PEMBUATAN ALAT PERAGA SISTEM HIDROLIK LENGAN WHEEL LOADER (SILINDER LENGAN) PROYEK AKHIR Diajukan untuk memenuhi persyaratan guna memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md) Program Studi DIII Teknik Mesin Disusun oleh: PUTRA ADI KARYANTO I 8 6 1 0 0 2 6 PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN PRODUKSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2013
HALAMAN PENGESAHAN Proyek Akhir Program Studi Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik Univesitas Sebelas Maret Dengan judul : PEMBUATAN ALAT PERAGA SISTEM HIDROLIK LENGAN WHEEL LOADER (SILINDER LENGAN) Disusun oleh : PUTRA ADI KARYANTO NIM. I 8610026 Telah dapat disahkan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya. Surakarta, Juli 2012 Pembimbing I Pembimbing II Eko Prasetya Budiana, S.T.,M.T. NIP. 197109261999031002 Wahyu Purwo Raharjo, S.T.,M.T. NIP.197202292001021001 Mengetahui Ketua Program Studi Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Heru Sukanto, S.T., M.T. NIP. 197207311997021001
HALAMAN MOTTO Manusia sepantasnya berusaha dan berdoa, tetapi hanya Tuhan yang dapat menentukan. Apa yang kita cita-citakan tidak akan terwujud tanpa disertai doa, usaha yang keras dan tekad yang kuat. Hidup didunia ini penuh perjuangan dan kegigihan, perjuangan tuk mendapatkan prestasi, kemandirian dan kesuksesan, berusahan dan berdoa merupakan kunci yang paling kuat tuk mendapatkan keberhasilan yang telah dilakukan.
HALAMAN PERSEMBAHAN Sebuah hasil karya yang kami buat demi menggapai sebuah cita-cita, yang ingin aku persembahkan kepada: 1. Allah SWT, karena dengan Rahmat serta hidayah-nya saya dapat melaksanakan `Tugas Akhir dengan baik serta dapat menyelesaikan laporan ini dengan lancar. 2. Kedua Orang Tua yang aku sayangi yang telah memberi dorongan moril maupun materil serta memberikan semangat yang tinggi sehingga saya dapat menyelesikan tugas akhir ini. 3. Kedua Adikku yang aku sayangi. 4. Teman-teman seperjuangan yang aku sayangi, ayo kejar terus cita-citamu. 5. Teman-teman yang lainnya atas semua bantuan yang telah diberikan apapun bentuknya, mengucapkan terima kasih. 6. Adek-adek angkatanku, Jangan pernah menyerah ya!!!
PUTRA ADI KARYANTO: PEMBUATAN ALAT PERAGA SISTEM HIDROLIK LENGAN WHEEL LOADER (SILINDER LENGAN) ABSTRAK Alat berat berperan penting dalam kehidupan manusia. Wheel loader merupakan alat berat yang digunakan untuk pemuatan material ke dump truck. Sistem hidrolik merupakan tenaga penggerak dari wheel loader.tujuan dari tugas akhir ini adalah memberikan gambaran tentang mekanisme sistem hidrolik pada lengan wheel loader. Komponen penyusun sistem hidrolik diantara lain : motor listrik, gear pump, pressure relief valve, manual control valve, selang, silinder double actions. Dalam tugas akhir ini yang diperhitungkan adalah gaya piston, volume ruang hidrolik,fluida yang diperlukan. Hasil perhitungan gaya tarik batang 2120,5 N, gaya dorong batang 2826 N. Kata kunci : lengan, gaya hidrolik, wheel loader ABSTRACT Heavy device plays an important part in human life. Wheel loader is the heavy device used to load material into dump truck. Hydraulic system is the motor of wheel loader. The objective of final project was to give a description on hydraulic system mechanism during wheel loader arm. The components making hydraulic system were: electric motor, gear pump, pressure relief valve, manual control valve, hose, double-actions cylinder. This final project estimated piston force. The result of estimation showed that the impressive force of rod was 2120,5 N, impetus force of rod was 2826 N, Keywords: arm, hydraulic force, wheel loader.
KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat, karunia dan hidayah-nya. Sehingga laporan Proyek Akhir dengan judul Miniatur Lengan Wheel Loader ini dapat terselesaikan dengan baik tanpa halangan yang berarti. Laporan Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam mata kuliah Tugas Akhir dan merupakan syarat kelulusan bagi mahasiswa DIII Teknik Mesin Produksi Universitas Sebelas Maret Surakarta dalam memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md) Dalam penulisan laporan ini penulis menyampaikan banyak terima kasih atas bantuan semua pihak, sehingga laporan ini dapat disusun. Dengan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada: 1. Bapak Heru Sukanto, ST, MT. selaku Ketua Program D-III Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Bapak Eko Prasetya Budiana, ST.,MT selaku pembimbing I. 3. Bapak Wahyu Purwo Raharjo, ST.,MT selaku pembimbing II. 4. Bapak Jaka Sulistya Budi, ST. selaku koordinator Tugas Akhir. 5. Laboratorium Proses Produksi Universitas Sebelas Maret Surakarta, tempat pengerjaan alat dan Laboran Mas Endriyanto serta Mas Arifin. 6. Rekan-rekan D III Produksi dan Otomotif angkatan 2010. Penulisan laporan ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu pendapat, kritik dan saran yang membangun dari pembaca sangat dinantikan. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan bagi pembaca pada umumnya, Amin. Surakarta, Juli 2013 Penulis
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii HALAMAN MOTTO... iv HALAMAN PERSEMBAHAN... v ABSTRAKSI... vi KATA PENGANTAR... vii DAFTAR ISI... viii DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR TABEL... i DAFTAR NOTASI... ii BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1. Latar Belakang... 1 1.2. Perumusan masalah... 2 1.3. Tujuan Proyek Akhir... 2 1.4. Manfaat Proyek Akhir... 2 BAB II DASAR TEORI... 3 2.1. Pengertian Sistem Hidrolik... 3 2.2. Keuntungan dan Kekurangan Sistem Hidrolik... 4 2.2.1 Keuntungan Sistem Hidrolik... 4 2.2.2 Kekurangan Sistem Hidrolik... 4 2.3. Dasar dasar Sistem Hidrolik... 4 2.4. Komponen-Komponen Penyusun Sistem Hidrolik... 6 2.4.1 Motor... 6 2.4.2 Pompa Hidrolik... 6 2.4.3 Katup (valve)... 9 2.4.4 Silinder Kerja Hidrolik... 10 2.4.5 Pressure Gauge... 11 2.4.6 Saringan oli (oil filter)... 12 2.4.7 Fluida Hidrolik... 12 2.4.8 Selang saluran commit oli... to user 13
2.4.9 Unit Pompa Hidrolik (hydraulic pump)... 14 2.5 Rumus Perhitungan silinder hidrolik... 14 2.5.1 Gaya Piston... 14 2.5.2 Panjang Langkah... 15 2.5.3 Kecepatan Piston... 16 2.5.4 Kapasitas alir... 16 2.6 Istilah dan Lambang dalam sistem hidrolik... 17 BAB III PERENCANAAN KOMPONEN... 20 3.1 Proses Perencanaan... 20 3.2 Komponen-Komponen Hidrolik... 20 3.2.1 Silinder Hidrolik... 20 3.2.2 Pompa roda gigi internal... 21 3.2.3 Motor Listrik... 21 3.2.4 Katup Pengatur Tekanan... 21 3.2.5 Katup Pengatur Manual... 22 3.2.6 Coupling... 22 3.2.7 Selang... 23 3.2.8 Nipel... 23 BAB IV MEKANISME DAN PERHITUNGAN... 24 4.1 Bagian-bagian miniatur lengan wheel loader... 24 4.2 Mekanisme Sistem Hidrolik... 26 4.2.1 Mekanisme Control Valve... 29 4.3 Perhitungan Silinder Hidrolik... 30 4.4 Pengujian... 35 4.5 Hasil Pengujian... 35 BAB V PENUTUP... 36 5.1. Kesimpulan... 36 5.2. Saran... 36 DAFTAR PUSTAKA... 37 LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Diagram Aliran Sistem Hidrolik... 3 Gambar 2.2 Fluida dalam pipa menurut Hukum Pascal... 5 Gambar 2.3 Motor Listrik... 6 Gambar 2.4 Pompa Hidrolik... 7 Gambar 2.5 Pompa single-stage tekanan rendah... 8 Gambar 2.6 Double pump... 8 Gambar 2.7 External gear pump... 9 Gambar 2.8 Internal gear pump... 9 Gambar 2.9 Katup pengarah tekanan... 10 Gambar 2.10 Kontsruksi silinder kerja penggerak tunggal... 11 Gambar 2.11 Konstruksi silinder kerja penggerak ganda... 11 Gambar 2.12 Pressure Gauge dengan prinsip kerja Bourdon... 12 Gambar 2.13 Filter Oli... 12 Gambar 2.14 Selang Oli... 13 Gambar 2.15 Arah udara pada saat maju dan mundur... 16 Gambar 3.1 Silinder Kerja Ganda... 20 Gambar 3.2 pompa roda gigi... 21 Gambar 3.3 Motor Listrik... 21 Gambar 3.4 Katup Pengatur Tekanan... 21 Gambar 3.5 Katup Pengatur Manual... 22 Gambar 3.6 Coupling... 23 Gambar 3.7 Selang Hidrolik... 23 Gambar 3.8 Nipel... 23 Gambar 4.1 Miniatur Lengan Wheel Loader... 24 Gambar 4.2 bagian-bagian miniatur Wheel Loader... 25 Gambar 4.3 Miniatur Lengan Wheel Loader Tampak Depan... 26 Gambar 4.4 Skema rangkaian sisitem hidrolik... 27 Gambar 4.5 Arah aliran fluida saat manual control valve posisi netral... 28 Gambar 4.6 Arah aliran fluida saat manual control valve posisi maju... 28 Gambar 4.7 Arah aliran fluida saat commit manual to control user valve posisi mundur... 29
Gambar 4.8 Manual Control Valve... 29 Gambar 4.9 Skema kerja Control Valve... 30 Gambar 4.10 Sketsa Sistem Hidrolik... 31 Gambar 4.11 Kondisi Beban Miniatur Lengan Wheel Loader... 32 Gambar 4.12 Reaksi Gaya Luar pada Lengan Wheel Loader... 33
DAFTAR TABEL Table 2.1 Simbol katup pengarah menurut jumlah lubang dan posisi kontrol...18 Tabel 2.2 Beberapa lambang komponen penyusun sistem hidrolik... 19
DAFTAR NOTASI = Gaya masuk = Gaya keluar = Luas penampang piston kecil = Luas penampang piston besar Fr = Besarnya gaya geser (N) Ff = Gaya balik pada pegas (N) F = Gaya (N) P = Tekanan Kerja (bar) D = Diameter silinder (cm) d = Diameter batang torak (cm) Q = Debit oli yang dipakai silinder (L/min) v = Jumlah langkah Tiap menit g = gravitasi (m/s 2 )