Modul Pembelajaran Hidrolik dengan Metode Fluidsim 5.0

MODUL PEMBELAJARAN HIDROLIK DENGAN

FLUID SIM 5.0

/IQIRXIVMER4IRHMHMOERHER/IFYHE]EER (MVIOXSVEX.IRHIVEP4IRHMHMOER(EWEVHER1IRIRKEL (MVIOXSVEX4IQFMREER7IOSPEL1IRIRKEL/INYVYER 8ELYR

MODUL PEMBELAJARAN HIDROLIK

DENGAN FLUID SIM 5.0

'ST]VMKLXk(MVIOXSVEX4IQFMREER71/ %PPVMKLXW6IWIVZIH

4IRKEVEL

(VW11YWXEKLJMVMR%QMR1&% Direktur Pembinaan SMK

4IRERKKYRK.E[EF

%VMI;MFS[S/LYVRME[ER77M1%O

Kasubdit Program dan Evaluasi, Direktorat Pembinaan SMK

/IXYE8MQ

'LVMWQM;MHNENERXM7)1&%

Kasi Program, Subdit Program dan Evaluasi, Direktorat Pembinaan SMK @qe` g K` hch` g Q` yhj + RG+ L @

Kasi Evaluasi, Subdit Program dan Evaluasi, Direktorat Pembinaan SMK

8MQ4IR]YWYR )HMXSV -QEQ*EXGLYVS^^M 4MTMR([M2YKVELIRM7) 8VM,EV]ERM74H (IWEMRHER8EXE0IXEO /EVMR*EM^EL8EYVMWX]7(W %VM

ISBN 978-602-60729-4-8

4IRIVFMX (MVIOXSVEX4IQFMREER7IOSPEL1IRIRKEL/INYVYER Komplek Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Gedung E, Lantai 13

Jalan Jenderal Sudirman, Senayan, Jakarta 10270

9 786026 072948

Rhsh L ` t khc` Gnkhr ` g+ RS 'RL JR St m` r G` q` o` m O` sh( L hq` Q` sm` v ` sh+ R-Oc 'RL J Mdf dqh 0 A` s` l (

L ` cx` Cdj ` @oqhkx` + RS 'RL JR L t g` l l ` chx` g 2 R` l ` qhmc` ( Udqf ` O` mc` qh` msh 'RL J Mdf dqh 0 Bhl ` gh(

K` hkx Xt mhb` @qhx` msh 'RL J Mdf dqh 6 Rdl ` q` mf ( Rt at q+ R-Oc+ L -Oc-S 'RL J Mdf dqh 0 O` qh` l ` m(

L t g` l l ` c @keh E` t yx 'RL JR L t g` l l ` chx` g 0 Jns` Sdf ` k( Cinj n Rdsxnmn 'RL J Mdf dqh 0 I dm` mf ` m(

Rxh` q M` sghp+ R-Oc 'RL J Mdf dqh 0 Qdmf ` r cdmf j knj ( J` r hx` msn+ R-Oc-+ L S 'RL J Mdf dqh 0 Fk` f ` g( Qdsmn Jt r l h` v ` sh+ R-Oc 'RL J Mdf dqh 0 A` khj o` o` m( @qhr Mt qx` msn+ R-Oc 'RL JR @k A` gqh(

L nbg- S` or hq 'RL J Mdf dqh 0 Bhqdanm( L t gs` chm 'RL JR L ` _` qhe 0 Jdat l dm( L t r s` l hm 'RL J Mdf dqh 1 O` knon(

Siti Maulidatul Holisah, ST (SMKS Tunas Harapan Pati) Mira Ratnawati (SMK Negeri 1 Batam)

Madya Deka Apriliya, ST (SMKS Muhammadiyah 3 Samarinda) Verga Pandrianti (SMK Negeri 1 Cimahi)

Laily Yunica Ariyanti (SMK Negeri 7 Semarang) Subur, S.Pd., M.Pd.T (SMK Negeri 1 Pariaman)

Muhammad Ali Fauzy (SMKS Muhammadiyah 1 Kota Tegal) Djoko Setyono (SMK Negeri 1 Jenangan)

Syiar Nathiq, S.Pd (SMK Negeri 1 Rengasdengklok) Kasiyanto, S.Pd., MT (SMK Negeri 1 Glagah) Retno Kusmiawati, S.Pd (SMK Negeri 1 Balikpapan) Aris Nuryanto, S.Pd (SMKS Al Bahri)

Mochamad Tapsir (SMK Negeri 1 Cirebon) Muhtadin (SMKS Ma`arif 1 Kebumen) Mustamin (SMK Negeri 2 Palopo)

Karin Tauristy S.Ds dan Ari Arfah Laidiah Razik, SH., MA

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan yang Maha Esa atas tersusunnya buku teks ini, dengan harapan dapat digunakan sebagai buku teks untuk siswa Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) Bidang Studi Keahlian Teknologi Dan Rekayasa, Teknik Otomasi Industri.

Penerapan kurikulum 2013 mengacu pada paradigma belajar kurikulum abad 21 menyebabkan terjadinya perubahan, yakni dari pengajaran (teaching) menjadi belajar (learning), dari pembelajaran yang berpusat kepada guru (teacherscentered) menjadi pembelajaran yang berpusat kepada peserta didik (studentcentered), dari pembelajaran pasif (pasive learning) ke cara belajar peserta didik aktif (active learning-CBSA) atau Student Active Learning-SAL.

Buku teks Hidrolik ini disusun berdasarkan tuntutan paradigma pengajaran dan pembelajaran kurikulum 2013 diselaraskan berdasarkan pendekatan model pembelajaran yang sesuai dengan kebutuhan belajar kurikulum abad 21, yaitu pendekatan model pembelajaran berbasis peningkatan keterampilan proses sains.

Penyajian buku teks untuk Mata Pelajaran Hidrolik ini disusun dengan tujuan agar supaya peserta didik dapat melakukan proses pencarian pengetahuan berkenaan dengan materi pelajaran melalui berbagai aktivitas proses sains sebagaimana dilakukan oleh para ilmuwan dalam melakukan eksperimen ilmiah (penerapan scientifik), dengan demikian peserta didik diarahkan untuk menemukan sendiri berbagai fakta, membangun konsep, dan paradigma baru secara mandiri.

Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, dan Direktorat Jenderal Peningkatan Mutu Pendidik dan Tenaga Kependidikan menyampaikan terima kasih, sekaligus saran kritik demi kesempurnaan buku teks ini dan penghargaan kepada semua pihak yang telah berperan serta dalam membantu terselesaikannya buku teks siswa untuk Mata Pelajaran Hidrolik di tingkat Sekolah Menengah Kejuruan (SMK).

Stuttgart, 8 Desember 2016 Tim Otomasi Industri

MODUL PEMBELAJARAN HIDROLIK

DENGAN FLUID SIM 5.0

'ST]VMKLXk(MVIOXSVEX4IQFMREER71/ %PPVMKLXW6IWIVZIH

4IRKEVEL

(VW11YWXEKLJMVMR%QMR1&% Direktur Pembinaan SMK

4IRERKKYRK.E[EF

%VMI;MFS[S/LYVRME[ER77M1%O

Kasubdit Program dan Evaluasi, Direktorat Pembinaan SMK

/IXYE8MQ

'LVMWQM;MHNENERXM7)1&%

Kasi Program, Subdit Program dan Evaluasi, Direktorat Pembinaan SMK @qe` g K` hch` g Q` yhj + RG+ L @

Kasi Evaluasi, Subdit Program dan Evaluasi, Direktorat Pembinaan SMK

8MQ4IR]YWYR )HMXSV -QEQ*EXGLYVS^^M 4MTMR([M2YKVELIRM7) 8VM,EV]ERM74H (IWEMRHER8EXE0IXEO /EVMR*EM^EL8EYVMWX]7(W %VM 4IRIVFMX (MVIOXSVEX4IQFMREER7IOSPEL1IRIRKEL/INYVYER Komplek Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Gedung E, Lantai 13

Jalan Jenderal Sudirman, Senayan, Jakarta 10270 Rhsh L ` t khc` Gnkhr ` g+ RS 'RL JR St m` r G` q` o` m O` sh( L hq` Q` sm` v ` sh+ R-Oc 'RL J Mdf dqh 0 A` s` l (

L ` cx` Cdj ` @oqhkx` + RS 'RL JR L t g` l l ` chx` g 2 R` l ` qhmc` ( Udqf ` O` mc` qh` msh 'RL J Mdf dqh 0 Bhl ` gh(

K` hkx Xt mhb` @qhx` msh 'RL J Mdf dqh 6 Rdl ` q` mf ( Rt at q+ R-Oc+ L -Oc-S 'RL J Mdf dqh 0 O` qh` l ` m(

L t g` l l ` c @keh E` t yx 'RL JR L t g` l l ` chx` g 0 Jns` Sdf ` k( Cinj n Rdsxnmn 'RL J Mdf dqh 0 I dm` mf ` m(

Rxh` q M` sghp+ R-Oc 'RL J Mdf dqh 0 Qdmf ` r cdmf j knj ( J` r hx` msn+ R-Oc-+ L S 'RL J Mdf dqh 0 Fk` f ` g( Qdsmn Jt r l h` v ` sh+ R-Oc 'RL J Mdf dqh 0 A` khj o` o` m( @qhr Mt qx` msn+ R-Oc 'RL JR @k A` gqh(

L nbg- S` or hq 'RL J Mdf dqh 0 Bhqdanm( L t gs` chm 'RL JR L ` _` qhe 0 Jdat l dm( L t r s` l hm 'RL J Mdf dqh 1 O` knon(

Kata Pengantar ... iii

Daftar Isi ... iv

Peta Kedudukan Bahan Ajar ... 1

Glosaruim ... 2

BAB 1 : PENDAHULUAN ... 4

A. Deskripsi ... 5

B. Prasyarat ... 5

C. Petunjuk Penggunaan Modul ... 6

D. Tujuan Akhir ... 6

E. Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar ... 7

F. Cek Kemampuan Awal ... 11

BAB 2 : PEMBELAJARAN ... 14

1. Kegiatan Belajar ke-1

...

₁₅

1. Deskripsi

...

₁₅

2. Tujuan Pembelajaran

...

₁₅

3. Materi Pembelajaran

...

₁₅

4. Rangkuman

...

₂₇

5. Tugas

...

₂₈

6. Test Formatif

...

₂₈

7. Lembar Kerja

...

₃₃

2. Kegiatan Belajar ke-2

...

₃₄

1. Tujuan Pembelajaran

...

₃₄

2. Materi Pembelajaran

... 34

3. Rangkuman

...

₇₀

4. Tugas

...

₇₂

5. Tes Formatif

...

₇₂

6. Lembar Kerja

...

₇₆

3. Kegiatan Belajar ke-3

...

₇₇

1. Tujuan Kegiatan Pembelajaran

...

₇₇

2. Hasil Yang Diharapkan Dari Pembelajaran

...

₇₇

3. Materi Pembelajaran

...

₇₇

4. Latihan

...

₉₈

BAB 3 : EVALUASI ... 104

A. Kognitif Skill

...

₁₀₄

B. Psikomotor Skill

...

₁₀₄

C. Attitude Skill

...

₁₀₄

BAB 4 : PENUTUP ... 106

PETA KEDUDUKAN BAHAN AJAR

Struktur kurikulum bidang keahlian Teknologi dan Rekayasa program keahlian Teknik Elektronika paket keahlian Teknik Mekatronika.

Pneumetik dan Hidrolik

Teknologi Mekanik

Teknik Pengendali

Daya

Mekanika dan Elemen Mesin

Robotik C A E

Teknik Kontrol

Teknik Mikroprosessor

Teknik

Elektronika Simulasi_Digital

Teknik

Kerja Bengkel Teknik_Listrik

Teknik Pemrograman

GLOSARIUM

Aktuator : Bagian keluaran untuk mengubah energi suplai menjadi energi kerja yang dimanfaatkan.

Aktuator linier : Aktuator yang keluarannya berbentuk gerakan linier (lurus). Aktuator putar : Aktuator yang keluarannya berbentuk gerakan

putar (berayun).

Control valve : Katup pengontrol

Die casting machines : Model mesin.

Dirt : Kotoran padat.

Distribusi udara : Suatu jaringan yang menyalurkan udara dari kompresor menuju ke pemakai.

Filter : Penyaring / Pemisah.

Interface : Salah satu layanan yang disediakan sistem operasi sebagai

sarana interaksi antara pengguna dengan sistem operasi. Konduktor : Penghantar panas dan listrik yang baik.

Mikrokontroller : Chip yang berfungsi sebagai pengentrol rangkain elektronik

umunya terdiri dari CPU, Memeori, I/O, Unit pendukung yang terintegrasi didalamnya.

Pengering udara : Suatu peralatan yang berfungsi mengeringkan udara dari kompresor yang dibutuhkan oleh sistem.

Pompa hidrolik : Pompa yang 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).

Pressure control valve : Katup yang mengatur tekanan dalam rangkaian dengan

mengembalikan semua atau sebagaian oli ketangki, apabila tekanan terpenuhi.

:

:

: : :

ai

:

onik

:

:

Selenoid : Salah satu jenis komponen terbuat dari kabel panjang yang

dililitkan secara rapat.

Sistem hidrolik : Teknologi yang memanfaatkan zat cair, biasanya oli, untuk melakukan suatu gerakan lurus atau berputar.

Transduser : Piranti yang merubah suatu bentuk daya kebentuk daya

yang lain.

Vakum : Udara yang mempunyai tekanan di bawah atmosfir. Viskositas : Kekentalan cairan.

A. DESKRIPSI

Proses Produksi di industri banyak terjadi proses pemindahan benda atau bahan dari satu lokasi ke lokasi lain, atau proses menahan, membentuk atau mengepres produk. Di setiap lokasi semua penggerak mesin menggunakan listrik sebagai energi suplainya. Selain listrik dapat juga digunakan fluida baik cairan maupun gas untuk memindahkan dari satu lokasi ke lokasi lainnya atau untuk menghasilkan gerakan putar atau linear. Sistem berbasis pemanfaatan fluida menggunakan cairan sebagai media yang disebut sistem hidrolik. Sistem berbasis pemanfaatan gas disebut sistem pneumatik. Gas dasar yang digunakan adalah udara yang dimampatkan. Pelajaran Pneumatik dan Hidrolik diberikan di kelas XI dan XII selama 4 semester. Pembagiannya adalah sebagai berikut:

Pneumatik kelas XI semester 1 Elektropneumatik kelas XI semester 2 Hidrolik kelas XII semester 1 Elektrohidrolik kelas XII semester 2

Buku pelajaran Pneumatik dan Hidrolik kelas XI semester 1 ini membahas Sistem Hidrolik yang terdiri dari 3 bab:

1. Dasar – dasar Hidrolik

2. Komponen – komponen Sistem Hidrolik 3. Desain dan Analisis Rangkaian Hidrolik

Buku pelajaran ini tidak hanya berisi teori tentang Hidrolik saja tetapi dilengkapi juga dengan petunjuk pelaksanaan praktek. Selain itu terdapat juga soal-soal tes formatif untuk mengukur ketercapaian siswa.

B. PRASYARAT

Pelajaran pneumatik dan hidrolik kelas X semester 1 merupakan pelajaran yang tergabung dalam pelajaran C3 pada paket keahlian Teknik Mekatronika. Pelajaran ini diberikan bersamaan dengan pelajaran Mekanika & Elemen Mesin, Teknologi Mekanik dan Teknik Kontrol. Untuk mempelajari ini pelajaran pendukungnya adalah pelajaran C1 yaitu Fisika dan Gambar Teknik, dan pelajaran C2 yaitu Teknik Listrik dan Teknik Elektronika.

C. PETUNJUK PENGGUNAAN

Buku pelajaran ini dapat digunakan siapa saja terutama siswa-siswa SMK Bidang Keahlian Teknologi dan Rekayasa, terutama untuk program studi keahlian Teknik Mesin, Teknik Pemanfaatan Tenaga Listrik dan Teknik Elektronika yang ingin mempelajari dasar-dasar pneumatik tentang pendistribusian Fluida dari Tanki dipompa selanjutnya didistribusaikan ke actuator hidrolik. Khusus siswa-siswa SMK Paket Keahlian Mekatronika dan Paket keahlian Otomasi Industri, buku pelajaran ini dapat memenuhi tuntutan profil kompetensi tamatan.

Buku pelajaran ini berisi 3 kegiatan pembelajaran yaitu : Kegiatan Belajar 1 : Dasar – dasar Hidrolik

Kegiatan Belajar 2 : Komponen – komponen Sistem Hidrolik Kegiatan Belajar 3 : Desain dan Analisis Rangkain Hidrolik

Setiap kegiatan belajar berisi informasi teori, tugas dan tes formatif. Tugas- tugas merupakan kegiatan praktek. Informasi pelaksanaan praktek dapat dibaca di lembar kerja peserta didik. Tes formatik berisi pertanyaan-pertanyaan baik teori maupun hasil praktek. Mulailah mempelajari teori terlebih dahulu kemudian lakukan kegiatan praktikum. Belajarlah secara urut dari kegiatan 1 sampai kegiatan 3. Setiap tugas lakukan secara berkelompok, bagilah tugas dengan teman kelompokmu. Setelah selesai mengerjakan tugas buat laporan dan presentasikan ke teman-teman kelompok lain. Setiap melakukan kegiatan praktek ikuti petunjuk operasionalnya.

D. TUJUAN AKHIR

Setelah selesai mengikuti pelajaran ini siswa dapat:

1. Memahami konsep dasar hidrostatik dan hukum pascal yang berkaitan dengan fluida bertekanan.

2. Memahami karakteristik fluida dalam sistem hidrolik sesuai standar ANSI 3. Mengenal macam-macam komponen hidrolik dan cara kerjanya.

4. Mendesain rangkaian sistem hidrolik sesuai perintah kerja

5. Menyiapkan komponen hidrolik sesuai kebutuhan dan rencana kerja 6. Merangkai rangkaian Full Hidrolik pada papan peraga.

8. Mengoperasikan peralatan Hidrolik sesuai prosedur.

9. Melakukan tindakan pengamanan jika terjadi kegagalan sistem. E. KOMPETENSI INTI DAN KOMPETENSI DASAR

KOMPETENSI INTI KOMPETENSI DASAR 1.1 Menghayati dan

mengamal-kan ajaran agama yang dianutnya.

1.1 Memahami nilai-nilai keimanan dengan menyadari hubungan keteraturan dan kompleksitas alam dan jagad raya terhadap kebesaran Tuhan yang menciptakannya

1.2 Mendeskripsikan kebesaran Tuhan yang menciptakan berbagai sumber energi di alam

1.3 Mengamalkan nilai-nilai keimanan sesuai dengan ajaran agama dalam kehidupan sehari-hari

2.1 Menghayati dan Mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan proaktif dan menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai

permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia.

2.1 Menerapkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu; objektif; jujur; teliti; cermat; tekun; bertanggung jawab; terbuka; peduli lingkungan) sebagai wujud implementasi proses pembela-jaran bermakna dan terintegrasi, sehingga dihasilkan insan Indonesia yang produktif, kreatif dan inovatif melalui penguatan sikap (tahu mengapa), keterampilan (tahu bagaimana), dan pengetahuan (tahu apa) sesuai dengan jenjang pengetahuan yang dipelajarinya.

2.2 Menghargai kerja individu dan kelompok dalam aktivitas sehari - hari sebagai wujud implementasi melaksanakan percobaan dan melaporkan hasil percobaan. 2.3 Memiliki sikap dan perilaku patuh

pada tata tertib dan aturan yang berlaku dalam kehidupan sehari-

an ah 3.1 Memahami, menerapkan,

menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prose-dural dan metakognitif berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dalam wawasan kemanusiaan, kebangsa-an, kenegaraan, dan peradaban terkait fenomena dan kejadian dalam bidang kerja yang spesifik sesuai untuk memecahkan masalah.

3.1 Memahami prinsip dasar kerja dan cara kerja sistem hidrolik serta kelebihan dan kelemahan dalam sistem hidrolik.

3.2 Memahami perbedaan sirkulasi pada sistem hidrolik serta penerapan-penerapan

sistem hidrolik.

3.3 Memahami macam-macam jenis fluida dalam sistem hidrolik.

3.4 Memahami fisika dasar yang berkaitan dengan sistem hidrolik.

3.5 Memahami

macam-macam komponen yang dipakai dalam sistem hidrolik.

3.6 Memahami proses pengecekan rangkaian sistem hidrolik sebelum dioperasikan.

3.7 Memahami cara kerja katup pengatur tekanan dengan membaca gambar rangkaian sirkuit sistem hidrolik.

3.8 Memahami rangkaian sirkuit hidrolik yang memakai directional valve 4/2 dan 4/3 type E.

3.9 Memahami rangkaian sirkuit hidrolik yang memakai directional valve 4/3 type G dan 4/3

4.1 Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, bertindak secara efektif dan kreatif serta mampu melaksanakan tugas spesifik di bawah pengawasan langsung..

4.1 Membaca gambar dan memahami cara kerja sistem hidrolik.

4.2 Membaca rangkaian sirkulasi sistem hidrolik dan menunjukkan penerapan sistem hidrolik.

4.3 Menggunakan fluida hidrolik yang sesuai dengan viskositas pada sistem hidrolik.

4.4 Menggunakan dan menyiapkan komponen-komponen untuk menguji hukum pascal dan hukum aliran.

4.5 Menunjukkan

komponen- komponen pada rangkaian sirkuit hidrolik dengan melihat simbol- simbol hidrolik. 4.6 Menggunakan dan membaca

gambar rangkaian sirkuit sistem hidrolik.

4.7 Merangkai dan menjalankan sistem hidrolik sesuai dengan tekanan kerja.

4.8 Merangkai dan menjalankan rangkaian directional valve 4/2 dan 4/3 type E.

4.9 Merangkai dan menjalankan rangkaian directional valve 4/3

lam hami F. CEK KEMAMPUAN AWAL

Pilihlah salah satu jawaban yang paling benar dengan jalan melingkari jawaban yang benar.

A. Dasar-dasar Hidrolik

1. Pengertian sistem hidrolik adalah…

a. Teknologi yang memanfaatkan zat cair untuk melakukan suatu gerakan segaris atau putaran

b. Sistem yang memanfaatkan udara untuk melakukan suatu gerakan segaris atau putaran

c. Teknologi yang memanfaatkan tenaga mekanik untuk melakukan suatu gerakan

d. Teknologi yang memanfaatkan gas untuk melakukan suatu gerakan segaris atau putaran

e. Sistem yang memanfaatkan udara untuk melakukan suatu gerakan 2. Berikut ini bukan merupakan keuntungan dari sistem hidrolik yaitu :

a. Pengoperasian lebih cepat b. Bertekanan tinggi

c. Tahan terhadap temperature d. Pengoperasian lebih ringan e. Bebas perawatan komponen

3. Komponen sistem hidrolik yang mengalirkan cairan hidrolik ke seluruh rangkaian hidrolik sehingga unit penggerak dapat bekerja adalah… a. Reservoir

b. Actuator c. Pipa saluran d. Unit pengatur e. Unit tenaga

4. Pemasangan flow control diantara pompa dan katup pengarah adalah… a. Meter in

b. Meter out c. Direction control

d. Blead off e. Blead on

5. Berikut ini tidak termasuk dalam syarat cairan hidrolik adalah… a. Tahan panas

b. Mudah bersenyawa dengan air c. Mencegah karat

d. Mencegah terjadinya lumpur endapan e. Viskositas stabil

6. Hukum yang diaplikasikan pada sistem hidrolik adalah… a. Newton

b. Pascal c. Boyle d. Archimedes e. Ohm

7. Yang termasuk dalam pemeriksaan besar ( overhaul) adalah… a. Pemeriksaan pipa/selang

b. Pemeriksaan belt c. Penggantian oli d. Pemeriksaan torak

e. Pemeriksaan sambungan pipa

8. Contoh pemanfaatan udara bertekanan untuk memberikan gaya injeksi adalah…

a. Rem udara b. Pembuka pintu c. Mesin press d. Pengecatan e. Dongkrak

9. Untuk menghasilkan tekanan yang tinggi pada tangki udara kompresor, digunakan…

a. Turbin b. Mesin diesel c. Mesin bensin d. Motor listrik e. Penggerak mekanik

10. Berikut ini penyebab kompresor tidak dapat dijalankan, kecuali… a. Torak menyentuh katup udara

b. Motor rusak c. Kabel putus

d. Pelindung motor terpasang e. Belt putus

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.

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

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 (N/m2 atau Pa)

F A

= gaya pada permukaan (N)

= luas permukaan (m2)

Untuk kepentingan praktis, satuan tekanan biasanya dinyatakan dalam atmosfer (atm), cmHg, atau bar.

1 atm = 76 cmHg = 1,013 x 105 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.

Keterangan :

Ph = tekanan hidrostatika (N/m2 atau Pa) g = percepatan gravitasi (m/s2)

h = kedalaman pada fluida (m) = massa jenis (kg/m3) A = luas penampang (m2)

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.

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.  Sealing/Mencegah 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.

 Lubricating/Pelumasan untuk Mengurangi Friksi dan Aus

Untuk menjalankan fungsi ini, oli harus dengan sempurna melumasi komponen-komponen yang bergerak dari sistem hidrolik, terutama komponen

pompa. Selain itu oli dapat mengurangi pemanasan yang terjadi pada komponen akibat gesekan dan tekanan tinggi.

 Cleaning/Penghanyut bram/chip 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

Cairan hidrolik harus memiliki karakteristik tertentu agar dapat memenuhi persyaratan dalam menjalankan fungsinya. Karakteristik atau sifat-sifat yang diperlukan antara lain :

1) Kekentalan (Viskositas ) yang cukup.

Cairan hidrolik harus memiliki kekentalan yang cukup agar dapat memenuhi fungsinya sebagai pelumas. Apabila viskositas terlalu rendah maka film oli yang terbentuk akan sangat tipis sehingga tidak mampu untuk menahan gesekan.

2) Indeks Viskositas yang baik.

Dengan indek viscositas yang baik maka kekentalan cairan hidrolik akan stabil digunakan pada sistem dengan perubahan suhu kerja yang cukup fluktuatif.

3) Tahan api ( tidak mudah terbakar )

Sistem hidrolik sering juga beroperasi di tempat-tempat yang cenderung timbul api atau berdekatan dengan api. Oleh karena itu perlu cairan yang tahan api.

4) Tidak berbusa ( Foaming )

Bila cairan hidrolik banyak berbusa akan berakibat banyak gelembung- gelembung udara yang terperangkap dalam cairan hidrolik sehingga akan terjadi compressable dan akan mengurangi daya transfer. Disamping itu, dengan adanya busa tadi kemungkinan terjilat api akan lebih besar. 5) Tahan dingin

Yang dimaksud dengan tahan dingin adalah bahwa cairan hidrolik tidak mudah membeku bila beroperasi pada suhu dingin.Titik beku atau



titik cair yang kehendaki oleh cairan hidrolik berkisar antara 100 – 150 C di bawah suhu permulaan mesin dioperasikan (start-up). Hal ini untuk mengantisipasi terjadinya block (penyumbatan) oleh cairan hidrolik yang membeku.

6) Tahan korosi dan tahan aus

Cairan hidrolik harus mampu mencegah terjadinya korosi karena dengan tidak terjadi korosi maka konstruksi akan tidak mudah aus dengan kata lain mesin akan awet.

7) De mulsibility ( Water separable )

De-mulsibility adalah kemampuan cairan hidrolik untuk memisahkan

air dari cairan hidrolik. Air harus dipisahkan dari cairan hidrolik, karena air akan mengakibatkan terjadinya korosi bila berhubungan dengan logam. 8) Minimal compressibility

Secara teorotis cairan adalah uncompressible (tidak dapat dikempa). Tetapi kenyataannya cairan hidrolik dapat dikempa sampai dengan 0,5% volume untuk setiap penekanan 80 bar. Oleh karena itu dipersyaratkan bahwa cairan hidrolik agar relatif tidak dapat dikempa atau kalaupun dapat dikempa kemungkinannya sangat kecil.

C. Jenis Cairan Hidrolik

1) Tiga Jenis Pelumas Yang Biasanya Digunakan pada Sistem Hidrolik : a) Oli Mesin

Oli mesin dengan kekentalan 10W pada umumnya digunakan sebagai cairan hidrolik pada alat-alat berat (excavator, dll). Pertimbangan utama adalah karena paket aditif pembersih pada oli mesin lebih mampu untuk menjaga kebersihan sistem hidrolik yang beroperasi di tempat terbuka seperti di alat-alat berat.

b) Oli Hidrolik

Oli hidrolik yang berbasis pada minyak mineral biasanya digunakan secara luas pada mesin-mesin perkakas atau juga mesin-mesin industri. Menurut standar DIN 51524 dan 512525 dan sesuai dengan karakteristik serta komposisinya oli hidrolik dibagi menjadi tiga kelas : Hydraulic oil HL, Hydraulic oil HLP, dan Hydraulic oil HV.

Pemberian kode dengan huruf seperti di atas artinya adalah sebagai berikut.Misalnya oli hidrolik dengan kode, HLP 68 artinya :

H = Oli hidrolik

L = Kode untuk bahan tambahan oli (additive) guna meningkatkan pencegahan korosi dan / atau peningkatan umur oli

P = Kode untuk additive yang meningkatkan kemampuan menerima beban.

68 = Tingkatan viskositas oli.

(1) Cairan Hidrolik tahan Api (Low flammabilty).

Cairan hidrolik tahan api ialah sifat cairan hidrolik yang tidak mudah atau tidak dapat terbakar. Cairan hidrolik semacam ini digunakan oleh sistem hidrolik pada tempat-tempat atau mesin- mesin yang resiko kebakarannya cukup tinggi seperti: die casting machines, forging presses, hard coal mining, control units untuk power station turbines, dan steel works dan rolling mills. Pada dasarnya cairan hidrolik tahan api ini dibuat dari campuran oli dengan air atau dari oli sintetis. (2) Jenis Minyak hidrolik tahan api, yaitu:

• Air Glycol, terdiri dari 35% - 40% air, glycol dan oli air yang dilarutkan, juga disertakan bahan tambah untuk mencegah busa.

• Emulsi oli-air, larutan oli-air dengan perbandingan sesuai keperluan juga disertakan bahan tambah untuk meningkatkan kualitas

• Cairan Syntetis, dibuat dari bahan-bahan yang diproses

secara kimia jenisnya antara lain phosphate eters, chlomiatedOli dengan paket aditif standar untuk aplikasi hidrolik. Di dalamnya tedapat anti-wear, anti-oksidan, antifoam, dan juga anti- rustyang dapat juga digunakan untuk sistem hidrolik pada unit yang begerak.

tkan

•

•

•

c) Oli Transmisi

Automatic Tansmission Fluid (ATF) dapat juga digunakan sebagai cairan hidrolik.

D. Pemeliharaan Cairan Hidrolik

Cairan hidrolik termasuk barang mahal. Perlakuan yang kurang atau bahkan tidak baik terhadap cairan hidrolik akan semakin menambah mahalnya harga sistem hidrolik. Sedangkan apabila kita mentaati aturan-aturan tentang perlakuan/pemeliharaan cairan hidrolik maka kerusakan cairan maupun kerusakan komponen sistem akan terhindar dan cairan hidrolik maupun sistem akan lebih awet.

• Panduan pemeliharaan cairan hidrolik :

(a) Simpanlah cairan hidrolik (drum) pada tempat yang kering , dingin dan terlindung (dari hujan, panas dan angin).

(b) Pastikan menggunakan cairan hidrolik yang benar-benar bersih untuk menambah atau mengganti cairan hidrolik ke dalam sistem. Gunakan juga peralatan yang bersih untuk memasukkannya.

(c) Pompakanlah cairan hidrolik dari drum ke tangki hidrolik melalui saringan.

(d) Pantau (monitor) dan periksalah secara berkala dan berkesinambungan kondisi cairan hidrolik.

(e) Aturlah sedemikian rupa bahwa hanya titik pengisi tangki yang rapat yang digunakan untuk pengisian cairan hidrolik.

(f) Buatlah interval/jadwal penggantian cairan hidrolik sedemikian rupa sehingga oksidasi dan kerusakan cairan dapat terhindar. ( Periksa dengan pemasok cairan hidrolik )

(g) Cegah terjadinya kontaminasi, gunakan filter udara dan filter oli yang baik.

(h) Cegah terjadinya panas/pemanasan yang berlebihan, bila perlu pasang pendingin (cooling) atau bila terjad, periksalah penyebab terjadinya gangguan, atau pasang un-loading pump atau excessive resistance.

(i) Perbaikilah dengan segera bila terjadi kebocoran dan tugaskan seorang maitenance man yang terlatih.

(j) Bila akan mengganti cairan hidrolik (apa lagi bila cairan hidrolik yang berbeda), pastikan bahwa komponen dan seal-sealnya cocok dengan cairan yang baru. Demikian pula seluruh sistem harus dibilas (flushed) secara baik dan benar-benar bersih.

Jadi pemantauan atau monitoring cairan hidrolik perlu memperhatikan panduan tersebut di atas disamping harus memperhatikan lingkungan kerja maupun lingkungan penyimpanan cairan hidrolik.

E. Kontaminasi sistem hidrolik

Penyebab utama kegagalan dari sistem hidrolik adalah kontaminasi, dengan kata lain sebaik apapun sistem hidrolik dan cairan hidrolik yang digunakan bila kontaminasi tidak diperhatikan maka akan menyebabkan kegagalan dari sistem hidrolik.

1) Sumber penyebab kontaminasi

(a) Kotoran (dirt), yang berasal dari partikel karat atau aus dari sistem hidroliknya sendiri, menyebabkan abrasi pada komponen metal.

(b) Air (water), akan menurunkan kualitas cairan hidrolik dan menyebabkan karat yang akan menyebabkan abrasi pada sistem hidrolik.

(c) Udara (air), akan menyebabkan pengoperasian sistem hidrolik menjadi tersendat-sendat “jerky”, udara juga akan meningkatkan proses oksidasi yang akan meningkatkan viskositas dan keasaman dari cairan hidrolik.

2) Kasus -Kasus Khusus Pemilihan Cairan Hidrolik

(a) Untuk sistem hidrolik pada industri dengan resiko terjadinya kebakaran, disarankan menggunakan cairan hidrolik dengan viscosity index yang sangat tinggi sepeti water glycol.

dari perak, disarankan menggunakan oli hidrolik dengan kandungan Zinc yang rendah.

3) Tindakan pencegahan Penanganan sistem hidrolik Ketika menangani sistem hidrolik, perlu memperhatikan :

(a) Sambungan sumber tidak terhubung ke sistem (b) Power supply keadaan mati

(c) Semua peralatan dan perlengkapan yang baik dipilih

(d) Semua peralatan dan perlengkapan dalam kondisi kerja yang baik (e) Permukaan area kerja tidak terhalang

(f) Sepatu kerja dipakai oleh para pekerja

(g) Ada lokasi khusus atau telah ditunjuk sebagai tempat mengganti komponen

(h) Minyak/oli dalam sistem diganti bertahap (i) Tumpahan minyak/oli segera dibersihkan

F. Prinsip Kerja Sistem Hidrolik

Gambar 2. Hidrolik Power Pack

1. Tekanan Hidrolik menggunakan sebuah pompa (gear pump piston pump No.4) di dalam tangki hidrolik yang digerakkan oleh sebuah motor yang terpasang vertikal diatas tangki hidrolik.

2. Minyak hidrolik didorong oleh Radial Piston Pump (No.4) melalui sebuah Check Valve (No.9) yang berfungsi agar minyak hidrolik tidak

kembali ke pompa penghisap menuju ke Pressure Control Valve/Relief Valve (No. 7) melalui Four Way 2 Ball Valve-Manifold Block (No. 5). 3. Minyak hidrolik yang berada di dalam Pressure Control Valve dapat diatur

secara manual oleh sebuah Hand Control Valve (No.6) ini, berfungsi mengatur dengan tangan terhadap posisi hidrolik silinder maju dan mundur, apabila sistem otomatis maju mundur tidak bisa bekerja lagi atau rusak.

Gambar 3. Rangkaian Hidrolik

4. Tekanan minyak dalam Pressure Control Valve (No.7) digabung dengan sebuah Solenoid Unloading Valve (No.8) yang dipasang diatas Manifold Block (No.5) mendapat perintah dari Amplifier Card (Relay Control) untuk membuka katupnya pada saat beban screw press naik dan menutupnya pada saat beban screw press turun, sehingga sumbu silinder dapat maju mundur sesuai dengan beban yang distel di amplifier card (relay control) yang dapat mendeteksi ampere screw press melalui sebuah CT yang terpasang di dalam kotak starter.

5. Silinder hidrolik mempunyai dua jalur sambungan, satu di depan dan satu di belakang. Tekanan minyak yang masuk ke jalur depan, sumbu silinder hidroliknya mundur, dan yang masuk ke jalur belakang sumbu hidroliknya maju.

6. Minyak hidrolik dapat disirkulasi secara otomatis dan teratur oleh pompa hidrolik ke dalam tangki hidrolik, didinginkan melalui sebuah Intergral Oil

Cooler (No.17), kemudian disaring oleh Return Line Filter (No.12). Minyak hidrolik harus tetap bersih dan tidak berkurang.

7. Untuk menambah (atau berkurang) tekanan hidrolik dapat dibuka dengan cara memutar baut yang terdapat di Pressure Control Valve/Relief Valve (No.7) secara perlahan-lahan hingga mencapai 45 bar. Untuk mengetahui besarnya tekanan minyak dapat melihat penunjuknya pada Pressure Gauge (No.11). Pressure Control Valve/Relief Valve (No.7) dan Solenoid Unloading Valve (No.11) berfungsi untuk mengatur arus tekanan ke hidrolik silinder, dan Shut Off Valve (No.10) yang berfungsi untuk menutup tekanan hidrolik ke Pressure Gauge (No.11).

8. Ketinggian level dan suhu minyak hidrolik didalam tangki dapat dilihat pada Fluid Level Gauge (No.15).

9. Pengoperasian sistem hidrolik tersebut diatas, jika menghendaki Elektro Motor Hidrolik (No.2) dapat berhenti pada tekanan kerja tertentu dan berjalan kembali apabila tekanan kerja berkurang, maka untuk itu harus dipasang sebuah Pressure Switch .

10. Untuk menstabilkan tekanan kerja agar tetap apabila elektro motor berhenti, harus pula dipasang akumulator (integral oil cooler No.17 ditiadakan).

(catatan: tanpa akumulator sistem hidrolik diatas, tekanan kerja juga stabil dan konstan karena pompa hidrolik tetap bekerja).

11. (Point 9 dan 10 diatas) Dengan menggunakan pressure switch dan akumulator dalam sistem hidrolik ini agar elektrik motor dan pompa hidrolik dapat berhenti sejenak (5-30 detik) sangatlah tidak efesien karena biaya perawatannya mahal dan tidak memperoleh hasil yang setimpal.

4. Rangkuman

a. Pengertian sistem hidrolik adalah teknologi yang memanfaatkan zat cair, biasanya oli, untuk melakukan suatu gerakan lurus atau berputar. Sumber tenaga sistem hidrolik berasal dari pompa hidrolik.

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.

c. 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.

d. 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.

5. Tugas

Amatilah rangkaian hidrolik, diskusikan dengan teman dalam kelompok mengenai:

a. Bagian-bagian dari sistem rangkaian hidrolik b. Komponen utama sistem hidrolik

c. Prinsip kerja dari sistem rangkaian hidrolik

6. Tes Formatif

I. Pilihlah salah satu jawaban yang tepat ! 1) Pengertian sistem hidrolik adalah…

a. Teknologi yang memanfaatkan zat cair untuk melakukan suatu gerakan segaris atau putaran

b. Sistem yang memanfaatkan udara untuk melakukan suatu gerakan segaris atau putaran

c. Teknologi yang memanfaatkan tenaga mekanik untuk melakukan suatu gerakan

d. Teknologi yang memanfaatkan gas untuk melakukan suatu gerakan segaris atau putaran

e. Sistem yang memanfaatkan udara untuk melakukan suatu gerakan 2) Berikut ini bukan merupakan keuntungan dari sistem hidrolik yaitu :

a. Pengoperasian lebih cepat b. Bertekanan tinggi

c. Tahan terhadap temperature d. Pengoperasian lebih ringan e. Bebas perawatan komponen

3) Komponen sistem hidrolik yang mengalirkan cairan hidrolik ke seluruh rangkaian hidrolik sehingga unit penggerak dapat bekerja adalah… a. Reservoir

b. Actuator c. Pipa saluran d. Unit pengatur e. Unit tenaga

4) Pemasangan flow control diantara pompa dan katup pengarah adalah… a. Meter in

b. Meter out c. Direction control d. Blead off e. Blead on

5) Berikut ini tidak termasuk dalam syarat cairan hidrolik adalah… a. Tahan panas

b. Mudah bersenyawa dengan air c. Mencegah karat

d. Mencegah terjadinya lumpur endapan e. Viskositas stabil

6) Hukum yang diaplikasikan pada sistem hidrolik adalah… a. Newton

b. Pascal c. Boyle d. Archimedes e. Ohm

7) Yang termasuk dalam pemeriksaan besar ( overhaul) adalah… a. Pemeriksaan pipa/selang

c. Penggantian oli d. Pemeriksaan torak

e. Pemeriksaan sambungan pipa

8) Contoh pemanfaatan udara bertekanan untuk memberikan gaya injeksi adalah…

a. Rem udara b. Pembuka pintu c. Mesin press d. Pengecatan e. Dongkrak

9) Untuk menghasilkan tekanan yang tinggi pada tangki udara kompresor, digunakan…

a. Turbin b. Mesin diesel c. Mesin bensin d. Motor listrik e. Penggerak mekanik

10) Berikut ini penyebab kompresor tidak dapat dijalankan, kecuali… a. Torak menyentuh katup udara

b. Motor rusak c. Kabel putus

d. Pelindung motor terpasang e. Belt putus

11) Peralatan yang berfungsi untuk menempatkan fluida gas dari tekanan statis rendah ke suatu keadaan tekanan statis lebih tinggi adalah…

a. Blower b. Pompa c. Kipas d. Diesel e. Kompresor

12) Kerugian jika kompresor tidak digunakan dalam jangka waktu yang lama adalah…

a. Berkarat b. Berdebu c. Mengkilap

d. Terjadi pengembunan uap air e. Mutu minyak menurun

13) Fluida hidrolik mempunyai fungsi sebagai berikut… a. Tenaga hidrolik

b. Mencegah terjadinya korosi c. Menyaring kotoran

d. Melumasi komponen hidrolik e. Menjaga nilai viskositas

14) Reservoir dalam sistem hidrolik berfungsi sebagai… a. Menyaring kotoran

b. Tempat meletakkan pompa c. Mencegah kebocoran fluida d. Tempat penyimpanan fluida e. Pengarah aliran fluida

15) Jenis pompa hidrolik yang sering digunakan adalah… a. Pompa radial

b. Pompa piston c. Pompa sudu d. Pompa sentrifugal e. Pompa aksial

16) Cara sederhana untuk membersihkan gelembung udara pada saluran minyak rem adalah…

a. Putar manual roda

b. Tiup saluran saluran minyak c. Tekan pedal rem

e. Beri goncangan pada silinder master

17) Kemampuan cairan hidrolik untuk memisahkan air dari cairan hidrolik dikenal dengan…

a. De-mulsibility

b. Viskositas

c. Uncompressible

d. Foaming

e. Korosif

18) Kata hirolik berasal dari kata hydro dan aulus, hydro yang berarti… a. Tanah

b. Pelumas c. Api d. Udara e. Air

19) Di bawah ini merupakan pengujian sistem hidrolik adalah… a. Pengujian cairan hidrolik

b. Pengujian reservoir

c. Pengujian penggerak mula dan pompa hidrolik d. Pengujian single acting cylinder

e. Katup pengaman dan katup pengatur

20) Besar tekanan fluida yang baik saat diukur sebesar… a. 60 kg/cm2

b. 63 kg/cm2 c. 70 kg/cm2 d. 72 kg/cm2 e. 75 kg/cm2

II. Jawablah soal-soal dibawah ini dengan tepat !

1. Sebutkan ( 5 ) aplikasi sistem hidrolik dibidang industri ?

2. Sebutkan gangguan-gangguan yang sering terjadi pada kompresor udara serta kemungkinan penyebabnya ?

7. Lembar Kerja

……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ………

1. Sebutkan ( 5 ) aplikasi sistem hidrolik dibidang industry ?

………. ………. ………. ………. ………. ………. 2. Sebutkan gangguan-gangguan yang sering terjadi pada kompresor udara serta

kemungkinan penyebabnya ?

………. ………. ……….

1. Tujuan Pembelajaran

a. Memahami komponen-komponen yang digunakan dalam sistem hidrolik

b. Menggunakan komponen-komponen dalam sistem hidrolik

2. Materi Pembelajaran

A. Elemen Suplai Sistem Hidrolik

Pada dasarnya penggunaan komponen pneumatik dan hidrolik hampir sama. Sistem hidrolik terdiri dari empat eleman antara lain : Elemen Pembangkit Tenaga Penggerak, Elemen Kontrol Tekanan, Elemen Masukan, dan Elemen Keluaran. Perbedaan utama antara sistem pneumatik dan hidrolik yaitu pada eleman pembangkit tenaga penggerak, media Fluida, dan sistem pengaman tekanan dan sirkulasi aliran fluida.

Dalam sebuah sistem hidrolik, terjadi perubahan tenaga dari tenaga hidrolis menjadi tenaga mekanis.Sebelum dirubah menjadi tenaga mekanis, besarnya aliran, arah aliran dan besarnya tekanan di dalam sistem hidrolis harus diatur agar didapatkan tenaga mekanis yang terkontrol arah gerakannya, kecepatan geraknya ataupun besar tenaganya.

Dari komponen – komponen utama tersebut akan didapatkan suatu rangkaian hidrolik yang aliran olinya terkendali. Secara garis besar, sistem hidrolik mempunyai komponen-komponen utama sbb:

1) TANGKI HIDROLIK (Hidrolik Tank / Reservior Oil Tank)

Tangki hidrolik adalah sebagai tempat penampungan oli dari sistem.Saat dipompa, aliran fluida dalam sistem hidrolik harus dikembalikan ke tempat penampungan. Saat sistem siap bekerja/Stand by, oli tetap dipompa dan kembali

K

mengalir ke tanki penampung. Besar tekanan pada tangki Hidrolik bernilai 0 Bar, berbeda dengan system Pneumatik yang memiliki tekanan sesuai kapasitas tangkinya.

Gambar 7. Simbol Tangki Hidrolik dan Reservior Fungsi Tanki hidrolik :

 Tempat panampungan / penyediaan oli.  Tempat Penyaring udara dan Oli.

 Pendinginan oli yang kembali dari system.  Tempat landasan pompa dan komponen control.

Tangki hidrolik dibedakan menjadi :

 Tidak berhubungan dengan udara luar ( Pressurized).

• Dibatasi ( limited ) Contoh : Excavator

• Tidak dibatasi ( limited ) Contoh : Bulldozer  Berhubungan dengan udara luar (

Unpressurized). Contoh : Forklift

Tanki hidrolik ada yang berfungsi sebagai tempat kedudukan control valve antara lain bulldozer dan Dozer Shovel. Pada Wheel Loader, Motor Grader dan Hidrolik Excavator, Control Valve terletak di luar tanki hidrolik. Komponen Utama Tanki Hidrolik adalah Filter Oli.

2) Filter Hidrolik

Filter Oli berfungsi untuk menjaga agar pada hidrolik sistem tidak terdapat kerusakan sehingga hidrolik sistem lebih awet. Perlengkapan hidrolik dipakai pada tekanan dan putaran tinggi sehingga rentan terhadap kerusakan, untuk itu perlu adanya penyaringan.Saringan atau filter pada mesin alat berat terdiri dari dua yaitu:

a) Filter (strainer) yang terpasang pada hidrolik tank. Terdiri atas rangka kawat dengan diameter 4,5 mm dengan dasar plat besi dan saringan kuningan yang sisolder pada frame. Saringan kasar ini berlubang 100- 150 mm.

b) Filter paper type air breather (yang letaknya pada mulut pengisian, alat ini juga berfungsi sebagai deep stick). Air breather berfungsi untuk menyaring partikel halus dari luar dan melindungi komponen- komponen sistem hidrolik.

Segala macam oli yang menjadi fluida kerja pada sebuah sistem permesinan akan selalu terkontaminasi kotoran padat atau dalam Bahasa Inggris biasa disebut dirt, dan pada bahasa sehari-hari kita biasa sebut dengan gram. Sistem pelumas dan sistem hidrolik menjadi dua contoh sistem yang paling sering kita jumpai. Oli sebagai fluida kerja pada kedua sistem tersebut selalu mengandung kotoran padat yang dapat menyebabkan kerusakan terhadap komponen-komponen sistem tersebut.

Ada tiga tipe kerusakan yang dapat ditimbulkan oleh kontaminasi padatan. Pertama adalah kerusakan catastrophic atau kerusakan yang sangat parah. Kerusakan ini diakibatkan oleh adanya material logam yang ukurannya besar yang masuk ke dalam aliran oli sehingga langsung dapat menghantam pompa ataupun bagian yang lain dan mengakibatkan kerusakan parah. Kerusakan kedua terjadi secara terputus-putus atau kadang muncul kadang hilang, seperti pada saat ada material padat yang mengganggu aliran oli di sisi check valve. Kerusakan ketiga terjadi secara perlahan, yakni ketika material padat berukuran kecil yang ikut mengalir bersama fluida menggerus (abrasi) setiap permukaan logam yang ia lewati. Kontaminasi padatan pada oli dapat berasal dari hal-hal berikut ini:

a) Oli baru yang baru saja diproduksi oleh pabrik, sudah mengandung kotoran padat lebih dari 75000 per 100 ml dengan

ukuran di atas 5µ (Sumber).

b) Komponen-komponen mesin yang ada seperti pompa, saluran pipa, valve, heat exchanger, semua membawa kotoran padat yang berasal dari proses pembuatannya.

c) Selain membawa kotoran dari proses fabrikasinya, komponen- komponen mesin tersebut juga akan mengalami pengikisan (aus) secara perlahan selama mesin bekerja, dan menghasilkan kotoran padat. Faktor beban kerja dan putaran mesin yang tinggi akan meningkatkan jumlah partikel komponen mesin yang terabrasi. d) Kotoran padat juga dibawa oleh udara sekitar yang dapat masuk

ke dalam mesin melalui breather, silinder seal pada sistem hidrolis, atau tekanan vakum pada bearing. Faktor lingkungan juga sangat berpengaruh, mesin yang bekerja di area gurun pasir akan lebih banyak kontaminasi padatan dibandingkan dengan lingkungan lain.

Berdasarkan point terakhir di atas, ada beberapa teknik yang dapat digunakan untuk meminimalisir masuknya kotoran padat yang berasal dari udara bebas:

a) Metode Purging. Metode ini tidak membiarkan udara bebas masuk ke dalam tanki oli dengan cara mengisi bagian tanki yang kosong dengan bahan lain seperti gas nitrogen atau instrument air (udara yang sudah bebas dari kotoran padat dan uap air).

b) Metode Isolasi. Menggunakan isolasi atau sistem seal yang tepat pada bagian-bagian dari sistem pelumas ataupun hidrolis yang berpotensi masuknya udara ke dalam sistem.

c) Breather pada tangki oli perlu dipastikan pula terpasang filter untuk mencegah kotoran masuk ke dalam tangki.

Di sistem oli sendiri wajib digunakan filter oli yang berfungsi untuk menangkap kotoran-kotoran padat yang sudah tercampur di dalam oli. Secara berkala filter tersebut harus dilepas dan dibersihkan untuk dapat dipergunakan kembali atau juga diganti dengan filter baru.

Ada berbagai jenis filter oli sesuai dengan prinsip kerjanya seperti di bawah ini:

a) CartridgeFilter.

Jenis filter ini menggunakan sebuah element yang dapat dilepas dari rumah filter. Rumah filter terkoneksi dengan sistem oli, sedangkan

element filter lebih mudah dilepas dari rumahnya untuk diganti atau dibersihkan.

Gambar 9. Cartridge Lube Oil Filter

Secara umum cartridge filter dapat dikelompokkan menjadi tiga berdasarkan jenis material yang digunakan sebagai filter, yaitu:

b) Filter Selulosa.

Filter ini berbahan dasar bubur kayu yang dicampur dengan fiber. Tipe ini memiliki clearence yang tidak konsisten serta mudah sekali rusak, namun memiliki kelebihan dapat menyerap kandungan air di dalam oli.

Gambar 10. Cellulose Filter c) Filter Sintetik.

Jenis ini menggunakan bahan dasar fiber-glass yang dibuat secara manual dan memiliki clearence yang lebih konstan.Tipe ini lebih tahan lama serta mampu lebih baik menahan kotoran yang berukuran sangat kecil.

Gambar 11. Synthetic Filter d) Campuran Sintetik dan Selulosa.

Tipe ini dapat digunakan untuk menggabungkan dua kelebihan yang ada pada tipe selulosa dan sintetik, untuk mendapatkan hasil filtrasi yang lebih optimal.

e) Magnetic Filter.

Magnetic filter menggunakan sebuah magnet permanen maupun elektromagnetik untuk menangkap kotoran-kotoran logam ferromagnetic yang ada pada oli. Filter tipe ini cukup sederhana perawatannya karena hanya perlu membersihkan permukaan magnet yang telah menangkap kotoran logam.

Gambar 12. Cara Kerja Magnetic Filter

Cara kerja filter tipe ini cukup sederhana, oli dialirkan melalui filter yang telah dilengkapi dengan magnet di tengahnya. Kotoran- kotoran logam yang dapat ditarik oleh magnet akan mengumpul di area permukaan magnet. Pada interval waktu tertentu permukaan magnet tersebut perlu untuk dibersihkan.

f) Centrifugal Filter.

Filter ini menggunakan prinsip gaya sentrifugal untuk memisahkan oli dengan kotoran padat di dalamnya. Oli kotor masuk ke sisi tengah filter melalui pipa kecil berputar yang diujungnya terdapat lubang nozzle. Oli tersemprot ke dinding filter yang berputar, akibat

gaya sentrifugal yang tercipta dari putaran dinding filter menyebabkan kotoran akan menempel pada dinding sedangkan oli akan jatuh ke bawah.

Gambar 13. Kerusakan Abrasi Akibat Partikel Asing (Sumber)

3) Pompa Hidrolik (Hidrolik Pump)

Pompa Hidrolik (Hidrolik Pump) sebagai pemindah oli dari tangki ke dalam sistem. Dan bersama komponen lain menimbulkan hidrolik pressure (tenaga hidrolik).

Gambar 14. Pompa hidrolik dan simbol komponen

Pompa hidrolik berfungsi merubah energi mekanik berupa rotasi motor atau mesin lainnya menjadi bentuk energi fluida/aliran pada tekanan tertentu untuk mensuplay fluida sistem hidrolik. Pompa ini digerakkan oleh motor listrik atau sebuah mesin yang dihubungkan dengan sebuah sistem kopling. Sistem kopling yang digunakan dapat berupa belt, roda gigi, atau juga sistem flexible

elastomeric.Umumnya pompa hidrolik bekerja pada tekanan maksimal 40MPa (40

Bar).

Tipe tipe Pompa Hidrolik : (1) Gear Pump

Pompa ini beroperasi dengan dua roda gigi yang bergerak satu sama lain dan berputar untuk mengalirkan cairan hidrolik dari daerah hisap ke daerah pembuangan. Bagian pompa ini terdiri dari eksternal dan internal gigi pompa; jenis internal yang umumnya memiliki denyut debit lebih kecil dan tingkat kebisingan lebih rendah dari pada eksternal. Pompa gigi relatif tahan terhadap kontaminasi cairan. Pompa gear beroperasi pada tekanan 20 sampai 25 Mpa. Pompa jenis gear ini adalah jenis pompa yang paling umum digunakan.

(2) Vane Pump (Baling-baling)

Tekanan pada pompa ini berasal dari perubahan ruang antara baling-baling dan cincin cam yang berputar. Berdasarkan tekanan yang dihasilkan, ada tiga jenis Vane Pump :

• Low Pressure (beroperasi pada tekanan 5 s/d 7 Mpa (725 s/d

1015 Psi)

• Midle Pressure (beroperasi pada tekanan 16 s/d 21 MPa (2321 s/d 3046 Psi )

• High Pressur (beroperasi pada tekanan 31.5 s/d 40 MPa (4569

s/d 5802 Psi) (3) Piston Pump

dibandingkan dengan jenis lain, dan mudah dalam pengaturan tekanan. Pompa jenis ini dapat beroperasi dengan berbagai jenis kontrol. Pompa piston memberikan keuntungan termasuk: (1) efisiensi tinggi; (2) kemudahan operasi pada tekanan tinggi; (3) kemudahan perubahan pemindahan, dan; (4) dapat menggunakan berbagai jenis kontrol. Pompa dikategorikan ke dalam aksial, radial, dan jenis piston timbal balik. Berikut ini tabel perbedaan antara ketiga pompa hidrolik:

Type Pompa

Piston

Pompa Vane Pompa Gear

Struktur Prinsip Operasi Ekspansi dan kompresi volume di blok silinder dengan stroke piston Ekspansi dan kompresi volume antara baling-baling Gerakan volume antara

ruang gigi dan casing.

Efesienesi

-

_Sangat

tinggi,

-

_{Plat katup}

mudah rusak sehigga keluar

-

_Rendah

-

_{Saat Baling-}

baling habis pakai harus diganti

-

_Rendah

-

_{terjadi tetesan} akibat gerigi habis dipakai

Ketahanan Kontaminasi Sangat rentan terhadap zat-zat asing dalam minyak Rentan terhadap zat-zat asing dalam minyak, tetapi kurang pada pompa piston.

Rentan terhadap zat asing

dalam minyak, tapi hampir tidak rentan ketika

pompa yang jenis tekanan rendah.

Kemampuan

Hisap Rendah Sedang Tinggi

Tekanan Kerja

Tinggi

-

_{axial = 45}

Mpa

-

_{Radial = 70}

Sedang (5 s/d 40 MPa)

Rendah (maks. 25 MPa)

Pemindahan

Komponen Mudah Sedang Sulit

Ukuran dan harga besar, berat, dan mahal Terkecil dan relatif murah

Kecil, ringan, dan murah.

4) KATUP PENGONTROL SISTEM HIDROLIK (Hidrolik Control Valve)

Pompa Hidrolik menghisap oli dari tanki kemudian mensupply sistem. Aliran yang dihasilkan oleh positif displacement pump tersebut dinaikkan tekanannya, diatur jumlah alirannya dan diatur arah alirannya untuk mengoperasikan perlengkapan kerja unit. Pengaturan ini semua yang melaksanakan adalah control valve ( katup pengontrol ).

Berdasarkan fungsinya control valve diklasifikasikan, menjadi tiga kelompok : a. Pressure control valve ( katup pengontrol tekanan ).

dengan mengembalikan semua atau sebagian oli ke tanki apabila tekanan pada sirkuit mencapai settingan tekanan Pressure control valve. Di samping itu, Pressure control valve fungsi menjaga agar sistem hidrolik bekerja dalam tekanan yang aman saat digunakan.

(1) Pressure Relief Valve

Membatasi tekanan maksimum yang diijinkan dalam hidrolik sistem, agar sistem sendiri tidak rusak akibat over pressure

Katup ini berfungsi :

• Menjaga kestabilan tekanan kerja pada tekana yang sudah ditentukan

• Membatasi tekana kerja maksimum dalam sistem hidrolik

• Mengamankan sistem dari beban yang disebabkan tekanan yang terlal tinggi

Prinsip kerja katup ini adalah membuang fluida hidrolik ke tangki penyimpan fluida, apabila tekanan fluida lebih tinggi dari pada nilai yang ditentukan. Pada posisi normal katup dalam keadaan tertutup. Jika tekanan pada P tercapai, maka saluran P terbuka dan oli akan keluar melalui saluran T. Ketika tekanan turun dibawah level pengaturan, katup akan tertutup akan kembali karena terdorong pegas. Arah arus ditandai dengan tanda anak panah. Katup ini biasanya digunakan untuk safety tekanan lebih saat aktuator berhenti bekerja.

Gambar 15. Simbol dan Komponen Pressure Relief Valve

• • •

Direct Acting Pilot Operated

Selenoid Operated

Gambar 16. Contoh Penerapan Pressure Relief Valve

(2) Sequnece Valve (3-Way Pressure reducing Valve)

Katup ini berfungsi untuk mengontrol urutan kerja silinder atau alat lain berdasarkan tekanan tertentu sesuai kebutuhan sistem. Sequence valve

Gambar 17. Simbol dan Komponen Sequnece Valve

Gambar 18. Contoh penggunaan Sequence Valve untuk geakan berurutan dua buah Silinder (3) Pressure Reducing Valve

Pressure Reducing Valve (Valve Pengurang Tekanan) berfungsi untuk mengurangi

tekana dalam sistem hidrolik sehinggan lebih rendah dari setingan Pressure Relief Valve. Jika tekanan hidrolik menekan tabung pegas, maka tabung akan mengangkat dudukan dan membiarkan oli mengalir ke port T. Katup akan kembali menutup saat tekanan di port P menurun. Piston beraksi sebagai penstabilitas. Pegas dapat diatur dengan hand wheel.

Gambar 19. Simbol dan Komponen pressure regulating valve

Gambar 20. Contoh penggunaan Sequence Valve (4) Pressure relief valve dengan pilot control

Pada kindisi awal, Katup tertutup (P ke T tersumbat). Fluida hidrolik mengalir akan mengalir ke T, bila tekanan pada Y lebih rendah dari tekanan yang masuk pada P. atau dengan kata lain perbedaan tekanan pada koneksi P dan T melebihi tekanan nominal. Jika tekanan turun di bawah nilai settingan, katup menutup lagi. Arah aliran ditandai dengan panah.

Contoh 22. Penggunaan Pressure relief valve dengan pilot control

(5) Shut-off-/counterbalancing valve

Prinsip kerja komonen Counter balancing yaitu jika tekanan yang masuk melalui line control ( X ) melebihi settingan Counter balancing tersebut maka fluida akan mengalir dari line P menuju line

A. Jika Tekanan turun di bawah settingan, maka aliran fluida akan di-Cut

OFF/Putus

Gambar 24. Contoh Penggunaan Shut-off-/counterbalancing valve

b. Flow Control Valve ( Katup Pengontrol Aliran )

Flow control valve adalah katup yang berfungsi mengatur jumlah aliran oli

yang akan masuk ke actuator. Katup-katup yang dikategorikan ke dalam katup pengontrol aliran antara lain :

(1) Throttle valve

Throttle valve berfungsi menahan aliran/flow oli hidrolik dengan mempersempit saluran sehingga kapasitas oli yang mengalir menjadi kecil. Pengaturan aliran fluida yaitu dengan memutar knob.Throttle valve ini banyak dipakai pada fork lift untuk lift cylinder.

(2) Check Valve

Prinsip Kerja Check Valve yaitu jika tekanan masukan (A) lebih besar dari keluaran (B), maka oli akan mengalir. Jida kondisi sebaliknya terjadi, oli tidak akan mengalir.

Gambar 26. Simbol dan Komponen Check Valve

(3) One Way Flow Control valve

One way flow control valve merupakan gabungan kerja Thortle Valve dan

check Valve yang terhubung secara paralel. Aliran masuk melalui A maka

akan terhambat oleh thortel valve. Dan jika aliran masuk melalui B, maka akan bebas mengalir. Komponen ini biasanya digunakan untuk pengaturan kecepatan gerakan aktuator pada satu arah gerakan. Disisi lain gerak berlawanannya akan bebas bergerak.

Gambar 27. Simbol dan Komponen One Way Flow Control valve

(4) Shuttle Valve

Shuttle valve berfungsi untuk menyalurkan aliran fluida dari salah satu

jika tekanan masuk ke salah satu masukan (A atau B) maka aliran fluida akan keluar (C) dengan tekanan yang sama dengan tekanan tertinggi masukannya.

Gambar 28. Simbol dan Komponen Shuttle Valve

(5) Two Pressure Valve

Two Pressure Valve berfungsi untuk menyalurkan aliran fluida jika kedua sumber masukan bertekanan lebih dari 0. Besar tekanan output berasal dari tekanan terbesar masukannya

Gambar 25. Simbol Two Pressure Valve c. Directional control valve (Katup Pengontrol arah Aliran )

Directional control valves hanya memiliki tiga fungsi:

(1) Menyetop aliran fluida (2) Meneruskan aliran fluida (3) Merubah arah aliran fluida

Ada tiga jenis directional control valve, sesuai arah alirannya antara lain : (1) 2-way directional control valves

Gambar 29. Simbol 2-way directional control valves

(2) 3-way directional control valves

3-way directional control valves mempunyai 3 port. Port tersebut

yaitu: 1 inlet, 1 outlet, dan 1 exhaust (atau tank). 3-way valve tidak hanya mensupply fluida ke actuator, tetapi juga mengalirkan fluida kembali ke tanki. Valve ini digunakan untuk silinder kerja tunggal (single acting cylinder)

Gambar 30. Simbol 3-way directional control valves

(3) 4-way directional control valves

4-way directional control valves mempunyai 4 port. Port tersebut yaitu: 1 inlet, 2 outlet, dan 1 exhaust (atau tank). 4-way valve tidak hanya mensupply fluida ke actuator, tetapi juga mengalirkan fluida kembali ke tanki. Valve ini digunakan untuk silinder kerja ganda (double acting cylinder) dan Motor hidrolik.

Gambar 31. Simbol 4-way directional control valves

(4) 5-way directional control valves

5-way directional control valves mempunyai 5 port. Port tersebut yaitu: 1 inlet, 2 outlet, dan 2 exhaust (atau tank). 5-way valve

kegunaanya sama seperti 4-way directional control valves. Biasanya valve ini ditempatkan sebelum actuator, sehingga tekanan dari sumber langsung menuju actuator. Hal ini sangat berguna untuk memperoleh kecepatan dan tekanan yang tinggi.

Gambar 32. Simbol 5-way directional control valves

(5) 6-way directional control valves

Gambar 33. Simbol 6-way directional control valves

B. Sistem Pengoperasian Valve 1) Manual operated

Pengoperasian dengan cara manual biasanya menggunakan tuas untuk menghubungkan spool dengan handle.

Contoh : valve dengan manual operated

2) Mechanical operated

Pada umumnya menggunakan roller/wheel. Valve akan bekerja jika roller digerakkan oleh silinder atau cam sehingga menggeser spool valve.

3) Pilot operated

Pengoperasian valve dengan menggunakan aliran oli (pilot flow) untuk menggerakkan spool.

Contoh : valve dengan pilot operated

4) Electric operated

Pengoperasian valve dengan listrik umumnya disebut solenoid. Contoh : valve dengan Electrical Operated

5) Tabel Jenis directional control valve, sesuai Sesuai arah aliran dan pengoperasian :

Nama komponen Symbol Bentuk Visis

2/2 way stem-actuated valve ( NO)

Nama komponen Symbol Bentuk Visis

2/2 way stem-actuated valve ( NC)

3/2 Roll lever valve with Spring Return

3/2 Foot valve with Spring Return

3/2 hand lever valve with Spring Return

4/2 hand lever valve with Spring Return

4/3 Hand Lever Valve with shutoff position (posisi pengucian)

Nama komponen Symbol Bentuk Visis

4/3 Hand Lever Valve with By Pass position

4/3 Hand Lever Valve with Floating position

3/2 way Single solenoid valve, Spring return

4/2-way Single solenoid valve, Spring return

4/2-way double solenoid valve, detenting

5) ACTUATOR (Elemen Output)

Aktuator adalah sebuah peralatan mekanis untuk menggerakkan atau mengontrol sebuah mekanisme atau sistem. Aktuator diaktifkan dengan menggunakan lengan mekanis yang biasanya digerakkan oleh motor listrik, yang dikendalikan oleh media penggontrol otomatis yang terprogram di antarnya mikrokontroler.

a ) Aktuator dalam perspektif kontrol dapat dikatakan sebagai:

• Aktuator : Pintu kendali ke sistem.

• Aktuator : Pengubah sinyal listrik menjadi besaran mekanik.

• Batasan actuator riil : Sinyal kemudi terkesil, saturasi. b ) Fungsi aktuator :

• Penghasil gerakan.

• Gerakan rotasi dan translasi.

• Mayoritas actuator motor based.

• Actuator dalam simulasi cenderung dibuat liner.

• Actuator riil cenderung non-linier. c ) Jenis tenaga penggerak pada actuator :

• Actuator tenaga elektris, biasanya digunakan solenoid, motor arus searah (Mesin DC). Sifat mudah diatur dengan torsi kecil sampai sedang.

• Actuator tenaga hidrolik, torsi yang besar konstruksinya sukar.

• Actuator tenaga pneumatic sukar dikendalikan.

• Actuator lainnya : piezoelectric, magnetic, ultra sound. d ) Tipe actuator elektrik :

• Solenoid

• Motor stepper

• Motor DC

• Brushless DC-motors

• Motor Induksi

• Motor Sinkron

e ) Keunggulan actuator elektrik :

• Mudah dalam pengontrolan

• Mulai dari mW sampai MW

• Berkecepatan tinggi, 1000 – 10.000 rpm

• Banyak macamnya

• Akurasi tinggi

• Torsi ideal untuk penggerak

f) Jenis actuator dalam sistem hidrolik : (1) Cylinder Hidrolik

(a) Single Acting Cylinder

Dengan menghubungkan tekanan yang tinggi akan membuat piston berhenti. Untuk menggerakan kembali piston diperlukan gaya ekternal.

Gambar 34. Simbol dan Komponen Single Acting Cylinder

(b) Double Acting Cylinder

Double acting cylinder dengan rod pada salah satu sisi. Piston terdiri

dari solenoid yang dapat digunakan dengan mengoperasikan saklar proksimiti.

Gambar 35. Simbol dan Komponen Double Acting Cylinder

(2) Motor Hidrolik

Motor Hidrolik adalah aktuator mekanik yang mengubah tekanan hidrolik dan mengalir ke torsi dan sudut perpindahan (rotasi). Secara prinsip kerja, motor hidrolik berlawanan dengan motor pompa hodrolik yang dijadikan sumber tenaga dalam system hidrolik. Motor pompa hidrolik tidak bekerja dari dua arah yang berbeda, karena sifatnya yang tidak bias berputar ke arah sebaliknya. Pada motor hidrolik dirancang untuk bekerja dibawah tekanan pada kedua sisinya. Berikut ini gambar visual motor hidrolik.

Gambar 36. visual motor hidrolik

C. Sensor (Elemen Input)

Pengertian Sensor

Sensor adalah alat untuk mendeteksi / mengukur sesuatu yang digunakan untuk mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor itu sendiri terdiri dari transduser dengan atau tanpa penguat/pengolah sinyal yang terbentuk dalam satu sistem pengindera. Dalam lingkungan sistem pengendali dan robotika, sensor memberikan kesamaan yang menyerupai mata, pendengaran, hidung, lidah yang kemudian akan diolah oleh kontroller sebagai otaknya. Sensor ada yang memerlukan tegangan dari luar (sensor aktif), dan ada juga yang tidak memerlukan tegangan atau output nya

berasal dari rangsangan lingkungan sekitar (sensor pasif). Berikut ini adalah jenis dan macam-macam sensor yang biasa digunakan dalam sistem hidrolik :

( 1) Sensor Magnet

Sensor ini juga disebut relai buluh, adalah alat yang akan terpengaruh medan magnet dan akan memberikan perubahan kondisi pada keluaran. Seperti layaknya saklar dua kondisi (on/off) yang digerakkan oleh adanya medan magnet di sekitarnya. Biasanya sensor ini dikemas dalam bentuk kemasan yang hampa dan bebas dari debu, kelembapan, asap ataupun uap.

( 2) Sensor Tekanan

Sensor ini memiliki transduser yang mengukur ketegangan kawat, dimana mengubah tegangan mekanis menjadi sinyal listrik. Dasar penginderaannya pada perubahan tahanan pengantar (transduser) yang berubah akibat perubahan panjang dan luas penampangnya.

( 3) Proximity Switch

Proximity Switch yang berfungsi untuk mendeteksi gerakan suatu mesin yang digerakan oleh alat atau penggerak semisal Cylinder atau yang lainnya. Cara kerja sensor tersebut adalah sebagai berikut pada saat bagian depan sensor tersebut terkena benda logam contohnya besi dengan jarak tertentu sesuai dengan type dari sensor tersebut maka sensor akan bekerja dan kontak yang ada didalamya akan hubung. Ada 4 Jenis Proximity Proximity Switch yang memiliki fungsi berbeda seperti pada table berikut:

Nama Komponen Fungsi Simbol Bentuk Fisis

Proximity sensor, Sebagai saklar untuk mendeteksi benda yang memiliki medan magnet Proximity sensor, magnetic Mendeteksi benda yang memiliki medan magnet Proximity sensor, capacitive Mendeteksi benda yang memiliki medan kapasitive seperti bahan plastic atau kaca

Proximity sensor, inductive

Mendeteksi benda yang berbahan logam

Proximity sensor, Optical

Mendeteksi benda yang memantulkan cahara infra red

( 4) Photo Sensor

Photo Sensor atau sensor cahaya yang berfungsi untuk mendeteksi benda padat yang melintas didepanya baik itu kayu, logam, karet dll. Cara kerja sensor ini amatlah sederhana, ketika sensor tertutup cahayanya oleh suatu

benda padat maka sensor tersebut akan bekerja sehingga kontak yang ada padanya akan terhubung. Sensor ini umumnya digunakan untuk mendeteksi material masuk atau keluar pada suatu mesin tertentu.

( 5) Pressure Switch

Pressure Switch atau sensor tekanan, berfungsi untuk mendeteksi tekanan pada suatu bidang atau tekanan dalam pipa atau tabung, Pressure Switch terdapat beberapa jenis sesuai dengan media yang hendak diukur, ada Pressure switch air, udara, oli, dan steam atau uap panas, gambar diatas adalah Pressure switch udara. Cara kerja Pressure switch yaitu ketika lubang masukan mendapat tekanan hingga melebihi batas pengaturan atau setting maka Pressure switch akan bekerja dan kontak didalamnya akan bekerja dari on ke off. Salah satu pemakaiannya yang

sering kita jumpai adalah pada mesin pompa air dirumah kita untuk menghidupkan dan mematikan pompa, atau pada mesin kompresor yang terdapat pada tukang tambal ban apabila udara dari kompresor sudah penuh maka kompresor akan mati dengan sendirinya.

Pressure Sensor

Mendeteksi besar tekanan yang mengalir

( 6) Reed Switch

Reed switch atau sensor magnet, berfungsi untuk mendeteksi gerakan dari penggerak cylinder naik, turun atau maju, mundur. Cara kerja dari sensor ini adalah ketika ada medan magnet mengenai bagian depan sensor, maka sensor akan bekerja sehingga menghubungkan kontaknya, medan magnet ini terdapat dari bagian dalam cylinder sebelah atas dan bawah kemudian posisi sensor nempel dengan badan cylinder pada saat cylinder bergerak naik atau turun maka akan ada medan magnet yang mengenai reed switch.

( 7) Limit Switch

Limit switch adalah salah satu jenis sensor yang ada di dunia industri yang berfungsi untuk mendeteksi gerakan dari bagian mesin yang bergerak seperti cylinder dan lain-lain, pada saat tuas atau bisa juga disebut cam mengenai atau menekan bagian kepala dari limit switch maka sensor ini langsung bekerja sehingga kontak-kontak yang ada pada bagian dalamnya akan ikut bekerja pula, pada saat sensor bekerja bisa langsung dihubungkan keperangkat atau komponen lain seperti solenoid valve atau lampu indikator. Ada berbagai tipe dan ukuran pada sensor ini namun secara prinsip kerja adalah sama persis.

dengan sudut tertentu misalnya 45 derajat maka dia sudah akan bekerja, sedangkan dibagian dalamnya terdapat micro switch yang berfungsi meneruskan gerakan yang diberikan oleh kepala limit switch di bagian luar, sehingga pada saat tertekan micro switch langsung kontak. Didalamnya ada kontak NO dan NC.

Berikut ini cara menghubungkan berbagai jenis sensor pada rngkaian control :

Gambar 37. Jenis rangkaian sensor tegangan sumber DC D. Power Supply

Power Supply atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Catu Daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik ataupun elektronika lainnya. Pada dasarnya Power Supply atau Catu daya ini

memerlukan sumber energi listrik yang kemudian mengubahnya menjadi energi listrik yang dibutuhkan oleh perangkat elektronika lainnya. Oleh karena itu, Power Supply kadang-kadang disebut juga dengan istilah Electric Power Converter.

1) Klasifikasi Umum Power Supply

Pada umumnya Power Supply dapat diklasifikasikan menjadi 3 kelompok besar, yakni berdasarkan Fungsinya, berdasarkan Bentuk Mekanikalnya dan juga berdasarkan Metode Konversinya. Berikut ini merupakan penjelasan singkat mengenai ketiga kelompok tersebut :

a ) Power Supply Berdasarkan Fungsi (Functional)

Berdasarkan fungsinya, Power supply dapat dibedakan menjadi Regulated Power Supply, Unregulated Power Supply dan Adjustable Power Supply.

(1) Regulated Power Supply adalah Power Supply yang dapat menjaga kestabilan tegangan dan arus listrik meskipun terdapat perubahaan atau variasi pada beban atau sumber listrik (Tegangan dan Arus Input).

(2) Unregulated Power Supply adalah Power Supply tegangan ataupun arus listriknya dapat berubah ketika beban berubah atau sumber listriknya mengalami perubahan.

(3) Adjustable Power Supply adalah Power Supply yang tegangan atau Arusnya dapat diatur sesuai kebutuhan dengan menggunakan Knob Mekanik. Terdapat 2 jenis Adjustable Power Supply yaitu Regulated Adjustable Power Supply dan Unregulated Adjustable Power Supply.

b ) Power Supply Berdasarkan Bentuknya

Untuk peralatan Elektronika seperti Televisi, Monitor Komputer, Komputer Desktop maupun DVD Player, Power Supply biasanya ditempatkan di dalam atau menyatu ke dalam perangkat-perangkat tersebut sehingga kita sebagai konsumen tidak dapat melihatnya secara langsung. Jadi hanya sebuah kabel listrik yang dapat kita lihat dari luar. Power Supply ini disebut dengan Power Supply Internal (Built in). Namun ada juga Power Supply yang berdiri sendiri (stand alone) dan berada diluar perangkat elektronika yang kita gunakan seperti Charger Handphone dan Adaptor Laptop. Ada juga Power Supply stand alone yang bentuknya besar dan dapat disetel tegangannya sesuai dengan kebutuhan kita.

c ) Power Supply Berdasarkan Metode Konversinya

Berdasarkan Metode Konversinya, Power supply dapat dibedakan menjadi Power Supply Linier yang mengkonversi tegangan listrik

secara langsung dari Inputnya dan Power Supply Switching yang harus mengkonversi tegangan input ke pulsa AC atau DC terlebih dahulu.

2) Jenis-jenis Power Supply

Selain pengklasifikasian diatas, Power Supply juga dapat dibedakan menjadi beberapa jenis, diantaranya adalah DC Power Supply, AC Power Supply, Switch Mode Power Supply, Programmable Power Supply, Uninterruptible Power Supply, High Voltage Power Supply. Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai jenis-jenis Power Supply.

a ) DC Power Supply

Gambar 38. DC Power Supply

DC Power Supply adalah pencatu daya yang menyediakan tegangan maupun arus listrik dalam bentuk DC (Direct Current) dan memiliki Polaritas yang tetap yaitu Positif dan Negatif untuk bebannya. Terdapat 2 jenis DC Supply yaitu :

(1) AC to DC Power Supply

AC to DC Power Supply, yaitu DC Power Supply yang mengubah sumber tegangan listrik AC menjadi tegangan DC yang dibutuhkan oleh peralatan Elektronika. AC to DC Power Supply pada umumnya memiliki sebuah Transformator yang menurunkan tegangan, Dioda sebagai Penyearah dan Kapasitor sebagai Penyaring (Filter).

Linear Regulator berfungsi untuk mengubah tegangan DC yang berfluktuasi menjadi konstan (stabil) dan biasanya menurunkan tegangan DC Input.

b ) AC Power Supply

Gambar 39. AC Power Supply

AC Power Supply adalah Power Supply yang mengubah besaran tegangan AC ke nilai tertentu. Contohnya AC Power Supply yang menurunkan tegangan AC 220V ke 110V untuk peralatan yang membutuhkan tegangan AC 110V. Atau sebaliknya dari tegangan AC 110V ke 220V.

c ) Switch-Mode Power Supply

Gambar 40. Switch-Mode Power Supply

Switch-Mode Power Supply (SMPS) adalah jenis Power Supply yang langsung menyearahkan (rectify) dan menyaring (filter) tegangan Input

AC untuk mendapatkan tegangan DC. Tegangan DC tersebut kemudian di- switch ON dan OFF pada frekuensi tinggi dengan sirkuit frekuensi tinggi sehingga menghasilkan arus AC yang dapat melewati Transformator Frekuensi Tinggi.

Gambar 41. Programmable Power Supply

Programmable Power Supply adalah jenis power supply yang pengoperasiannya dapat dikendalikan oleh Remote Control melalui antarmuka (interface) Input Analog maupun digital seperti RS232 dan GPIB.

e ) Uninterruptible Power Supply (UPS)

Gambar 42. Uninterruptible Power Supply (UPS)

Uninterruptible Power Supply atau sering disebut dengan UPS adalah Power Supply yang memiliki 2 sumber listrik yaitu arus listrik yang langsung berasal dari tegangan input AC dan Baterai yang terdapat didalamnya. Saat listrik normal, tegangan Input akan secara simultan mengisi Baterai dan menyediakan arus listrik untuk beban (peralatan listrik). Tetapi jika terjadi kegagalan pada sumber tegangan AC seperti matinya listrik, maka Baterai akan mengambil alih untuk menyediakan Tegangan untuk peralatan listrik/elektronika yang bersangkutan.

f ) High Voltage Power Supply

Gambar 43. High Voltage Power Supply

High Voltage Power Supply adalah power supply yang dapat menghasilkan Tegangan tinggi hingga ratusan bahkan ribuan volt. High Voltage Power Supply biasanya digunakan pada mesin X-ray ataupun

102

Modul Pembelajaran Hidrolik Dengan Fluid SIM 5.0 • Latihan 5

Sebuah mesin milling digunakan untuk membuat komponen sepeda motor. Komponen dijepit pada meja penjempit dengan sistem hidrolik. Ketika tekanan mesin clamping meningkat, silinder akan memajukan pemotong mesin milling yang dikendalikan secara elektrik. Di akhir proses, pemotong harus mundur dengan posisi motor yang tetap hidup. Silinder penjepit tidak akan mundur sampai silinder pengumpan sampai pada batas minimum.

Sebuah rangkaian pengatur tekanan sekuensial dibuat untuk mengatur gerakan silinder penjepit dan silinder pengumpan. Tekanan silinder clamping sekitar 30 bar dan kecepatan silinder feed harus dapat diatur. Rangkaian pengatur tekanan juga harus dapat mengatur waktu mundur silinder secara bergantian. Katup pengatur tekanan hanya dapat memundurkan silinder jika tekanannya diatur sebesar 30 bar.

103

Modul Pembelajaran Hidrolik Dengan Fluid SIM 5.0 •

104

Modul Pembelajaran Hidrolik Dengan Fluid SIM 5.0

EVALUASI

Pada bab ini diuraikan latihan yang melatih siswa/siswi dalam tiga ranah kemampuan, yaitu kemampuan kognitif, psikomotorik dan afektif. Berikut uraian soal dari ketiga ranah tersebut:

A. Kognitif skill

Amatilah jenis-jenis katup hidrolik, simpulkan jenis katup yang sedang diamati. Lakukan pengamatan secara berkelompok, dan diskusikan hasilnya dengan teman- teman dalam kelompok

B. Psikomotor skill

Mesin bending hydraulic sepanjang 3 m menggunakan dua buah silinder yang saling berhubungan. Dua buah silinder harus bekerja dalam waktu yang sama dengan kecepatan yang sama. Tekanan kerja dapat diatur sesuai dengan kebutuhan material. Desain rangkaian system hidroliknya !

C. Atitude skill

1. Saat melakukan unjuk kerja, aspek yang dinilai : • Sikap kerja

• Ketelitian • K3

105

Modul Pembelajaran Hidrolik Dengan Fluid SIM 5.0

106

Modul Pembelajaran Hidrolik Dengan Fluid SIM 5.0

PENUTUP

Melalui pembelajaran berbasis modul, diharapkan akan membantu siswa/siswi Sekolah Menengah Kejuruan dapat belajar secara mandiri, dapat mengukur kemampuan diri sendiri. Tidak terkecuali dalam memahami konsep sisem hidrolik dan implementasinya. Semoga modul ini dapat digunakan sebagai referensi tambahan dalam proses pembelajaran baik teori maupun praktik. Siswa/siswi dapat mendalami materi lain disamping materi yang ada pada modul ini melalui berbagai sumber, jurnal maupun internet. Semoga modul ini bermanfaat khususnya pada program keahlian teknik otomasi industri.

Pada kesempatan ini, penulis mohon saran dan kritik yang memotivasi penyusun untuk lebih menyempurnakan modul ini diwaktu yang akan datang.

107

Modul Pembelajaran Hidrolik Dengan Fluid SIM 5.0

DAFTAR PUSTAKA

https://www.academia.edu/8448973/FISIKA_DASAR_FLUIDA_1 by Wahyu Kito

https://usahamandiribersamaku.files.wordpress.com/2015/07/3-sistem-hidrolikrusman- n.pdf

http://digilib.polban.ac.id/files/disk1/72/jbptppolban-gdl-nofialazha-3586-3-bab2--1.pdf JC engineer INC; http://commercial.jcprimo.com/pdf/hydraulic.pdf

Prinsip Dasar Sistem Hidrolik by Onny; http://artikel-teknologi.com/sistem-hidrolik/ www.yuken-usa.com/pdf/special/basic_hidraulic_and_components_(pub_es-100-2)-.pdf http://stay-learning.blogspot.de/2014/05/pengertian-pressure-gauge-pressure.html?m=1 http://teknikelektronika.com/pengertian-power-supply-jenis-catu-daya/

http://kelistrikan-iptek.blogspot.de/2012/02/sensor-sistem-otomasi-ataupun- kontroler.html?m=1