Miniatur Lengan Wheel Loader (Mekanisme Sistem Hidrolik Penggerak Bucket) cover

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

MINIATUR LENGAN WHEEL LOADER
(MEKANISME SISTEM HIDROLIK PENGGERAK BUCKET)

PROYEK AKHIR
Diajukan untuk memenuhi persyaratan guna
memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md)
Program Studi DIII Teknik Mesin

Disusun oleh:

YOQI INDRA NUR RAHMANSYAH
I 8 610037

PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN OTOMOTIF
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA

2013
commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

commit to user

ii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

HALAMAN MOTTO

·

Kejujuran adalah salah satu kunci kesuksesan


·

Hidup berawal dari mimpi, ketika kita bermimpi tentang kesuksesan maka
kita harus berusaha maksimal untuk menggapai semua mimpi tersebut.

·

Apa yang kita cita-citakan tidak akan terwujud tanpa disertai doa, usaha
yang keras dan tekad yang kuat.

·

Manusia sepantasnya berusaha dan berdoa, tetapi hanya Tuhan yang dapat
menentukan.

commit to user

iii


perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

HALAMAN PERSEMBAHAN

Sebuah hasil karya yang kami buat demi menggapai sebuah cita-cita, yang
ingin aku persembahkan kepada:

1. Allah SWT, karena dengan Rahmat serta hidayah-Nya saya dapat
melaksanakan `Tugas Akhir’ dengan baik serta dapat menyelesaikan laporan
ini dengan lancar.
2. Kedua Orang Tua yang aku sayangi yang telah memberi dorongan moril
maupun materil serta memberikan semangat yang tinggi sehingga saya dapat
menyelesikan tugas akhir ini.
3. Kakak yang selalu memperhatikanku dimana aku berada.
4. Teman-teman seperjuangan yang aku sayangi, ayo kejar terus cita-citamu.
5. Teman-teman yang lainnya atas semua bantuan yang telah diberikan apapun
bentuknya, mengucapkan terima kasih.
6. Adek-adek angkatanku, Jangan pernah menyerah ya!!!


commit to user

iv

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat, karunia dan
hidayah-Nya. Sehingga laporan Proyek Akhir dengan judul Alat Miniatur
Lengan Wheel Loader ini dapat terselesaikan dengan baik tanpa halangan yang
berarti. Laporan Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan
dalam mata kuliah Tugas Akhir dan merupakan syarat kelulusan bagi mahasiswa
DIII Teknik Mesin Produksi Universitas Sebelas Maret Surakarta dalam
memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md)
Dalam penulisan laporan ini penulis menyampaikan banyak terima kasih
atas bantuan semua pihak, sehingga laporan ini dapat disusun. Dengan ini penulis

menyampaikan terima kasih kepada:
1. Bapak dan Ibu atas segala bentuk dukungan dan doanya.
2. Bapak Heru Sukanto, ST, MT. selaku Ketua Program D-III Teknik Mesin
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
3. Bapak Eko Prasetya Budiana, ST., MT. selaku pembimbing I.
4. Bapak Wahyu Purwo Raharjo, ST., MT. selaku pembimbing II.
5. Bapak Jaka Sulistya Budi, ST. selaku koordinator Tugas Akhir.
6. Laboratorium Proses Produksi Universitas Sebelas Maret Surakarta, tempat
pengerjaan alat dan Laboran Mas Endriyanto serta Mas Arifin.
7. Rekan-rekan D III Otomotif dan Produksi angkatan 2010.
Penulis menyadari dalam penulisan laporan ini masih jauh dari
sempurna. Oleh karena itu pendapat, kritik dan saran yang membangun dari
pembaca sangat dinantikan. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis
pada khususnya dan bagi pembaca pada umumnya, Amin.

Surakarta,

Penulis

commit to user


vii

Juli 2013

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ....................................................................................

i

HALAMAN PERSETUJUAN .....................................................................

ii

HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................


iii

HALAMAN MOTTO ..................................................................................

iv

HALAMAN PERSEMBAHAN ..................................................................

v

ABSTRAK ...................................................................................................

vi

KATA PENGANTAR .................................................................................

vii

DAFTAR ISI ................................................................................................


viii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................

xi

DAFTAR TABEL ........................................................................................

xiii

DAFTAR NOTASI ......................................................................................

xiv

BAB I

PENDAHULUAN ........................................................................

1


1.1. Latar Belakang .....................................................................

1

1.2. Perumusan masalah ..............................................................

3

1.3. Batasan Masalah ..................................................................

3

1.4. Tujuan Proyek Akhir ............................................................

3

1.5. Manfaat Proyek Akhir ...........................................................

3


1.6. Metode Pemecahan Masalah .................................................

3

1.7. Sistematika penulisan............................................................

4

BAB II DASAR TEORI ............................................................................

6

2.1. Pengertian Sistem Hidrolik pada Wheel Loader ...................

6

2.2. Keuntungan dan Kekurangan Sistem Hidrolik ....................
commit to user
2.2.1 Keuntungan Sistem Hidrolik.....................................


7

viii

7

perpustakaan.uns.ac.id

2.2.2

digilib.uns.ac.id

Kekurangan Sistem Hidrolik.....................................

9

2.3. Dasar – dasar Sistem Hidrolik .............................................

9

2.4. Komponen-Komponen Penyusun Sistem Hidrolik ...............

11

2.4.1

Motor ........................................................................

11

2.4.2

Kopling......................................................................

11

2.4.3

Pompa Hidrolik ........................................................

11

2.4.4

Katup (Valve) ............................................................

14

2.4.4 Silinder Kerja Hidrolik .............................................

15

2.4.5 Pressure Gauge .........................................................

16

2.4.6 Saringan Oli (Oil Filter) ............................................

17

2.4.7 Fluida Hidrolik ..........................................................

17

2.4.8 Selang saluran oli.......................................................

18

Unit Pompa Hidrolik ( Hydraulic Pump) ..................

18

Rumus Perhitungan Silinder Hidrolik ......................................

19

2.4.9
2.5

2.5.1

Gaya Piston................................................................

19

2.5.2

Kecepatan Piston .......................................................

21

2.5.3

Oli Yang Diperlukan .................................................

21

2.5.4

Peritungan Daya Pompa Hidrolik .............................

21

Istilah dan Lambang dalam Sistem Hidrolik ..........................

22

BAB III PERENCANAAN DAN ANALISA PERHITUNGAN ...............

25

3.1. Proses Perencanaan ..............................................................

25

2.6

3.1.1

Komponen Mesin Hidrolik ......................................

25

3.1.2

Komponen-komponen Utama ..................................

26

3.2. Perhitungan Silinder Hidrolik .............................................

30

3.2.1

Menghitung Daya Pompa .........................................

31

3.2.2

Menghitung Gaya Piston...........................................

32

3.2.3

Menghitung Kapasitas Tanki Pada Power Pack .......

35

PEMBUATAN DAN PENGUJIAN .....................................

37

4.1

Bagian-Bagian Miniatur Lengan Wheel Loader ...................

37

4.2

Mekanisme Sistem Hidrolik..................................................

38

4.3

Membuat skema rangkaian
commit tohidrolik
user ......................................

39

BAB IV

ix

perpustakaan.uns.ac.id

4.4

digilib.uns.ac.id

Pengujian ..............................................................................

42

BAB V PENUTUP .....................................................................................

45

5.1. Kesimpulan ...........................................................................

45

5.2. Saran .....................................................................................

45

DAFTAR PUSTAKA .........................................................................
LAMPIRAN

commit to user

x

....

46

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR

Gambar . 2.1 Wheel Loader ..........................................................................

6

Gambar 2.2 Diagram aliran sistem hidrolik ..................................................

7

Gambar 2.3 Fluida dalam pipa menurut hukum Pascal................................

10

Gambar 2.4. Pompa single-stage tekanan rendah .........................................

12

Gambar 2.5. Double pump ............................................................................

13

Gambar 2.6. External gear pump ..................................................................

13

Gambar 2.7. Internal gear pump...................................................................

14

Gambar 2.8 Katup pengatur tekanan............................................................

14

Gambar 2.9 Konstruksi silinder kerja penggerak tunggal.............................

15

Gambar 2.10 Konstruksi silinder kerja penggerak ganda .............................

16

Gambar 2.11 Pressure gauge dengan prinsip kerja Bourdon .......................

16

Gambar 2.12 Oil Filter .................................................................................

17

Gambar 2.13 Arah oli pada saat maju dan mundur.......................................

21

Gambar 3.1 Gambar Miniatur Lengan Wheel Loader ..................................

25

Gambar 3.2 Double Acting Cylinder ............................................................

26

Gambar 3.3 Internal Gear Pump ..................................................................

27

Gambar 3.4 Motor Listrik .............................................................................

27

Gambar 3.5 Relief Valve ...............................................................................

28

Gambar 3.6 Manual Control Valve ...............................................................

29

Gambar 3.7 Kopling .....................................................................................

29

Gambar 3.8 Selang (Hose) dan Fiting...........................................................

30

Gambar 3.9 Neple .........................................................................................

30

Gambar 3.10 Sketsa silinder hidrolik ............................................................

32

Gambar 4.1 Komponen Miniatur Lengan Wheel Loader .............................

37

Gambar 4.2 mekanisme sistem hidrolik pada miniatur lengan wheel loader
........................................................................................................

38

Gambar 4.3 Skema Rangkaian Sistem Hidrolik ...........................................

39

Gambar 4.4 Icon Festo Fluidsim...................................................................
commit to user

40

xi

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

Gambar 4.5 Tampilan Awal Pada Fluidsim ..................................................

40

Gambar 4.6 Pemilihan Beberapa Komponen ................................................

40

Gambar 4.7 Proses Penghubungan Antar Komponen ...................................

41

Gambar 4.8 Pengujian Skema Rangkaian Sistem Hidrolik ..........................

41

Gambar 4.9 Proses Menseting Komponen-Komponen Yang Diuji ..............

42

Gambar 4.10 Arah Aliran Fluida Oli ............................................................

42

Gambar 4.11 Arah Aliran Fluida Saat Memulai Start ..................................

43

Gambar 4.12 Arah Aliran Fluida Saat Manual Control Valve Digerakkan Maju
........................................................................................................

43

Gambar 4.13 Arah Aliran Fluida Saat Manual Control Valve Ditarik Mundur
........................................................................................................

commit to user

xii

44

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL

Table 2.1 Simbol katup pengarah menurut jumlah lubang dan posisi kontrol
........................................................................................................

23

Tabel 2.2 Beberapa lambang komponen penyusun sistem hidrolik..............

23

commit to user

xiii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR NOTASI




= Gaya keluar

A1

= Luas penampang piston kecil (mm2)

A2

= Luas penampang piston besar (mm2)

Fth

= Gaya Teoritis (N)

A

= Luas permukaan piston (mm2)

P

= Tekanan Kerja (Bar, MPa,KPa, kg/cm2)

F

= Gaya Efektif (N)

Fr

= Besarnya Gaya Geser (2-20%) (N)

Ff

= Gaya Balik Pada Pegas (N)

D

= Diameter Silinder (mm)

d

= Diameter Batang Torak (mm)

d1

= Diameter piston kecil (mm)

d2

= Diameter piston besar (mm)

v

= Kecepatan linier sabuk (m/s)

V

= Volume ruang (m3,cm3,mm3)

l

= Panjang langkah (mm)

n

= Jumlah aliran tiap menit(cc/rev, liter/menit, ml/menit)

A1

= Luas permukaan piston dengan batang piston (cm2) =

A2

= Luas permukaan piston kecil (cm2) =

Q

= Debit oli (L/menit)

= Gaya masuk

(P+1) = Perbandingan tekanan

commit to user

xiv

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

MEKANISME SISTEM HIDROLIK PENGGERAK
BUCKET PADA NINIATUR LENGAN
WHEEL LOADER.
Yoqi Indra Nur Rahmansyah
ABSTRAK
Penggunaan sistem hidrolik telah mengalami suatu perkembangan yang
demikian pesatnya, sehingga sistem hidrolik dimanfaatkan dalam semua cabang
industri. Pada umumnya sistem hidrolik digunakan pada industri-industri
permesinan. Dalam dunia industri, banyak peralatan industri yang bekerja secara
otomatis, baik itu mengunakan sistem mekanis, elektronik, hidrolik, pneumatik,
maupun dengan sistem yang lain..
Wheel Loader merupakan salah satu alat berat yang digunakan untuk
pemuatan material ke dalam dump truck atau untuk penimbunan material dari suatu
tempat ketempat lain. Wheel loader menggunakan sistem hidrolik sebagai sumber
pengoprasiannya. Pada tulisan ini dipresentasikan penghitungan gaya sistem
hidrolik pada miniatur lengan wheel loader. Penghitungan dilakukan terhadap
batang pengangkat dan penggoyang bucket. Hasil perhitungan gaya-gaya pada
silinder hidrolik masing – masing untuk batang penggoyang bucket 12717 N dan
untuk batang pengangkat bucket 16956 N

Kata kunci : Bucket, Sistem Hidrolik, Batang Penggangkat, Batang Penggoyang ,
Wheel Loader.

ABSTRACT
The use of hydraulic systems has experienced a development that so
rapidly, so that the hydraulic system is used in all branches industries. In general,
hydraulic systems used in industries machining. In the industrial world, more
industrial equipment that works automatically, either using mechanical systems,
electronics, hydraulics, pneumatics, as well as with other systems ..
Wheel loader uses the hydraulic system to power. In this paper we presented
the calculation of the hydraulic system forces of miniature wheel loader arms. Load
calculations are conducted on lifters and shaker bucket. Calculation results of
forces on hydraulic piston both shaker and lifters is 12717 N, 16956 N respectively.

Key words: Bucket, Hydraulic System, Lifters , Shaker, Wheel Loader

commit to user

vi