yang digunakan untuk keseluruhan sirkuit. Jika sebuah line setengah lingkaran kecil digunakan untuk menggambarkan perpotongan line, maka persambungan (junction) line bisa digambarkan dengan atau tanpa titik persambungan (junction), seperti yang terlihat pada “A” atau “B”. Kedua metode ini sama benarnya. Metode manapun yang dipakai, maka hal tersebut harus digunakan secara konsisten untuk keseluruhan sirkuit. Sama juga halnya ketika anda memakai titik persambungan (Junction) untuk menandai persambungan (junction) line / saluran dalam sirkuit, maka line perpotongannya dapat menggunakan setengah lingkaran seperti pada “A” atau tanpa setengah lingkaran tersebut seperti pada “C”. Hal penting yang harus anda ingat adalah teknik manapun yang anda gunakan, pergunakanlah secara konsisten untuk keseluruhan sirkuit. Tampilan “D” menunjukkan apa yang akan terjadi jika anda menggunakan metode yang sama untuk menggambarkan perpotongan dan persambungan (junction) line dalam sebuah sirkuit. Ini tidak benar karena orang tidak akan dapat membedakan keduanya.



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



23



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



LINE HIDROLIK Line Hidrolik digunakan untuk menghubungkan berbagai komponen supaya fluida dapat mengalir pada sirkuit. Line hidrolik tersebut dapat berupa pipa (tube) atau selang (hose).



Gambar 35



Tube (Gambar 35) merupakan line hidrolik yang kaku, biasanya terbuat dari baja. Tube digunakan pada beberapa komponen yang tidak bergerak satu sama lain. Tube secara umum juga memerlukan ruang lebih sedikit dibanding selang (hose) dan dapat terpasang dengan kokoh ke mesin, menghasilkan perlindungan yang lebih baik pada line hidrolik dan secara umum memperbaiki penampilan mesin.



Gambar 36



Hose hidrolik (Gambar 36) digunakan jika dibutuhkan fleksibilitas, seperti jika komponen saling bergerak satu sama lain. Hose dapat menyerap getaran dan mampu menahan berbagai pressure.



TANGKI HIDROLIK



Gambar 37



Sewaktu mesin dan perlengkapan dalam tahapan desain, banyak hal yang dipertimbangkan seperti; ukuran dan lokasi tangki oli hidrolik (gambar 37). Saat mesin atau perlengkapan beroperasi, tangki hidrolik berfungsi sebagai :



24



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



1. Tempat penampungan oli hidrolik. 2. Alat untuk membuang panas dari oli. 3. Alat pemisah dan membuang udara dari oli. 4. Memungkinkan partikel kotoran mengendap dari oli. Fungsi utama tangki oli hidrolik adalah untuk menyimpan oli dan menjamin oli tersedia dengan sebagai syarat sistem dapat bekerja dengan baik. Tangki harus mempunyai cukup kekuatan, kapasitas yang memadai dan menjaga masuknya kotoran. Tangki diletakkan di lokasi yang mudah dijangkau, kadang-kadang langsung terdapat pada rumahan komponen utama (major component housing). Komponen tangki terdiri dari :     



Tutup pengisian (Fill cap). Gelas takar (Sight glass). Breather. Saluran suply dan kembali (Suplay & Return Line). Saluran pembuangan (Drain line).



Penutup / Fill Cap



Gambar 38



Tutup pengisian (fill cap) menjaga masuknya menjaga kotoran melalui lubang pengisian yang digunakan untuk mengisi dan menambah oli ke tangki, juga sebagai penyekat tangki yang bertekanan. (Gambar 38). Sight Glass



Gambar 39



Kaca penakar (sight glass) (Gambar 39) digunakan untuk memeriksa ketinggian oli dengan mengacu pada manual operation and maintenance. Ketinggian oli umumnya berada pada posisi yang sesuai ketika terlihat berada ditengah-tengah sight glass. Oli level harus diperiksa ketika oli dingin. Mengaculah pada spesifikasi pabrik untuk memperoleh informasi tentang prosedur pembacaan ketinggian oli yang benar.



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



25



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Lubang udara / Breather



Gambar 40



Lubang udara (Gambar 40) ini dipasang pada tangki tidak bertekanan dan memungkinkan pressure atmosfir dapat keluar masuk tangki. Drain Lines Letaknya pada bagian bawah tangki, lubang drain ini berfungsi untuk mengeluarkan oli lama dari dalam tangki. Lubang drain ini juga berfungsi untuk menyingkirkan air dan endapan kotoran dari dasar tangki. Kadang plug drain mengandung magnet yang kuat untuk menangkap partikel pada dasar tangki. Supply & Return Lines Supply line memungkinkan oli mengalir dari tangki menuju sistem. Return line memungkinkan oli mengalir dari dari sistem menuju tangki. Pressurized Tank



Gambar 41



Pressurized tank itu tertutup sama sekali. Atmospheric pressure (tekanan udara luar) tidak akan mempengaruhi pressure yang ada di dalam tangki. Sebagaimana oli mengalir melalui sebuah system, oli akan menyerap panas dan mengembang. Oli yang mengembang ini akan menekan udara yang ada di dalam tangki. Udara yang tertekan ini akan mendorong oli keluar dari tangki dan menuju ke sistem. Pressurised tank mencegah masuknya kotoran dan uap air disamping membantu mendorong oli mengalir menuju pompa hidrolik. Terdapat juga sistem dimana tekanan udara di tangki diperoleh dari sistem udara bertekanan mesin, namun sistem seperti ini jarang digunakan. Jangan langsung membuka tutup tangki ketika sedang bertekanan. Tangki bertekanan mengalami pengembangan volume oli yang disebabkan oleh panas dan oleh karena itu terjadi tekanan pada permukaan oli. 26



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



Pressure relief valve mengontrol tekanan didalam tangki dan vacum valve mencegah terjadinya tekanan negatif dalam tangki ketika sistem dingin. Vacuum (Relief Valve) Vacuum/relief valve mempunyai dua kegunaan yaitu : 1. Mencegah kevakuman 2. Membatasi tekanan maksimum didalam tangki. Vacuum relief valve mencegah kevakuman saat membuka dan memungkinkan udara masuk menuju tangki ketika tekanan didalam tangki turun menjadi 3.45 kPa (0.5 psi). Ketika pessure di dalam tangki mencapai tekanan settingan vacuum relief valve, valve membuka dan membuang udara bertekanan ke atmosfir. Settingan tekanan vacuum relief valve berkisar dari 70 kPa (10 psi) sampai 207 kPa (30 psi). Saringan Pengisian (Filler Screen) Mencegah kotoran dengan ukuran besar masuk kedalam tangki. Tabung Pengisian (Filler Tube) Memungkinkan tangki terisi hingga ketinggian yang tepat dan tidak kelebihan. Baffle Mencegah return oli mengalir langsung ke bagian tank outlet, memberikan kesempatan kepada bubble (gelembung-gelembung udara) yang ada di return oil untuk naik ke atas. Juga mencegah oli teraduk yang juga membantu mencegah oli dari pembentukan buih. Ecology Drain Digunakan untuk mencegah oli tercecer pada saat membuang air dan endapan-endapan dari tangki. Line kembali (Return Line) Mengalirkan oli dari sirkuit hidrolik kembali ke tangki. Saringan kembali (Return screen) Mencegah partikel yang lebih besar masuk ke tangki, tetapi tidak bisa menyaring partikel yang halus. Pump Pick-up Line Pump pick-up line mengarahkan oli menuju sisi pemasukan pompa. Saluran ini normalnya tidak menyentuh bagian dasar tangki. Hal ini akan mencegah endapan yang berada dibawah tangki masuk ke pompa. Vented Tank



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



27



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Gambar 42 Tangki vented / berventilasi dan simbol ISO



Vented tank merupakan tipe tangki yang umum. Memiliki breather yang memungkinkan udara masuk dan keluar dengan bebas sehingga tekanan didalam system hanya tekanan atmosfir. Elemen penyaring udara atau screen biasanya terpasang pada tangki untuk mengurangi masuknya debu dari udara luar.



SIMBOL GRAFIK – TANGKI HIDROLIK



Gambar 43



Simbol vented reservoir (Gambar 43) ditunjukkan disebelah kiri dan dilambangkan dengan kotak yang terbuka bagian atasnya. Pressurised reservoir digambarkan dengan kotak yang tertutup penuh. Return line dapat digambarkan di atas atau di bawah ketinggian fluida. Simbol reservoir merupakan sebuah simbol yang dapat digambarkan sebanyak mungkin sesuai kebutuhan pada skematik sirkuit untuk mengurangi jumlah garis yang harus digambarkan. Meskipun simbol digambarkan berulang-ulang, namun hanya menunjukkan tangki yang sama kecuali ada keterangan spesifik. Filter Fluida



Gambar 44 Simbol Dasar



Simbol umum yang digunakan untuk menunjukkan filter fluida berbentuk belah ketupat kosong (empty diamond) seperti ditunjukkan pada (gambar 44) diatas. Beberapa tipe simbol fluid conditioner dapat dibuat dengan melakukan sedikit perubahan atau tambahan pada simbol dasar.



Gambar 45



Pertama adalah filter atau strainer, seperti ditunjukkan pada Gambar 45 diatas, dengan garis putus-putus vertical di dalam simbol dasar. Ini menunjukkan media penyaring dimana fluida mengalir.



28



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



Gambar 46



Terdapat sebuah garis horizontal yang melintang pada bagian dasar simbol, seperti yang terlihat pada Gambar 46 menggambarkan materi yang telah dipisahkan berada pada dasar tangki misalnya air.



Gambar 47



Garis pendek yang memanjang dari bagian bawah simbol, seperti ditunjukkan Gambar 47, memperlihatkan saluran pembuangan manual.



Gambar 48



Pembuangan otomatis ditunjukkan oleh huruf ‘V’ kecil yang ditempatkan dibawah garis pemisah horizontal seperti ditunjukkan Gambar 48.



POMPA HIDROLIK Pompa hidrolik mengubah energi mekanis menjadi energi hidrolik. Peralatan ini mengambil energi dari sebuah sumber (seperti engine, electric motor, dll.) dan mengubahnya menjadi bentuk energi hidrolik. Fungsi pompa kemudian menyuplai aliran oli yang memadai ke sistem hidrolik supaya sirkuit dapat beroperasi dengan kecepatan normalnya. Pompa umumnya dibedakan menjadi dua jenis, yaitu : 



Non-positive displacement







Positive displacement.



Gambar 49



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



29



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Gambar 49 menunjukkan pompa tipe roda-gigi (gears type pump). Roda-gigi (gears) berpasangan dan diputar oleh sumber tenaga. Pompa mengambil oli dari tangki dan mendorongnya menuju sistem hidrolik. Seluruh pompa menghasilkan aliran oli dengan cara yang sama. Kevakuman terbentuk pada saluran masuk pompa dan tekanan dari luar (tekanan tangki atau tekanan atmosfir) menekan oli menuju saluran masuk dan selanjutnya menuju inlet chamber pada pompa. Idler gear pompa membawa oli menuju chamber outlet pompa. Jumlah fluida yang dikeluarkan pompa dan fluida yang tersedia di saluran masuk pompa harus sebanding. Ketersediaan fluida pada sisi inlet sepenuhnya tergantung pada tekanan reservoir yang akan mendorong fluida menuju pompa. Semakin besar ukuran pompa atau semakin cepat kecepatan putaran pompa, maka semakin banyak fluida yang dibutuhkan menggantikan fluida yang dipompakan. Hal ini sangat tergantung pada ketersediaan tekanan pada reservoir untuk mendorong oli menuju pompa. Tanpa tekanan yang sesuai, pompa akan mengalami kekurangan suplai (“starvation”) dan ini akan menyebabkan kerusakan yang serius pada komponen pompa atau sebagai penyebab kerusakan pompa. Terdapat banyak faktor yang mengurangi ketersediaan aliran antara reservoir dan pompa, yaitu : 



Saluran terlalu kecil dibanding volume fluida yang akan mengalir.







Keluaran reservoir tersumbat.







Pompa berada terlalu jauh dari reservoir, atau terlalu tinggi diatas reservoir.







Fluida terlalu kental untuk mengalir.



Ketika salah satu atau beberapa kondisi penyebab "starvation" atau kekurangan suplay pada pompa ini timbul, maka harus diperbaiki sesegera mungkin. Pompa tidak menghasilkan atau menyebabkan tekanan. Tahanan aliran fluida-lah yang menyebabkan tekanan. Tahanan dapat disebabkan oleh aliran melalui hose, orifice, fitting, silinder, motor, atau apa saja pada sistem yang dapat menghambat bebasnya aliran kembali menuju tangki. Pompa hanya menghasilkan aliran. Positive Displacement Pump Positive displacement pump akan menghasilkan aliran dengan jumlah tertentu setiap putaran atau langkah dengan hampir mengabaikan hambatan pada sisi outletnya. Karena karakteristik ini, positive displacement pump, merupakan pilihan yang selalu digunakan pada sistem hidrolik.



Gambar 50



Positive displacement pump dicontohkan dengan kerja hand pump seperti pada Gambar 50. Positive displacement hidrolik pump ditentukan oleh volume displacement-nya, seperti gallon per menit, liter per menit, Inchi kubik atau sentimeter kubik per putaran. Penentuan ini



30



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



merupakan displacement secara teori, dimana tidak terjadi rugi aliran akibat kebocoran didalam pompa. Positive displacement pump memiliki komponen–komponen dengan celah yang sempit. Hal ini mengurangi kebocoran dan menyediakan efisiensi sebesar mungkin ketika digunakan pada sistem hidrolik bertekanan tinggi. Aliran output pada positive displacement pump pada dasarnya sama pada setiap putaran pompa. Positive displacement pump ditandai dengan ciri aliran output-nya dan konstruksi pompa. Positive displacement pump dikelompokkan dengan dua cara : 1. Berdasarkan tekanan sistem maximum (21,000 kPa or 3000 psi) tempat pompa beroperasi. 2. Keluaran pompa spesifik tiap masing-masing putaran pada tekanan tertentu, biasanya pengelompokan dalam lpm @ rpm @ kPa (contoh 380 lpm @ 2000 rpm @ 690 kPa). Ketika menghitung output per putaran, Aliran (flow rate) dapat dengan mudah dikonversi dengan mengalikannya dengan kecepatan putaran dalam rpm, (contoh 2000 rpm) dan berputar dengan konstan. Sebagai contoh, kita akan mengkalkulasikan aliran pompa yang berputar 2000 rpm dengan flow 11.55 in3 /putaran atau 190 cc/putaran. GPM = GPM = GPM =



in3/rev x rpm/231 11,55 x 2000/231 100



LPM = LPM = LPM =



cc/rev x rpm/1000 190 x 2000/1000 380



Non Positive Displacement Pump



Gambar 51



Aliran outlet pada non-positive displacement pump tergantung pada hambatan inlet dan outlet. Semakin besar hambatan pada sisi outlet, semakin sedikit aliran yang dihasilkan pompa. Contoh dari non-positive displacement pump adalah water pump pada engine (Gambar 51). Centrifugal impeller merupakan contoh dari non-positive displacement pump dan terdiri dari dua komponen dasar; Impeller (2) yang terpasang pada input shaft (4) dan housing (3). Impeller memiliki solid disc back dengan blade yang melengkung (1) . Fluida masuk melalui bagian tengah housing (5) dekat input shaft dan mengalir menuju impeller. Impeller blade yang melengkung, melemparkan fluida kearah luar housing. Housing dibentuk sedemikian rupa sehingga dapat mengalirkan fluida menuju saluran keluar (outlet port).



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



31



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



GEAR PUMP



Gambar 52



Gear pump (Gambar 52) merupakan positive displacement pump. Menghasilkan aliran oli dengan jumlah yang sama setiap putaran input shaft. Perubahan kecepatan putar akan mengontrol output pompa. Tekanan operasi maksimal gear pump dibatasi hingga 27,579 kPa (4000 psi). Pembatasan tekanan ini akibat pengaruh ketidakseimbangan hidrolik (hidrolik imbalance) Hidraulic imbalance menyebabkan timbulnya beban samping pada shaft yang akan merusak bearing dan bersentuhannya gear dengan housing. Gear pump menjaga efisiensi volume diatas 90% ketika tekanan dijaga berada diantara batas tekanan operasi .



Gambar 53



Gambar 53 menunjukkan komponen gear pump: seal retainer (1), seal (2), seal back-ups (3), isolation plates (4), spacers (5), drive gear (6), idler gear (7), housing (8), mounting flange (9), flange seal (10), dan pressure balance plate (11) pada sisi lain dari gear tersebut. Bearing dipasang pada housing dan mounting flange pada sisi gear untuk menahan gear shaft selama perputaran.



32



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



Pressure Balance Plate (Pelat Penyeimbang tekanan)



Gambar 54



Terdapat dua jenis pressure balance plate yang digunakan dalam gear pump (gambar 54). Jenis yang lama (1) memiliki bagian belakang yang rata. Jenis ini menggunakan plat isolasi, back up seal, seal berbentuk angka 3 dan sebauah seal retainer. Jenis yang baru (2) memiliki bentuk melengkung yang menyerupai angka 3 pada bagian belakangnya dan lebih tebal dibanding jenis yang sebelumnya. Jenis pressure balance plate yang baru ini menggunakan dua jenis seal yang berbeda. Aliran Gear Pump Aliran output dari gear pump ditentukan oleh kedalaman dan lebar gigi. Kebanyakan pabrikan menstandarkan kedalaman gigi dan profile ditentukan dengan jarak dari titik tengah (1.6", 2.0", 2.5", 3.0", dsb.) antara gear dan shafts. Dengan kedalaman, lebar dan profil gigi, maka perbedaan aliran ditentukan oleh klasifikasi yang dibuat berdasarkan jarak dari titik sumbu.



Gambar 55 APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



33



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Ketika pompa berputar (gambar 55), Gigi-gigi membawa oli dari sisi inlet menuju sisi outlet pompa. Arah putaran drive gear shaft ditentukan oleh lokasi inlet dan outlet port dan drive gear akan selalu menggerakkan oli disekitar sisi luar gears dari inlet menuju outlet port. Prinsip ini berlaku pada gear pump dan gear motor. Pada kebanyakan gear pump, inlet port memiliki diameter yang lebih besar dibanding outlet port untuk meyakinkan selalu tersedianya suplai oli yang memadai untuk menghindari terjadinya pump starvation. Pada bi-directional pump dan motor, Inlet port dan outlet port akan memiliki ukuran yang sama. Gear Pump Forces Aliran outlet dari gear pump dihasilkan akibat oli yang didorong keluar dari gigi-gigi. Hambatan aliran oli menimbulkan tekanan outlet. Ketidak seimbangan dapat terjadi pada gear pump akibat sangat besarnya perbedaan tekanan pada outlet port dibanding tekanan pada inlet port. Oli dengan tekanan tinggi akan menekan gigi-gigi mengarah ke housing di inlet port. Shaft bearings akan memikul sabagian besar beban samping side untuk mencegah keausan yang berlebihan antar ujung gigi dan housing. Pada pompa dengan tekanan yang lebih tinggi, gear shaft sedikit lebih tirus pada ujung luar bearing yang berada didekat gear. Hal ini memungkinkan kontak penuh antara shaft dan bearing saat shaft bengkok karena kondisi tekanan yang tidak seimbang. Tekanan oli juga diarahkan antara area yang disekat oleh pressure balance plate, housing dan mounting flange untuk menyekat ujung gigi. Ukuran area yang disekat antara pressure balanced plate dan housing adalah hal yang membatasi jumlah gaya yang menekan plate akibat ujung gigi-gigi.



VANE PUMP



Gambar 56



Seperti diperlihatkan Gambar 56, Vane pump adalah positive displacement pump. Output pompa dapat tetap (fix) atau bervariasi (variable) Walaupun fix dan variable, vane pump menggunakan nama komponen yang sama. Masingmasing pompa terdiri atas housing (1), cartridge (2), mounting plate (3), mounting plate seal (4), cartridge seal (5), cartridge backup ring (6), snap ring (7), input shaft dan bearing (8). Cartridge terdiri atas support plate (9) displacement ring (10), flex plate (11), slotted rotor (12) dan vane (13). Input shaft memutar slotted rotor. Vane bergerak masuk dan keluar luar lubang pada rotor dan menyekat outer tip terhadap ring cam. Bagian dalam fixed pump displacement ring memiliki bentuk elips. Bagian dalam dari variable pump displacement ring memiliki bentuk bulat. 34



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



Flex plates menyekat sisi rotor dan ujung vane. Pada beberapa desain tekanan rendah, support plate dan housing menyekat sisi rotating rotor dan ujung vane. Support plate digunakan untuk mengarahkan oli menuju saluran yang benar pada housing. Sebagai tambahan, housing merupakan tempat penyangga berbagai komponen vane pump, mengarahkan aliran masuk dan keluar vane pump.



Vane



Gambar 57



Vane (Gambar 57) awalnya ditahan terhadap displacement ring oleh gaya sentrifugal yang disebabkan putaran rotor. Ketika aliran meningkat, resultan tekanan pressure yang terbentuk akibat tahanan aliran mengarah ke saluran pada rotor dibagian bawah vane (1). Oli bertekanan dibawah vane ini-lah yang menjaga ujung vane tertekan terhadap displacement ring dan membentuk penyekatan. Guna menghindari vane tertekan terlalu keras terhadap displacement ring, vane dibuat agak miring seperti ditunjukkan panah untuk memungkinkan terjadinya tekanan penyeimbang (balancing pressure) sepanjang ujung sebelah luar. Flex Plate



Gambar 58



Tekanan oli yang sama juga diarahkan antara flex plate dan support plate untuk menyekat sisi-sisi rotor dan ujung vane (Gambar 58). Ukuran area seal antara flex plate dan support plate, merupakan pengontrol gaya yang menekan flex plate terhadap sisi rotor dan pada ujung vane. Kidney shaped seal (seal berbentuk ginjal) harus terpasang pada support plate dengan sisi o-ring mengarah ke rongga dan sisi plastik datar mengarah ke flex plate.



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



35



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Pengoperasian Vane Pump



Gambar 59



Ketika rotor berputar mengitari bagian dalam displacement ring (Gambar 59), maka vane akan keluar masuk melalui slot rotor untuk menjaga penyekatan pada displacement ring. Keitka vane keluar dari slot rotor, volume antara vane tersebut berubah. Terjadi peningkatan volume. Peningkatan volume ini menimbulkan sedikit kondisi vakum yang memungkinkan oli pada inlet terdorong ke rongga di antara vane oleh adanya tekanan atmosfir ataupun tekanan tangki. Ketika rotor terus berputar, penurunan jarak yang terjadi antara displacement ring dan rotor tersebut menyebabkan penurunan volume. Oli terdorong keluar dari bagian rotor menuju output pump. Vane pump yang dijelaskan diatas tadi merupakan jenis unbalanced vane pump.



36



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



Gambar 60



Gambar 60 menunjukkan desain dengan prinsip keseimbangan (balance). Desain ini memiliki sepasang inlet dan outlet port yang berseberangan. Ketika port ditempatkan tepat berseberangan satu sama lain, Gaya yang lebih besar dihasilkan pada outlet port saling dihilangkan satu sama lain. Hal ini mencegah pembebanan samping (side-loading) pada shaft pompa dan bearing dan berarti bahwa shaft dan bearing hanya harus memikul beban torsi dan beban luar (external). Ketika terdapat dua lobe pada cam ring setiap putaran, displacement pompa meningkat menjadi dua kali.



PISTON PUMP



Gambar 61



Kebanyakan piston pump dan motor memiliki komponen yang sama dan menggunakan nama komponen yang sama pula. Komponen pompa seperti Gambar 61 adalah head (1), housing (2), shaft (3), piston (4), port plate (5), barrel (6) dan swashplate (7). Piston pump dibuat dengan dua jenis desain, axial piston pump dan radial piston pump. Kedua pompa merupakan positive displacement pump yang sangat efisien, walaupun output pompa tersebut tetap ataupun variabel.



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



37



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Axial Piston Pump



Gambar 62 – Fixed & Variable Displacement



Fixed displacement axial piston pump dan motor dibuat dengan housing lurus atau housing menyudut. Prinsip dasar pengoperasian piston pump dan motor pada dasarnya sama. Straight Housing Axial Piston Pump dan Motor Gambar 62 menunjukkan positive displacement fixed output axial piston pump dan positive displacement variable output axial piston pump. Kebanyakan literature menyatakan bahwa kedua pompa merupakan positive displacement dan untuk itu nama pompa-pompa tersebut dapat disebut hanya fixed displacement piston pump dan variable displacement piston pump. Pada fixed displacement axial piston pump, piston-piston bergerak maju dan mundur dengan jalur yang berdekatan dan parallel terhadapat titik sumbu shaft. Pada piston pump dengan housing lurus, seperti ditunjukkan Gambar 62, piston tertahan pada swashplate yang tetap (diam). Sudut swashplate mengontrol jarak gerakan maju dan mundur piston di lubang barrel. Semakin besar sudut wedge-shaped swashplate, semakin besar jarak gerakan piston dan semakin besar output pompa setiap putaran. Pada variable displacement axial piston pump, swashplate, barrel dan port plate dapat bergerak maju dan mundur untuk mengubah sudutnya terhadap shaft. Perubahan sudut menyebabkan output aliran dapat bervariasi antara settingan minimum dan maximum meskipun kecepatan shaft konstan. Pada pompa ini, ketika piston bergerak mundur, oli mengalir melalui intake dan mengisi piston. Ketika pompa berputar, piston bergerak maju, oli ditekan keluar melalui exhaust menghasilkan aliran menuju sistem. Kebanyakan piston pump yang digunakan pada mobile equipment adalah axial piston pump. Angled Housing Axial Piston Pump



Gambar 63



Gambar 63 menunjukkan angled housing piston pump. Piston-piston terhubung ke input shaft oleh piston link atau ujung spherical piston masuk dengan pas pada socket pada sebuah plate. Plate merupakan bagian yang terhubung dengan shaft. Sudut housing terhadap titik sumbu shaft 38



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



mengontrol jarak gerakan piston keluar dan masuk ruangan barrel. Semakin besar sudut housing, Semakin besar output pompa perputaran. Aliran output dari fixed displacement piston pump hanya dapat dirubah dengan merubah kecepatan input shaft.



ISO SYMBOL POMPA



Gambar 64 Positive displacement



Simbol ISO pompa dilambangkan dengan segitiga gelap pada sebuah lingkaran, segitiga tersebut mengarah ke sisi luar lingkaran.



Gambar 65 Pompa Variable displacement Non-compensated



AKTUATOR LINEAR



Gambar 66



Aktuator merupakan istilah umum yang digunakan untuk komponen output sistem hidrolik. Aktuator terdiri dari dua jenis yaitu : 1. Rotary aktuator , yang menghasilkan tenaga putaran atau gerakan berputar 2. Linear aktuator (Gambar 66) yang menghasilkan tenaga gerak lurus. Silinder hidrolik merupakan tipe linear aktuator yang umum meskipun sering juga disebut sebagai "ram", "jack", atau "stroker". Istilah lainnya ini sering dipakai pada aplikasi tertentu yang memiliki arti spesifik. Seperti telah dibahas sebelumnya, tenaga pada sistem hidrolik, pada awalnya dibangkitkan dari gerakan putar yang berasal dari engine dan dirubah menjadi tenaga fluida oleh pompa. Fluida diarahkan melalui sistem tertentu menuju aktuator dimana akan dirubah kembali menjadi tenaga mekanis putaran melalui motor atau dirubah menjadi gerakan linear oleh silinder. Gaya dan gerakan lurus yang dihasilkan, digunakan untuk mengoperasikan implement seperti blade, bucket, ripper dan lain sebagainya. APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



39



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Konstruksi



Gambar 67



Penyekat / Seals Semua silinder memiliki dua lokasi dimana fluida harus disekat. Yaitu, sepanjang piston, disekitar rod dan antara body dan kepala silinder. Terdapat berbagai tipe seal yang berbeda-beda tergantung pada penggunaannya. Kehandalan dan kualitas seal sangat dibutuhkan untuk memperoleh umur komponen yang diinginkan.



Gambar 68 Konstruksi Penyekat



Rod seals adalah material yang flexible, menyekat permukaan rod dari tekanan hidrolik akibat kombinasi penekanan awal (diameter dalam seal sedikit lebih kecil dibanding diameter luar rod). “O” ring seal yang sederhana dengan back-up ring dapat digunakan, lip-type seal merupakan desain yang umum meskipun “U” cup atau “V” cup packing lebih sering digunakan. Desain seal yang umum ditunjukkan pada Gambar 68. Lip seal merupakan material yang dicetak pada logam atau rangka plastik yang keras. Sebuah coil spring dipasang pada bagian dalam bibir seal untuk menyediakan kontak awal bibir seal terhadap permukaan yang berputar. Serupa dengan U-cup atau V-cup, sisi cekung seal menghadap ke fluida bertekanan, dan bibir seal tertekan terhadap permukaan yang disekat akibat tekanan fluida dan menghasilkan penyekatan yang kuat. Material yang digunakan sebagai seal biasanya karet sintetis, campuran karet, dan campuran plastik. Kriteria utama pemilihan material adalah kecocokan material seal dengan fluida yang digunakan, ketahanan terhadap keausan dan ketahanan terhadap temperatur sistem. Keausan seal tergantung pada banyak faktor selain faktor material yang digunakan; kualitas 40



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



pelumasan dan kebersihan fluida merupakan hal yang sangat penting, agar dilumasi dengan benar maka harus dalam kondisi terbasahi fluida. Penyekatan yang sempurna adalah hal utama untuk mencegah kebocoran. Namun pada kenyataanya harus tetap ada sedikit kebocoran oli untuk membentuk oli film supaya seal dengan mudah dapat meluncur pada permukaan kontak. Pada kebanyakan penggunaan, penyekat dianggap baik jika tidak terdeteksi tanda-tanda adanya sejumlah fluida yang melaluinya. Terdapat dua tipe dasar silinder : 1. Single acting 2. Double acting.



Single acting cylinder



Gambar 69



Gambar 69 pada skematik menunjukkan sebuah single acting cylinder. Area dengan warna merah menunjukkan kondisi oli bertekanan dan warna hijau menunjukkan yang memiliki tekanan sama dengan tekanan tangki. Single acting cylinder menggunakan tekanan oli dari satu sisi silinder dan menyediakan gaya hanya satu arah. Single acting cylinder memendek karena berat beban atau gaya tekanan spring. Single acting cylinder jarang digunakan pada mobile equipment.



Gambar 70



Single acting cylinder yang sangat sederhana adalah hidrolik ram (Gambar 70). Silinder ini hanya memiliki satu ruangan fluida dan bergerak hanya satu arah force. Kebanyakan APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



41



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



dipasang sedemikian rupa sehingga dapat memendek karena gaya gravitasi. Penggunaan silinder tipe ini biasanya pada dongkrak botol (“bottle” jacks) dan mengangkat mobil ditempat cucian. Single acting cylinder memberikan gaya hanya satu arah, efek gravitasi dan beban balik yang menyebabkan silinder tersebut memendek. Perbedaan utama single acting cylinder dan ram adalah single acting cylinder menggunakan piston dan kebocoran aliran melalui piston dialirkan menuju reservoir untuk meminimalkan kebocoran fluida keluar sedangkan ram tidak memiliki saluran ke reservoir. Single-acting cylinder biasanya dipasang pada pengangkat bak truck (hoists) dan crane boom.



Double Acting Cylinder



Gambar 71



Gambar 71 menunjukkan double acting cylinder. Warna merah menunjukkan oli yang bertekanan dan warna hijau menunjukkan oli yang memiliki tekanan sama dengan tekanan tangki. Ini merupakan hidrolik aktuator yang paling umum digunakan pada mobile equipment. Digunakan pada implement, steering dan sistem lainnya dimana silinder dibutuhkan untuk melakukan kerja pada dua arah. Double acting berarti bahwa silinder akan menyediakan gaya dan gerakan pada masing-masing arah.



Gambar 72



Double-acting cylinder (Gambar 72) merupakan tipe silinder yang paling banyak digunakan pada mobile equipment, Double-acting cylinder menghasilkan gaya pada kedua arah,



42



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



memanjang dan memendek. Supaya memanjang, fluida dialirkan menuju cap end dan rod end port dihubungkan menuju reservoir. Sewaktu memendek, fluida dialirkan ke rod end dan saluran pada cap end port dihubungkan dengan reservoir. Double-acting cylinder juga disebut differential silinder karena perbedaan area efektif dan volume antara rod end dan cap end. Perbedaan ini menyebabkan terjadinya perbedaan kecepatan ketika silinder memanjang dan memendek.



Gambar 73



Variasi double-acting cylinder adalah double-rod silinder. Pada versi ini, silinder rod memanjang melalui kedua end cap (Gambar 73), silinder ini memiliki area dan volume yang sama pada kedua ujung silinder. Hal ini tentunya juga menyamakan gaya dan kecepatan sewaktu silinder memanjang dan memendek. Double-rod silinder digunakan secara umum pada aplikasi power steering



SILINDER TELESKOPIK



Gambar 74



Kebanyakan telescopic silinders (Gambar 74) adalah single-acting. Telescopic cylinder memiliki rod yang dapat dipasang secara seri atau disebut juga sleeve. Masing-masing sleeve secara individual memanjang. Dapat berjumlah dua, tiga dan ada juga yang memiliki lima sleeve pada setiap silinder. Penggunaan silinder ini sangat ideal pada industrial lift truck dan pada dump truck dengan bak yang berukuran besar. Keunggulan telescopic silinder akibat urutan ukuran diameter sleeve, adalah penurunan gaya dan meningkatnya kecepatan pada setiap tahapan.



Gambar 75



Telescopic cylinder dapat juga double-acting, Gambar 75, meskipun tidak terlalu umum. Karena area untuk melakukan proses pemendekan, sangat kecil dan gaya memendek juga rendah. Double-acting telescopic cylinder umumnya digunakan untuk mempercepat gerakan pada gaya yang lebih besar dan pada saat langkah yang panjang dibutuhkan.



RATING SILINDER APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



43



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Rating dari silinder meliputi ukuran dan kemampuan menahan tekanan. Ukuran dasar yang digunakan adalah bore (piston diameter atau body diameter bagian dalam), piston rod diameter dan panjang langkah. Pengelompokan berdasarkan tekanan mengacu pada ukuran, desain dan material yang digunakan dan ditentukan oleh pabrik pembuat. Perhatikan nameplate silinder atau catalog yang dikeluarkan oleh pabrik pembuat untuk mengetahui informasi ini.



ISO SYMBOL SILINDER HIDROLIK



Gambar 81



Simbol dasar dari silinder hidrolik dan pneumatic ditunjukkan oleh Gambar 81. Ukuran rod dan panjang langkah tidak direfleksikan oleh ukuran simbol. Pada kedua contoh single acting silinder diatas, silinder hanya dapat diaktifkan dengan tekanan hanya dari satu arah. Pada contoh yang bawah terlihat double acting silinder dan double rod end silinder yang dipakai pada steering silinder backhoe loader wheeled tractor scrapers.



Gambar 82



Simbol dasar bagi silinder dapat dimodifikasi untuk menunjukkan berbagai fitur dan fungsi lainnya. Gambar 82 memperlihatkan dua contoh silinder yang telah dimodifikasi. Jika diameter rod ke inti ini dianggap penting bagi fungsi sirkuit, maka simbol di sebelah kiri harus digunakan untuk menggambarkan diameter rod yang besar. Simbol di sebelah kanan menggambarkan pressure dalam silinder yang digunakan untuk menggandakan pressure.



Gambar 83



Kedua simbol pada Gambar 83 menunjukkan fixed dan adjustable cushion atau snubber. Alat-alat ini digunakan untuk melambatkan gerakan piston dan rod saat akan mencapai ujung langkah silinder. Simbol sebelah kiri memiliki cushion yang tetap pada kedua arah gerakan. Simbol yang sebelah kanan menunjukkan cushion yang dapat diatur hanya pada salah satu sisi rod. Gambar sebelah kiri menunjukkan cushion yang bekerja pada saat rod memanjang dan 44



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



memendek.



ROTARY ACTUATOR Linear aktuator mengubah tenaga fluida menjadi gerakan linear, rotary aktuator mengubah tenaga fluida menjadi gerakan berputar. Fluida terdorong ke sisi inlet rotary aktuator dan menyebabkan output shaft berputar. Tahanan untuk berputar akibat baban external menghasilkan tekanan pada sirkuit hidrolik dan pada sisi inlet motor. Gear Type



Gambar 84



Gambar potongan external gear motor hidrolik ditunjukkan Gambar 84. Desain ini disebut desain “external gear” karena gigi-gigi roda gigi dibuat pada diameter luar roda gigi. Salah satu gigi terhubung ke output shaft dan yang lainnya menjadi idler gear. Pada gambar diatas tidak ditunjukkan side plate yang melakukan penyekatan wear surface pada sisi gear set (sama dengan yang digunakan pada pompa gear ). Gear motor beroperasi karena perbedaan tekanan antara inlet dan outlet. Pressure differential ini terjadi disepanjang gigi-gigi, menghasilkan gaya yang memutar gear. Vane Motor



Gambar 85



Gambar potongan balanced vane rotating group ditunjukkan Gambar 85. Elemen yang ditunjukkan adalah cam (cam ring atau displacement ring), rotor dan vane. Output shaft motor dihubungkan dengan bagian tengah rotor. Vane meluncur masuk dan keluar pada celah rotor dan juga membuat kontak dengan permukaan cam.



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



45



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Gambar 86



Sebentuk spring, baik itu spring clip atau coil spring kecil, dipasang dibawah vane supaya vane duduk dengan mantap pada permukaan cam (Gambar 86). Sebagai tambahan, fluida inlet dialirkan juga dibawah vane untuk menyeimbangkan tekanan antara bagian atas dan bawah untuk mencegah tekanan mendorong vane mundur kembali di celah rotor. Fluida memasuki motor akan menekan pada dua sisi yang berseberangan pada rotor assembly dan fluida kembali akan keluar di dua sisi, tekanan yang sebanding selalu berseberangan satu sama lain, menyeimbangkan gaya sepanjang rotor. Hal ini akan melepas sejumlah beban dari drive shaft dan bearing yang disebabkan oleh tekanan dan gaya internal.



Gambar 87



Gambar 87 menunjukkan perbedaan tekanan sepanjang vane akan menghasilkan gaya pada vane. Jumlah vane yang terkena tekanan akan menentukan jumlah gaya yang dihasilkan (force sama dengan tekanan dikali luas area) dan jarak dari titik tengah vane yang tertekan ke titik tengah drive shaft akan menentukan torque yang dihasilkan. Oleh karena itu output torque dari vane motor tergantung pada tekanan, ukuran vane (bagian vane yang memanjang diatas rotor dan lebarnya) dan radius rotor (jarak dari titik tengah drive shaft). In Line Piston Motor



Gambar 88



Potongan dari in-line piston motor ditunjukkan Gambar 88. Komponen dari piston motor rotating group adalah silinder block, piston dan shoe, shoe hold-down plate, swash plate, valve plate dan drive shaft. Drive shaft dihubungkan oleh spline ke silinder block, dan terlihat tertahan ke swash plate oleh hold-down plate.



46



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



Ketika fluida ditekan melalui valve plate ke silinder block, piston memanjang pada silinder block, menyebabkannya meluncur sepanjang angled swash plate. Hal ini menyebabkan silinder block berputar sepanjang piston, memutar drive shaft. Saat piston didorong ke silinder block oleh swash plate, fluida terdorong keluar melalui valve plate dan kembali ke reservoir. Jumlah torsi yang dihasilkan motor tergantung pada gaya piston (tekanan dikali area), Radius lingkaran piston (gaya dikali jarak) dan besar sudut swash plate. Semakin besar sudut swash plate, semakin besar output torsi pada tekanan tertentu.



Bent Axis Piston Motor



Gambar 89



Gambar potongan bent axis piston motor ditunjukkan Gambar 89. Elemen utamanya adalah silinder block, piston dan shoe, drive shaft dan flange, universal link dan valve plate. Piston shoe menyatu dengan drive shaft flange dan universal link menjaga kesegarisan antara silinder block dan drive shaft sehingga dapat berputar bersama-sama. Ketika fluida ditekan melalui valve plate ke silinder block, piston mendorong silinder block, mendorong drive shaft flange sehingga berputar. Hal yang menyebabkan drive shaft berputar sepanjang silinder block dan piston. Piston terdorong balik ke silinder block oleh drive shaft flange, dan fluida terdorong keluar melalui valve plate dan kembali ke reservoir. Keseluruhan prinsip operasi pompa ini sama dengan in-line piston motor, kecuali pada silinder block dan piston assembly yang membentuk sudut terhadap swash plate. Jumlah torque dari motor akan dihasilkan tergantung pada gaya piston (tekanan dikali luas piston area), Radius drive shaft flange (gaya dikali jarak) dan sudut dari silinder block. Semakin besar sudut silinder block maka semakin besar output torque pada tekanan dan ukuran piston



ISO SYMBOL ROTARY ACTUATOR



Gambar 90 Pengalihan Tetap



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



47



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Simbol yang digunakan motor hampir sama dengan pompa. Motor melakukan fungsi sebaliknya dari pompa yaitu mengubah energi fluida menjadi energi mekanis. Hal ini ditunjukkan dengan menggunakan komponen dasar yang sama dengan pompa, namun lambang segitiga energi kebalikan pompa, mengarah kedalam. Hal ini mengindikasikan tenaga fluida diambil oleh komponen seperti ditunjukkan segitiga. Semua komponen tambahan yang digunakan pada motor sama dengan yang digunakan pada pompa. Hal penting yang harus diingat adalah simbol grafis yang menunjukkan pompa dan motor tidak menunjukkan jenis pump atau motor (gear, vane atau piston type). Simbol hanya menunjukkan tipe displacement pompa dan metode operasi.



CONTROL VALVE Control valve adalah komponen dalam sistem hidraulik yang mengatur variabel-variabel hydraulik, yaitu tekanan dan flow atau aliran. Karena ada dua variabel tersebut maka ada dua jenis control valve, yaitu :  



Flow control valve Presseure control valve



FLOW CONTROL VALVE Flow control valve berfungsi untuk mengatur baik kuantitas maupun arah aliran fluida di dalam sistem hidraulik. Terdapat berbagai variasi dari flow control valve ini. Namun yang akan kita bahas di sini hanya berberapa saja yang sering sekali di jumpai pada alat berat.   



Directional Control Valve Check Valve & Check Valve with orifice Flow Divider



Directional Control Valve



Gambar 91



Directional Control Valve (DCV) digunakan untuk mengarahkan oli menuju sirkuit yang berbeda pada sistem hidrolik (Gambar 91). Kapasitas aliran maksimum dan tekanan yang turun saat melewati valve merupakan pertimbangan utama. Directional control valve dapat dikombinasikan dengan manual, hidrolik, pneumatic dan kontrol elektronik. Faktor ini umumnya ditentukan selama melakukan desain sistem untuk pertama kali. Directional control valve mengarahkan aliran oli menuju sistem hidrolik. Dengan kata lain merupakan komponen dimana operator mengontrol mesin. Directional control valve mengarahkan suplai oli menuju aktuator pada sistem hidrolik. Valve body dilubangi, dihaluskan dan kadang lubangnya di keraskan dengan perlakuan panas. Saluran Inlet dan outlet dilubangi dan diberi ulir. Valve spool dibuat dengan mesin dengan bahan high-grade steel. Beberapa valve spool dikeraskan dengan perlakuan panas, digerinda 48



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



dan dihaluskan hingga mencapai ukuran tertentu. Valve spool lainnya ada yang di chrome plated, digerinda dan dipolish hingga ukuran tertentu.Valve body dan valve spool kemudian dirangkai sesuai spesifikasi rancangan. Ketika dirakit, valve spool adalah satu-satunya komponen yang dapat bergerak.



Simple Spool DCV



Gambar 92



Spool yang ditunjukkan Gambar 92, merupakan double acting silinder yang sedang beroperasi, dengan mengarahkan aliran pada salah satu ujung silinder. Saluran A dan B merupakan saluran silinder, saluran P merupakan tekanan oli dari pompa. Saluran T merupakan oli yang dikembalikan ke tangki Valve Ditengah Oli menuju silinder ditutup oleh posisi spool. Valve bergerak kekiri Oli dapat mengalir dari saluran P ke saluran sillinder A dan oli dapat juga mengalir dari sisi yang tidak aktif dari double acting silinder melalui B menuju tangki (T). Valve bergerak kekanan Oli saat ini dapat mengalir dari saluran P ke saluran silinder B. Oli juga dapat mengalir dari sisi double acting silinder yang tidak aktif melalui saluran A, selanjutnya menuju tangki (T). Open Centre Directional Control Valve



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



49



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Gambar 93 Directional control valve dalam posisi diam



Open centre valve memiliki saluran yang didesain didalam valve body casting yang memungkinkan seluruh aliran inlet, ketika spool diposisi netral atau posisi tengah-tengah, mengalir menuju bypass area. Aliran yang terdapat pada valve kembali ke tangki atau tersedia untuk valve lainnya yang terhubung secara seri ke valve yang pertama. Keuntungan open centre valve adalah pompa dapat bekerja dengan ringan ketika posisi valve netral dan meminimalkan jenaikan tekanan. Kelemahan rancangan ini adalah terjadinya sedikit waktu tunda ketika valve mulai dibuka untuk menaikkan tekanan didalam sistem. Gambar 93 menunjukkan diagram potongan open centre directional control valve yang umum pada posisi HOLD. Pada posisi HOLD, aliran oli dipompakan menuju valve body, kesekitar valve spool dan kembali ke tangki. Valve spool juga menutup jalur oli menuju rod end dan head end silinder. Contoh directional control valve diatas juga dilengkapi load check valve. Pada posisi hold, load check valve memiliki spring tension dibelakangnya, untuk menjaga valve tertutup dan mencegah terjadinya silinder implement turun dengan sendirinya (drift)



Gambar 94 Posisi naik



Gambar 94 menunjukkan valve spool ketika dengan tiba-tiba spool digerakkan keposisi naik (RAISE). Ketika valve spool digerakkan, Valve spool menutup aliran oli yang dipompakan ke tangki sehingga aliran oli dari pompa membuka load check valve. Valve spool juga terhubung dengan head end silinder dan oli dibelakang load check valve dan rod end silinder terhubung ke saluran 50



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



tangki. Load check valve mencegah oli pada head end silinder mengalir menuju saluran oli dari pompa. Aliran oli pompa yang tertutup menyebabakan naiknya tekanan oli . Hal ini mencegah terjadinya drift pada implement hingga tekanan pompa naik.



Gambar 95



Peningkatan tekanan oli yang berasal dari pompa akan sanggup melawan tekanan dibelakang load check valve dan mendorong valve. Oli dari pompa mengalir melewati load check valve dan disekitar valve spool menuju head end silinder. Oli pada rod end silinder mengalir melewati valve spool ke tangki. Kejadian sebaliknya akan terjadi jika DCV digerakkan ke posisi LOWER. Closed centre, directional control valve



Gambar 97 Directional control valve dengan line / saluran bypass tertutup / close



Closed centre valve tidak memiliki bypass passage dan menutup seluruh aliran oli pada valve ketika spool diposisi netral atau diposisi tengah-tengah. Tipe valve ini menggunakan variable displacement pump dimana aliran sistem pada posisi netral tidak dan pompa sedang berada pada posisi “cut off” atau “standby”. Gambar 97 memperlihatkan tipe closed centre mobile spool valve. Closed centre valve dapat juga merupakan kombinasi inlet spool dengan outlet poppet atau inlet poppet dengan outlet poppet. Keunggulannya adalah diperoleh pengontrolan valve inlet dan valve outlet sendiri-sendiri (independent) sehingga diperoleh pengontrolan valve yang fleksibel.



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



51



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Gambar 98 Valve spool ganda dengan rancangan bypass tengah



Gambar 98 memperlihatkan multiple spool, open centre valve, saluran bypass yang berada ditengah-tengah. Pada Gambar 9 8, valve sebelah kiri berada pada posisi netral dan bypass mengarahkan aliran oli sesuai dengan settingan tekanan bypass menuju bagian valve berikut. Pada valve yang berada ditengah terlihat bypass bekerja ketika valve digerakkan mengalirkan oli menuju saluran B; dan pada valve sebelah kanan, valve digerakkan untuk mengalirkan oli ke saluran A. Sebelum aliran oli bekerja pada valve tengah dan kanan, bypass harus terlebih dahulu bergerak kebawah supaya oli dapat mengalir menuju masing-masing valve. Seperti ditunjukkan pada valve tengah, ketika spool digerakkan cukup jauh, bypass akan tertutup dan aliran akan langsung ke port B. Multiple spool valve umumnya didesain secara seri atau seri parallel. Valve dengan desain seri biasanya lebih murah dengan tekanan maximum sistem tidak terlalu tinggi, umumnya 2000 psi (13790kPa) atau lebih rendah. Semua aliran disediakan untuk setiap bagian valve secara maksimal. Desain ini tidak terlalu menguntungkan pada aplikasi dimana panas dan konsumsi energi merupakan hal yang lebih diutamakan. Desain seri parallel (Gambar 98) merupakan tipe yang paling umum digunakan pada multiple spool valve. Desain ini memungkinkan adanya tekanan operasi tersendiri untuk masingmasing bagian, aliran oli akan mengikuti jalur yang memiliki tahanan terendah dan bagian dengan tekanan terendah akan memiliki kecendrungan mendapatkan semua aliran, kecuali operator dapat meminimalkan hal ini dengan melakukan pengaturan. Check Valve



Gambar 96



Kegunaan check valve adalah untuk memungkinkan oli mengalir ke salah satu arah, tapi tidak dapat mengalir ke arah sebaliknya. Check valve sering kali disebut juga ’one way’ check valve terdiri dari spring dan dudukan tirus seperti ditunjukkan gambar diatas. Namun selain dudukan tirus, sering juga digunakan bola bulat. Check valve dapat juga mengambang bebas atau tidak dilengkapi spring. Pada valve sebelah kiri (Gambar 96), ketika tekanan oli yang dipompakan melawan check valve ditambah gaya pegas ringan pada check valve, check valve membuka dan 52



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



memungkinkan oli mengalir menuju implement. Pada valve sebelah kanan, ketika tekanan oli yang dipompakan lebih rendah dari tekanan oli di implement, Check valve menutup dan mencegah implement oli mengalir balik. Check valve dengan fixed orifice



Gambar 104



Gambar 104 menunjukkan contoh check valve dengan orifice tetap yang umum digunakan pada peralatan konstruksi. Orifice tetap berupa lubang pada bagian tengah check valve. Ketika oli mengalir kearah yang normal, valve terbuka dan memungkinkan oli mengalir disekitar valve juga mengalir melewati orifice. Ketika oli mengalir dengan arah yang berlawanan, valve tertutup. Semua aliran balik harus mengalir melewati orifice yang mengontrol aliran oli. Variable Orifice



Gambar 105



Gambar 105 menunjukkan variabel orifice berbentuk needle valve. Pada needle valve, posisi ujung valve terhadap dudukan valve mengubah besarnya orifice. Aliran oli melalui needle valve akan berbelok 90° dan mengalir melewati ujung valve dan dudukan valve. Needle valve merupaka salah satu yang sering digunakan sebagai variabel orifice. Ketika valve stem diputar berlawanan arah jarum jam, orifice bertambah besar dan aliran yang melalui valve meningkat. Ketika valve stem diputar clockwise, orifice mengecil dan aliran yang melewati valve berkurang.



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



53



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Gambar 106



Gambar 106 adalah contoh bagaimana variable orifice dapat digunakan mengontrol kecepatan operasi silinder.



Flow Divider



Gambar 107



Flow divider dapat berupa gear atau spool. Fungsinya adalah untuk membagi aliran menuju dua cabang yang berbeda dengan kecepatan aliran yang sama. Bagaimanapun, dengan penggunaan desain spring dan spool, atau penggunaan different gear displacement, masih mungkin untuk diperoleh perbedaan perbandingan aliran pada kedua cabang. Flow divider tipe gear (Gambar 107) hampir sama dengan gear motor double, triple, atau lebih). Jenis ini menggunakan inlet yang sama dan beberapa bagian gear yang dijaga memiliki kecepatan yang sama oleh sebuah shaft. Dengan kata lain, aliran masuk dibagi ke masing-masing bagian gear. Dapat juga terpasang lebih dari dua bagian gear untuk menghasilkan lebih dari dua cabang aliran. Volume aliran pada masing-masing cabang dipengaruhi juga oleh efisiensi volumetrik masing-masing bagian gear.



54



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



Gambar 108



Flow divider tipe spool (Gambar 108) lebih umum digunakan dan lebih mudah dipasang pada sirkuit hidrolik atau dapat digabung dengan outlet cover pompa. Desainnya memungkinkan tersedianya output yang proporsional pada masing masing cabang atau memprioritaskan pada salah satu cabang. Ketika digunakan sebagai priority valve, aliran diprioritaskan pada salah satu cabang terlebih dahulu dan kemudian baru ke cabang selanjutnya ketika aliran pada cabang utama sudah memadai. Ketika keakuratan pembagian aliran pada setiap cabang merupakan hal yang lebih kritikal terhadap aplikasi, tambahan perlengkapan dapat terpasang pada flow divider tipe spool untuk menghindari terjadinya perbedaan output ketika tekanan tekanan inlet dan outlet berubah.



PRESSURE CONTROL VALVE Pressure control valve disebut juga relief valve. Fungsi relief valve untuk menyediakan perlindungan terhadap sistem hidrolik sehingga komponen-komponen pada sistem tidak mengalami kerusakan, keausan atau menghindari terjadi pecahnya jalur oli seperti hose dan pipa serta mencegah kebocoran pada sambungan. Relief valve melakukan fungsi ini dengan membuang tekanan pada saat settingan relief valve tercapai. Relief valve membuka ketika tekanan pada sistem melampaui gaya spring pada relief valve. Spring menahan relief valve pada posisi tertutup. Ketika tekanan fluida meningkat ke titik yang telah melampaui gaya spring, relief valve terbuka dan mengalirkan oli menuju reservoir. Proses ini disebut “relieving”, atau pembatasan tekanan fluida sistem.



Gambar 99



Gambar 99 menunjukkan relief valve gerakan langsung dimana sebuah ball atau poppet ditahan pada posisi tertutup oleh adjustable spring. Hal ini menutup aliran menuju tangki. Valve ini dapat diatur secara manual. Ketika tekanan pompa (p) melampaui gaya pegas, valve bergerak dari dudukannya, memungkinkan oli langsung mengalir ke tangki (T) dan tekanan pada sistem berkurang atau terbuang. Simple Pressure Relief Valve, Cracking Pressure APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



55



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Gambar 100



Gambar 100 diatas menunjukkan simple relief valve pada posisi ‘cracking pressure’ Simple relief valve (direct acting relief valve) tertutup oleh gaya tekan spring. Spring tension diatur ke posisi settingan ’relief pressure’. namun relief pressure setting bukanlah tekanan valve mulai membuka. Ketika terbentuk kondisi yang menyebabkan tahanan aliran oli normal pada sirkuit, aliran oli yang berlebihan menyebabkan tekanan oli meningkat. Peningkatan tekanan oli akan dirasakan oleh relief valve. Ketika gaya akibat peningkatan tekanan oli melawan gaya spring relief valve, valve bergerak melawan spring dan mulai membuka. Tekanan yang dibutuhkan supaya valve mulai membuka disebut ’cracking pressure’. Bukaan valve hanya cukup untuk membuang kelebihan aliran oli mengalir melaluinya menuju tangki.



Simple Pressure Relief Valve, Relief Pressure Setting



Gambar 101



Peningkatan tahanan aliran oli (Gambar 101) akan meningkatkan kelebihan volume oli dan meningkatkan tekanan sirkuit. Peningkatan tekanan sirkuit akan melawan gaya spring dan kemudian relief valve terbuka. Proses ini akan berulang-ulang hingga volume maksimum oli (aliran pompa maksimal) mengalir memalui relief valve. Hal ini disebut relief pressure setting. Relief valve yang sederhana umumnya digunakan pada kondisi tingkat kelebihan volume oli rendah atau pada saat dibutuhkan response yang cepat. Hal ini menyebabkan relief valve sederhana ideal untuk membuang tekanan kejut atau sebagai safety valve. Pilot Operating Relief Valve Posisi tertutup / close



56



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



Gambar 102



Pilot operated relief valve (Gambar 102) sering digunakan pada sistem yang membutuhkan volume oli yang besar dan perbedaan yang kecil antara cracking pressure dan full flow pressure. Pada pilot operated relief valve, pilot valve (simple relief valve) mengontrol main unloading valve. Memiliki ukuran yang kecil dan tidak dapat mengalirkan volume oli dalam jumlah besar. Spring pada pilot valve lebih kecil sehingga memungkinkan dilakukan pengontrolan tekanan sistem dengan presisi. Hal ini menyebabkan perbedaan antara pilot valve cracking dan maximum pressure diposisi minimal. Unloading valve dapat mengalirkan semua aliran oli pompa pada kondisi maximum relief pressure. Unload valve menggunakan tekanan oli dari sistem supaya tetap tertutup. Oleh karenan itu, spring unloading valve tidak dibutuhkan yang kuat dan berat dan akan memungkinkan pengontrolan tekanan bukaan lebih presisi. Oli dari sistem mengalir menuju relief valve housing, melalui unloading valve orifice dan mengisi unloading valve spring chamber. Oli pada unloading valve spring chamber menyentuh area yang kecil pada pilot valve. Hal ini memungkinkan pilot valve menggunakan spring yang kecil untuk mengontrol tekanan tinggi. Ketika tekanan oli pada sistem meningkat, tekanan pada unloading valve spring chamber juga meningkat dan tekanan oli akan sama pada kedua sisi unloading valve. Kombinasi gaya tekanan oli pada unloading valve spring chamber dan gaya spring pada bagian atas unloading valve akan memiliki nilai yang lebih besar dibanding tekanan oli dibagian bawah valve. Gaya kombinasi pada spring chamber menjaga unloading valve tertutup. Posisi terbuka



Gambar 103



Ketika tekanan oli pada sistem melampaui setting pilot valve spring setting (Gambar 103), pilot valve terbuka. Terbukanya pilot valve memungkinkan oli pada unloading valve spring chamber mengalir menuju tangki. Pilot valve opening (orifice) lebih besar dari unloading valve orifice. APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



57



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Oleh karena itu, aliran oli melewati pilot valve akan lebih cepat dibanding yang melewati unloading valve orifice. Hal ini memungkinkan turunnya tekanan pada unloading valve spring chamber. Gaya karena tekanan oli sistem menggerakkan unloading valve melawan spring. Aliran oli dari pompa yang berlebihan mengalir melalui throttling hole pada unloading valve menuju tangki. Throttling hole memungkinkan unloading valve membuang sejumlah volume oli yang dibutuhkan untuk menjaga tekanan pada nilai tertentu.



ISO SYMBOL VALVE Directional control valve



Gambar 113 penutup valve dan port



Simbol dasar directional control valve (Gambar 113) terdiri dari sebuah atau lebih basic envelope seperti terlihat pada gambar simbol diatas. Jumlah envelope yang digunakan menunjukkan jumlah posisi gerakan valve. Saluran valve (port), atau titik sambungan inlet, outlet dan jalur kerja. Simbol pertama pada gembar disebelah kiri memiliki dua port dan biasanya disebut two-way valve, jangan bingung dengan two-position valve seperti terlihat pada gambar yang ditengah. Valves dapat memiliki berbagai posisi atau port sesuai kebutuhan, meskipun yang umum berkisar antara 1-3 posisi, lima posisi atau lebih sedikit. Dua simbol lainnya menunjukkan tipe port yang biasanya digunakan pada valve dengan tiga atau empat jalur. Istilah valve dengan dua, tiga dan empat jalur bukan berarti valve-nya dua, tiga atau empat buah tetapi menunjukkan jumlah port aliran yang tersedia.



Gambar 114 – Line / saluran internal



Garis dan panah dibagian dalam envelope digunakan untuk menunjukkan jalur dan arah aliran antara port (Gambar 114). Dua tipe valve terlihat disini, normally blocked dan normally open. Istilah ini menunjukkan kondisi aliran pada valve diposisi netral. Simbol valve selalu digambarkan pada posisi netral atau posisi sedang tidak aktif.



58



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



Valve dikatakan berada pada kondisi neutral ketika tidak ada aliran atau tekanan pada sirkuit. Gerakan valve spool atau envelope pada simbol grafis harus dilakukan dengan berimajinasi. Pada skematik mesin yang lengkap, komponen selalu digambarkan pada posisi netral. Gambar simbol sebelah atas (normally block) dihalaman sebelumnya menunjukkan satu, dua dan tiga posisi valve dimana aliran normalnya terhambat pada posisi netral. Gambar simbol sebelah bawah (normally open) dihalaman sebelumnya menunjukkan satu, dua dan tiga posisi valve yang normalnya membuka aliran diposisi netral .



Gambar 115



Simbol pertama yang terlihat disebelah kiri Gambar 115 menunjukkan posisi valve normally closed. Hal ini berarti valve spool dapat digerakkan sebagian, pada berbagai macam posisi atau terbuka penuh untuk mengatur aliran melalui valve. Tanda panah menunjukkan aliran normalnya satu arah, dari top port menuju bottom port. Simbol ditengah pada Gambar 115 menunjukkan normally closed valve dua posisi. Fungsi valve sangat mirip dengan fungsi valve yang baru saja didiskusikan. Namum disamping valve spool mengatur aliran, valve dapat berada pada posisi tertutup penuh dan terbuka penuh. Pada posisi netral, aliran ditutup, ditandai dengan simbol “T". Pada posisi terbuka penuh, yang ditunjukkan oleh envelope sebelah kanan, oli dapat mengalir pada dua arah. Hal ini ditunjukkan oleh panah dengan dua kepala. Bandingkan gambar ini dengan simbol sebelumnya dimana aliran hanya pada satu arah yang ditunjukkan dengan panah dengan satu kelapa. Simbol yang terlihat disebelah kanan Gambar 115 menunjukkan posisi normally closed valve tiga posisi. Gambar ini menunjukkan aliran menyilang (cross flow) diperoleh antara port ketika spool digerakkan ke kiri. Biasanya, ketika simbol valve ditunjukkan sendiri-sendiri, port diberi label untuk menentukan suplai return dan working port. Namun ketika komponen ditunjukkan pada skematik sirkuit yang komplit, garis penghubung harus ditelusuri untuk menentukan bagian mana yang merupakan supply, return dan working port. Valve dengan dua, tiga dan berbagai posisi dapat juga menunjukkan kemampuan pengaturan aliran. Hal ini diperoleh dengan menambahkan garis horizontal yang parallel pada valve envelopes yang akan dijelaskan pada slide berikut ini. Valves yang digambarkan hanya satu tidak memerlukan penambahan garis horizontal.



Gambar 116



Terlihat pada sisi kiri Gambar 116 gambar potongan directional four-way control valve pada posisi netral. Disebelah kanan terlihat simbol valve pada kondisi tengah-tengah atau kondisi netral. Arti dari huruf label port adalah :



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



59



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



P T A B



-



EDISI 1



Supply dari pompa Return dari tangki Port yang bekerja Port yang bekerja



Potongan valve pada gambar kiri atas merupakan open-centred type spool. Supplai aliran dari pompa tidak terhambat dari working port “A” dan “B”, atau terhubung ke tangki. Pada kasus ini aliran suplai akan memiliki hambatan yang kecil. Simbol disebelah kanan mengindikasikan semua terhubung (titik sambungan) yang memungkinkan aliran yang bebas disemua port.



Gambar 117



Potongan pada Gambar 117 menunjukkan spool tipe closed-centre. Aliran suplai pompa tertutup oleh spool valve terhadap housing sebelah kanan dan sebelah kiri working port “A” dan “B.”Port “A” dan “B” juga ditutup oleh spool terhadap tangki. Simbol sebelah kanan menggunakan lambang “T” untuk menyatakan port tertutup. Gambar potongan dan simbol menunjukkan closed centre motor spool dimana kedua port "A" dan "B" terhubung dengan tangki dan suplai pompa tertutup Gambar potongan sebelah bawah dan simbol menunjukkan open centre valve tipe tandem. Suplai pompa terbuka ke tangki karena adanya saluran dibagian dalam spool ketika port "A" dan "B" tertutup keduanya. Meskipun tidak satupun simbol yang menunjukkan bahwa pada gambar diatas ada lubang pada spool. Sekali lagi, harus diingat bahwa simbol digunakan untuk menunjukkan fungsi komponen bukan konstruksi komponen. Valve ini disebut tandem-type valve karena selain memungkinkan aliran pompa mengalir secara langsung ke tangki melalui port “T ", dapat juga diarahkan menuju bagian valve lainnya melaui port “T." Oleh karena itu, valve dengan dua bagian disebut tandem atau seri, yang satu dibelakang yang lainnya, valve kedua diberi aliran yang keluar dari valve pertama. Pressure Control Valve



Gambar 118



Simbol pada Gambar 118 menunjukkan single valve envelope dengan aliran normally closed. Terlihat juga tekanan sistem dirasakan melalui pilot line dan bekerja melawan gaya spring yang dapat diatur. Tidak satupun dari simbol yang menunjukkan relief valve memiliki



60



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



pilot dan relief poppet, atau tekanan yang dirasakan melalui sebuah orifice. Graphic simbol – Directional control valve



Gambar 119



FLUIDA HIDROLIK Pemilihan dan penanganan fluida hidrolik akan berpengaruh penting terhadap usia sistem. Seperti halnya komponen sistem hidrolik, fluida hidrolik harus dipilih berdasarkan karakteristik dan kandungan yang sesuai dengan dengan jenis penggunaan sistem. Fluida yang digunakan pada sistem hidrolik sama pentingnya dengan komponen lainnya pada sistem. Supaya sistem dapat beroperasi dengan baik dan memiliki usia pakai seperti yang diinginkan. Catatan service akan menunjukkan oli yang tidak tepat, atau kotoran yang terdapat pada oli dan jenis kontaminasi lainnya merupakan 70 persen penyebab kerusakan sistem hidrolik. Fluida pada sistem hidrolik merupakan komponen yang digunakan untuk memindahkan energi yang dihasilkan pompa ke komponen mekanis untuk melakukan kerja. Contoh komponen ini dapat berupa silinder dan motor hidrolik. Fungsi fluida hidrolik



Gambar 120



Fluida dapat dikatakan tidak dapat dikompresikan dan oleh karena itu fluida dapat memindahkan tenaga secara cepat ke sistem hidrolik.sebagai contoh, petroleum oli hanya terkompresi kira-kira 1-1.5% pada tekanan 20,685kPa (3000psi). Oleh karena itu petroleum oli dapat dijaga volumenya tetap konstan pada tekanan tinggi. Petroleum oli merupakan fluida utama untuk membuat oli hidrolik dengan fungsi utama: 



Pemindah tenaga







Pelumasan



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



61



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC







Penyekatan







Pendinginan



EDISI 1



Pemindahan tenaga Karena fluida hidrolik tidak dapat dikompresikan, saat sistem hidrolik diisi fluida maka dengan cepat memungkinkan perpindahan tenaga dari satu area ke area yang lainnya. bagaimanapun, tidak berarti bahwa fluida hidrolik akan sebanding dan memindahkan tenaga dengan efisiensi yang sama. Pemilihan oli hidrolik yang tepat harus tergantung kepada aplikasi dan kondisi operasi. Pelumasan Fluida hidrolik harus melumasi komponen yang bergerak pada sistem hidrolik. Komponen yang berputar atau meluncur harus dapat berfungsi tanpa terjadinya kontak permukaan. Fluida hidrolik harus menjaga lapisan tipis oli (oli film) diantara dua permukaan untuk mencegah gesekan, panas dan keausan. Penyekatan Kebanyakan komponen hidrolik didesain menggunakan fluida hidrolik, bukannya mechanical seals untuk menyekat celah pada komponen. Kekentalan fluida akan membantu menentukan kemampuan penyekatan oli. Pendingin Sistem hidrolik menimbulkan panas ketika energi mekanis ditransfer menjadi energi hidrolik atau sebaliknya. Ketika fluida bergerak melalui sistem, panas mengalir dari komponen yang lebih panas menuju komponen yang lebih dingin. Fluida membuang panas ke reservoir atau melalui cooler yang didesain untuk menjaga temperature fluida pada nilai tertentu. Kelengkapan fluida Hidrolik Viscosity Viscosity merupakan hambatan fluida untuk mengalir pada temperature tertentu. Dengan kata lain ketebalan oli pada temperature tertentu. Fluida yang dapat mengalir dengan mudah memiliki Viscosity yang rendah. Viscosity oli hidrolik merupakan hal yang sangat penting karena jika oli terlalu encer (Viscosity turun saat temperature meningkat), dapat terjadi kebocoran pada seal, sambungan, valve dan kebocoran internal di motor dan pompa. Pada setiap tempat yang mengalami kebocoran, maka performance sistem akan terpengaruh. Jika oli hidrolik memiliki Viscosity yang tinggi (terlalu kental), pengoperasian yang berat pada sistem akan membutuhkan tambahan tenaga untuk mendorong oli disekitar sistem. Viscosity oli juga mempengaruhi kemampuan pelumasan komponen yang bergerak pada sistem Viscosity fluida dipengaruhi oleh temperature. Ketika fluida bertambah panas, Viscosity fluida akan turun. Sebaliknya , ketika fluida dingin, Viscosity meningkat. Minyak sayur merupakan contoh yang paling baik untuk menggambarkan bagaimana Viscosity berubah seiiring perubahan temperature. Ketika minyak sayur sangat dingin minyak sayur akan kental dan sangat sulit diaduk. Ketika minyak sayur dipanaskan, akan menjadi sangat tipis dan mudah diaduk. Saybolt viscosimeter



62



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



Gambar 121



Peralatan yang paling umum digunakan mengukur Viscosity adalah Saybolt Viscosimeter, yang ditemukan oleh George Saybolt. Satuan pengukuran Saybolt Viscosimeter adalah Saybolt Universal Second (SUS). Pada viscosimeter sebenarnya, sejumlah tertentu fluida dipanaskan hingga mencapai temperature tertentu. Ketika temperatur diperoleh, sebuah stopcock (orifice) dibuka dan fluida mengalir keluar container menuju gelas takar 60 ml. Stopwatch digunakan mengukur waktu pengisian gelas takar. Viscosity dicatat sebagai jumlah waktu (detik) gelas takar penuh pada temperatur tertentu. Ketika fluida dipanaskan pada temperatur 24° C, memerlukan waktu 115 detik untuk mengisi gelas takar maka Viscosity-nya adalah 115 SUS @ 24° C. Jika fluida dipanaskan pada temperatur 38° C dan butuh 90 detik untuk mengisi gelas takar, Viscositas-nya 90 SUS @ 38° C. Viscosity index Viscosity index (VI) adalah ukuran perubahan kekentalan oli akibat perubahan temperatur. Jika fluida dengan konsisten memiliki kekentalan yang tidak berubah pada temperatur yang bervariasi, fluida dianggap memiliki VI tinggi. Jika fluida mengental pada temperatur rendah dan sangat tipis pada temperatur tinggi, fluida tersebut memiliki VI rendah. Pada kebanyakan sistem hidrolik, fluida dengan VI tinggi lebih diinginkan dibanding fluida dengan VI rendah. Viscosity improver Terdapat bahan tambahan (additive) untuk menjaga kekentalan oli tetap stabil pada temperatur yang bervariasi. Ketika oli dingin, sistem akan beroperasi dengan baik, begitu juga ketika oli panas, sistem dapat beroperasi dengan baik.



Anti wear additive Oli hidrolik mengandung berbagai jenis bahan tambahan untuk meningkatkan dan menjamin daya anti ausnya. Oli harus mampu memberi pelumasan yang baik untuk menurunkan dan memperkecil gesekan antar komponen dalam sistem. Anti Foaming Buih (Foam) pada oli hidrolik merupakan campuran oli dan gelembung udara. Fluida tidak dapat dikompresikan sementara udara dapat dikompresikan, Campuran anti foaming membantu oli menyerap udara sehingga tidak berpengaruh pada operasi sistem. Jika oli dicampur dengan air yang lebih banyak daripada yang dapat diserap oli, buih akan terbentuk. Ketika oli menjadi buih, sistem akan beroperasi dengan respon lebih lambat ketika terjadi perubahan arah gerakan dan beban, atau dengan kata lain operasi yang tidak memuaskan. Udara pada sistem juga mempengaruhi kemapuan oli melumasi komponen pada sistem yang menyebabkan sistem overheating dan operasi yang tersendat-sendat (erratic operation). Water resistant separator APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



63



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Uap air masuk ke sistem melalui reservoir, dan kebocoran kecil pada sistem. Ketika oli bergerak disekitar sistem, maka oli akan teraduk-aduk, churning dan continual recirculation (mengalir dari komponen penghasil kerja mekanis kembali ke recervoir). Hal ini akan mencampur oli dan air dan akan terjadi yang namanya emulsi. Emulsi dapat menghasilkan karat, asam dan endapan pada sistem. Hal ini juga mengurangi kemampuan oli melumasi komponen. Additive yang ditambahkan pada oli akan membuat air terpisah dari oli. Tipe fluida hidrolik Petroleum oli Semua petroleum oli akan menjadi encer ketika temperatur meningkat dan menjadi kental ketika temperatur turun. Jika kekentalan terlalu rendah, kebocoran yang besar dapat terjadi pada seal dan sambungan. Jika Viscosity terlalu tinggi, operasi unit akan terasa berat dan tambahan tenaga dibutuhkan untuk mendorong oli menuju sistem. Viscosity dari petroleum oli ditentukan dengan nomor Society of Automotive Engineers (SAE) seperti: 5W, 10W, 20W, 30W, 40W, dsb. Semakin rendah nomornya, semakin baik oli tersebut mengalir pada temperatur rendah. Semakin tinggi nomornya, semakin kental oli dan lebih cocok dipakai temperatur pada temperatur tinggi. Kekentalan dengan standard ISO menggunakan satuan mm 2/S, disebut juga centiStokes (cSt). Oli sintetis Sintetis oli dibuat dengan proses reaksi kimia beberapa bahan dengan komposisi tertentu untuk menghasilkan campuran yang direncanakan dan bahan dasar yang dapat dipresiksi. Sintetis oli secara spesifik dicampur untuk kondisi operasi yang pada temperatur dingin dan panas yang extrim. Fluida tahan api Terdapat tiga tipe dasar fluida anti terbakar (fire resistant fluida): water-glycol, water-oli emulsion dan sintetis. Digunakan pada situasi yang memiliki resiko kebakaran tinggi seperti pada underground mining, pengolahan baja dan sumur minyak. Water-glycol mengandung 35% hingga 50% air, glycol (bahan kimia sintetis mirip dengan anti-freeze) dan water thickener. Additive ditambahkan untuk meningkatkan pelumasan, pencegah karat, korosi dan buih (foam). Fluida water-glycol lebih berat dari oli dan dapat menyebabkan kavitasi pompa. (pembentukan dan pecahnya gelembung uap pada oli hidrolik), menyebabkan erosi dan pitting pada permukaan metal saat kecepatan tinggi. Fluida ini akan bereaksi dengan berbagai logam dan tidak dapat digunakan bersama-sama dengan beberapa tipe cat. Water-oli emulsion merupakan fluida tahan api yang paling murah. Hampir sama yaitu sekitar (40%) air digunakan seperti pada fluida water-glycol untuk mencegah kebakaran. Water-oli dapat digunakan pada oli sistem yang umum. Additive dapat ditambahkan untuk mencegah karat dan terbentuknya buih. Masa pakai oli Oli hidrolik tidak pernah aus, yang mengalami kerusakan adalah zat additive kimia dan sering sekali akan menyebabkan base oli tidak efektif digunakan sebagai oli hidrolik. Filter digunakan membuang partikel dan sejumlah zat kimia ditambahkan untuk meningkatkan usia pakai oli. Bagaimanapun, biasanya oli akan terkontaminasi dan harus diganti. Pada mesin-mesin konstruksi, oli diganti pada jangka waktu berkala. Contaminant didalam oli dapat juga digunakan sebagai indikator tingginya tingkat keausan wear dan menentukan sumber permasalahan. Oli hidrolik harus dianalisa pada interval waktu yang terencana.



64



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



FILTER DAN STRAINER Filler Screen



Gambar 122



Filler screen umumnya berada pada pipa pengisian. Screen ini akan menjaga contaminant dengan ukuran besar memasuki tangki ketika tutup lubang pengisian dilepas. Strainer Inlet strainer selalu ditempatkan didalam reservoir terendam oli. Pada kondisi normal selanjutnya oli akan mengalir menuju element filter. Aliran oli yang normal akan mengalir menuju element filter. Ketika filter tersumbat, tekanan oli sebelum pompa akan turun (pump sucking) dan oli akan mengalir melewati bypass valve. Strainer yang tidak dilengkapi dengan bypass dapat merusakkan pompa dengan sangat cepat.



Filter



Gambar 123



Oli filter dapat ditempatkan pada beberapa posisi di sirkuit hidrolik. Inlet filter dipasang pada reservoir atau pada line menuju pompa. Strainer lebih dipilih untuk dipasang pada tempat ini APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



65



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



karena tidak serapat high-pressure filter. 



High-pressure filter melindungi valve yang sensitif pada sistem. Selalu ditempatkan setelah pompa dan ciri-cirinya adalah memiliki housing yang tahan tekanan tinggi.







Return line filter ditempatkan pada line kembalinya oli ke reservoir. Sistem ini memiliki kelemahan utama bahwa oli disaring setelah meninggalkan sirkuit. Tipe filter ini dipasang pada low pressure housing atau memiliki tipe spin-on.



Gambar 124



Sistem aliran penuh menyaring semua aliran yang bersirkulasi pada sistem hidrolik. Karena alasan ini, sistem aliran penuh merupakan sistem hidrolik yang paling umum digunakan. Aliran normal mengalir dari sisi luar elemen filter menuju bagian tengah filter. Ketika tersumbat, tekanan oli akan naik disekitar bagian luar filter dan membuka bypass valve. Konstruksi filter Permukaan filter / Surface Filter



Gambar 125



Permukaan filter berfungsi sebagai penyaring contaminant. Element umumnya dibuat dari kertas berpori yang diperlakukan secara khusus dan dilipat untuk meningkatkan luas permukaan. Tipe ini merupakan tipe yang paling umum digunakan. Partial flow atau sistem bypass menyaring sebagian oli yang mengalir melalui sistem. Sistem ini mengandalkan aliran oli yang mengalir berulang-ulang untuk membersihkan oli dengan baik. Sistem ini digunakan hanya pada aplikasi khusus saja dan keunggulannya adalah dapat membuang contaminant dengan ukuran yang sangat halus. By-pass Valve



66



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



Gambar 126



Bypass valve mencegah meningkatnya tekanan. Seluruh filter memiliki sebuah bypass dengan diberi tanda aliran oli seperti IN dan OUT. Perawatan filter adalah faktor yang sangat penting untuk memperoleh umur hidrolik sistem yang panjang. Mengabaikan filter akan berakibat kerusakan yang cepat pada sistem. Inspeksi visual tidak akan menunjukkan apakah oli mengalir melalui bypass kecuali saluran bypass dilengkapi indikator atau sensor, untuk menghindari aliran melalui bypass yang tidak terdeteksi, filter harus secara berkala diservis. Ikuti spesifikasi pabrik mengenai interval servis yang direkomendasikan dan pergunakan filter dengan ukuran micron rating yang sama. Beberapa filter dilengkapi indikator yang akan memberitahukan operator untuk membersihkan atau mengganti element. Perlengkapan ini merupakan pressure gauge sederhana yang menginformasikan operator apabila terjadi hambatan atau kenaikan tekanan akibat filter tersumbat.



PENDINGIN / COOLER Semua fluida yang digunakan pada mesin, menyerap dan membawa panas yang dihasilkan komponen seperti pompa dan silinder. Fluida harus mengalir sebanyak mungkin menuju sisi pembuangan panas pada reservoir sebelum oli masuk kembali kedalam pompa. Beberapa desain sistem tidak memungkinkan pemindahan fluida yang memadai ke reservoir, umumnya pada line hidrolik yang panjang dari rod end silinder. Hal ini dapat menyebabkan kenaikan panas dan oksidasi fluida pada segment sirkuit yang terisolasi dan menyebabkan kerusakan fluida dan komponen. Pada sistem seperti ini, desain yang dibuat adalah dengan mengalirkan oli menuju oli cooler. Penurunan efisiensi karena terbentuknya panas dapat terjadi pada semua sistem hidrolik. Meskipun sistem hidrolik didesain sebaik mungkin, masih tetap terjadi kehilangan input tenaga sebesar 20 % akibat terbentuknya panas. Reservoir hidrolik terkadang tidak sanggup untuk membuang semua panas yang timbul dan pada kasus ini digunakan cooler.



Gambar 127



Cooler dibagi menjadi dua, air cooler dan water cooler. Bahkan sistem yang dirancang dengan baikpun masih dapat menghasilkan panas sekitar 20% dari keseluruhan power tenaganya.



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



67



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Air cooler Pada subuah cooler udara (air cooler) (Gambar 127, kanan), fluida dipompakan melalui pipa yang dipasang fin. Untuk membuang panas, udara ditiupkan pada tube dan fin oleh sebuah kipas. Cara kerjanya sama dengan cara kerja radiator automobile. Cooler udara (Air cooler) umumnya digunakan dimana air tidak tersedia atau terlalu mahal. Water cooler Cooler air (water cooler) pada dasarnya terdiri dari sekelompok pipa didalam selubung logam (Gambar 127, kiri). Pada cooler ini, fluida sistem hidrolik, biasanya dipompa melewati selubung hidrolik sistem dan melewati pipa yang didalamnya dialiri air pendingin. Cooler disebut juga shell-and-tube type heater exchanger. Alat ini bernama pengganti panas (heat exchanger) karena selain didinginkan, fluida hidrolik juga dapat di panaskan menggunakan peralatan ini dengan mengalirkan air panas didalam tube. Pendingin dalam sirkuit Cooler selalu memiliki batas kemampuan beroperasi pada tekanan rendah (150 PSI). Oleh karena itu, cooler ditempatkan pada bagian sistem yang memiliki tekanan rendah. Jika tidak memungkinkan, cooler dapat dipasang dengan sistem sirkulasi sendiri. Untuk meyakinkan gelombang tekanan dibagian dalam line tidak merusak cooler tipe shelldan -tube, maka cooler dipasang pada sistem secara parallel dengan dilengkapi sebuah check valve 65 PSI. Cooler dapat ditempatkan pada return line sistem, setelah relief valve,atau pada line case drain variable volume pressure compensated pump.



ISO SYMBOL FLUID CONDITIONER



Gambar 128 – Kondisioner Fluida



Simbol umum yang digunakan untuk fluid conditioner (Gambar 128) adalah diamond seperti terlihat diatas. Beberapa tipe berbeda simbol fluida conditioner dapat dibuat dengan melakukan sedikit perubahan atau penambahan terhadap simbol dasar ini. Lambang pertama adalah filter atau strainer yang ditunjukkan dengan garis putus-putus vertikal didalam simbol. Garis ini menunjukkan media penyaring dimana fluida atau gas akan 68



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



mengalir. Separator dengan manual drain di gambarkan dengan garis horizontal dibagian bawah diamond. Bagian pada simbol menunjukkan ruang terpisah untuk mengendapkan air dari bahan bakar. Garis pendek yang memanjang dari bagian bawah simbol menunjukkan saluran pembuangan manual (manual drain). Pembuangan otomatis akan ditunjukkan dengan penambahan tanda "V" dibawah garis horizontal seperti ditunjukan pada simbol paling bawah dari gambar diatas. Simbol sebelah kanan merupakan kombinasi filter separator dangan pembuangan (drain) manual dan otomatis. Gambar sebelah kanan diatas filter separator merupakan simbol sirkuit oli cooler yang dapat berupa tipe cooler udara dan cooler air.



TOPIK 3 Steering Sytem Pada Wheel Type Machine



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



69



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Gambar 129 Wheel loader dengan power steering system



Steering System adalah sistem yang berfungsi untuk membelokkan arah putara machine. Ada banyak jenis sistem steering. Sistem steering pada mobil atau truck kecil biasanya secara mechnical. Artinya adalah untuk menggerakkan roda depan untuk fungsi steering hanya menggunakan tenaga operator. Namun pada alat-alat berat, tenaga yang dibutuhkan sudah besar, sehingga tidak bisa lagi digerakkan secara langsung. Oleh karena itu, dibuatlah sistem steering dengan bantuan hidraulik. Steering seperti ini disebut power steering. Pada machine caterpillar, terdapat beberapa jenis power steering. Misalnya pada track type tractor, menggunakan dua jenis steering yaitu steering clutch dan differential steering. Untuk yang menggunakan roda, pada dasarnya semua sistem steering-nya sama. Pada bahasan kali ini, kita hanya akan membahas steering system yang ada pada machine beroda (wheel type machine).



KOMPONEN



70



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



Gambar 130 Komponen-komponen steering sytem



Komponen-komponen utama dari sebuah steering system adalah     



Hydraulic Tank Variable displacement steering pump Pressure compensating valve Hand metering unit Steering cylinder



HYDRAULIC STEERING TANK



Gambar 131 Hydraulic tank untuk sistem hidraulik dan steering



Fungsi hydraulic tank pada steering system hampir sama dengan sistem hydraulic. Hydraulic tank untuk sistem steering pada beberapa machine terpisah dari tank untuk sistem hydraulic.



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



71



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Namun pada kebanyakan machine Caterpillar, oli untuk steering dan untuk hydraulic system sama, sehingga tanki-nya hanya satu.



STEERING PUMP & COMPENSATOR VALVE



Gambar 132 Steering Pump & Compensator Valve



Steering pump berfungsi untuk mengahsilkan aliran yang menyuplai oli ke dalam steering system. Selain steering pump, juga terdapat compensator valve. Fungsi valve ini adalah untuk mengatur tekanan dan flow yang dihasilkan pompa yang bergantung pada kebutuhan steering system.



HAND METERING UNIT



Gambar 133 hand metering pump



Hand metering unit adalah komponen yang berfungsi untuk mengatur arah aliaran oli yang akan menuju ke steering cylinder berdasarkan perintah dari operator. Jadi dengan memainkan komponen ini, gerakan steering cylinder diatur.



STEERING CYLINDER 72



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



Gambar 134 Steering Cylinder



Steering cylinder berfungsi untuk menggerakan roda agar dapat membelokkan machine. Posisi steering cylinder biasanya dibagian depan dan jumlahnya dua, sebelah kiri dan kanan. Apabila machine ingin dibelokkan ke arah kanan misalnya, maka cylinder yang kanan akan retract dan yang sebelah kiri akan extend. Begitu juga sebaliknya kalau machine ingin dibelokkan ke kiri.



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



73



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



TOPIK 4 Hose PENDAHULUAN Hose-hose Caterpillar dirancang dengan unik dan telah teruji untuk bekerja sama sebagai sebuah system agar dapat menunjukkan kerja yang unggul. Persyaratan-persyaratan caterpillar tentang tekanan yang tinggi, rendah maupun menengah dan hose-hose yang digunakan untuk aplikasi khusus telah bisa melampaui standar-standar industri.



SAFETY Penggunaan hose yang tidak tepat akan menyebabkan kerusakan. Kerusakan hose dapat menyebabkan kerusakan peralatan dan kecelakaan bagi operator. Kerusakan hose dapat diminimalisasi dengan menggunakan hose tersebut sesuai dengan spesifikasinya (seperti rating tekanan, kompatibilitas cairan, range temperature, dll). Janganlah membuat hose menjadi kaku, menghempaskan hose atau menggunakan hose untuk menggandeng machine.



KONSTRUKSI HOSE



Gambar 135 Layer-layer pada hose



Hose terdiri dari lapisan-lapisan empat komponen utama, yaitu inner tube, wire cushion, reinforcement layer dan cover (gambar 3). Lapisan dalam disebut inner tube (juga disebut layer) berfungsi untuk membawa dan tempat mengalirnya fluida. Karena fluida berhubungan secara langsung dengan inner tube, bahan tube ini harus cocok dengan fluidanya. The Caterpillar Hose and Couplings Reference Guide (PECP5030) memberikan informasi mengenai fluida untuk tiap hose dalam caterpillar line. Lapisan kedua adalah lapisan penguat (reinforcement layer) yang berfungsi untuk memberikan kekuatan pada hose. Lapisan penguat dapat terbuat dari kapas, material sintetis atau kawat. Kapas dan bahan sintetis biasanya dianyam, sedangkan kawat dapat dianyam atau dibelit secara spiral. Beberapa hose mempunyai banyak lapisan yang diperkuat dengan menggunakan bahan-bahan yang berbeda yang terdiri dari kapas dan kawat. Sebuah hose dengan banyak lapisan penguat memiliki sebuah lapisan cushion yang berfungsi sebagai lapisan yang mengurangi gesekan. Lapisan cushion mengurangi kemungkinan kawat menjadi kaku yang dapat menyebabkan kerusakan-kerusakan lubang pin pada inner tube. 74



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



Lapisan akhir ditutup. Penutup ini melindungi bahan penguat dari bagian-bagian luar. Penutup (cover) terbuat dari kawat baja, plastik atau kain. Cover pada hose-hose caterpillar terbuat dari karet atau kain. Cover yang terbuat dari kain berbentuk anyaman sedangkan cover yang terbuat dari karet memliki penampakan yang halus atau bisa saja terbungkus.



STANDARD INTERNATIONAL HOSE Ada tiga macam hose yang dikenal sebagai standard internasional. Society of Automotive Engineers (SAE) menetapkan standar bagi Amerika Utara. Hose-hose buatan Jerman mengikuti standar Deutsche Industrial Norme (DIN) dan hose-hose buatan jepang mengikuti standar Japanese Industrial Standards (JIS). Society of Automotive Engineers (SAE)



100R SAE Specification Hoses SAE Specification



Hose Construction



100R1



1 wire braid



100R2



2 wire braid



100R3



2 fibre braid



100R4



Helical wire



100R5



1 wire braid



100R6



1 fibre braid



100R7



Thermoplastic fibre braid



100R8



Thermoplastic fibre braid



100R9



4 spiral wire



100R10



4 spiral wire



100R11



6 spiral wire



100R12



4 spiral wire



100R13



4 or 6 spiral wire



100R14



Teflon lined



Standar SAE memberikan spesifikasi umum, dimensional dan unjuk kerja bagi hose-hose yang paling umum digunakan dalam sistem hidrolik pada peralatan yang diam maupun bergerak. Table 1 di atas menunujukkan nomor standar dan konstruksi hose yang sering digunakan. Informasi mengenai pressure kerja bagi hose-hose standar SAE terdapat dalam Caterpillar Hose and Couplings Reference Guide dan pressure-pressure tersebut dapat bervariasi bergantung pada rating hose dan ukurannya. Sebagai contoh sebuah hose 100R1, ukuran dash-4 (dimensi internal 6,4 mm) memiliki suatu pressure kerja maksimum 2750 psi (18.960 kPa). Hose dengan ukuran yang sama dengan hose 100R2 memiliki pressure kerja maksimum 5000 psi (34.475 kPa). Pressure kerja maksimum bagi hose-hose SAE normalnya dinyatakan dalam psi. Pressure ledakan (burst pressure) maksimum sama dengan empat kali pressure kerja. Dimensi internal hose diukur dalam ukuran dash dan akan dibahas dalam modul berikutnya.



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



75



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Deutsche Industrial Norme (DI434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434 34343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343 43434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434 34343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343 43434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434 34343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343 43434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434 34343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343 43434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434 34343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343 43434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434 34343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343 43434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434 34343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343 43434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434 34343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343 43434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434 34343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343 43434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434 34343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343 43434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434 34343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343 43434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434 34343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343 43434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434 34343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343 43434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434 34343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343 43434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434 34343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343 43434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434 34343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343 43434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434 34343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343 43434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434 34343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343 43434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434 34343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343 43434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434



76



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



34343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343 43434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434 34343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343 43434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434 34343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343434343 43434343434343N)



DIN Specifications DIN Specification



Hose Construction



20021 1TE



1 Fibre Braid



20021 2TE



2 Fibre Braid



20021 3TE



2 Fibre Braid



20022 1ST, 1SN



1 Wire Braid



2022 2ST, 2SN



2 Wire Braid



20023 4SP



4 Spiral Wire



20023 4SH



4 or 6 Spiral Wire



Units



DN



5



6



8



10



Dash



-3



-4



-5



-6



bar



25



25



20



20



psi



363



363



290



290



bar



80



75



68



63



psi



1160



1088



986



914



bar



160



145



130



110



psi



2320



2103



1885



1595



bar



250



225



215



180



psi



3625



3263



3118



2610



bar



415



400



350



330



psi



6018



5800



5075



4785



bar



*



450



*



445



psi



*



6525



*



6453



bar



*



*



*



*



psi



*



*



*



*



* No DIN Specification for this size Lebih dari 2000 standar telah diterbitkan oleh DIN, yaitu institusi yang mengatur sendiri masalah perdangangan dan industri, serta bertanggung jawab bagi persiapan standarstandar di Jerman. Suatu contoh dari seri spesifikasi 200 DIN adalah yang terdapat dalam table 2 diatas. Standar itu berdasarkan konstruksi hose dan pressure kerja maksimum yang dinyatakan dalam ‘bar’. Ukuran DN yang dibandingkan dengan ukuran Dash serta tabeltabelnya ditampilkan dalam reference guide Caterpillar Hose and Couplings. Japanese Industrial Standards (JIS) JIS K6349 Specifications Hose Class 35



Maximum Working Pressure 35 kg/cm 2500 psi



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



NOM



6



9



12



Dash



-4



-6



-8



1fb



1fb



1fb



77



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



70



70 kg/cm 21000 psi



1wb



1wb



1wb



105



105 kg/cm 21500 psi



1wb



1wb



1wb



140



140 kg/cm 22000 psi



1wb



1wb



1wb



175



175 kg/cm 22500 psi



1wb



2wb



2wb



210



210 kg/cm 23000 psi



1wb



2wb



2wb



250



250 kg/cm 23500 psi



2wb



2wb



2 or 3wb



280



280 kg/cm 24000 psi



2wb



3wb



3wb



320



320 kg/cm 24500 psi



*



*



4sw



350



350 kg/cm 25000 psi



2wb



4sw



4sw



* No JIS Specification for this size Construction Nomenclature: number = layers of reinforcement, f = fibre, w = wire, b = braid, s = spiral Example: 1wb hose has 1 layer of braided wire reinforcement



Japanese Industrial Standards yang diterbitkan oleh Society of Automotive Engineers of Japan memberikan standar bagi body, brake-brake, sistem kelistrikan, bagian-bagian machine, bahan-bahan, motorcycle, hose-hose, coupling dan sebagainya. Sebuah contoh dari spesifikasi standar JIS K6349 ditampilkan dalam tabel 3 di atas. Standar ini didasarkan pada pressure kerja maksimum yang dinyatakan dalam satuan kg/cm 2. Ukuran normal dari hose bergantung pada ukuran Dash.



METODE-METODE IDENTIFIKASI Identifikasi dari Layline Hose-hose memiliki keterangan tentang spesifikasinya yang tercetak disepanjang kulit luarnya. Keterangan yang tercetak ini disebut hose Layline. Sebuah layline caterpillar menyatakan informasi tentang tipe hose, ukuran dash, nomor part, diameter bagian dalam, pressure kerja, kode tanggal dan kode Mine Safety & Health Administration (MSHA) dimana ia seharusnya digunakan.



78



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



Gambar 136 CAT Hose Layline



Informasi penting pada hose-hose SAE meliputi spesifikasi 100R, pressure kerja dan diameter bagian dalam. Sedangkan layline DIN memberikan kode konstruksi dalam ukuran metric. Layline menyediakan cara yang mudah untuk mengidentifikasi hose. Apabila spesifikasi hose telah diketahui dari keterangan pada layline, tabel-tabel dalam Caterpillar Hose and Couplings Reference Guide yang direferensi silang dapat digunakan untuk mengidentifikasi dalam proses penggantian hose-hose buatan caterpillar. Identifikasi dari referensi material Cara lain untuk mengidentifikasi sebuah hose pada sebuah machine Caterpillar adalah dengan melihat parts book atau dengan melihat Service Information System (SIS) berbasis komputer yang digunakan untuk menentukan nomor part assembly. Nomor part assembly ini akan menentukan hose, coupling-coupling dan pelapis baja yang dibutuhkan assembly. Nomor part individual bagi bagian-bagian part assembly ditampilkan pada Hose Assembly System (HAS) yang berbasis komputer, pada Caterpillar Hose Assembly Fabrication Guide (HAFG) dan pada Coupling System (HCIS) CD (JERC2282). Ukuran Dash Ukuran dash dari hose-hose caterpillar menunjukkan besar Inside Diameter (diameter dalam) (ID) dari hose tube yang bagian dalam dengan satuan seper-16 inci, kecuali hose-hose air conditioning SAEJ51 Type D (CAT 1543) dan 100R5 (CAT 556, 1130). Sebagai contoh, hose setengah inci SAE 100R2 bernilai dash 8 karena jumlah seper 16 dalam setengah inci adalah 8. Dengan menggunakan pengukuran diameter bagian dalam yang sesungguhnya untuk menentukan ukuran dash maka ini sebenarnya adalah mencakup seluruh metode pengukuran diameter bagian dalam.



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



79



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Gambar 137 Dash size dari Hose Caterpillar



Persyaratan-persyaratan yang harus dipenuhi pada saat digunakan Ketika mengganti sebuah hose, hose yang baru harus memenuhi beberapa kondisi. Kondisikondisi ini meliputi ukuran hose, pressure kerja maksimum, rentang temperatur operasi, kompatibilitas fluida, radius bengkokan maksimum, dan kondisi-kondisi lingkungan. Hose yang baru harus memenuhi bahkan boleh melebihi spesifikasi yang dibutuhkan bagi hosehose lama. Hose yang baru harus memiliki ukuran yang sama dengan hose yang lama agar dapat beroperasi dalam sistem hidrolik sesuai spesifikasi rancangan. Hose-hose yang lebih kecil dapat mengendalikan aliran yang kecil dan hose yang lebih besar dapat mengendalikan aliran yang lebih besar. Apabila hose terlalu kecil maka ia dapat mengurangi kapasitas aliran sehingga meningkatkan temperatur dalam sistem hidrolik. Begitu juga hose yang terlalu besar dapat memperlambat respon waktu sistem. Sistem-sistem hidrolik dirancang untuk beroperasi pada pressure yang spesifik. Hose harus dapat bertahan terhadap pressure yang konstan dan pressure kejut. Menggunakan hose yang baru di atas pressure kerja maksimum hose yang lama akan meningkatkan potensi bagi kerusakan. Pressure kerja maksimum sama dengan ¼ kali pressure burst (ledakan) minimum. Tube bagian dalam dari hose memiliki suatu rentang frekuensi yang tetap dimana ia harus bekerja dan hanya dapat mengalirkan fluida yang spesifik. Liner-liner dari hose-hose yang berbeda seringkali juga terbuat dari bahan-bahan yang berbeda pula. Menggunakan hose di luar rentang temperatur spesifiknya atau menggunakan fluid yang tidak cocok akan mengurangi umurnya. 80



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



Radius bengkokan minimum hose mengacu pada bengkokan yang terbesar yang dapat diperbolehkan pada saat penggunaan. Jika dibengkokkan lebih jauh, hose dapat rusak (atau kaku) dan dapat mengurangi umurnya. Konstruksi hose adalah faktor utama yang mempengaruhi radius bengkokan minimum. Radius bengkokan minimum akan menimbulkan masalah besar jika hose itu pendek. Faktor yang terakhir adalah kondisi-kondisi lingkungan dimana hose itu akan digunakan. Bahan untuk cover hose dirancang agar dapat digunakan dalam aplikasi-aplikasi tertentu. Memaparkan hose pada tempertur yang tinggi disekitarnya atau dalam kondisi-kondisi eksternal yang keras diluar disain operasi dapat menyebabkan kerusakan hose lebih awal. Hose sebaiknya diganti jika ia :        



terpelintir kaku pecah penyok retak rusak tergores bocor



HOSE-HOSE CATERPILLAR



Gambar 138- Berbagai macam hose Caterpillar



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



81



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Caterpillar memproduksi berbagai jenis hose untuk berbagai macam aplikasi. Jenis-jenis hose Caterpillar adalah : 



High Pressure – – – – –







Lo and Medium Pressure – – –







XT–3 ES (736) XT–5 (1036) XT–6 (1136) XT–6 ES (2836) DIN 1956



One-Wire Braid (716) Two-Wire Braid (294) Hydraulic Suction (844).



Special Application – – – – –



One-Wire Braid, Fabric Covered (556) Engine/Air Brake (1130) Thermoplastic (1028) Reduced Thermoplastic (2760) Air Conditioning (1543)



HOSE CATERPILLAR BERTEKANAN TINGGI XT-3 ES



Gambar 139-Cat 736 XT-3 Es High Pressure Hose



Keunggulan : -



Melebihi standar SAE 100R12 Hose ini memiliki 4 ply yang berbentuk spiral Pressure kerja 2500 – 4000 psi Sangat sering digunakan pada sistem-sistem hidrolik caterpillar Covernya berwarna hitam, layline berwarna kuning dan timbul Skive hose



XT-5



82



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



Gambar 140 – Cat XT-5 High Pressure Hose



Keunggulan : -



Melampaui standar SAE 100R13 Memiliki 4 atau 6 ply berbentuk spiral Pressure kerja 5.000 psi Digunakan pada sistem hidrolik Caterpillar, terutama pada excavator Cover berwarna coklat kemerah-merahan, dengan layline berwarna putih terang Skive hose



XT-6



Gambar 141-Caterpillar XT6 High Pressure Hose



Keunggulan : Melampaui standar SAE 100R15 Memiliki 6 ply berbentuk spiral, mampu bekerja pada pressure sangat tinggi Pressure kerja sampai sebesar 6.000 psi Digunakan dalam sistem hidrolik caterpillar (Hydrostatic Loaders dan Differential Steer Tractors) - Cover berwarna hitam, layline berwarna putih terang - Skive hose XT-6 ES (2836) -



Gambar 142 – Cat XT-6 ES High Pressure Hose



Keunggulan : -



Melampaui standar SAE 100R15 Memiliki 4 atau 6 ply berbentuk spiral, mampu bekerja pada pressure sangat tinggi Pressure kerja sampai sebesar 6.000 psi Digunakan dalam sistem hidrolik caterpillar (Hydrostatic Loaders dan Differential Steer Tractors) Cover berwarna hitam, layline berwarna putih dan timbul Skive hose



DIN 1956



Gambar 143 – Cat 1956 High Pressure Hose



Keunggulan : APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



83



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



-



EDISI 1



Memenuhi syarat-syarat dalam standar DIN 20023 4SP Memiliki 4 ply berbentuk spiral Digunakan dalam wheel excavator seri E HEX dan M Cover berwarna hitam, layline berwarna hijau dan timbul Skive hose



HOSE CATERPILLAR BERTEKANAN RENDAH - MENENGAH One Wire Braid (716)



Gambar 144 – Cat 716 Low/Medium Pressure Hose



Keunggulan : -



Melampaui standar SAE 100R1 Tipe AT Memenuhi standar DIN 20022 1SN Digunakan untuk fluid hidrolik berbasis petroleum bertemperatur tinggi, minyak yang panas, minyak gemuk, pelumas serta minyak mentah. Cover berwarna hitam, layline berwarna biru timbul Tidak di-skive



Two Wire Braid (294)



Gambar 145 – Cat 294 Low/Medium Pressure Hose



Keunggulan : -



Melampaui SAE 100R2 Tipe AT Memenuhi standar DIN 20022 2SN Digunakan untuk fluida hidrolik berbasis petroleum, glycol air dan fluida tahan air, oli panas, grease, pelumas, minyak mentah serta bahan bakar Cover berwarna hitam, layline berwarna plum timbul Memiliki dua jalinan kawat Tidak di-skive



Hydraulic Suction (844)



Gambar 146 – Cat 844 Low/Medium Pressure Hose



84



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



Keunggulan : -



Melampaui SAE 100R4 Digunakan dalam suction sistem hidrolik atau jalur kembali, fluida berbasis petroleum Cover berwarna hitam, layline berwarna orange timbul Mempunyai jalinan dua serat yang ditenun Kawat berbentuk spiral diantara lapisan-lapisan penguat Tidak di-skive



HOSE CATERPILLAR UNTUK APLIKASI KHUSUS One Wire Braid Fabric Covered (556)



Gambar 147 – Cat 556 Special Application Hose



Keunggulan : -



Melampaui standard SAE 100R5 Digunakan pada aplikasi yang berhubungan dengan fluida air dan minyak, glycol air dan fluida hidrolik tahan air, minyak mentah dan bahan bakar, minyak diesel, udara serta antipendingin Memiliki satu tenunan dan satu kawat yang dirajut Cover terjalin tenunan Tidak di-skive ID setara dengan tube



Engine & Air Brake (1130)



Gambar 148 – Cat 1130 Special Application Hose



Keunggulan : -



Melampaui standar-standar SAE J1402 Digunakan dalam aplikasi yang berhubungan dengan udara, minyak mesin, air, minyak pelumas, bahan bakar diesel dan minyak hidrolik berbahan dasar petroleum Jalinan bagian dalamnya dari textile, jalinan bagian luar dari kawat Cover berbahan textile Tidak di-skive ID setara tube



Thermoplastic (1028)



Gambar 149 – Cat 1028 Special Application Hose APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



85



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Keunggulan : -



Melampaui standar-standar SAE 100R7 Digunakan untuk fluida berbasis petroleum, glycol-air dan fluida hidrolik tahan air-minyak bakar, serta sistem-sistem dengan temperature hidrolik rendah Cover berbahan polyester dengan layline putih terang Memiliki dua jalinan fiber Tidak di-skive



Reduced Thermoplastic (2760)



Gambar 150 – Cat 2760 Special Application Hose



Keunggulan : -



Memiliki diameter luar yang lebih kecil Melampaui standar-standar SAE 100R7 Terdapat pada machine Caterpillar yang memerlukan 2760 termasuk Excavator, MiniHex 902 dan 906 Compact Wheel Loader Aplikasi tekanan dengan tingkat menengah, saluran-saluran pandu hidrolik dimana dibutuhkan perutean tight hose, berbahan dasar air dan fluida-fluida hidrolik sintetis Cover dari bahan polyester, layline berwarna putih terang



Air Conditioning (1543)



Gambar 151 – Cat 1543 Special Application Hose



Keunggulan : -



86



Melampaui standard SAE J51 tipe D Ada penguatan dengan fiber atau kawat tanpa skive Digunakan dalam aplikasi yang berhubungan dengan kontruksi, truk dan sistem-sistem agricultural air Dijalin dengan bahan textile ID setara tube



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



TOPIK 2 Coupling SAFETY Ketidakcocokkan adalah salah satu kasus yang paling umum penyebab kesalahan pemasangan hose. Coupling yang sesuai harus digunakan untuk hose yang tepat. Sebagai contoh coupling hose XT-3 hanya akan bekerja pada hose XT-3. Perusahaan-perusahaan yang berbeda yang memproduksi hose dan coupling akan merancang hose dan coupling mereka agar dapat digunakan bersama-sama. Spesifikasi internasional tentang dimensidimensi hose dan coupling mengandung banyak toleransi. Toleransi yang luas mengizinkan sebuah perusahaan pembuat hose dan coupling dapat memiliki banyak variasi dimensi bagi hose dan coupling mereka dan dapat dibandingkan dengan dimensi hose, coupling untuk hose atau coupling dengan ukuran nominal yang sama. Selalu gunakan coupling yang benar-benar sesuai untuk suatu aplikasi dan jangan pernah gunakan coupling-coupling untuk hose-hose yang berasal dari pabrik yang berbeda atau sebaliknya menggunakan hose-hose untuk coupling-coupling yang berbeda.



TIPE COUPLING



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



87



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Gambar 152 – Tipe-tipe Coupling



Ada dua tipe coupling hidrolik yang berbeda. Sebuah coupling dapat permanent atau dapat dipakai ulang (reusable). Ketika kita mengganti suatu hose assembly, coupling yang tetap harus dibongkar dan diganti. Coupling yang dapat dipakai kembali, dapat dipindahkan dari hose yang lama untuk digunakan pada hose yang baru. Coupling yang dapat dipakai ulang dapat menjadi suatu investasi awal pada saat investasi awal lebih mahal dari biaya penggantian ketika terjadi kerusakan hose dan harus digantikan (gambar 20).



Hubungan-hubungan (Koneksi) Hubungan-hubungan atau koneksi adalah suatu istilah bagi banyak jenis coupling, flanges dan connector digunakan untuk melekatkan hose-hose dan tube-tube kepada komponenkomponen hidrolik (gambar 20).



COUPLING Copling adalah koneksi yang digunakan untuk meletakkan hose-hose pada komponenkomponen atau saluran-saluran lainnya dan ada tiga jenis yang digunakan pada peralatan Caterpillar, yaitu Crimp-On, screw dan collet. Crimp-On



88



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



Gambar 153 – Crimp On Permanent Coupling



Coupling-coupling crimp-on ditunjukkan dalam gambar 21 : -



Permanent Mempunyai tingkat kerusakan yang rendah Bekerja baik dalam semua tekanan aplikasi Tidak dapat digunakan ulang



Screw Type



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



89



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Gambar 154 – Screw Type Reusable Coupling



Coupling-coupling jenis screw yang ditunjukkan pada gambar 22 : -



Dapat digunakan ulang Dapat dirakit di lapangan dengan menggunakan peralatan tangan Sangat efektif untuk aplikasi-aplikasi dengan tekanan rendah



Collet Type



Gambar 155 – Collet Type Reusable Coupling



Coupling-coupling jenis collet yang ditunjukkan pada gambar 23 : -



Dapat dipakai ulang Dirancang untuk hose-hose Caterpillar XT bertekanan tinggi Dapat dirakit di lapangan dengan menggunakan sebuah press tangan



Jenis Collet adalah coupling yang dapat dipakai ulang yang terbuat dari sebuah stem collet assembly dan sebuah steel sleeve. Stem dimasukkan ke dalam salah satu ujung hose dengan jari-jari tapered collet yang melebar ke permukaan sebelah luar. Sleeve kemudian ditekan dengan jari-jari untuk memegang coupling pada hose. Coupling-coupling selalu digunakan dengan sebuah split flange dan O-ring untuk menggandeng hose-hose besar dan bertekanan tinggi.



90



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



EDISI 1



(NTBHM001) FUNDAMNETAL HYDRAULIC



Flange



Gambar 156 – Flange



Flange digunakan untuk menyambung hose-hose yang berdiameter besar dan tube-tube pada block-block, bagian-bagian valve dan komponen-komponen lainnya. Flange-flange dapat dibraze secara langsung pada sebuah tube atau dilekatkan pada sebuah hose coupling yang kemudian dapat dipasang pada komponen. Splint flange di atas yaitu pada gambar 24 adalah sebuah split flange tipe JIS yang sama dengan SAE tetapi dengan baut-baut ukuran metric. Flange jenis ini memiliki dua SAE dengan rating tekanan : 1. Standar kode 61 : 3000 – 5000 psi (20685 – 34475 kPa) 2. Standar kode 62 : 6000 psi (41370 kPa) Adalah penting untuk diingat bahwa untuk selalu mengacu pada reference guide caterpillar hose dan coupling agar dapat memastikan ketepatan ukuran flange yang akan digunakan untuk suatu aplikasi. Ring Seal



Gambar 157 – Ring Seal



Ring seal seperti O-ring dan D-ring (gambar 25), digunakan untuk menyegel sebuah flange pada permukaannya yang sesuai.



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd



91



(NTBHM001) FUNDAMENTAL HYDRAULIC



EDISI 1



Coupling Identification Marker



Gambar 158 – Coupling Identification Marker



Coupling-coupling Caterpillar 716, 294, 844 dan 1956 memiliki merek dagang Caterpillar dan nomor part pada coupling itu. Coupling-coupling hose XT memiliki sebuah simbol khusus yang dibubuhi padanya beserta nomor part. Simbol tersebut mengidentifikasi copling tersebut apakah XT-3 ES, XT-5 atau XT-6. Layline pada hose XT juga mempunyai simbol identifikasi. Hose dan coupling XT-3 ES memiliki simbol segitiga. Hose dan coupling XT-5 memiliki tanda plus, pada hose dan coupling XT-6 terdapat huruf-huruf UHP. Sebagai contoh, couplingcoupling hose yang berbeda memiliki nomor-nomor part yang berbeda, namun semua coupling hose XT-6 memiliki susunan huruf UHP yang tercetak padanya (gambar 26). Langkah-langkah untuk mengidentifikasi coupling-coupling 1. 2. 3. 4.



Tentukan apakah coupling bersifat permanen atau dapat dipakai ulang. Tentukan metode penyegelan coupling, jenis drat dan standardnya. Ukur dimensi-dimensi coupling. Dengan menggunakan ukuran-ukuran, cari nomor part coupling dalam reference guide hose dan coupling Caterpillar. 5. Cari nomor part untuk seal, split flange dan baut yang digunakan untuk melakukan perakitan.



92



APLTCL025 © Caterpillar of Australia Pty Ltd