Hydraulic 1

Sistem hidrolik mempunyai peran sangat penting dalam operasi alat berat. Prinsip-prinsip dasar hidrolik digunakan ketika merancang dan mengoperasikan sistem hidrolik untuk implement, sistem steering, sistem brake, dan sistem power train. Bahkan dalam kehidupan sehari-hari, tidak terlepas dari peralatan yang memanfaatkan prinsip-prinsip dasar hidrolik, misalnya: dongkrak dll.

Prinsip-prinsip hidrolik berlaku ketika menggunakan cairan yang bertekanan untuk melakukan kerja. Untuk itu ada beberapa hukum yang harus dipahami dan akan dijelaskan pada pembahasan berikut.

I.1 Penggunaan Cairan Dalam Sistem Hidrolik 

Beberapa alasan mengapa menggunakan zat cair dalam sistem hidrolik:

·  Cairan mengikuti bentuk wadah (tempat) dimana cairan itu berada. Ruang atau volume yang ditempati oleh zat cair tadi dinamakan “displacement”.

·  Zat cair tidak dapat dimampatkan  (non-compressible)

Zat cair meneruskan tekanan ke semua arah (lihat gambar 1), zat cair akan mengikuti bentuk dari wadah. Zat cair mengalir ke segala 

arah melalui pipa-pipa dan hose dalam berbagai ukuran dan bentuk.

Dibandingkan dengan zat lain sebagai contoh gas, jika ditekan gas mempunyai ruangan yang lebih kecil dan displacement-nya menjadi berkurang. Itulah sebabnya zat cair (cairan) sangat cocok digunakan dalam sistem hidrolik.

I.2 Hukum Pascal

Menurut hukum Pascal, “Tekanan yang bekerja pada suatu zat cair pada ruangan tertutup, akan diteruskan ke segala arah dan menekan dengan gaya yang sama pada luas area yang sama”. Artinya, gaya yang bekerja di setiap bagian dari hidrolik oil system akan meneruskan tekanan yang sama ke segala arah di dalam sistem.

Gb. 1.4 Hukum Pascal

Contoh soal

Seperti contoh yang terdapat pada gambar di atas, 500 Pound gaya yang bekerja pada piston kecil dengan jari-jari 2 inchi, menghasilkan tekanan sebesar 40 Pound per Square Inch (Psi). Tekanan yang sama akan mampu mendukung piston besar dengan jari-jari 3 inchi dengan berat beban 1130 Pound. Dengan rumus yang sederhana berdasarkan hukum Pascal, dapat dijelaskan hubungan antara gaya (Force), Tekanan (Pressure) dan Luas penampang (Area).

I.2.1 Formulasi Pascal

Force (gaya) adalah sesuatu yang menyebabkan benda diam menjadi bergerak, benda yang bergerak lurus menjadi berbelokdan sebagainya.

Gaya biasanya dinyatakan dalam:

·  Pounds (Lbs)

·  Kilogram (Kg)

·  Newton (N)

Pressure (Tekanan), adalah gaya yang bekerja pada setiap satuan luas penampang. Pressure biasanya dinyatakan dalam:

·  Pounds per Square Inch (Psi)

·  Kilogram per Centimeter Persegi (Kg/Cm²)

·  KiloPascal (Kpa)

Area (Luas penampang/permukaan), biasanya dinyatakan dalam:

·  Square Inch (Inch²)

·  Millimeter persegi (mm²)

· 

Centimeter persegi (mm²)

Gb. 1.5 Formulasi Pascal

Luas permukaan yang berbentuk lingkaran dapat dihitung dengan rumus berikut:             Area = p  ´  r²

Jika jari-jari lingkaran (r) adalah 2 inch, maka:

A = 3,14 ´ 2 ´ 2

A = 12,5 inch²

Dengan mengetahui luas area, dapat diketahui berapa besar tekanan yang mampu mengangkat beban yang ada. Jika gaya sebesar 500 Pound bekerja pada area 12,5 inch², tekanan yang terjadi adalah 40 psi.

Tekanan dapat diketahui dengan rumus:

P = F / A

P = 500 lbs/12,5 inch²

P = 40 psi

Dengan demikian besar gaya yang bisa ditopang oleh piston yang besar adalah:

F = P ´ A

P = 40 psi

A = belum diketahui (r = 3 inch)             F = 40 ´ 28,26

A = p ´ r²                                                   F = 1130 psi

A = 3,14 ´ 3 ´ 3

A = 28,26 inch²