MATERI : Sistem hidrolik dan Kompresor Lengkap
Hallo, Pada kesempatan kali ini saya akan memberikan sebuah materi seputar dunia otomotif/permesinan untuk anak-anak Sekolah Menengah Kejuruan (SMK). berikut ini adalah materi yang membahas tentang Sistem Kerja Hidrolik dan kompresor. materi ini saya rangkum dari berbagai sumber dan saya susun sedemikian rupa agar terlihat sedikit lebih rapi. Untuk kalian yang menginginkan Soft Copy (File dalam bentuk MS. Word) berikut ini saya berikan filenya : MATERI : Sistem hidrolik dan Kompresor Lengkap
SISTEM HIDROLIK
v Pengertian
Sistem hidrolik adalah suatu system pemindah
tenaga dengan menggunakan zat cair atau fluida sebagai perantara. Dimana fluida
penghantar ini dinaikan tekanannya oleh pompa pembangkit tekanan yang kemudian
diteruskan ke silinder kerja melalui pipa-pipa saluran dan katup-katup. Gerakan
translasi batang piston dari silinder
kerja yang diakibatkan oleh tekanan fluida pada
ruang silinder dimanfaatkan untuk gerak maju dan mundur.
v Macam – Macam Sistem Hidrolik
Hidrolik terbagi dalam 2 bagian :
a. Hidrodinamika : yaitu Ilmu
yang mempelajar tentang zat cair yang bergerak
b. Hidrostatik : yaitu Ilmu
yang mempelajari tentang zat cair yang bertekanan
Pada hidrostatik adalah kebalikan dari
Hidrodinamika yaitu zat cair yang digunakan sebagai media tenaga, zat cair
berpindah menghasilkan gerakan dan zat cair berada dalam tabung tertutup
v Dasar- dasar Sistem Hidrolik
a. Hukum Pascal
Prinsip dasar sistem hidrolik berasal dari hukum
pascal, dimana tekanan dalam fluida statis harus mempunyai sifat-sifat sebagai
berikut:
1) Tekanan bekerja tegak lurus pada permukaan
bidang.
2) Tekanan disetiap titik sama untuk semua arah.
3) Tekanan yang diberikan kesebagian fluida
dalam tempat tertutup, merambat secara seragam ke bagian lain fluida.
v Keuntungan dan Kelebihan
Adapun keuntungannya adalah sebagai berikut:
a. Dapat menyalurkan torque dan gaya yang besar
b. Pencegahan overload tidak sulit
c. Kontrol gaya pengoperasian mudah dan cepat.
d. Pergantian kecepatan lebih mudah
e. Getaran yang timbul relatif lebih kecil
f. Daya tahan lebih lama.
Namun system hydraulic ini juga mempunyai
beberapa kekurangan yaitu:
a. Peka terhadap kebocoran
b. Peka terhadap perubahan temperature
c. Kadang kecepatan kerja berubah
d. Kerja system saluran tidak sederhana.
v Hal yang menyebabkan aliran fluida
terhambat
Hal hal yang menyebabkan aliran fluida terhambat
adalah:
a. Beban piston silinder, semakin besar beban
semakin besar tekanan yang dibutuhkan.
b. Jika ada back pressure, maka aliran akan
terhambat.
c. Sirkuit hydraulic yang ada, hose, valve,
fitting, filter dan orifice akan menyebabkan gesekan dan fluida sulit untuk
mengalir.
Catatan: Gesekan aliran akan semakin besar jika:
- Bertambah panjangnya pipa atau hose
- Kecepatan oli
- Berkurang dengan besarnya diameter saluran.
- Berkurang karena temperatur oli
v Fluida Hidrolik
Pada system hydraulic, fluida yang umum
digunakan adalah oli. Oli yang umum digunakan adalah:
a. Oli mesin ( Engine oil)
b. Oli hydraulic (hidrolik oil)
Oli Mesin (Engine Oil)
Kekentalan (viscosity)
Kekentalan oli mesin dinyatakan dalam SAE
(Society of Automotive Engineering) dimana makin besar angkanya berarti oli
mesin tersebut semakin kental. Contoh SAE 10, SAE 20, SAE 30.
Klasifikasi Oli mesin dinyatakan dalam API
(American Petrolium Institute), dimana makin tinggi huruf akhir maka
klasifikasi oli makin baik.
Contoh:
Untuk Diesel engine CA, CB, CC, CD
Untuk gasoline engine: SA, SB, SC, SD, SE, SF
Oli Hydraulic
Pada oli hydraulic mempunyai kekentalan dan
klasifikasi sebagaimana oli mesin, hanya tidak dinyatakan dalam SAE maupun kode
API service.
Sifat oli pada system hidrolik:
a. Bersifat tidak dapat dimampatkan
(uncrompressible).
b. Bersifat mudah mengalir (fluidity).
c. Harus stabil sifat fisika dan kimianya.
d. Mempunyai sifat melumasi.
e. Mencegah terjadinya karat.
f. Bersifat mudah menyesuaikan dengan tempat.
g. Dapat memisahkan kotoran kotoran.
Fungsi fungsi fluida hidrolik:
Transmisi daya Menurut prinsip Pascal, daya
hidrolik merupakan hasil kali antara transmisi (tekanan) gaya dengan debit
aliran yaitu PQ/60 KW
Pelumasan Mencegah keausan dan gesekan pada
komponen
Menutup Kekentalan oli akan membantu menutup
celah antar komponen.
Mendinginkan Mencegah timbulnya panas, panas
yang berlebihan akibat keausan, kehilangan tekanan, kebocoran internal.
Kerusakan Pada Oli.
Penggunaan oli hidrolik harus dijaga dari
kerusakan, karena kerusakan oli hidrolik bisa mengakibatkan kerja yang tidak
maksimal dari unit. Berikut adalah beberapa penyebab kerusakan oli:
o Kontaminasi (contamination)
Yaitu kerusakan yang diakibatkan pengaruh atau
kesalahan dari luar luar oli tersebut.
o Deteriorasi (deterioration)
Yaitu kerusakan oli yang disebabkan oleh
pengaruh dari oli itu sendiri
Selanjutnya pada gambar berikut ditunjukan
ganguan gangguan yang terjadi jika oli mengalami kerusakan.
v Komponen, Simbol Dan Diagram Hidrolik
Komponen hidrolik dalam system pemindah tenaga
dengan system hidrolik sangat penting untuk diketahui, fungsi dan cara
kerjanya. Pembacaan symbol symbol hidrolik sangatlah sederhana namun sangat
lengkap dan mewakili sesuai dengan kerja komponen yang sebenarnya.
Sebagai contoh pada symbol pompa, maka symbol
digambar sama persis dengan cara kerja pompa yang sebenarnya .
Komponen dan Simbol
a. Hidrolik Tangki / Hydraulic Reservoir
Tangki hydraulic sebagai wadah oli untuk
digunakan pada sistem hidrolik.
Oli panas yang dikembalikan dari sistem/actuator
didinginkan dengan cara menyebarkan panasnya. Dan menggunakan oil cooler
sebagai pendingin oli, kemudian kembali ke dalam tangki. Gelembung-gelembung udara dari oli
mengisi ruangan diatas permukaan oli.Untuk mempertahankan kondisi oli baik
selama mesin operasi, dilengkapi dengan saringan yang bertujuan agar kotoran jangan
masuk kembali tangki.
Hidrolik tangki diklasifikasikan sebagai Vented
Type reservoir atau pressure reservoir, dengan adanya tekanan di dalam tangki,
masuknya debu dari udara akan berkurang dan oli akan didesak masuk kedalam
pompa.
b. Pompa
Pompa hydraulic berfungsi seperti jantung dalam
tubuh manusia adalah sebagai pemompa darah
Pompa hidrolik merupakan komponen dari sistem
hidrolik yang membuat oli mengalir atau pompa hidrolik sebagai sumber tenaga
yang mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga hidrolik.
Klasifikasi pompa
Non Positive Displacement pump : mempunyai penyekat antara lubang masuk/inlet
port dan lubang keluar/out port, sehingga cairan dapat mengalir di dalam pompa
apabila ada tekanan.
Contoh : Pompa air termasuk disebut juga tipe
non positive diplasement.
Positive diplacement pump : Memiliki lubang masuk/inlet port dan lubang
keluar/outlet port yang di sekat di dalam pompa. Sehingga pompa jenis ini dapat
bekerja dengan tekanan yang sangat tinggi dan harus di proteksi terhadap
tekanan yang berlebihan dengan menggunakan pressure relief valve.
Contoh : Pompa hidrolik alat-alat berat
Fixed displacement pump : mempunyai sebuah ruang pompa dengan volume
tetap (fixed volume pumping chamber) Out putnya hanya bisa diubah dengan cara
merubah kecepatan kerja (drive speed )
Variable displacement pump : mempunyai ruang pompa dengan volume
bervariasi, outputnya dapat diubah dengan cara merubah displacement atau drive
speed, fixed displacement pump maupun variable pump dipakai pada alat-alat
pemindah tanah
c. Motor
Simbol untuk Fixed displacement motor adalah
sebuah lingkaran dengan sebuah segitiga di dalamnya.
Simbol pompa mempunyai segitiga yang menunjukkan
arah aliran., dan simbol motor memiliki segitiga yang mengarah ke dalam Simbol
untuk Single elemen pump / motor yang juga termasuk reversible memiliki dua
segitiga di dalam lingkaran, masing-masing menunjukkan arah aliran.
Sebuah variable displacement pump/motor
diperlihatkan sebagai simbol dasar dengan tanda anak panah yang digambarkan
menyilang
d. Saluran Hose, Pipa
Ada tiga macam garis besar yang dipergunakan
dalam penggambaran symbol grafik untuk melambangkan pipa, selang dan saluran
dalam sehubungan dengan komponen-komponen hidrolik
Splid line digunkan melambangkan pipa kerja
hidrolik. Pipa kerja ini menyalurkan aliran utama oli dalam suatu sistem
hidrolik.
Dashed line digunakan untuk mlambangkan pipa
control hidrolik. Pipa control ini menyalurkan sejumlah kecil oli yang
dipergunakan sebagai aliran bantuan untuk menggerakkan atau mengendalikan komponen
hidrolik.
Suatu ilustrasi simbol grafik terdiri dari line
kerja, Line control dan line buang yang saling berpotongan.
Perpotongan di gambarkan dengan sebuah setengah
lingkaran pada titik perpotongan antara satu garis dengan garis line, atau
digambarkan sebagai dua garis yang saling bepotongan.
Hubungan antara dua garis tidak dapat diduga
kecuali jika diperhatikan dengan sebuah titik penghubung. Titik penghubung di
gunakan untuk memperlihatkan suatu ilustrasi dimana garis-garis berhubungan.
Jika sambungan terjadi pada bentuk T , titik
penghubung dapat diabaikan karena hubungan garis antara kedua garis tersebut
terlihat jelas.
Bila diperlihatkan suatu arah aliran tertentu,
tanda kepala panah bisa ditambahkan pada garis di dalam gambar yang menunjukkan
arah aliran oli
e. Silinder hidrolik
Silider hidrolik merubah tenaga zat cair menjadi
tenaga mekanik. Fluida yang tertekan , menekan sisi piston silinder untuk
menggerakan beberapa gerakan mekanis.
Singgle acting cylinder hanya mempunyai satu
port, sehingga fluida bertekanan hanya masuk melalui satu saluran, dan menekan
ke satu arah. Silinder ini untuk gerakan membalik dengan cara membuka valve
atau karena gaya gravitasi atau juga kekuatan spring.
Double acting cylinder mempunyai port pada tiap
bagian sehingga fluida bertekanan bias masuk melalui kedua bagian sehingga bias
melakukan dua gerakan piston.
Kecepatan gerakan silinder tergantung pada fluid
flow rate ( gallon / minute) dan juga volume piston. Cycle time adalah waktu yang dibutuhkan
oleh silinder hidrolik untuk melakukan gerakan memanjang penuh. Cycle time
adalah hal yang sangat penting dalam mendiagnosa problem hidrolik.
Volume = Area x Stroke
CYCLE TIME = (Volume/Flow Rate) x 60
f. Pressure Control Valve
Tekanan hidrolik dikontrol melalui penggunaan sebuah
valve yang membuka dan menutup pada waktu yang berbeda berdasar aliran fluida
by pass dari tekanan tinggi ke tekanan yang lebih rendah. Tanda panah
menunjukan arah aliran oli. Pressure control valve bisanya tipe pilot, yaitu
bekerja secara otomatis oleh tekanan hidrolik, bukan oleh manuasia. Pilot oil
ditahan oleh spring yang biasanya bias di adjust. Semakin besar tegangan
spring, maka semakin besar pula tekanan fluida yang dibutuhkan untuk
menggerakan valve.
g. Pressure Relief Valve
Presure Relief Valve membatasi tekanan maksimum
dalam sirkuit hidrolik dengan membatasi tekanan maksimum pada komponen-komponen
dalam sirkuit dan di luar sirkuit dari tekanan yang berlebihan dan kerusakan
komponen.
Saat Presure relief valve terbuka, Oli
bertekanan tinggi dikembalikan ke reservoir pada tekanan rendah. Presure Relief
valve biasanya terletak di dalam directional control valve.
Ada dua macam relief valve yang digunakan yaitu
:
Direct Acting Relief Valve yang menggunakan
sebuah pegas kuat untuk menahan aliran dan membuka pada saat tekanan hidrlik
lebih besar daripada tekanan pegas Pilot Operated relief valve yang menggunakan
tekanan pegas dan tekanan oli untuk menjalankan relief valve dan merupakan
jenis yang lebih umum dipakai
h. Directional Controll Valve.
Aliran fluida hidrolik dapat dikontrol dengan
menggunakan valve yang hanya memberikan satu arah aliran. Valve ini sering
dinamakan dengan check valve yang umumnya menggunakan system bola.
Simbol directional control valve ada yang berupa
gabungan beberapa symbol. Valve ini terdiri dari bagian yang menjadi satu blok
atau juga yang dengan blok yang terpisah. Garis putus putus menunjukan pilot
pressure. Saluran pilot pressure ini akan menyambung atau memutuskan valve
tergantung dari jenis valve ini normaly close atau normally open.
Spring berfungsi untuk mengkondisikan valve
dalam posisi normal. Jika tekanan sudah build up pada sisi flow side valve,
saluran pilot akan akan menekan dan valve akan terbuka. Ketika pressure sudah
turun kembali maka spring akan mengembalikan ke posisi semula dibantu pilot
line pasa sisi satunya sehingga aliran akan terputus. Valve ini juga umum
digunakan sebagai flow divider atau sebagai flow control valve.
i. Flow Control Valve
Fungsi katup pengontrol aliran adalah untuk
mengontrol arah dari gerakan silinder hidrolik atau motor hidrolik dengan
merubah arah aliran oli atau memutuskan aliran oli.
Flow control valve ada beragam macam, tergantung
dari berapa posisi, sebagai contoh:
Flow control valve dua posisi biasanya digunakan
untuk mengatur aliran ke actuator pada system hidrolik sederhana.
Simbol symbol flow control valve dibawah ini
menunjukan beberapa jenis cara pengoperasiannya, ada yang menggunakan handle,
pedal, solenoid dan lain sebagainya.
j. Flow Control Mechanis
Ada kalanya system hidrolik membutuhkan
penurunan laju aliran atau menurunkan tekana oli pada beberapa titik dalam
sistem. Hal ini bias dilakukan dengan memasang restrictor. Restrictor
digambarkan seperti pengecilan dalam system, dapat berupa fixed dan juga
variable, bahakan bias dikontrol dengan system lain.
k. Simbol pengkodisian zat cair
Pengkodisian oli bisa dilakukan dengan berbagai
cara, biasanya berupa filter, pemanas dan pendingin.
Ada 2 jenis saringan yang umum dipakai yaitu :
Strainer
Terbuat dari saringan kawat yang berukuran
halus.
Saringan ini hanya memisahkan partikel-partikel
kasar yang ada didalam oli.
Saringan ini biasanya di pasang di dalam
reservoir tank pada saluran masuk ke pompa.
Filter :
Terbuat dari kertas khusus.
Saringan ini memisahkan partikel-partikel halus
yang ada di dalam oli
Saringan ini biasanya terdapat pada saluran
balik ke reservoir tank
Tugas Hidrolik Oil filter
Menapis kotoran, partikel logam dsb.
Kotoran dapat menyebabkan cepat terjadinya
keausan Oil Pump, Hydrlic Cylinder dan Valve.
Saringan filter yang halus akan menjadi buntu
secara berangsur-angsur sejalan dengan jam operasi mesin, maka elemennya perlu
diganti secara berkala.
Dilengkapi dengan by pass valve sehingga bila
filter buntu, oli dapat lolos dari filter dan kembali ke tangki. Hal ini dapat
mencegah terjadinya tekanan yang berlebihan dan kerusakan pada sistem tersebut.
l. Akumulator
Akumulator berfungsi sebagai peredam kejut dalam
system. Biasanya akumulator terpasang paralel dengan pompa dan komponen
lainnya. Akumulator menyediakan sedikit aliran dalam kondisi darurat pada
sistem steering dan juga rem, menjaga tekanan konstan dengan kata lain sebagai
pressure damper. Umumnya pada sistem hidrolik modern digunakan akumulator
dengan tipe gas.
v Cara Kerja
Cara kerja Sistem Hidrolik
1. Tekanan Hidrolik menggunakan sebuah pompa
(gear pump piston pump No.4) di dalam tangki
hidrolik yang digerakkan oleh sebuah motor yang
terpasang vertikal diatas tangki hidrolik.
2. Minyak hidrolik didorong oleh Radial Piston
Pump (No.4) melalui sebuah Check Valve (No.9) yang berfungsi agar minyak
hidrolik tidak kembali ke pompa penghisap menuju ke Pressure Control
Valve/Relief Valve (No. 7) melalui Four Way 2 Ball Valve-Manifold Block (No.
5).
3. Minyak hidrolik yang berada di dalam Pressure
Control Valve dapat diatur secara manual oleh sebuah Hand Control Valve (No.6)
ini, berfungsi mengatur dengan tangan terhadap posisi hidrolik silinder maju
dan mundur, apabila sistem otomatis maju mundur tidak bisa bekerja lagi atau
rusak.
4. Tekanan minyak dalam Pressure Control Valve
(No.7) digabung dengan sebuah Solenoid Unloading Valve (No.8) yang dipasang
diatas Manifold Block (No.5) mendapat perintah dari Amplifier Card (Relay
Control) untuk membuka katupnya pada saat beban screw press naik dan menutupnya
pada saat beban screw press turun, sehingga sumbu silinder dapat maju mundur
sesuai dengan beban yang distel di amplifier card (relay control) yang dapat
mendeteksi ampere screw press melalui sebuah CT yang terpasang di dalam kotak
starter.
5. Silinder hidrolik mempunyai dua jalur
sambungan, satu didepan dan satu di belakang. Tekanan minyak yang masuk ke
jalur depan, sumbu silinder hidroliknya mundur, dan yang masuk ke jalur
belakang sumbu hidroliknya maju.
6. Minyak hidrolik dapat disirkulasi secara
otomatis dan teratur oleh pompa hidrolik ke dalam tangki hidrolik, didinginkan
melalui sebuah Intergral Oil Cooler (No.17), kemudian disaring oleh Return Line
Filter (No.12). Minyak hidrolik harus tetap bersih dan tidak berkurang.
7. Untuk menambah (atau berkurang) tekanan
hidrolik dapat dibuka dengan cara memutar baut yang terdapat di Pressure
Control Valve/Relief Valve (No.7) secara perlahan-lahan hingga mencapai 45 bar.
Untuk mengetahui besarnya tekanan minyak dapat melihat penunjuknya pada PressureGauge
(No.11). Pressure Control Valve/Relief Valve (No.7) dan SolenoidUnloading Valve
(No.11) berfungsi untuk mengatur arus tekanan ke hidrolik silinder, dan Shut
Off Valve (No.10) yang berfungsi untuk menutup tekanan hidrolikke Pressure
Gauge (No.11).
8. Ketinggian level dan suhu minyak hidrolik
didalam tangki dapat dilihat pada Fluid Level Gauge (No.15).
9. Pengoperasian sistem hidrolik tersebut
diatas, jika menghendaki Elektro Motor Hidrolik (No.2) dapat berhenti pada
tekanan kerja tertentu dan berjalan kembali apabila tekanan kerja berkurang,
maka untuk itu harus dipasang sebuah Pressure Switch .
10. Untuk menstabilkan tekanan kerja
agar tetap apabila elektro motor berhenti, harus pula dipasang akumulator
(integral oil cooler No.17 ditiadakan). (catatan: tanpa akumulator sistem
hidrolik diatas,tekanan kerja juga stabil dan konstan karena pompa hidrolik
tetap bekerja).
11. (Point 9 dan 10 diatas) Dengan menggunakan
pressure switch dan akumulator dalam sistem hidrolik ini agar elektrik motor
dan pompa hidrolik dapat berhenti sejenak (5-30detik) sangatlah tidak efesien
karena biaya perawatannya mahal dan tidak memperoleh hasil yang setimpal.
Adapun elektrik motor dan pompa hidrolik selalu
dalm keadaan ON/OFF seketika karena beban ampere teralu tinggi dan suhu panas
sehingga mudah terbakar.
Pompa yang digerakkan via fleksibel kopling
selalu disentakkan oleh ON/OFF electric motor, maka gigi dan piston pompa cepat
rusak dan sompel.
Perawatan akumulator tidak dapat dilakukan
sendiri setelah beroperasi selam 1-2 tahun, karena harus diulang dengan gas
nitrogen setiap tahun dengan alat suntik khusus-charging kit.
v Klasifikasi
Klasifikasi Pompa Hidrolik
Semua pompa menimbulkan aliran ( flow ).
Prinsipnya operasinya disebut DISPLACEMENT “ dimana zat cair atau fluida
diambil dan dipindahkan ke tempat lain. Secara umum pompa mengubah tenaga
mechanical menjadi tenaga fluida hidrolik. Sedangkan yang dimaksud dengan
DISPLACEMENT adalah volume zat cair yang dipindahkan tiap cycle ( putaran )
dari pompa.
Klasifikasi Pompa.
Pada dasarnya pompa hirolik diklasifikasikan
menjadi :
a. Non positive displacement
Yang dimaksud dengan pompa NON POSITIVE
DISPLACEMENT ialah bila pompa mempunyai karakteristik :
1. Internal leakage besar.
2. Perubahan tekanan mempunyai pengaruh yang
besar terhadap kapasitasnya
b. Positive displacement.
Yang dimaksud dengan pompa POSITIVE DISPLACEMENT
ialah bila pompa mempunyai karakteristik :
1. Internal leakage kecil ( untuk mendapatkan
ini dibuat SEAL atau presisi ).
2. Perubahan tekanan berpengaruh kecil terhadap
kapasitasnya ( dengan dibuatnya presisi / SEAL, akan melawan kebocoran pada
saat tekanan naik ).
SISTEM KOMPRESOR
Kompresor secara sederhana bisa diartikan sebagai alat
yang digunakan untuk menghasilkan udara bertekanan(meningkatkan tekanan udara
dari atmosfir ke tekanan yang dibutuhkan) untuk kebutuhan industry maupun
domestik. Kompresor bisa kita temukan pada transportasi material, control gate
dan valve, pembersihan material, penanganan komponen, spray material.
Sekalipun sama-sama sebagai alat yang digunakan untuk
menghasilkan udara bertekanan, pada masing-masing peralatan yang berbeda, cara
kerja kompresor pun bisa berbeda pula. Tergantung pada kebutuhan operasional
yang disesuaikan dengan tekanan kerja dan volume.
Secara umum kompresor digunakan atau berfungsi
menyediakan udara dengan tekanan tinggi. Prinsip kerja kompresor seperti ini
biasa kita temukan pada mesin otomotif. Fungsi kedua dari kompresor adalah
untuk membantu reaksi kimia dengan cara meningkatkan sistem tekanan. Kompresor
seperti ini bisa ditemukan pada industri kimia atau yang berhubungan dengan
itu. Kompresor juga bertugas untuk membagi-bagikan gas dan bahan bakar cair
melalui instalasi pipa-pipa gas. Selain itu, dalam peralatan pengangkat berat
yang bekerja secara pneumatik, kompresor digunakan dalam fungsinya sebagai
pengiri udara untuk sumber tenaga.
Sebuah kompresor apabila dilihat dari cara kerjanya, maka
akan ada dua jenis kompresor yang masing-masing metode kerjanya berbeda. Jenis
pertama adalah kompresor dengan metode kerja dan yang kedua adalah kompresor
dengan metode kerja dynamic.
Kompresor jenis positif displacement. Kompresor model ini
bekerja dengan prinsip perpindahan positif (positive displacement principle) dimana
udara dikompres dengan aksi mekanis, lalu pada saat yang sama volume ruangnya
diperkecil, dengan demikian tekanan di dalam dengan sendirinya akan naik.
Tekanan yang tinggi inilah yang digunakan untuk berbagai
keperluan sesuai dengan peruntukkan kompresor tadi. Kompresor model positif
displacement ini digunakan dalam reciprocating compressor dan rotari.
Sementara itu pada kompresor model dinamik, merupakan
mesin continuous-flow dimana elemen berputarnya dengan cepat mengalirkan udara,
mengubah tekanan. Menarik udara di satu sisi dan mengompresnya
dengan percepatan massal yang meningkatkan energi kinetik sehingga berubah
menjadi tekanan tinggi. Kenaikan tekanan udara terjadi dengan konversi energi
dari kecepatan udara menjadi tekanan volume ruangnya tetap tapi udara yang ada
didalam ruang tersebut diberi kecepatan. Kemudian pada saat yang sama kecepatan
tersebut diubah menjadi tekanan. Hal ini bisa terjadi karena udara pada ruang
yang volumenya tetap mengalami tekanan. Kompresor yang menggunakan model
dynamic ini biasanya pada alat turbo axial flow.
1 PENGERTIAN KOMPRESOR
Kompresor adalah alat pemampat atau pengkompresi udara
dengan kata lain kompresor adalah penghasil udara mampat. Karena proses
pemampatan, udara mempunyai tekanan yang lebih tinggi dibandingkan dengan
tekanan udara lingkungan (1atm). Dalam keseharian, kita sering memanfaatkan
udara mampat baik secara langsung atau tidak langsung. Sebagai contoh, udara
manpat yang digunakan untuk mengisi ban mobil atau sepeda montor, udara mampat
untuk membersihkan bagian-bagian mesin yang kotor di bengkel-bengkel dan
manfaat lain yang sering dijumpai sehari-hari.
Pada industri, penggunaan kompresor sangat penting, baik
sebagai penghasil udara mampat atau sebagai satu kesatuan dari mesin-mesin.
Kompresor banyak dipakai untuk mesin pneumatik, sedangkan yang menjadi satu
dengan mesin yaitu turbin gas, mesin pendingin dan lainnya.
Dengan mengambil contoh kompresor sederhana, yaitu pompa
ban sepeda atau mobil, prinsip kerja kompresor dapat dijelaskan sebagai
berikut. Jika torak pompa ditarik keatas, tekanan di bawah silinder akan turun
sampai di bawah tekanan atmosfer sehingga udara akan masuk melalui celah katup
hisap yang kendur. Katup terbuat dari kulit lentur, dapat
Pengertian Pengisian
Menurut Kamus
Besar Bahasa Indonesia
(KBBI), pengisian adalah proses,
rangkaian tindakan, pembuatan, atau pengolahan yang menghasilkan produk.
Berdasarkan
pengertian diatas, dapat disimpulkan pengisian
adalah pemasukan udara
kedalam silinder motor.
Udara tersebut diperlukan untuk
proses kompresi sekali gas untuk proses pembakaran bahan bakar. Pada dasarnya
pengisian dibedakan menjadi dua bagian :
Pengisian
hisap adalah pengisian udara masuk silinder tanpa alat bantu (pompabilas),
udara masuk karena perbedaan tekanan udara luar yang lebih besar dari pada tekanan
dalam silinder, dimana
udara bergerak dari
tekanan yang lebih besar
kepada tekanan yang
lebih rendah, dan
karena fungsi torak
sebagai pengisap, sambil bergerak
kebawah sekali gas
mengisap udara luar
melalui katup masuk yang sedang terbuka.
Pengisian tekan
adalah pengisian udara
masuk silinder menggunakan
pompa bilas, udara masuk
silinder dengan tekanan
yang lebih besar dari
1 atmosfir karena adanya pompa
bilas tersebut, sehingga udara didalam silinder pada awal kompresinya mempunyai
tekanan jauh lebih
besar dari 1
atmosfir, dengan demikian dihasilkan
pembakaran yang lebih
sempurna didalam silinder
karena pengaruh jumlah udara
lebih banyak, berarti
juga jumlah molekul
oksigen lebih banyak lagi.
Pengertian
Tekanan
Tekanan atau dalam bahasa
inggrisnya adalah pressure merupakan gaya per satuan luas bidang yang ditekan
secara tegak lurus. Tekanan udara adalah tekanan yang diberikan oleh udara, karena
geraknya tiap 1 cm2 bidang mendatar dari permukaan bumi sampai batas atmosfer.
Tekanan udara mengalir dari tempat yang mempunya tekanan tinggi ke tempat yang
memiliki tekanan lebih rendah, dapat secara vertikal atau horizontal.
Tekanan udara merupakan
tenaga yang bekerja untuk menggerakkan massa udara dalam setiap satuan luas
tertentu. Diukur dengan menggunakan barometer. Satuan tekanan udara adalah
milibar (mb). Garis yang menghubungkan tempat-tempat yang sama tekanan udaranya
disebut sebagai isobar. Tekanan udara memiliki beberapa variasi. Tekanan udara
dibatasi oleh ruang dan waktu. Artinya pada tempat dan waktu yang berbeda,
besarnya juga berbeda.
Udara mempunyai massa/berat
besarnya tekanan diukur denganbarometer. Barograf adalah alat pencatat tekanan
udara.Tekanan udara dihitung dalam milibar. Garis pada peta yang menghubunkan
tekanan udara yang sama disebut isobar. Barometer aneroid sebagai alat pengukur
ketinggian tempat dinamakan altimeter yang biasa digunakan untuk mengukur
ketinggian pesawat terbang.
Tekanan udara antara lokasi
yang satu dengan lokasi yang lain dan pada lokasi tertentu dapat berubah secara
dinamis dari waktu ke waktu. Perbedaan atau perubahan tekanan uadara ini
terutama disebabkan oleh pergeseran garis edar matahari, keberadaan bentang
laut dan ketinggian tempa.
Fungsi kompresor angin
Kompresor
angin berfungsi mengambil udara atau gas dari sekitar yang kemudian akan diberi
tekanan di dalam tabung, lalu disalurkan kembali sebagai udara bertekanan.
Kompresor udara umumnya dimanfaatkan untuk berbagai macam keperluan, seperti:
1.
Menyuplai udara bersih bertekanan tinggi
untuk mengisi tabung atau silinder gas.
2.
Menyuplai udara bersih bertekanan ke sistem
kontrol HVAC (Heating, Ventilation, dan Air Conditioning) pneumatic di
beberapa bangunan perkantoran dan sekolah.
3.
Menyuplai sejumlah besar udara bertekanan
pada peralatan bertenaga udara(Pneumatic Tools), seperti bor jack hammer
4.
Mengisi udara pada ban.
5.
Menyuplai udara pada penyelam.
6.
Menyuplai udara untuk alat-alat spray atau
air brush.
7.
Gerinda udara.
8.
Menghasilkan udara bertekanan dengan volume
besar untuk proses industri skala besar, seperti keperluan untuk oksidasi kokas
minyak bumi, atau sistem purge pada pabrik semen.
2 KLASIFIKASI KOMPRESOR
Secara
garis besar kompresor dapat diklasifikasikan menjadi dua bagian, yaitu Positive
Displacement compressor, dan Dynamic compressor, (Turbo), Positive
Displacement compressor, terdiri dari Reciprocating dan Rotary,
sedangkan Dynamic compressor, (turbo) terdiri dari Centrifugal, axial dan ejector,
secara lengkap dapat dilihat dari klasifikasi di bawah ini:
Positive
Displacement Compressor
1. Kompresor
Torak Resiprokal (reciprocating compressor)
Kompresor
ini dikenal juga dengan kompresor torak, karena dilengkapi dengan torak yang
bekerja bolak-balik atau gerak resiprokal. Pemasukan udara diatur oleh katup
masuk dan dihisap oleh torak yang gerakannya menjauhi katup. Pada saat terjadi
pengisapan, tekanan udara di dalam silinder mengecil, sehingga udara luar akan
masuk ke dalam silinder secara alami. Pada saat gerak kompresi torak bergerak
ke titik mati bawah ke titik mati atas, sehingga udara di atas torak bertekanan
tinggi, selanjutnya di masukkan ke dalam tabung penyimpan udara. Tabung
penyimpanan dilengkapi dengan katup satu arah, sehingga udara yang ada. dalam
tangki tidak akan kembali ke silinder. Proses tersebut berlangsung
terus-menerus hingga diperoleh tekanan udara yang diperlukan. Gerakan mengisap
dan mengkompresi ke tabung penampung ini berlangsung secara terus menerus, pada
umumnya bila tekanan dalam tabung telah melebihi kapasitas, maka katup pengaman
akan terbuka, atau mesin penggerak akan mati secara otomatis.
2. Kompresor Torak Dua
Tingkat Sistem Pendingin Udara
Kompresor udara bertingkat digunakan untuk menghasilkan
tekanan udara yang lebih tinggi. Udara masuk akan dikompresi oleh torak
pertama, kemudian didinginkan, selanjutnya dimasukkan dalam silinder kedua
untuk dikompresi oleh torak kedua sampai pada tekanan yang diinginkan.
Pemampatan (pengompresian) udara tahap kedua lebih besar, temperature udara
akan naik selama terjadi kompresi, sehingga perlu mengalami proses pendinginan
dengan memasang sistem pendingin. Metode pendinginan yang sering digunakan
misalnya dengan sistem udara atau dengan system air bersirkulasi.
Batas tekanan maksimum
untuk jenis kompresor torak resiprokal antara lain, untuk kompresor satu
tingkat tekanan hingga 4 bar, sedangkan dua tingkat atau lebih tekanannya
hingga 15 bar.
3. Kompresor
Diafragma (diaphragma compressor)
Jenis Kompresor ini termasuk dalam kelompok kompresor
torak. Namun letak torak dipisahkan melalui sebuah membran diafragma. Udara
yang masuk dan keluar tidak langsung berhubungan dengan bagian-bagian yang
bergerak secara resiprokal. Adanya pemisahan ruangan ini udara akan lebih
terjaga dan bebas dari uap air dan pelumas/oli. Oleh karena itu kompresor
diafragma banyak digunakan pada industri bahan makanan, farmasi, obatobatan dan
kimia.
Prinsip kerjanya hampir sama dengan kompresor torak.
Perbedaannya terdapat pada sistem kompresi udara yang akan masuk ke dalam
tangki penyimpanan udara bertekanan. Torak pada kompresor diafragma tidak
secara langsung menghisap dan menekan udara, tetapi menggerakkan sebuah membran
(diafragma) dulu. Dari gerakandiafragma yang kembang kempis
itulah yang akan menghisap dan menekan udara ke tabung penyimpan.
4.
Kompresor Putar (Rotary Compressor)
Kompresor Rotari Baling-baling Luncur Secara eksentrik
rotor dipasang berputar dalam rumah yang berbentuk silindris, mempunyai
lubang-lubang masuk dan keluar. Keuntungan dari kompresor jenis ini adalah
mempunyai bentuk yang pendek dan kecil, sehingga menghemat ruangan. Bahkan
suaranya tidak berisik dan halus dalam, dapat menghantarkan dan menghasilkan
udara secara terus menerus dengan mantap. Baling-baling luncur dimasukkan ke
dalam lubang yang tergabung dalam rotor dan ruangan dengan bentuk dinding
silindris. Ketika rotor mulai berputar, energi gaya sentrifugal
baling-balingnya akan melawan dinding. Karena bentuk dari rumah baling-baling
itu sendiri yang tidak sepusat dengan rotornya maka ukuran ruangan dapat
diperbesar atau diperkecil menurut arah masuknya (mengalirnya) udara.
5. Kompresor
Sekrup (Screw)
Kompresor Sekrup memiliki dua rotor yang saling
berpasangan atau bertautan (engage), yang satu mempunyai bentuk cekung,
sedangkan lainnya berbentuk cembung, sehingga dapat memindahkan udara secara
aksial ke sisi lainnya. Kedua rotor itu identik dengan sepasang roda gigi helix yang
saling bertautan. Jika roda-roda gigi tersebut berbentuk lurus, maka kompresor
ini dapat digunakan sebagai pompa hidrolik pada pesawat-pesawat hidrolik.
Roda-roda gigi kompresor sekrup harus diletakkan pada rumah-rumah roda gigi
dengan benar sehingga betul-betul dapat menghisap dan menekan fluida.
6.
Kompresor Root Blower (Sayap Kupu-kupu)
Kompresor jenis ini akan mengisap udara luar dari satu
sisi ke sisi yang lain tanpa ada perubahan volume. Torak membuat penguncian
pada bagian sisi yang bertekanan. Prinsip kompresor ini ternyata dapat
disamakan dengan pompa pelumas model kupu-kupu pada sebuah motor bakar.
Beberapa kelemahannya adalah: tingkat kebocoran yang tinggi. Kebocoran terjadi
karena antara baling-baling dan rumahnya tidak dapat saling rapat betul.
Berbeda jika dibandingkan dengan pompa pelumas pada motor bakar, karena
fluidanya adalah minyak pelumas maka film-film minyak sendiri sudah menjadi
bahan perapat antara dinding rumah dan sayap-sayap kupu itu. Dilihat dari
konstruksinya, Sayap kupu-kupu di dalam rumah pompa digerakan oleh sepasang
roda gigi yang saling bertautan juga, sehingga dapat berputar tepat pada
dinding.
Dynamic Compressor
1.
Kompresor Aliran (turbo compressor)
Jenis kompresor ini cocok untuk menghasilkan volume udara
yang besar. Kompresor aliran udara ada yang dibuat dengan arah masuknya udara
secara aksial dan ada yang secara radial. Arah aliran udara dapat dirubah dalam
satu roda turbin atau lebih untuk menghasilkan kecepatan aliran udara yang
diperlukan. Energi kinetik yang ditimbulkan menjadi energy bentuk tekanan.
2. Kompresor
Aliran Radial
Percepatan yang ditimbulkan oleh kompresor aliran radial
berasal dari ruangan ke ruangan berikutnya secara radial. Pada lubang masuk
pertama udara dilemparkan keluar menjauhi sumbu. Bila kompresornya bertingkat,
maka dari tingkat pertama udara akan dipantulkan kembali mendekati sumbu. Dari
tingkat pertama masuk lagi ke tingkat berikutnya, sampai beberapa tingkat
sesuai yang dibutuhkan. Semakin banyak tingkat dari susunan sudusudu tersebut
maka akan semakin tinggi tekanan udara yang dihasilkan. Prinsip kerja kompresor
radial akan mengisap udara luar melalui sudu-sudu rotor, udara akan terisap
masuk ke dalam ruangan isap lalu dikompresi dan akan ditampung pada tangki
penyimpanan udara bertekanan hingga tekanannya sesuai dengan kebutuhan.
3. Kompresor
Aliran Aksial
Pada kompresor aliran aksial, udara akan mendapatkan
percepatan oleh sudu yang terdapat pada rotor dan arah alirannya ke arah aksial
yaitu searah (sejajar) dengan sumbu rotor. Jadi pengisapan dan penekanan udara
terjadi saat rangkaian sudu-sudu pada rotor itu berputar secara cepat. Putaran
cepat ini mutlak diperlukan untuk mendapatkan aliran udara yang mempunyai
tekanan yang diinginkan. Teringat pula alat semacam ini adalah seperti
kompresor pada sistem turbin gas atau mesin-mesin pesawat terbang turbo
propeller. Bedanya, jika pada turbin gas adalah menghasilkan mekanik putar pada
porosnya. Tetapi, pada kompresor ini tenaga mekanik dari mesin akan memutar
rotor sehingga akan menghasilkan udara bertekanan.
3 CARA KERJA KOMPRESOR TORAK
Seperti diperlihatkan pada gambar dibawah ini, kompresor
torak atau kompresor bolak- balik pada dasarnya dibuat sedemikian rupa hingga
gerakan putar dari penggerak mula menjadi gerak bolak- balik. Gerakan ini
diperoleh dengan menggunakan poros engkol dan batang penggerak yang
menghasilkan gerak bolak- balik pada torak.
1. Hisap
Bila
proses engkol berputar dalam arah panah, torak bergerak ke bawah oleh tarikan
engkol. Maka terjadilah tekanan negative ( di bawah tekanan atmosfer ) di dalam
silinder, dan katup isap terbuka oleh perbedaan tekanan, sehingga udara
terhisap.
1.
Piston
bergerak dari TDC ke BDC
2.
Intake
valve membuka & exhaust valve menutup
3.
Udara
luar terisap ( karena didalam ruang bakar kevakumannya lebih tinggi ), yang
menjelaskan tentang langkah isap pada kompresor torak satu tingkat.
2. Efisiensi Volumetrik
Efisiensi volumetrik
adalah persentase pemasukan udara yang diisap terhadap volume ruang bakar yang
tersedia.
A. Kompresi
Bila torak bergerak dari
titik mati bawah ketitik mati atas, katup isap tertutup dan udara di dalam
silinder dimampatkan.
B. Piston
bergerak dari BDC ke TDC
C. Kedua
valve menutup
D. Udara
dikompresikan dan menyebabkan suhu dan tekanan naik(akibat dari ruangnya
dipersempit), seperti gambar 11. yang menjelaskan tentang langkah kompresi pada
kompresor torak satu tingkat.
3.
Power Stroke
· Gas
sisa pembakaran mengembang ( ekspansi karena panas, yang menyebabkan gaya
dorong )
· Kedua
valve menutup
· Piston
terdorong turun ke BDC
4.
Keluar atau Buang
Bila torak bergerak keatas, tekanan didalam silinder akan
naik, maka katup keluar akan terbuka oleh tekanan udara atau gas, dan udara
atau gas akan keluar.
a. Piston
bergerak dari BDC ke TDC
b. Exhaust
valve membuka
c. Sisa
pembakaran terbuang ( melalui exhaust valve & exhaust manifold ), seperti
gambar 12. yang menjelaskan tentang langkah isap pada kompresor torak satu
tingkat.
4. JENIS-JENIS KOMPRESOR ANGIN
Secara umum air compressor dikelompokkan
menjadi :
1.
Air compressor mini
Ada beberapa macam air compressor jenis ini, pada intinya air compressor mini
tidak menggunakan tabung tekanan, jadi bentuknya mini dan bekerja hanya
menghasilkan tiupan udara. Contoh
1.
Air compressor mini dengan penggerak motor DC
untuk perlengkapan mobil.
2.
Air compressor mini untuk pengecatan
sederhana dengan spraygun low pressure.
3.
Air compressor mini untuk pengecatan
menggunakan air pen brush.
2.
Air compressor direct driven
System dari air compressor ini adalah direct driven, yaitu motor penggerak
langsung terkoneksi dengan pompa udara. Jadi jumlah putaran motor penggerak
(rpm) otomatis sama dengan kecepatan pompa udara. Biasa pada jenis air
compressor model direct driven menggunakan motor dengan kecepatan sekitar 2.850
rpm dan menggunakan system single piston pada pompa udara.
Kelebihan air compressor jenis ini adalah kecepatan pengisian (air delivery)
yang cukup tinggi karena pompa udara diputar dengan kecepatan sekitar 2.850
rpm. Kekurangan jenis air compressor ini adalah suara yang dihasilkan
cukup keras, karena hasil dari putaran tinggi pompa udara, juga lebih banyak
menghasilkan air di dalam tanki tekanan.
3.
Air compressor belt driven
Sesuai dengan namanya, air compressor ini menggunakan system koneksi antara
tenaga penggerak dan pompa udara menggunakan vanbelt (v-belt) jenis ini yang
sering dijumpai di tempat tukang tambal ban. Tenaga penggerak dapat menggunakan
elektromotor listrik atau mesin berbahan bakar bensin atau solar.Air compressor
ini yang paling sering digunakan dibanding dengan air compressor jenis lain,
karena direkomendasikan menggunakan penggerak dengan putaran sekitar 1500 rpm,
mengakibatkan air compressor ini lebih tahan lama dibandingkan dengan jenis
direct driven. Air compressor jenis ini direkomendasikan bekerja selama 8
jam, apabila digunakan lebih dari 8 jam maka udara yg dihasilkan akan lebih
banyak mengandung air.
Air compressor ini dibagi lagi menjadi beberapa jenis, yaitu :
1.
Single stage air compressor (working pressure
8 bar, maximum pressure 10 bar)
2.
Two stage air compressor (working pressure 12
bar, maximum pressure 14 bar)
3.
High pressure air compressor (working
pressure up to 14 bar)
4.
Booster air compressor (air compressor
tambahan agar tekanan dapat menjadi lebih tinggi)
Pada
setiap jenis type air compressor diatas masih dibagi lagi sesuai dengan air
delivery/debit udara yang dihasilkan.
4.
Air compressor screw
Air compressor jenis ini digunakan apabila ada kebutuhan tekanan udara selama
24 jam nonstop, atau pengguna membutuhkan air delivery/debit udara yang
tinggi. Kelebihan dari screw air compressor adalah udara yang dihasilkan
tidak banyak mengandung uap air, karena system dari air compressor ini
menggunakan screw yaitu dua buah ulir yang saling berputar dalam memompa udara,
air compressor jenis ini juga tidak menimbulkan suara bising.
Bagian-
bagian kompresor angin
Selain
kita mengenal berbagai jenis air compressor, sebaiknya kita juga mengenal
beberapa perlengkapan untuk air compressor yang disesuaikan dengan kegunaan air
compressor tersebut.
1.
Air dryer
Digunakan untuk mengeringkan udara setelah keluar dari air compressor, biasa
digunakan untuk pengecatan kualitas tinggi, supply tekanan udara untuk pneumatic,
air tools, dsb.
2.
Desicant dryer
Fungsinya sama dengan air dryer diatas, hanya efisiensi alat ini lebih tinggi
daripada air dryer, biasa digunakan untuk mesin-mesin makanan dan farmasi.
3.
Air filter (filter udara)
Alat ini digunakan untuk menyaring partikel kotoran yang keluar dari air
compressor, penggunaannya biasa dipasang sebelum air dryer atau desicant dryer.
ada beberapa ukuran kerapatan saringan partikel kotoran dalam micron. Alat
ini sering disalah artikan dapat menyaring air yang keluar dari air compressor,
mungkin karena lama kelamaan dalam gelas di alat ini terdapat air, padahal air
itu hasil dari tekanan udara yang terkondensasi dalam gelas, seperti halnya air
yang terjadi dalam tanki air compressor. Padahal alat ini sama sekali
tidak dapat menyaring molekul air yang keluar dari air compressor.
4.
Regulator
Alat ini digunakan untuk mengatur/menstabilkan tekanan yang keluar dari air
compressor. Alat ini biasa tekoneksi dengan air filter.
5.
Lubrikator
Alat ini digunakan untuk menambah pelumas dalam udara yang keluar dari air
compressor, biasa digunakan ketika air compressor digunakan untuk
menggerakkan unit-unit pneumatik atau air tools, alat ini biasa terkoneksi
bersama air filter dan regulator.
ReplyDeleteSourceCodeKu.com
Source Code Gratis
Source Code Sistem Pendukung Keputusan (SPK)
Source Code Sistem Pakar