Teori Fisika Dasar CEK KEMAMPUAN AWA

15 Modul Pembelajaran Hidrolik Dengan Fluid SIM 5.0 1. Deskripsi Sistem hidrolik adalah teknologi yang memanfaatkan zat cair, biasanya oli, untuk melakukan suatu gerakan lurus atau berputar. Sistem ini bekerja berdasarkan prinsip Pascal, yaitu jika suatu zat cair dikenakan tekanan, tekanan itu akan merambat ke segala arah dengan tidak bertambah atau berkurang kekuatannya. Prinsip dalam rangkaian hidrolik adalah menggunakan fluida kerja berupa zat cair yang dipindahkan dengan pompa hidrolik untuk menjalankan suatu sistem tertentu. Sumber tenaga sistem hidrolik berasal dari Pompa hidrolik. 2. Tujuan Pembelajaran • Memahami fisika dasar yang berkaitan dengan fluida bertekanan • Menerapkan hukum pascal dalam sistem hidrolik • Memahami prinsip dasar dan cara kerja sistem hidrolik • Menerapkan prinsip dasar dan cara kerja sistem hidrolik 3. Materi Pembelajaran

a. Teori Fisika Dasar

Dalam menjalankan suatu sistem tertentu atau untuk membantu operasional dari sebuah sistem, tidak jarang kita menggunakan rangkaian hidrolik.Sebagai contoh, untuk mengangkat satu rangkaian kontainer yang memiliki beban beribu– ribu ton, untuk mempermudah itu harus digunakan sistem hidrolik. KEGIATAN 1 : DASAR-DASAR HIDROLIK 16 Modul Pembelajaran Hidrolik Dengan Fluid SIM 5.0 Gambar 1. Penerapan Hukum Pascal dalam sistem hidrolik Apakah yang dimaksud dengan tekanan pada sistem hidrolik ? Berapakan nilai beban yang dapat diangkat dengan gaya 500N ? Jika piston A sebagai sumber tenaga bergerak 0.5m. Berapa jaraknya piston B sebagai beban bergerak ? Sistem hidrolik adalah teknologi yang memanfaatkan zat cair, biasanya oli, untuk melakukan suatu gerakan lurus atau berputar. Sistem ini bekerja berdasarkan prinsip Pascal, yaitu jika suatu zat cair dikenakan tekanan, tekanan itu akan merambat ke segala arah dengan tidak bertambah atau berkurang kekuatannya. Prinsip dalam rangkaian hidrolik adalah menggunakan fluida kerja berupa zat cair yang dipindahkan dengan pompa hidrolik untuk menjalankan suatu sistem tertentu. Sumber tenaga sistem hidrolik berasal dari Pompa hidrolik. Pompa ini berfungsi untuk mentransfer energi mekanik menjadi energi hidrolik yang bekerja dengan cara menghisap oli dari tangki hidrolik dan mendorongnya kedalam sistem hidrolik dalam bentuk aliran flow. Aliran ini yang dimanfaatkan dengan cara merubahnya menjadi tekanan. Tekanan dihasilkan dengan cara menghambat aliran oli dalam sistem hidrolik. Hambatan ini dapat disebabkan oleh orifice, silinder, motor hidrolik, dan aktuator. Pompa yang biasa digunakan ada dua macam yaitu positif dan non positif displacement pump. Ada dua macam peralatan yang biasanya digunakan dalam merubah energi hidrolik menjadi energi mekanik yaitu motor hidrolik dan aktuator. Motor hidrolik mentransfer energi hidrolik menjadi energi mekanik dengan cara memanfaatkan aliran oli dalam 17 Modul Pembelajaran Hidrolik Dengan Fluid SIM 5.0 sistem merubahnya menjadi energi putaran yang dimanfaatkan untuk menggerakan roda, transmisi, pompa dan lain-lain. 1 Tekanan Hidrostatika Dalam fluida, konsep tekanan memegang peranan yang penting. Gaya ke atas yang timbul pada benda yang tercelup disebabkan adanya tekanan dalam fluida. Demikian pula, fluida akan bergerak atau mengalir karena adanya perbedaan tekanan pada dua bagian yang berbeda dalam fluida. Tekanan didefinisikan sebagai gaya per satuan luas. Jika gaya sebesar F bekerja secara merata dan tegak lurus pada suatu permukaan yang luasnya A, maka tekanan P pada permukaan itu dirumuskan sebagai : Keterangan : P = tekanan Nm 2 atau Pa F A = gaya pada permukaan N = luas permukaan m 2 Untuk kepentingan praktis, satuan tekanan biasanya dinyatakan dalam atmosfer atm, cmHg, atau bar. 1 atm = 76 cmHg = 1,013 x 10 5 Pa = 1,013 bar Tekanan di dalam zat cair disebabkan oleh adanya gaya gravitasi yang bekerja pada tiap bagian zat cair, besar tekanan itu bergantung pada kedalaman, semakin dalam letak suatu bagian zat cair akan semakin besar tekanan pada bagian itu. Tekanan di dalam fluida dinamis yang diakibatkan oleh adanya gaya gravitasi itulah yang disebut tekanan hidrostatika. 18 Modul Pembelajaran Hidrolik Dengan Fluid SIM 5.0 Keterangan : Ph = tekanan hidrostatika Nm 2 atau Pa g = percepatan gravitasi ms 2 h = kedalaman pada fluida m = massa jenis kgm 3 A = luas penampang m 2 Hukum pokok hidrostatika berbunyi, “Semua titik yang terletak pada suatu bidang datar dalam zat cair yang sejenis memiliki tekanan yang sama.” 2 Hukum pascal Blaise Pascal, seorang ilmuwan Prancis, menyatakan bahwa ketika perubahan tekanan diberikan pada suatu fluida pada ruang tertutup, perubahan tersebut akan diteruskan sama besar ke segala arah. Pernyataan ini kemudian dikenal sebagai hukum pascal. Jika suatu fluida diberi tekan sebesar P, maka setiap bagian dari fluida dan dinding bejana mengalami tekanan sebesar P. Jadi, hukum pascal dapat dinyatakan sebagai berikut, “Tekanan yang diadakan dari luar kepada fluida yang ada di dalam ruangan tertutup akan diteruskan oleh fluida tersebut ke segala arah dengan sama rata. Contoh alat yang prinsip kerjanya berdasarkan hukum pascal adalah dongkrak hidrolik, pompa hidrolik, mesin hidrolik pengangkut mobil, alat pengepres hidrolik, dan rem hidrolik pada motor atau mobil. 19 Modul Pembelajaran Hidrolik Dengan Fluid SIM 5.0 Sistem hidrolik ini mempunyai banyak keunggulan dibanding jika menggunakan sistem mekanikal. Adapun keuntungannya adalah sebagai berikut:  Dapat menyalurkan torque dan gaya yang besar  Pencegahan overload tidak sulit  Kontrol gaya pengoperasian mudah dan cepat.  Pergantian kecepatan lebih mudah  Getaran yang timbul relatif lebih kecil  Daya tahan lebih lama, karena media oli digunakan sebagai media pelumasan Namun sistemhidrolik ini juga mempunyai beberapa kekurangan yaitu: • Peka terhadap kebocoran, sehingga jarang dipakai pada industry makanan dan obat-obatan • Peka terhadap perubahan temperature • Properti dan Viscositas Cairan Hidrolik Properti cairan hidrolik adalah sifat-sifat yang dimiliki oleh cairan hidrolik, karena sifat-sifat tersebut cairan hidrolik dapat melaksanakan tugas atau fungsinya. Secara umum fungsi atau tugas cairan hidrolik adalah: a Fungsi Pelumas Untuk Sistem Hidrolik :  Transfer Tenaga. Untuk menjalankan fungsi ini dengan sempurna, cairan hidrolik harus tidak berubah volumenya walau diberi tekanan yang tinggi.  Cooling, yaitu mendinginkan komponen yang berputar atau bergesekan.  SealingMencegah kerusakan unit Untuk menjalankan fungsi ini, cairan hidrolik harus dapat mencegah terjadinya karat dan korosi didalam sistem dan juga mencegah kerusakan pada seal, packing, selang karet dan bagian bagian lain yang terbuat dari plastik.  LubricatingPelumasan untuk Mengurangi Friksi dan Aus Untuk menjalankan fungsi ini, oli harus dengan sempurna melumasi komponen-komponen yang bergerak dari sistem hidrolik, terutama komponen 20 Modul Pembelajaran Hidrolik Dengan Fluid SIM 5.0 pompa. Selain itu oli dapat mengurangi pemanasan yang terjadi pada komponen akibat gesekan dan tekanan tinggi.  CleaningPenghanyut bramchip yaitu partikel-partikel kecil yang mengelupas dari komponen. Untuk menjalankan fungsi ini, oli dapat membawa partikel kecil yang aus karena gesekan melalui aliran dari tanki reservoir dan difilter pada unit Tanki penyedia.

B. Karakteristik Cairan dalam Sistem Hidrolik