bab ii landasan teori - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/44887/3/bab ii.pdf · kemampuan tahan...
Post on 04-Nov-2019
22 Views
Preview:
TRANSCRIPT
3
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Stainless steel
Kemampuan tahan karat diperoleh dari terbentuknya lapisan film oksida
Kromium, dimana lapisan oksida ini menghalangi proses oksidasi besi (Ferum).
Tentunya harus dibedakan mekanisme protective layer ini dibandingkan baja yang
dilindungi dengan coating (misal Seng dan Cadmium) ataupun cat.Baja tahan karat
atau lebih dikenal dengan Stainless Steel adalah senyawa besi yang mengandung
setidaknya 10,5% Kromium untuk mencegah proses korosi (pengkaratan logam).
Komposisi ini membentuk protective layer (lapisan pelindung anti korosi) yang
merupakan hasil oksidasi oksigen terhadap Krom yang terjadi secara spontan.
2.2 Kandungan atom / unsur dan ikatannya
Baja stainless merupakan baja paduan yang mengandung minimal 10,5% Cr.
Sedikit baja stainless mengandung lebih dari 30% Cr atau kurang dari 50% Fe. Daya
tahan Stainless Steel terhadap oksidasi yang tinggi di udara dalam suhu lingkungan
biasanya dicapai karena adanya tambahan minimal 13% (dari berat) Krom. Krom
membentuk sebuah lapisan tidak aktif , Kromium(III) Oksida (Cr2O3) ketika bertemu
Oksigen.
Lapisan ini terlalu tipis untuk dilihat, sehingga logamnya akan tetap berkilau.
Logam ini menjadi tahan air dan udara, melindungi logam yang ada di bawah lapisan
tersebut. Fenomena ini disebut Passivation dan dapat dilihat pada logam yang lain,
seperti pada Alumunium dan Titanium.
4
Pada dasarnya untuk membuat besi yang tahan terhadap karat, Krom
merupakan salah satu bahan paduan yang paling penting. Untuk mendapatkan besi
yang lebih baik lagi, diantaranya dilakukan penambahan beberapa zat- zat berikut;
Penambahan Molibdenum (Mo) bertujuan untuk memperbaiki ketahanan korosi
pitting di lingkungan Klorida dan korosi celah unsur karbon rendah dan penambahan
unsur penstabil Karbida (Titanium atau Niobium) bertujuan menekan korosi batas
butir pada material yang mengalami proses sensitasi.
Penambahan Kromium (Cr) bertujuan meningkatkan ketahanan korosi dengan
membentuk lapisan oksida (Cr2O3) dan ketahanan terhadap oksidasi temperatur
tinggi. Penambahan Nikel (Ni) bertujuan untuk meningkatkan ketahanan korosi
dalam media pengkorosi netral atau lemah. Nikel juga meningkatkan keuletan dan
mampu meningkatkan ketahanan korosi tegangan. Unsur Aluminium (Al)
meningkatkan pembentukan lapisan oksida pada temperatur tinggi.
2.3 Proses membuat stainless steel
Stainless steel atau baja paduan. Kandungan Kromium membuat logam non-
korosif dan mengkilap. Logam anti karat dan logam bebas noda ini digunakan secara
luas dalam industri penerbangan dan merupakan bagian tak terpisahkan dari
kehidupan sehari-hari kita melalui penggunaannya dalam alat-alat makan dan barang
rumah tangga lainnya.
Baja stainless metallurgically didefinisikan sebagai paduan dengan kromium
11%. Logam ini populer digunakan di peralatan rumah tangga dan industri, karena
5
tidak menimbulkan korosi, karat noda atau semudah baja biasa. Paduan ini juga
disebut sebagai CRES atau baja tahan korosi, terutama ketika paduan tidak dinilai.
Nilai yang berbeda dari baja stainless mempunyai jumlah yang berbeda dari
Kromium untuk menghasilkan film yang diinginkan Kromium oksida. Ini adalah
reaksi kimia antara Kromium dan Oksigen atmosfer yang mencegah korosi
permukaan, dan sepanjang struktur internal.
Stainless steel terbuat dari bijih besi, silikon, krom, karbon, nikel, mangan dan
nitrogen. Pembuatan baja stainless terdiri dari serangkaian proses. Bahan baku yang
pertama mencair dalam tungku listrik . Mereka dikenakan setidaknya 12 jam panas
intens. Selanjutnya campuran dilemparkan ke balik lempeng mekar atau billet,
sebelum mengambil suatu bentuk semi-padat. Bentuk awal dari baja ini kemudian
diproses melalui ‘membentuk’ operasi yang mencakup hot-rolling ke bar, kabel,
lembaran dan lempengan. Dari sini, baja dikenakan anil. Sehingga logam ini dirawat
karena tekanan internal dan sepatutnya melunak dan diperkuat. Segmen dari stainless
steel pengolahan juga disebut ‘pengerasan usia’ sebagai. (L. Mott, Robert., Elemen-
Elemen Mesin Dalam Perancangan Mekanis, Buku Ke Satu, Andi, Yogyakarta, 2009)
2.4 Sifat fisik stainless steel
Stainless steel juga dikenal dengan nama lain seperti CRES atau baja tahan
korosi, baja Inox. Komponen stainless steel adalah Besi, Krom, Karbon, Nikel,
Molibdenum dan sejumlah kecil logam lainnya. Komponen ini hadir dalam proporsi
yang bervariasi dalam varietas yang berbeda.
6
Dalam stainless steel, kandungan Krom tidak boleh kurang dari 11%.
Beberapa sifat fisik penting dari stainless steel tercantum di bawah ini:
Stainless steel adalah zat keras dan kuat.
Stainless steel bukan konduktor yang baik (panas dan listrik).
Stainless steel memiliki kekuatan ulet tinggi. Ini berarti dapat dengan mudah
dibentuk atau bengkok atau digambar dalam bentuk kabel.
Sebagian varietas dari stainless steel memiliki permeabilitas magnetis. Mereka
sangat tertarik terhadap magnet.
Tahan terhadap korosi.
Tidak bisa teroksidasi dengan mudah.
Stainless steel dapat mempertahankan ujung tombak untuk suatu jangka
waktu yang panjang.Bahkan pada suhu yang sangat tinggi, stainless steel
mampu mempertahankan kekuatan dan tahanan terhadap oksidasi dan korosi.
Pada temperatur cryogenic, stainless bisa tetap sulit berubah
2.5 Keuntungan baja stainless stell
1. DayaTahan Korosi
Semua baja stainless mempunyai daya tahan yang tinggi terhadap korosi.
Angka-angka logam campuran yang rendah menahan korosi pada kondisi-kondisi
ruang hampa, angka-angka campuran logam yang tinggi dapat menahan korosi pada
kebanyakan asam, larutan alkalin, dan lingkungan-lingkungan yang menghasilkan
klorida , bahkan pada suhu dan tekanan yang dinaikkan.
7
2. Daya Tahan Suhu Rendah dan Tinggi
Beberapa angka akan menahan penskalaan dan pengaturan daya yang tinggi
pada suhu-suhu yang sangat tinggi, sementara yang lain menunjukkan pengecualian
kekerasan pada suhu-suhu cryogenic.
3. Kemudahan dalam pembuatan
Mayoritas baja-baja stainless dapat dipotong, dilas, dibentuk, dimesinkan, dan
dibuat dengan mudah.
4. Daya sifat-sifat kekerasan yang dibentuk profil
Logam dengan temperature indin dari kebanyakan baja-baja stainless dapat
digunakan dalam merancang mengurangi ketebalan bahan dan mengurangi berat dan
beaya. Baja-baja stainless mungkin diperlakukan panas untuk membua komponen.
5. Pertimbangan Estetika.
Baja-baja stainless tersedia pada kebanyakan lapisan-lapisan penutup
permukaan. Baja stainless ini diatur dengan mudah dan sederhana menghasilkan
kualitas yang tinggi, penampilannnya yang menyenangkan dan memberikan nilai jual
yang tinggi terhadap sebuah produk.
6. Sifat-sifat Higienis
Kemampuan membersihkan dari baja-baja stainless menjadikan pilihan-
pilihan utama di rumah sakit,didapur dalam proses farmasi dan dalam proses
pemasakan atau pematangan suatu makanan.
8
7. Karakteristik Jalan Kehidupan
Baja stainless adalah sebuah bahan yang pemeliharaannya rendah dan tahan
lama dan sering merupakan pilihan paling sedikit mahal dalam perbandingan beaya
jalan kehidupan.
Klasifikasi:
1. 12-14% Kromium(Cr), dimana sifat mekanik bajanya sangat tergantung dari
kandungan unsur Karbon (C).
2. Baja dengan pengerasan lanjut, 10-12% Kromium(Cr), 0.12% Karbon (C) dengan
sedikit tambahan unsur-unsur Mo, V, Nb, Ni dengan kekuatan tekanan mencapai 927
Mpa dipergunakan untuk bilah turbin gas.
3. Baja Kromium tinggi, 17%Cr, 2,5% Ni. Memiliki ketahanan korosi yang sangat
tinggi. Dipergunakan untuk poros pompa, katup dan fitting yang bekerja pada
tekanan dan temperatur tinggi tetapi tidak cocok untuk kondisi asam.
2.6 Jenis stainless steel
Meskipun seluruh kategori SS didasarkan pada kandungan krom (Cr), namun
unsur paduan lainnya ditambahkan untuk memperbaiki sifat-sifat SS sesuai aplikasi-
nya. Kategori SS tidak halnya seperti baja lain yang didasarkan pada persentase
karbon tetapi didasarkan pada struktur metalurginya. Menurut sifat kimia dari
stainless steel lima golongan utama SS adalah Austenitic, Ferritic, Martensitic,
Duplex dan Precipitation Hardening SS.
9
2.6.1 Austenitic Stainless Steel
Austenitic SS mengandung sedikitnya 16% Krom dan 6% Nikel
(grade standar untuk 304), sampai ke grade Super Autenitic SS seperti 904L
(dengan kadar Krom dan Nikel lebih tinggi serta unsur tambahan Mo sampai
6%). Molybdenum (Mo), Titanium (Ti) atau Copper (Co) berfungsi untuk
meningkatkan ketahanan terhadap temperatur serta korosi. Austenitic cocok
juga untuk aplikasi temperature rendah disebabkan unsur Nikel membuat SS
tidak menjadi rapuh pada temperatur rendah.
Sifat-sifat Dasar Baja Austenitic
Daya tahan korosi yang sangat bagus dalam asam organik, industri,
dan lingkungan laut.
Kemampuan mengelas yang sangat bagus (semua proses)
Kemampuan membentuk, kemampuan pembuatan dan sifat kenyal
yang sangat bagus
Sifat-sifat suhu tingginya bagus dan suhu rendahnya sangat bagus
(kekerasan tinggi pada semua suhu)
Tidak mengandung magnit (jika dikuatkan)
Dapat dikeraskan hanya dengan dibentuk profil logam dengan
temperatur dingin (logam-logam campuran ini tidak dapat dikeraskan
dengan perlakuan panas)Pemakaian Umum
Alat pengatur cahaya floppy disk komputer
Per kunci keyboard komputer
10
Bak cuci dapur
Alat pemrosesan makanan
Aplikasi kearsitekan
Alat kimia dan tanaman
2.6.2 Ferritic Stainless Steel
Kelompok logam campuran ini biasanya hanya mengandung
Kromium, dengan keseimbangan kebanyakan Fe. Logam-logam campuran ini
merupakan baja-baja stainless Kromium yang sederhana dengan kandungan
Kromium 10,5 – 18 % seperti grade 430 dan 409. Jenis Ferritic agak sedikit
kurang mempunyai sifat kenyal daripada jenis austenitic. Ketahanan korosi
tidak begitu istimewa dan relatif lebih sulit di fabrikasi / machining. Tetapi
kekurangan ini telah diperbaiki pada grade 434 dan 444 dan secara khusus
pada grade 3Cr12.
Sifat-sifat Dasar Baja Ferritic
Cukup untuk peningkatan daya tahan korosi yang bagus dengan
kandungan Chromium
Tidak dapat dikeraskan dengan perlakuan panas dan selalu digunakan
dalam magnet yang dikuatkan
Kemampuan mengelasnya sedikit
Kemampuan membentuknya tidak sebagus austenitic
Pemakaian Umum
Pusat floppy disk komputer
11
Trim automotive
Alat pembuangan uap automotive
Alat colliery
Tangki air panas
2.6.3 Martensitic Stainless Steel
SS jenis ini memiliki unsur utama Krom (masih lebih sedikit jika
dibanding Ferritic SS) dan kadar karbon relatif tinggi (0,1 – 1,2%) misal grade
410 dan 416. Grade 431 memiliki Krom sampai 16% tetapi mikrostrukturnya
masih martensitic disebabkan hanya memiliki Nikel 2%. Merupakan baja
pertama yang dikembangkan secara komersial (sebagai cutlery).
Sifat-sifat Dasar Baja Martensitic
Daya tahan korosinya sedang
Dapat dikeraskan dengan perlakuan panas dan oleh karena itu tingkat
kekerasan dan daya tahannya tinggi
Kemampuan mengelasnya kurang
Bersifat magnetic Pemakaian Umum
Mata pisau
Alat–alat bedah
Tangkai / batang
Kumparan
Peniti
12
2.6.4 Duplex Stainless Steel
Disebut Duplex dikarenakan kandungan Nikel tidak cukup untuk
menghasilkan susunan austenitic secara penuh dan hasil kombinasi susunan
ferritic dan austenitic. Duplex SS seperti 2304 dan 2205 (dua angka pertama
menyatakan persentase Krom dan dua angka terakhir menyatakan persentase
Nikel) memiliki bentuk mikrostruktur campuran austenitic dan ferritic.
Duplex ferritic-austenitic memiliki kombinasi sifat tahan korosi dan
temperatur relatif tinggi atau secara khusus tahan terhadap Stress Corrosion
Cracking. Meskipun kemampuan Stress Corrosion Cracking-nya tidak sebaik
ferritic SS tetapi ketangguhannya jauh lebih baik jika dibandingkan dengan
ferritic SS dan lebih buruk dibanding austenitic SS. Sementara kekuatannya
lebih baik dibanding austenitic SS (yang di annealing) kira-kira 2 kali lipat.
Sebagai tambahan, Duplex SS ketahanan korosinya sedikit lebih baik
dibanding 304 dan 316 tetapi ketahanan terhadap pitting corrosion jauh lebih
baik dibanding 316. Ketangguhannya Duplex SS akan menurun pada
temperatur dibawah – 50 oC dan diatas 300 oC. Kebanyakan baja Duplex
mengandung Mo dalam jarak 2,5-4%.
Sifat-sifat Dasar Baja Duplex
Daya tahan yang tinggi untuk menekan keretakan korosi
Daya tahan yang dinaikkan pada serangan ion Klorida
Perenggangan dan kuat luluh yang lebih tinggi dari baja-baja
austenitic dan ferritic
13
Kemampuan peleburan, kemampuan membentuk yang baik
Pemakaian Umum Penerapan di laut, terutama sekali pada suhu-suhu
yang dinaikkan dengan rendah (eksplorasi gas lepas pantai)
Instalasi penghilangan zat garam / rasa asin
Perubah panas Instalasi petro kimia
2.7 Stainless steel dalam industri makanan dan minuman
Stainless steel adalah logam paduan dari beberapa unsur logam dengan
komposisi tertentu. Sehingga didapatkan sifat baru dari logam tersebut yang lebih
kuat, lebih tahan terhadap korosif, dan sifat unggul lainnya. Stainless steelterbagi
menjadi beberapa grade berdasarkan struktur metalurginya. Khusus untuk aplikasi
dalam pembuatan mesin pengolah makanan, biasanya digunakan jenis stainless steel
food grade (SS 304, SS 316).
Penggunaan alat pengolah makanan yang terbuat dari logam tahan karat
(stainless steel) food grade sudah menjadi kebutuhan bagi industri pengolah
makanan. Hal ini dilakukan agar kualitas produk makanan atau minuman yang
dihasilkan tetap terjaga dan aman bagi kesehatan konsumen.
Berikut beberapa alasan perlunya penggunaan plat stainless steel food grade pada alat
pengolah makanan dan minuman yaitu :
1. Untuk menghindari kontaminasi kimia baja terhadap produk makanan
Dengan memilih tipe stainless steel yang tepat, maka hampir tidak ada
kontaminasi bahan kimia logam terhadap produk olahan makanan, seperti perubahan
14
warna dan rasa. Biasanya grade yang tepat untuk produk makanan dan minuman
adalah grade SS 304 atau SS 316.
2. Mudah dibersihkan, anti korosif, dan tahan terhadap bakteri
Pada hi-grade stainless steel mudah dibersihkan dari kontaminasi luar karena
memiliki permukaan yang halus. Sifat keras dan ketahanan impak baja tahan karat
juga memberikan dampak positif saat proses pembersihan komponen
dilakukan. Ketahanan terhadap korosi yang tinggi memudahkan pengguna dapat
membersihkan dengan pembersih dan disinfektant yang tergolong korosif.
3. Sifat mekanik yang cukup baik secara keseluruhan
Kekuatan, ketahanan, dan ketahanan abrasi yang tinggi pada baja tahan karat
(stainless steel) austenitik nilai positif dalam penggunaan untuk aplikasi di industri
makanan dan minuman.
Nah, setelah kita mengetahui alasan mengapa stainless steel dibutuhkan dalam
penggunaan alat atau mesin pengolah makanan, selanjutnya mari kita pelajari aplikasi
dari stainless steel dalam dunia Industri.
Berikut beberapa aplikasi penggunaan komponen terbuat dari baja tahan karat
(stainless steel) yaitu:
1. Industri Pengolahan Buah (Keripik buah, jus buah, dll)
Secara umum mesin-mesin pengolahannya terbuat dari stainless food grade.
Biasanya tipe yang digunakan untuk komponen mesin produksi adalah tipe SS 304.
Kecuali pada proses yang membutuhkan panas yang cukup tinggi menggunakan tipe
SS 316.
15
Pada industri keripik buah, mesin yang menggunakan komponen stainless steel
adalah mesin Vacuum Frying (mesin penggoreng vakum) dan mesin Spinner (mesin
peniris minyak). Tipe stainless steel yang digunakan adalah tipe SS 304 karena panas
yang dibutuhkan termasuk rendah (kurang dari 100oC).
2. Industri Susu
Di Industri susu, penggunaan komponen yang terbuat dari stainless steel
sangat dominan di segala proses produksi. Mulai dari pengelolaan susu di peternakan,
alat pengiriman susu seperti jalur pipa digunakan untuk menyalurkan susu ke tangki
penyimpan dingin, umumnya menggunakan tipe SS 304. Pada plant proses produksi
susu, semua komponen juga terbuat dari stainless steel seperti tangki-tangki
penyimpanan, pasteurizing plate heat exchanger, perpipaan, pompa, sistem
pembersih, dan lain-lain. Tipe SS 304 umumnya digunakan dalam komponen-
komponen tersebut, namun kadang-kadang tipe SS 316 digunakan pada heat
exchanger plate untuk mencegah resiko terhadap korosi retak tegang saat komponen
dibersihkan dengan larutan disinfektan.
3. Industri yang lainnya
Penggunaan baja tahan karat juga digunakan industri lainnya seperti industri
kue, pengolahan daging, restoran, dan industri agro lainnya.
Melihat alasan penggunaan dan aplikasi dari baja tahan karat (stainless steel) dalam
industri makanan dan minuman, maka industri pembuat mesin atau alat pengolah
makanan dan minuman perlu menjaga kualitas produk mesin yang dihasilkan. Yakni
dengan konsisten menggunakan jenis grade stainless steelyang tepat sesuai kebutuhan
penggunaan.
17
2. Melipat gandakan gaya, pada sistem hidrolik gaya yang kecil dapat
menghasilkan gaya yang besar dengan variasi diameter silinder.
3. Relatif aman, dibanding sistem yang lain, kelebihan beban (over load)
mudah dikontrol dengan menggunakan relief valve.
b. Kekurangan Sistem Hidrolik
Sistem hidrolik memiliki pula beberapa kekurangan :
1. Minyak memiliki kepekaan terhadap suhu , beberapa minyak hidrolik
seperti minyak pelumas mineral mudah terbakar dan dapat menguap pada
suhu yang tinggi.
2. Perubahan Viskositas minyak, minyak hidrolik akan mengalami perubahan
viscositas dengan lamanya masa kerja (dikarenakan gesekan yang
terjadi).(Prof. Dr. Ir. Dahmir Dahlan M.Sc., elemen mesin, citra harta
prima, Jakarta, 2012)
2.8.2 Prinsip Dasar System Hidrolik
Hukum Pascal:
Prinsip dasar dalam sistem hidrolik berasal dari hukum Pascal yang pada
intinya mengatakan bahwa dalam suatu bejana tertutup yang ujungnya terdapat
beberapa lubang yang sama besar berisi fluida dan diberikan tekanan yang sama
pada setiap titiknya maka akan dipancarkan kesegala arah dengan tekanan dan
jumlah aliran yang sama. Dari pengertian tersebut dapat diperoleh suatu bentuk
dasar sistem hidrolik seperti gambar berukut ini:
18
Gambar 2.2: Prinsip dasar sistem hidrolik
(Sumber:Gambar Sendiri)
Dari gambar diatas diperoleh persamaan sebagai berikut:
1 2
1 2
F F
A A ………………………………………………… (2.1)
1
2
1
2
Dimana:
F = Gaya masuk
F = Gaya keluar
A = Luassilinder kecil
A = Luassilinder besar
Dari persamaan di atas dapat diketahui nilai F dipengaruhi oleh besar kecilnya
luas penampang dari piston A2 dan A1. Dalam sistem hidrolik hal ini
dimanfaatkan untuk merubah gaya tekan fluida yang dihasilkan oleh pompa
hidrolik untuk menggerakkan silinder hidrolik.
2.8.3 Komponen Penyusun System Hidrolik
a. Motor Listrik
Motor listrik adalah penggerak utama dari semua komponen hidrolik dan
berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Kerja dari
motor itu sendiri dengan bantuan arus AC diubah menjadi gerak putar pada
poros input motor.
19
Gambar 2.3: Motor Listrik
(https://www.niagamas.com/)
b. Pompa Hidrolik
Pompa hidrolik digunakan untuk mengubah energi mekanik menjadi energi
hidrolik dengan cara menekan fluida hidrolik ke dalam sistem. Pompa yang
banyak digunakan yang dibagi menjadi sebagai berikut:
1. Pompa Gigi ( Gear Pump )
a. Pompa gigi external ( external Gear Pump )
Pompa ini mempunyai konstruksi yang sederhana, dan pengoperasionalnya juga
mudah, banyak digunakan dalam peralatan konstruksi dan mesin-mesin
perkakas.
Gambar 2.4: External Gear Pump
(hydraulic-training/hydraulic-circuit-components/hydraulic-pump/)
20
b. Pompa gigi internal ( internal Gear Pump )
Pompa ini mempunyai keunggulan pulsasi yang kecil dan tidak mengeluarkan
bunyi keras. Ukurannya kecil dan dapat dipakai pada instalasi ruang yang
sempit.
Gambar 2.5: Internal Gear Pump
(hydraulic-training/hydraulic-circuit-components/hydraulic-pump/)
2. Pompa Piston Axial
a. Tipe sumbu bengkok (bend axial type)
Piston dan silinder blok pada Pompa tipe ini tidak sejajar dengan as penggerak
tapi dihubungkan pada suatu sudut. Dengan mengubah sudut dan sumbu maka
keluarnya minyak dan arah hisap dapat diatur.
Gambar 2.6: Pompa Tipe Sumbu Bengkok
(hydraulic-training/hydraulic-circuit-components/hydraulic-pump/)
21
b. Tipe plat pengatur ( Swash plate type)
Dalam type ini letak piston dan silinder blok sejajar dengan as dan Pengeluaran
minyak dapat distel bebas dengan merubah sudut, serta saluran hisap dan keluar
dapat dibalik.
Gambar 2.7: Pompa Axial Tipe Alat Pengatur
(hydraulic-training/hydraulic-circuit-components/hydraulic-pump/)
c. Katup (Valve)
Katup berfungsi sebagai pengatur tekanan dan aliran fluida yang mengalir ke
silinder kerja. Menurut pemakainnya, katup hidrolik dibagi menjadi tiga
macam, antara lain :
1. Katup Pengatur Tekanan (Relief Valve)
Katup pengatur tekanan digunakan untuk mengontrol kelebihan tekanan,
katup ini akan membuka saat tekanan fluida lebih besar dari tekanan
katupnya, dan begitu pula sebaliknya.
Gambar 2.8: Katup pengatur tekanan.
(hydraulic-training/hydraulic-circuit-components/hydraulic-pump/)
22
2. Katup Pengatur Arah Aliran (Flow Control Valve)
Katup pengontrol arah berfungsi untuk menghidupkan, mengontrol arah,
mempercepat dan memperlambat suatu gerakan dari silinder kerja hidrolik.
Gambar 2.9: Katup pengtur arah aliran
(hydraulic-training/hydraulic-circuit-components/hydraulic-pump/)
3. Katup Pengatur Jumlah Aliran (Flow Control Valve)
Katup ini merupakan sebuah katup yang berfungsi untuk mengatur
kapasitas aliran fluida dari pompa ke silinder atau mengatur
kecepatan aliran fluida dan kecepatan gerak piston dari silinder.
Gambar 2.10: Flow control throttling valve
(hydraulic-training/hydraulic-circuit-components/hydraulic-pump/)
d. Silinder Kerja Hidrolik
Silinder hidrolik adalah sebuah silinder mekanik yang menghasilkan gaya
searah melalui gerakan stroke yang searah. Silinder ini merupakan komponen
untuk merubah dan meneruskan daya dari tekanan fluida, dimana fluida akan
23
mendesak piston untuk melakukan gerak translasi. Menurut kontruksi, silinder
kerja hidrolik dibagi menjadi dua macam antara lain :
1. Silinder kerja penggerak tunggal (single Acting)
Silinder ini memiliki satu buah ruang fluida kerja. Kondisi ini
mengakibatkan silinder kerja hanya bisa melakukan gerakan tekan.
untuk kembali ke posisi semula menggunakan tenaga dari luar.
Gambar 2.11: Silinder kerja penggerak tunggal
(hydraulic-training/hydraulic-circuit-components/hydraulic-pump/)
2. Silinder kerja penggerak ganda (double Acting)
Silinder ini memiliki dua buah ruang fluida kerja yaitu pada ruang
silinder di atas piston dan di bawah piston. Dengan begitu silinder
kerja dapat melakukan gerakan bolak-balik atau maju-mundur.
Gambar 2.12: Silinder kerja penggerak ganda
(hydraulic-training/hydraulic-circuit-components/hydraulic-pump/)
24
e. Fluida Kerja
Fluida kerja memiliki fungsi sebagai media penghantar energi, pelumas, media
penghilang kalor yang timbul akibat tekanan yang ditingkatkan dan meredam
getaran/suara. Ada beberapa persyaratan yang harus diperhatikan di dalam
pemilihan fluida kerja:
1. Fluida kerja harus memiliki sifat pelumasan yang baik, meskipun
terjadi perubahan temperatur dan tekanan kerja.
2. Fluida kerja harus tetap stabil dan tidak kehilangan sifat kimiawinya,
saat terjadi perubahan tekanan dan temperatur kerja.
3. Fluida kerja harus mempunyai nilai viskositas yang menguntungkan
yaitu antara 0,2 sampai 0,3 cm2
4. Tegangan permukaan minyak tidak boleh terlalu besar, agar
terbentuknya buih dapat dibatasi.
5. Pada temperatur kerja tidak boleh terbentuk uap yang merugikan.
6. Fluida kerja harus memiliki kalor jenis yang tinggi.
7. Kadar zat padat yang ada dalam fluida kerja dalam jumlah terbatas.
8. Fluida kerja harus dapat melindungi komponen hidrolik dari korosi
9. Pada saat pemanasan, fluida kerja tidak boleh cepat teroksidasi.
10. Memiliki titik nyala yang tinggi.
11. Titik bekunya harus rendah.
25
f. Saringan Oli ( Oil Filter )
Oli Filter berfungsi menyaring kotoran dari minyak hidrolik. Dengan adanya
filter, diharapkan efisiensi peralatan hidrolik dapat ditinggikan dan umur
pemakaian lebih lama.
Gambar 2.13: Filter Tangki (kiri) dan Filter Pipa (kanan)
(http://mobilupdate.net)
g. Pipa Saluran Fluida
Pipa Saluran Fluida berfungsi untuk meneruskan fluida kerja yang bertekanan
tinggi dari pompa pembangkit tekanan ke silinder kerja. Pemilihan pipa saluran
minyak harus memenuhi syarat :
1. Mampu menahan tekanan yang tinggi dari fluida.
2. Koefisien gesek dari dinding bagian dalam pipa harus kecil.
3. Dapat menyalurkan panas dengan baik.
4. Tahan terhadap perubahan tekanan dan suhu.
5. Tahan terhadap perubahan cuaca
6. Berumur relatif panjang.
7. Tahan terhadap korosi.
26
h. Manometer
Biasanya pengatur tekanan dipasang dan dilengkapi dengan sebuah alat yang
dapat menunjukan besar tekanan fluida yang keluar. Prinsip kerja alat ini
ditemukan oleh Bourdon.
Gambar 2.14: Pengukur Tekanan (Manometer)
(http://rahmatcorps.blogspot.com)
2.8.4 Pelumasan Pada System Hidrolik
Pada bidang yang selalu bergesekan, cepat atau lambat akan timbul panas dan
apabila panas tersebut tidak dikurangi, maka bidang tersebut akan memuai.
Pemuaian akan mengakibatkan kesulitan dalam meluncur/berputar yang akan
menimbulkan keausan komponen, untuk mengurangi keausan tersebut
diperlukan pelumasan yang baik.
a. Minyak Pelumas ( lubbricating oil )
Minyak pelumas banyak digunakan untuk mengurangi gesekan,
menghindarkan keausan, membuang panas yang timbul, memberikan
perlindungan terhadap timbulnya karat dan juga untuk membersihkan
permukaan benda yang bergesekan.
27
Viskositas atau kekentalan merupakan hal penting pelumasan. Minyak
pelumas dengan viskositas rendah maksudnya adalah minyak tersebut encer,
lapisan minyak sangat tipis dan mudah mengalir. Minyak pelumas dengan
viskositas tinggi maksudnya adalah minyak tersebut kental, lapisan minyak
sangat tebal dan sulit mengalir tetapi tahan terhadap beban yang berat. Jenis
minyak pelumas ditentukan menurut kekentalannya, berdasarkan angka
indeks yang disebut SAE (Society of Automotive Engineer) yang terdapat di
USA, antara lain :
1) Minyak pelumas peringkat tunggal
Minyak ini mempunyai karakteristik viskositas tunggal. Misalnya
minyak pelumas SAE 10, SAE 20, SAE 30 dan SAE 40. Minyak
pelumas tipe ini digunakan pada peralatan mesin yang rentang
temperatur lingkungan operasinya relatif pendek.
2) Minyak pelumas peringkat ganda
Minyak pelumas ini mempunyai karakteristik ganda dan digunakan
pada mesin yang rentang suhu operasi lingkunganya relatif panjang.
Minyak pelumas tersebut antara lain : SAE 10 W-30, SAE 15 W-40
dan lain sebagainya.
b. Minyak hidrolik ( hydrolic oil )
Pada dasarnya setiap cairan dapat digunakan sebagai media transfer daya.
Tetapi dalam sistem hidrolik memerlukan persyaratan-persyaratan tertentu
seperti telah dibahas sebelumnya berhubung dengan konstruksi dan cara
28
kerja sistem. Secara garis besar cairan hidrolik dikelompokkan menjadi dua
yaitu :
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 (3) kelas :
1. Hydraulic oil HL
2. Hydraulic oil HLP
3. 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
29
P = kode untuk additive yang meningkatkan kemampuan menerima beban.
68 = tingkatan viskositas oli.( Subardi, ST, MT., Perancangan Wire Rope
Gantry Crane, Sttnas, Yogyakarta, 2011)
top related