Prinsip Dasar Sistem Hidrolik

Pengenalan

Sekarang sistem hidrolik dipakai diberbagai mesin konstruksi. Sistem ini dikembangkan/dipakai terus menerus, walaupun sistem yang lain seperti sitem listrik,sistem udara atau sistem mekanik yang ada. Contoh kecil dari penggunaan sistem hidrolik ini adalah dongkrak yang kita pakai untuk menaikan beban yang berat. Contoh lain, Di mobil dump truk untuk menaikan bak nya, di excavator untuk operasinya dan lain-lain.

contoh alat konstruksi
sumber google

Mengapa sistem hidrolik digunakan? 
Banyak alasan , beberapa alasan sistem hidrolik unggul dalam berbagai bidang, efisien dan sederhana dalam pemindahan tenaga. Ini adalah pekerjaan sistem hidrolik yaitu pemindahan tenaga yang satu ke bentuk tenaga yang lain.

Sejarah Dari Hidrolik


Kami telah menyatakan bahwa sistem hodrolik mengubah tenaga yang satu ke tenaga yang lain. Ini terjadi, khusus menggunakan cairan sebagai perantara. 
Ilmu pengetahuan yang mengatur dengan mengubah tenaga atau gerak melalui perantara air disebut " Hidrolik" kata-kata "Hydros" berasal dari bahasa latin yang berarti "Air".

Ilmu pengetahuan hidrolik masih tergolong muda, baru beberapa abad yang lalu. Mula pertama dimulai ketika seseorang bernama Blaise pascal menemukan dasar dari ilmu kekuatan mengungkit hidrolik. Dasar-dasar tersebut disebut HUKUM PASCAL. Walaupun pascal membuat penemuan ini, seseorang yang lain Joseph Bramah orang pertama yang mempraktekan tekanan hidrolik di tahun 1795. Cairan yang digunakan sebagai perantara didalam tekanan ini adalah Air.


"Joseph Bramah beserta alat prakteknya"
sumber google

Hydrodynamics vs Hydrostatics

Ilmu pengetahuan hidrolik berkembang dengan cepat sejak PASCAL menemukan. Dalam kenyataan, sekarang dibagi dalam dua pengetahuan.
  • Hydrodinamics adalah Ilmu yang kita sebut dimana cairan dapat menggerakan sesuatu didalam tempat terbuka.
  • Hydrostatics adalah Ilmu yang kita sebut dimana cairan yang ditekan dapat menggerakan sesuatu didalam tempat tertutup.
Kincir air adalah alat yang baik untuk contoh Hydrodinamics. Tenaga yang digunakan adalah tenaga air yang bergerak ( untuk memutar roda ).
Didalam hydrostatics bermacam-macam perbedaan tenaga digunakan. Zat cair digunakan perantara untuk tenaga. Zat cair pindah sebab gerakan, tetapi dia bukan sumber dari gerakan. Tenaga dipindahkan sebab benda cair ditempatkan didalam tekanan ruang tertutup. Sekarang banyak mesin hidrolik menggunakan cara operasi hidrostatik.

Dasar-Dasar Ilmu Hidrolik

Tekanan Dan Aliran

Peran dari tekanan dan aliran. Didalam pelajaran dasar ilmu hidrolik. akan saya hubungkan dengan sebagai berikut : Kekuatan, pemindahan tenaga, kerja dan tenaga. Semua ini akan dibahas sekitar hubungan antara tekanan dan aliran. Tekanan dan aliran adalah dua kondisi pokok dalam sistem hidrolik. Tekanan dan aliran saling berhubungan, tetapi masing-masing berbeda dalam fungsinya.
Tekanan mendorong, atau kekuatan untuk mendorong, atau momen puntir.
Aliran membuat sesuatu gerak.
Pistol air mainan dalah contoh baik untuk tekanan dan aliran.
Dengan menarik picu, membuat tekanan didalam pistol mengalir. Tekanan membuat air mencuat dari laras pistol dan membuat barang yang terkena tembak bergerak.

Apakah Tekanan Itu?

Mari kita bahas mengapa dan bagaimana tekanan terjadi. Cairan (gas dan benda cair) akan mengembang atau melawan bila dihimpit. Itu adalah tekanan. Apabila anda masukan udara kedalam ban mobil atau motor, anda membuat tekanan. Anda terus menambah udara kedalam ban sampai udara penuh, udara tidak bisa lagi masuk kedalam ban tapi udara tetap bertahan mau masuk dan mendorong dinding ban keluar, dorongan ini menimbulkan tekanan. Udara sama dengan gas yang dapat dimampatkan. Tekanan udara mendorong dinding ban keluar dengan sama rata ke setiap arah. Ini sama dengan cairan bila ia mendapat tekanan. Perbeedaan utama adalah Cairan sedikit sekali dapat dimanpatkan, sedangkan gas dapat dimampatkan dengan jumlah tekanan yang kecil. Tekanan Cairan Di Dalam Ruang Tertutup
Jika anda menekan cairan didalam ruang tertutup, menghasilkan seperti contoh pada udara didalam ban, tekanan ini sama rata pada semua arah di dalam ban tersebut.
Jika tekanan terus ditinggikan maka ban akan pecah. Yang pecah dimana bagian yang terlemah, bukan dimana tekanan yang paling tinggi, sebab tekanan sama rata pada tiap arah.
Cairan pada tempat tertutup digunakan dalam pemindahan tenaga melalui pipa, sekeliling sudut, naik turun dsb, sebab cairan hampir tidak dapat dimampatkan dan pemindahan tenaga terjadi seketika. Bagian besar sistem hidrolik menggunakan oli. Sebab oli hampir tidak dapat dimanpatkan. Pada saat yang sama oli dapat berfungsi sebagai pelumas didalam sistem hidrolik.
Hukum Pascal " Tekanan cairan didalam ruang tertutup dipindahkan ke segala arah dengan tidak mengubah kekuatan dan sama rata pada segala bidang".

Hubungan Antara Tekanan Dan Tenaga

Didalam hukum PASCAL, ada dua hal yang penting hubungan antara tekanan dan tenaga dengan persamaan sebagai berikut : 


Dongkrak Hidrolik
Didalam piston model yang terlihat pada gambar, anda melihat sebuah contoh dari beban yang mengimbangi satu sama lain melalui dongkrak hidrolik.
Pascal mengemukakan sebagai berikut:
Baban yang ringan pada piston kecil dapat mengimbangi piston yang besar asalkan perbandingan luas piston sesuai dengan beban.  Contoh berikut piston X beban 2 kg, Piston Y beban 100 kg.
Mengapa alasan tersebut mungkin, sebab cairan selalu bekerja dengan kekuatan yang sama pada seluruh bidang. Pada gambar anda melihat beban 2kg pada piston X dan beban 100 kg pada piston Y. Luas permukaan dari beban di piston X adalah 1cm2 sehingga tekanan disini 2 kg/cm2. Beban pada piston Y adalah 100 kg dan luas permukaan  50 cm2 sehingga mempunyai tekanan 2 kg/cm2. Hasil dari 2 buah beban tersebut seimbang, Jika beban di piston X di tambah jadi 10 kg, piston Y akan terakangkat ke atas, itulah yang dinamakan pemindahan tenaga pada sistem hidrolik.

Aliran Membuat Suatu Gerak

Apakah Aliran ?

Jika ada perbedaan tekanan pada 2 buah tempat dalam sistem hidrolik, cairan bergerak ke tempat yang bertekanan rendah. Pemindahan cairan disebut aliran. Bebeberapa contoh dari aliran.
  • Air ledeng bekerja menimbulkan tekanan, atau kran air di tempat kita, jika kran air kita buka maka, air akan mengalir keluar karena berbeda kekuatan tekanan.
  • Pompa dalam sistem hidrolik menimbulkan cairan dengan terus menerus mendorong cairan oli hidrolik.

Kecepatan Aliran dan Aliran Rata-Rata

Kecepatan aliran dan aliran rata-rata kedua-dua nya untuk mengukur aliran. 
Velocity (kecepatan aliran) adalah kecepatan aliran yang mana cairan bergerak dari satu tempat ke tempat lain dalam jarak dan waktu tertentu.
Flow Rate (aliran rata-rata) adalah beberapa banyak cairan mengalir dalam waktu tertentu.
Didalam silinder hidrolik, sangat mudah melihat hubungan antara aliran rata-rata dan kecepatan. Pertama kita bahas tentang volume dari silinder yang kita isikan, dan kemudian tentang jarak gerak/langkah dari piston. 
contoh : 
  1. Silinder A panjang 2 meter dan kapasitas 10 liter bentuk silinder jadi memanjang diameter kecil.
  2. Silinder B panjang 1 meter dan kapasitas 10 liter bentuk silinder jadi pendek dan diameter lebar.

Jika kita Pompakan 10 liter cairan per menit ke dalam masing-masing silinder, kedua piston akan bergerak sepanjang jaraknya dalam 1 menit. Dalam hal ini piston A bergerak 2 kali lebih cepat. Sebab dia mempunyai 2 kali panjang perjalanan dalam waktu sama.
Dapat kita katakan bahwa silinder dengan diameter kecil bergerak lebih cepat dari silinder dengan diameter besar bila aliran rata-rata dari keduanya sama . Jika kita naikan aliran rata-rata 20 liter/menit, kedua ruang silinder dalam waktu setengah kecepatan dari piston atau 2 kali lebih cepat. Jadi kita mempunyai 2 cara untuk membuat silinder bergerak lebih cepat. Satu cara adalah mengecilkan ukuran silinder tersebut. Kecepatan silinder sebanding dengan aliran rata-rata dan berbanding terbalik dengan bidang piston.

Ringkasan

Tekanan dan Gaya 
Bentuk dari tekanan Jika anda memnekan/mendorong penutup yang rapat sebuah tabug yang penuh cairan, penutup akan tertahan / terhenti oleh cairan. Cairan akan melawan dengan menekan kembali penutup sebesar tekanan segala sisi, jika anda terus menekan semakin kuat maka anda akan memecahkan tabung.
Celah-celah dari tekanan yang lemah. contoh jika anda membuat tabung yang penuh cairan dan anda membuat lubang pada salah satu sisi, maka cairan akan bocor keras jika anda tekan dari atas. Sebab hanya pada lubang tersebut yang tidak ada tahanan.
Dapat kita katakan jika daya kita gunakan pada benda cair yang tertutup, benda cair tersebut akan menerobos pada cairan yang bertahanan lemah.
Kesulitan dalam perlengkapan yang menggunakan tekanan oli. Dari sifat benda cair pada sistem hidrolik di atas, banyak sumber kesulitan. Contoh bila banyak kebocoran di suatu tempat, cairan tersebut akan keluar dari tempat yang bocor, sebab benda cair selalu mencari yang termudah untuk keluar. Oli bocor dari fitting yang kendor atau seal yang rusak adalah suatu contoh.





Kesimpulan

Sekarang kita telah mengerti dasar teori dari hidrolik. Kita tahu bahwa Hukum Pascal menyatakan : Jika kita memberikan tekanan pada cairan didalam ruang tertutup, tekanan yang ada di pendahkan ke segala arah dengan tidak mengubah kekuatan dan sama rata pada setiap bidang.
Kita telah mempelajari tekanan bahwa : Cairan hidrolik selalu mencari celah yang paling lemah tahanannya. Baik sekali untuk pekerjaan kita dan buruknya karena kebocoran di dalam sistem.
Kita telah melihat bagaimana kita menggunakan beban ringan dalam satu silinder untuk menggerakan beban berat dalam sislinder yang lain. Dengan kata lain, beban yang teringan harus memindahkan beban yang terberat.
Sekarang kita telah mengerti dengan jelas hubungan terpernting, tekanan dan kekuatan, aliran rata-rata dan kecepatan, dan tentu saja tekanan dan aliran.

Comments