1.1 Obyektif
Tergantung pada
kelengkapan bab ini, satu hal yang dapat
di lakukan:
- Memahami latar belakang dan sejarah hidrolik
- Menjelaskan fungsi utama fluida hidrolik dan juga belajar tentang sifat dasar fluida hidrolik.
- Memahami bagaimana pentingnya sifat fluida hidrolik seperti kecepatan, percepatan, gaya dan gaya adalah saling terkait, dan juga mempelajari tentang hubungan dengan fluida hidrolik.
- Mengerti konsep dari kekentalan dan indek kekentalan.
- Menjelaskan sifat sifat pelumas dari fluida hidrolik.
1.2 Pengenalan
dan latar belakang
Dalam dunia
modern sekarang ini, permainan hidrolik sangat penting dalam kehidupan manusia
dari hari kehari. Betapa pentingnya ini dapat diukur dari kenyataan bahwa ini
terkait sebagai salah satu urat yang menggerakan industri, selain
pneumatik. Kegunaan dari buku ini adalah untuk membiasakan satu prinsip
mendasarhidrolikseperti membuat sebuah usaha pada pemahaman konsep praktis
membangun rancangan dan konstruksi bermacam sistem hidrolik dan aplikasinya.
Aspek fungsi tambahan, fokus pada sistem komponen utama hidrolik yang
sudah disetujui, secara deatil. Bagian akhir buku ini adalah pembahasan
kepada maintenance umum yang praktis dan teknik penyelesaian masalah yang
digunakan dalam sistem hidrolik dengan cara yang spesifik dan bermaksud untuk
mencegah kerusakan komponen atau sistem. Dalam bahasa yunani hidro artinya air
sedang aulos arinya pipa. Kata hidroli aslinya dari yunani dengan kombinasi
kata ini, yang dalam bahasa inggris artinya air dalam pipa. Manusia sudah sadar
akan pentingnya hidrolik sejak jaman dulu. Dalam kenyataan pertamanya
sebagai permulaan ketika periode waktu antara tahun 100 dan 200, manusia sudah
merealisasikan energi potensial liran air disungai. Prinsip hidrolik
telah digunakan pada awal ahun tersebut, dalam merubah energi air yang mengalir
kedalam energi mekanik dengan memanfaatkan sebuah roda air. Bagaimanapun
penggunaan pertama gaya fluida membutuhkan gerakan jumlah fluida yang
besar karena tekanan rendah yang disediakan oleh alam.
Dengan melalui
masa ini, pengetahuan hidrolik terus berkembang lebih dan lebih efisiendalam
merubah gaya hdrolik ke kerja yang bermanfaat yang tercakup didalamnya. Subjek
hidrolik yang terkait kebiasaan fisik dari air ketika diam atau dalam keadaan
bergerak sebagai bagian teknik sipil dalam kurun waktu yang panjang.
Bagaimanapun setelah penemuan mesin uap oleh James Watt, disana muncul
kebutuhan penerus gaya yang efisien dari generasike titik penggunaan. Secara
bertahap beberapa bagian mekanikal seperti poros, sistem roda gigi, puli dan
rantai ditemukan. Itu adalah kemudian menjadi konsep pemikiran penerus gaya
melalui fluida bertekanan. Sungguh hal ini adalah sesuatu yang baru dalam hal
hidrolik, meliputi berbagai subjek seperti penerus gaya dan pengontrol gerakan
mekanis, ketika terkait juga dengan karakteristik fluida bertekanan.
Untuk membedakan cabang hidrolik dari air, sebuah nama baru yang disebut
hidrolik industri atau lebih umum disebut oli hidrolik dipasarkan.
Hal yang
signifikan dibelakang pemilihan nama ini membohongi kenyataan bahwa area ini
membuat oli sebagai media meneruskan gaya. Air yang dalam
prakteknya incompressible masih digunakan pada saat ini pada teknologi hydro.
Dalam hal hidrolik dari air sudah di perdadangkan untuk area teknik. Tetapi
secara nyata dari kualitas seperti ketahanan terhadap korosi seperti
kemampuan luncur dan pelumasan, oli adalah mineral dasar yang umum sebagai
penerus gaya hidrolik.
Pemebelajaran mengenai oli hidrolik secara aktual
dimulai diakhir abad tujuh belas ketika Pascal menemukan sebuah hukum yang
menjadi bentuk dasar untuk keseluruhan ilmu hidrolik. Konsep pengembangan
penerus tekanan dalam batasan ruang zat cair dibuat melalui prinsip ini.
Terakhir Josep Bramah mengembangkan sebuah peralatan berdasarkan pada hukum
Pascal, dikenal dengan Bramah press, ketika Bernoulli mengembangkan hukumnya
tentang konservasi energi untuk aliran fluida didalam pipa.
Ini sejalan dengan pengoperasian hukum Pascal
pada setiap jantung dari semua penggunaan gaya hidrolik dan digunakan untuk
penganalisisan, meskipun mereka dapat secara nyata diaplikasikan pada industri
hanya setelah terjadi revolusi industri tahun 1850 di Inggris.
Pengembangan terakhir telah dihasilkan dalam
penggunaan sebuah jaringan dari pipa air bertekanan tinggi, antara pusat pembangkit
yang mempunyai pompa pengalir uap dan penggiling yang membutuhkan gaya. Dalam
melakukan ini, beberapa bagian tambahan seperti katup pengontrol, akumulator
dan seal juga ditemukan. Bagaimanapun proyek ini telah dikesampingkan karena
dua alasn utama, pertama tidak tersedianya komponen hidrolik yang lain, kedua
berkembang pesatnya elektrik, yang mana sudah ditemukan untuk menjadi lebih
nyaman dan sesuai untuk penggunaan.
Sedikit perkembangan kedepan diakhir abad
sembilan belas memimpin elektrik secara drastis sebagai sebuah teknologi yang
dominan menghasilkan dalam penggantian fokus, menjauh dari gaya fluida. Gaya
listrik cepat ditemukan menjadi lebihsuperior dibanding hidrolik untuk
meneruskan gaya pada jarak yang jauh.
Awal abad duapuluh menjadi saksi munculnya era modern
dari gaya fluida dengan sistem hidrolik yang menggantikan sistim elektrik
dimana telah digunakan sebagai alat mengelevasikan dan mengontrol senjata pada
kapal perang USS Virginia. Aplikasi ini menggunakan oli sebagai pengganti air.
Hal ini menjadi tonggak sejarah lahirnya kembali fluida sebagai gaya hidrolik.
Setelah perang Dunia II, area perkembangan gaya hidrolik menjadi saksi
perkembangan yang luar biasa. Di masa modern ini, sebagian besar permesinan
bekerja dengan prinsip “hidrolik dengan oli” sudah dikerjakan untuk meneruskan
gaya. Ini telah sukses menggantikan penggerak mekanikal dan elektrikal.
Hidrolik kemudian disebut ‘ ilmu pengetahuan dari sifat fisik fluida’.
1.3 Klasifikasi.
Beberapa bagian yang dioperasikan dengan menggunakan
fluida hidrolik mungkin disebut bagian hidrolik, tetapi sebuah perbedaan telah
dibuat antara bagian yang menggunakan impak atau momentum dari pergerakan
fluida dan ini dioperasikan dengan sebuah daya dorong pada fluida yang
dibatasi, sebagai contoh dengan tekanan. Ini menuntun kita untuk membagi
kategori dari area hidrolik ke dalam:
- Hidrodinamik.
- Hidrostatik
Hidrodinamik sesuai dengan karakter zat cair yang
mengalir, khususnya ketika zat cair membentur pada sebuah obyek dan melepas
sebagian dari energinya untuk melakukan beberapa pekerjaan yang bermanfaat.
Hidrostatik sesuai dengan energi potensial yang
tersedia ketika zat cair dibatasi dan diberi tekanan. Energi potensial ini juga
dikenal sebagai energi hidrostatik yang diaplikasikan paling banyak pada sistem
hidrolik. Area hidrolik ini dipengaruhi oleh hukum Pascal. Ini kemudian dapat
disimpulkan bahwa energi tekanan dikonversi kedalam gerakan mekanik dalam
sebuah bagian hidrostatik dimana energi kinetik dikonversikan menjadi energi
mekanik dalam bagian hidrodinamik.
1.4 Sifat
sifat yang dimiliki fluida hidrolik.
Satu material paling penting dalam sistem hidrolik
adalah fluida kerja itu sendiri. Karakter fluida hidrolik mempunyai pengaruh
yang sangat besar terhadap performa dan umur, dan karena itu penting untuk
menggunakan fluida yang berkualitas tinggi dan bersih sehingga menjadi
pengoperasian sistem hidrolik yang didapat menjadi efisien. Pada esensinya,
sebuah fluida hidrolik mempunyai empat fungsi:
- Meneruskan gaya: sifat incompressibel dari fluida terkait dengan penerusan energi yang mengambil tempat dari sisi masuk ke sisi keluaran (gambar 1.1)
Gambar 1.1
Sifat
pengantar energi dari fluida hidrolik
- Pelumas bagian bagian yang bergerak: Fungsi pelumasan dari fluida adalah untuk mengurangi gesekan dan keausan (Gambar 1.2)
Gambar
1.2
Sifat melumasi dri fluida hidrolik
- Menutup celah antara dua bagian: Fluida antara piston dan dinding tabung bertindak sebagai seal.
Gambar 1.3 Sealing Sifat menutup dari fluida
hidrolik
- Menghilangkan panas: Menghilangkan panas terkait dengan sifat fluida yang meneruskan panas.
Gambar 1.4
Sifat meneruskan panas dari fluida hidrolik
Untuk fluida hidrolik yang sesuai dengan fungsi
utamanya, sifat sifat berikut sangat esensial:
- Kemampuan melumasi yang baik.
- Kekentalan yang ideal.
- Kestabilan terhadap kimia dan lingkungan.
- Tahan api
- Kemampuan meneruskan panas yang baik.
- Berat jenis yang rendah.
- Tidak mudah berbusa.
- Tidak beracun.
- Tidak mudah menguap.
Terakhir bukan berarti yang paling kecil, fluida
dipilih harus karena biaya yang efektif dan mudah tersedia. Hal ini cukup
menjelaskan dasar pemahaman tentang fluida yang dibutuhkan secara luas pada
konsep hidrolik. Secara gamblang kami mengulas hal penting dan definisi yang
sering digigunakan dalam hidrolik.
1.4.1
Fluida
Zat cair adalah fluida, yang memiliki massa akan
mempunyai volume tetap dan berbentuk sesuai dengan tempatnya. Hal ini akan
berimplikasi bahwa fluida akan mengisi bagian dari tempatnya dengan volume
yang sesuai dengan volume zat cair, walaupun itu diasumsikan sesuai
bentuk tempatnya. Sebagi contoh, jika kita menuangka air ke dalam bejana dan
volume air tidak cukup untuk mengisi bejana, kemudian permukaan rata (gambar
1.5) akan dibentuk seperti dalam gambar.
Gambar 1.5
Permukaan
rata dari air
Tidak seperti gas, zat cair susah dikompresikan dan
itu menjadi alasan mengapa volume mereka tidak berubah dengan adanya perubahan
tekanan. Meski ini tidak lengkap benar sebagai perubahan volume yang
terjadi pada variasi jumlah tekanan, perubahan ini begitu kecil yang banyak
diabaikan oleh aplikasi rekayasa teknik.
Gas dilain hal merupakan zat cair yang mudah
dikompresikan. Untuk itu tidak seperti zat cair yang mempunyai volume yang
pasti dengan massa yang dimiliki, volume dengan massa sebuah gas akan bertambah
dengan pasti memenuhi bejana yang berisi gas. Terlebih gas sangat dipengaruhi
oleh tekanan yang mana sangatlah subyektif. Sebuah penambahan tekanan
menyebabkan volume gas berkurang dan kebaikanatau kekurangan. Udara
adalah gas yang umum digunakan dalam hidrolik sistem karena udara murah dan
mudah tersedia.
1.4.2
Massa
Massa sebuah benda atau objek diukur dari jumlah
kandungan materi yang terkandung didalamnya. Massa sebuah benda adalah konstan
dan independent dari lingkungan sekitar maupun posisinya. Sebuh
keseimbangan fisik digunakan untuk mengukur massa sebuah benda. Massa secara
normal diukur dalam kg atau pounds (lbs). Massa satu liter air pada suhu 4ºC
diambil sebagai 1 kg. Satuan massa yang umum lainnya adalah metrik ton, dimana
1 metrik ton = 1000 kg.
1.4.3
Volume
Ruangan yang diduduki oleh sebuah benda disebut
volume. Volume bisanya dituliskan dalam kubik meter (m3) atau kubik
feet (ft3) atau liter. Satu liter sama dengan 1000 cm3
dan sama dengan volume 1 kg air pada suhu 4ºC.
Satuan dari volume adalah sebagai berikut:
1 m3 = 1000 liter.
1 dm3 = 1000 cm3
= 1 liter
1 cm3 = 1
ml
= 1000 mm3
1.4.4
Berat Jenis
Berat jenis dari sebuah substansi adalah didefinisikan
sebagai massa benda tersebut dibagi unit volume. Dituliskan dengan simbol p
rho. Jika persamaan massa dari kapas dan timah diambil (katakan
masing masing 1 kg), kita akan menemukan bahwa volume kapas akan lebih bessar
dibanding volume timah. Ini karena timah lebih berat dibanding kapas.
Partikel timah akan lebih mengumpul sedangkan kapas lebih menyebar. Berat jenis
dapat dihitung dari persamaan berikut:
Massa dari 1 cm3 besi adalah 7,8 g; karena
itu berat jenis besi adalah 7,8g/cm3 atau 7,8 X 103kg/m3.
Berat jenis berubah seiring perubahan temperatur. Contoh:
Ketika air didinginkan sampai suhu 4ºC, perjanjiannya
adalah volumenya berkurang, dengan demikian hasil penambahan berat jenis.
Tetapi jika air lebih didinginkan dibawah 4ºC, akan mulai mengembang sebagai
contoh volume bertambah dan dengan alasan ini berat jenis berkurang.
Jadi, berat jenis air adalah maksimum pada 4ºC dan 1gm/cm3 atau 1000
kg/m3.
1.4.5
Berat Jenis Relatif atau Spesifik Gravity
Berat jenis relatif dari sebuah zat adalah
perbandingan berat jenis zat itu ke berat jenis zat standar. Ini ditunjukan
dengan huruf s. Zat standar biasanya air (pada 4ºC) untuk zat cair dan padat,
sedang gas biasanya udara.
Berat jenis zat (cair atau padat) = Berat jenis air 4ºC X Berat jenis
relatif zat sebagai contoh (cair atau padat) = 1000 X s dan (gas) =1,29 x 5
Berat jenis relatif adalah mutlak perbandingan, tidak mempunyai satuan.
1.4.6
Kecepatan
Jarak yang ditempuh oleh sebuah benda dalam sebuah
unit interval waktu dan dalam sebuah arah tertentu dinamakan kecepatan. Jika
perpindahan benda sama dengan jarak dalam interval waktu sepanjang arah yang khusus,
dikatakan bahawa benda bergerak dengan kecepatan tetap. Jika perpindahan benda
tidak sama dengan jarak dalam arah lurus pada interval waktu yang sama atau
jika benda bergerak dengan jarak yang sama dalam interval waktu yang sama
tetapi ada perubahan arah, maka kecepatan benda dikatakan berubah ubah.
Kecepatan rata rata (v) =
Satuan kecepatan dalam meter/detik (m/s) atau
kilometer/jam (km/h)
1.4.7
Percepatan
Secara umum, benda tidak bergerak dengan kecepatan
tetap. Kecepatan mungkin berubah dalam jarak atau arah atau kedua duanya.
Sebagai contoh, sebuah mobil berubah kecepatananya ketika berjalan dijalanan
yang sibuk. Ini menunjukan kepada kita tentang konsep percepatan yang
mungkin didefinisikan sebagai perubahan angka kecepatan dalam pergerakan benda.
Percepatan dikatakan seragam ketika perubahan kecepatan yang sama terjadi dalam
interval waktu yang sama pula, bagaimanapun kecil kemungkinan ini terjadi. Jika
kecepatan bertambah, percepatannya positif. Jika kecepatannya berkurang, percepatannya
negatif dan biasanya disebut penurunan kecepatan atau pelambatan.
Satuan percepatan adalah ft/dt2 atau m/dt2
1.4.8
Percepatan terkait gaya gravitasi
Perepata dihasilkan dengan menjatuhkan sebuah benda
secara bebas yang dipengaruhi gaya gravitasi bumi dinamakan percepatan yang
dipengaruhi gaya gravitasi. Ini dinotasikan dengan huruf g. Jika benda jatuh
kebawah percepatan akibat gravitasi dikatakan positif, ketika benda bergerak
vertikal, percepatannya dikatakan negatif. Nilai rata rata percepatan gravitasi
adalah 9,8 m/dt2 (sekitar 32 ft/dt2). Kemudian untuk
benda jatuh bebas kecepatannya akan bertambah dari angka 9,8m/dt sebagai contoh
detik pertama kecepatan 9,8m/d setelah 2 detik kecepatannya akan menjadi 9,8 x2
= 19,6 m/dt dan seterusnya. Aktualnya nilai ‘g’ beragam dari satu tempat ke
tempat yang lain. Pada permukaan bumi ‘g’ maksimum di titik tengah dan minimum
di ekuator.
1.4.9
Gaya
Sehubungan dengan hal berikut:
- Mendorong pintu untuk membukanya.
- Menarik troley
- Menarik per dengan beban yang ada padanya.
Dalam contoh diatas, kita mempunyai gaya yang
digunakan untuk mendorong, menarik atau menggeser. Besarnya gaya berbeda tiap
kasus tergantung pada ukuran dan isi benda. Gaya dalam kasus diatas disebut
gaya kontak sebab gaya langsung digunakan bersentuhan dengan benda.
Teanaga bukan perubahan posisi/tempat sebuah benda atau dimensinya. Besarnya
sebuah gaya terkait pengaruh gravitasi pada sebuah obyek tergantung pada massa
benda itu. Pada tempat tertentu, gaya gravitasi langsung secara proporsional
mempengaruhi masa benda. Gaya yang dipengaruhi gravitasi pada massa 1 kg gaya
disebut (1 kgf) atau diekspresikan dalam Newton (9,8 Newton).
Ini dapat diperoleh dari percobaan jika, sebuah gaya
(F) bekerja pada sebuah massa benda (m), benda mengalami percepatan secara
langsung karena gaya. Percepatan (a) proporsional terhadap gayadan terbalik
terhadap massa.
F = ma
Hubungan ini juga disebut sebagai hukum gerakNewton
kedua. Yang telah didiskusikan diatas dalam sistem SI, satuan gaya adalah
Newton yang disingkat N. Satu Newton didefinisikan sebagai gaya yang
bekerja pada sebuah bnda dengan masa 1 kg, menghasilkan percepatan 1 m/dt2
1.4.10
Berat
Berat merujuk pada gaya gravitasi yang diberiakan
massa. Di bumi, berat adalah gaya gravitasi yang menarik bend. Jika m adalah
massa benda, kemudian berat mempunyai hubungan.
Berat (W) = Massa benda (m) x percepatan gravitasi
(g), sehingga
W = mxg
Satuan berat dalam SI adalah Newton (N). Selama g di
bumi adalah 9,81 m/dt2, sebuah 1 kgf berat benda 9,8 N di
bumi.
1 kgf = 9,81 N
1.4.11
Berat Spesifik
Berat spesifik atau berat jenis sebuah zat cair
didefinisikan sebagai perbandingan dari berata fluida terhadap volumenya.
Ditulis dalam V. Kemudian berat per unit volume dari fluida disebut berat
jenis.
=
Selama m/V adalah berat jenis persamaan dapat ditulis
sebagai berikut
Sehingga berat jenis (W) = massa jenis ( ) x
percepatan gravitasi (g)
Berat jenis air ditunjukan dengan = 1000 x 9,81 =
9810N/m3 ( dalam Satuan SI)
1.4.12
Usaha
Usaha didefinisikan sebagai gaya yang melalui jarak.
Dengan kata lain, ketika sebuah benda bergerak dibawah pengaruh gaya, usaha
dikatakan sedang dilakukan. Sebaliknya, jika disana tidak ada gerakan yang
dilakukan benda, usahanya nol. Selanjutnya usaha dikatakan dilakukan hanya
ketika gaya diaplikasikan ke benda untuk membuatnya bergerak contoh ada
perubahan tempat dari benda). Jika anda mencoba mendorong batu besar tetapi
anda tidak dapatmenggerakannya, maka kerja yang dilakukan adalah nol. Merujuk
pada gambar 1.6 usaha dikatakan disempurnakan jika kita mengerakan 100 kg
dengan jarak 2 m. Jumlah usaha diukur dalam Kg m.
Gambar 1.6 Prinsip usaha
Kerja yang dilakukan akan besar, jika gaya yang
dibutuhkan untuk memindahkan benda adalah besar atau jika perpindahan
benda membutuhkan gaya yang besar. Rumus matematika untuk menghitung kerja
adalah
Usaha (W) = Gaya (F)xJarak perpindahan (s)
W = Fs
Sistem SI untuk kusaha adalah Newton meter yang juga
direferensikan dalam Joule (J). Satu Joule adalah usaha yang dilakukan gaya 1N
ketika benda dipindahkan 1 m dengan arah gaya.
1.4.13
Energi
Sebuah benda dikatakan memiliki energi ketika benda
itu mampu melakukan kerja. Karena itu energi mungkin secara luas disebut
kemampuan melakukan usaha. Dengan kata lain energi adalah kemampuan benda
mengahasilkan akibat. Dalam hidrolik, metodenya energi diteruskan, diketahui
sebagai tenaga zat cair. Penerusan tenaga dari penggerak mula atau sumber
tenaga input ke bagian output atau silinder
Energi diklasifikasikan sebagai:
Energi yang disimpan : contohnya energi kimia di bahan
bakar dan energi didalam air.
Energi dalam transisi : contohnya menjadi
panas dan kerja.
Berikut adalah berbagai macam energi.
Energi Potensial (PE)
Energi ini adalah energi yang disimpan dalam sistem
terkait dengan letak gravitasi. Jika benda berat seperti batu besar diangkat
dari tanah ke atap, energi yang dibutuhkan untuk mengangkat batu yang tersimpan
didalamnya disebut energi potensial. Energi potensial ini tidak berubah
sepanjang batu tetap dalam posisinya.
Energi potensial ditunjukan dengan rumuh
PE = z x g
Dimana z adalah ketingian benda dari dasar.
Energi Kinetik
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda
ketika sedang bergerak. Jika benda engan berat 1 kg bergerak dengan kecepatan v
m/dt, kemudian energi kinetik yang disimpan dalam benda ditunjukan sebagai
berikut:
Energi ini akan tetap tersimpan di benda selama bergerak
terus menerus dalam kecepatan konstan. Ketika kecepatan nol, energi kinetik
juga nol.
Energi Internal
Molekul memiliki massa dan mempunyai gerakan translasi
dan gerakan rotasi dalam keadaan cair maupun gas. Keduanya, massa dan gerakan
molekul, mempunyai sejumlah energi kinetik didalamnnya. Perubahan temperatur
menghasilkan perubahan energi kinetik molekul, selama kecepatan molekul adalah
bagian fungsi temperatur. Tambah lagi, molekul dalam kondisi padat mengalami
gaya saling tarik menarik antara satu sama lainnya yang cukup bessar. Gaya ini
cenderung menghilang ketika satu molekul menjadi gas sempurna. Dalam proses
seperti mencairnya benda padat atau menguapnya zat cair, ini membutuhkan gaya .
Energi dibutuhkan untuk melakukan perubahan di molekul sebagai energi
potensial. Kumpulan energi ini disebut energi dalam dan disimpan di dalam benda
tersebut. Merujuk energi sebagai energi dalam atau energi panas dinotasikan
dengan simbol µ. Atau diekspresikan dengan British thermal unit (Btu) atau
Joule (J).
1.4.14
Tenaga
Dasar untuk melakukan kerja disebut tenaga. Ini diukur
sebagai jumlah yang dilakukan dalam 1 detik. Jika total kerja dalam waktu ‘t’
adalah W maka
Ini dapat ditulis
Tenaga = gaya x kecepatan rata rata
P = Fxv
Selama kerja yang dilakukan = gaya x jarak dan
kecepatan = jarak/waktu.
Dari gambar 1.7 jika kita mengangkat 100kg, 2 m dan
dalam 2 detik, kita menyelesaikan 100 unit tenaga atau dengan kata lain 100
kali 2 dibagi 2 detik. Ini biasanya dikonversikan ke kilowatt atau horsepower
dengan maksud untuk mendapatkan maksud relatif untuk mengukur tenaga.
Gambar 1.7 Prinsip Tenaga
Satuan SI dari tenaga adalah J/detik atau W. Jika
sejumlah kerja dilakukan 1 J dalam 1 detik, kemudian tenaga akan menjadi 1 W.
1 W = 1J/dt
Satuan unit tenaga yang lebih besar adalah (kW) dan
Megawatt (MW).
1 kW =1000W
1MW = 106W
Dalam prakteknya satuan tenaga sering digunakan dalam
teknik mesin adalah (hp).
Horsepower (Tenaga Kuda)
Horsepower adalah tenaga satu kuda, atau diukur dari
nilai satu ekor kuda dapat bekerja. Ketika mesin memiliki 30 hp, itu sama bahwa
mesin dapat bekerja sama dengan 30 ekor kuda. Satu kuda dikatakan dapat
berjalan 50 m dalam satu menit, mengangkat 90 kgf berat.
Kerja yang dilakukan kuda = 90×50 = 4500 kgfm
Tenaga = Kerja yang dilakukan/waktu = 4500 kgfm/menit
1 hp = 4500/60 =75 kgfm/detik
1 hp = 746 W.
Kami maksudkan diawal bahwa energi diekspresikan dalam
satuan yang lebih besar disebut kilowatt hour (kWh)
1 kWh = 1 kW x 1 h
= 1000J/sx60x60s
= 3,6 x 106J
1kWh = 3,6 x 106J
1Wh = 3,6 x 103J
1.4.15
Bulk Modulus
Tenaga tinggi yang diharapkan terhadap perbandingan
berat dan kekakuannya dan perbandingan dengan sistem lain membuat sistem
hidrolik merupakan sebuah pilihan yang tepat untuk penggunaan dengan tenaga
yang tinggi. Kekakuan dari sistem hidrolik langsung terkait dengan sifat
incompressibilitas oli. Bulk modulus ini diukur dari komressibilitas ini. Bulk
modulus yang lebih tinggi, kemampuan kompressibilitasnya berkurang atau
kekakuan fluida lebih tinggi.
Bulk modulus ditunjukan dengan rumus sebagai berikut:
Dimana
V =
volume awal.
= perbedaan tekanan
= perbedaan volume
1.4.16
Viskositas dan Indek Viskositas
Viskositas adalah sifat terpenting yang mungkin
dimiliki oleh fluida hidrolik. Ini diukur dengan kelembaman ketika fluida
mengalir atau dengan kata lain mengukur hambatan aliran zat cair. Fluida yang
pekat memiliki viskositas yang lebih tinggi pula dan oleh sebab itu bertambahlah
hambatan aliran. Kekentalan diukur dengan bilangan dimana fluida melawan
deformasi. Kekentalan sebagai sifat fluida dipengaruhi oleh temperatur.
Penambahan temperatur fluida hidrolik akan menyebabkan penurunan
viskositasnya atau hambatan untuk mengalir.
Kekentalan yang terlalu tinggi mengakibatkan:
- Hambatan yang tinggi dalam mengalir menyebabkan kelembaman pada operasinya.
- Menambah konsumsi tenaga akibat kehilangan gesekan.
- Bertambahnya tekanan yang melalui katup dan jalur.
- Bertambahnya kondisi suhu disebabkan gesekan.
Kekentalan yang terlalu rendah:
- Bertambahnya kerugian akibat kebocoran melalui seal.
- Banyaknya keausan pada bagian yang bergerak.
Viskositas dapat diklasifikasikan:
- Viskositas absolute
- Viskositas kinematik
Viskositas absolute juga diketahui sebagai koefisien
kekentalan dinamik, kekentalan dinamik ini merupakan gaya tangensial pad sebuah
satuan area, satu sama lain atau dua permukaan paralel dengan sedikit
jarak, ketika celah diisi dengan zat cair dan satu permukaan digerakan
mendekati lainnya pada satuan kecepatan. Ini diukur dalam poise. Satuan paling
umum yang digunakan adalah centipoise yang mana 1/100 poise.
Viskositas kinematik pada umumnya digunakan pada
perhitungan hidrolik yang meliputi penggunaan viskositas kinematik dibanting
viskositas absolute. Viskositas kinematik adalah sebuah pengukuran waktu yang
dibutuhkan untuk sejumlah oli mengalir melalui tabung kapiler dibawah pengaruh
gaya gravitasi. Ini juga dapat didefinisikan sebagai hasil bagi dari viskositas
absolute dalam centipoise dibagi dengan masa jenis fluida. Viskositas kinematik
secara matematik dapat ditunjukan dengan . Biasanya diukur dalam centistokes.
Viskositas fluida diukur dengan menggunakan saybolt viskometer, dimana skematik
yang representative ditunjukan dalam gambar 1.8.
Bagian ini terdiri dari ruang dalam yang berisi contoh
oli yang akan ditest.Sebuah kompatement luar yang terpisah, yang ada disekitar
ruang dalam, terdiri dari sejumlah oli yang temperaturnya dikontrol dengan
thermostat dan sebuah pemanas. Sebuah orifice standar diletakan pada bagian
tengah dasar ruang oli. Ketika oli mencapai temperatur yang diinginkan, waktu
yang dibutuhkan untuk mengisi 60cm3 penampungan dicatat melalui orifice meter.
Waktu (t) diukur dalam detik, viskositas dalam saybolt universal second (SUS).
Viskositas SUS untuk fluida yang pekat akan lebih tinggi dibanding untuk fluida
yang encer, selama hal itu mengalir pelan.
Untuk mengkonversikan SUS ke dalam centistokes,
digunakan persamaan empiris berikut:
V (centistokes) =
V (centistokes) = > 100SUS.
Dimana v menunjukan viskositas dalam centistokes dan
waktu diukur dalam SUS atau detik yang sederhana.
Gambar 1.8
Saybolt Viskometer
Indek viskositas
Indek viskositas adalah sebuah angka empiris yang mengindikasikan
nilai perubahan viskositas dari sebuah oli yang ditunjukan dalam kisaran suhu.
Indek viskositas yang rendah mengindikasikan perubahan yang lebih besar
dalam viskositas dengan temperatur tertentudimana sebuah indek viskositas yang
tinggi mengindikasikan perubahan yang lebih kecil dalam kekentalan dengan
temperatur tertentu.
Indek viskositas dikalkulasi sebagai berikut:
Dimana
U adalah viskositas dalam SUS dari oli dimana indek
viskositas dihitung pada suhu 37.8°C atau 100 °F.
L adalah viskositas oli dalam SUS dari indek
viskositas 0 pada suhu 37.8 °C (100 °F).
H adalah viskositas oli dalam SUS dari indek
viskositas 100 pada suhu 37.8 °C (100 °F).
1.4.17 Panas
Ini adalh sifat penting yang lain terkait fluida
hidrolik. Menurut hukum konversi energi, walaupun panas mengalami
perubahan bentuk, panas ini tidak dapat dibuat maupun dihancurkan. Energi yang
tidak digunakan dalam sistem hidrolik menjadi bentuk panas. Sebagai contoh jika
fluida mengalir melalui sebuah relief valve dengan setingan tekanan standar
yang diketahui, jumlah energi dirubah menjadi panas dan mudah dihitung.
1.4.18
Torsi
Torsi juga diketahui sebagai gaya puntir diukur dalam
kgm atau ftpound. Dalam ilustrasi yang ditunjukan dalam gambar 1.9, sebuah
torsi 10kgm dihasilkan ketika gaya 10 kg dikenakan pada kunci pas dengan
panjang 1 m. Temuan teori ini diaplikasikan pada motor hidrolik. Untuk
memberikan tekanan, motor hidrolik dinilai pada angka torsi sepesifik. Torsi
atau gaya puntir yang dihasilkan oleh motor hidrolik membangkitkan
kerja. Spesifikasi motor hidrolik dalam hal rpm memberikan sebuah kapasitas
torsi dari energi yang digunakan atau yang dibutuhkan.
Gambar 1.9 Prinsip Torsi
1.4.19 Pelumasan
Fluida hidrolik harus mempunyai sifat melumasi yang baik untuk mencegah
keausan dan baret antara bagian yang saling bergesekan. Kontak antara permukaan
metaldengan metal pada komponen hidrolik normalnya dicegah dengan kerja fluida
yang mempunyai viskositas yang cukup dimana memberikan lapisan pelumas antara
bagian yang bergerak (gambar 1.10). Ini ditunjukan dalam gambar 1.3
Gambar 1.10
Lapisan film mencegah metal dengan metal saling bersentuhan.
Gambar 1.10 Lapisan film mencegah kontak antara permukaan metal dengan
metal.
Komponen hidrolik yang paling menderita akibat tidak
cukupnya kemampuan melumasi adalah pompa, spool katup, ring dan rod bearing.
Keausan dan goresan adalah pengurangan permukaan
material terkait dengan gesekan antara dua permukaan logam. Ini sudah ditentukan
bahwa gaya gesek adalah proporsional terhadap gaya normal dimana gaya dua
permukaan bersatu dan proporsionalnya tetap, diketahui sebagai koefisien gesek
(CF).
NOTE; GAMBAR TDK DIUPLOAD
0 Responses to Pengenalan Hidraulic:
Posting Komentar