BAB II LANDASAN TEORI - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/44887/3/BAB II.pdf · Kemampuan tahan karat diperoleh dari terbentuknya lapisan film oksida Kromium, dimana lapisan oksida

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/)

https://www.niagamas.com/

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


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


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


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.


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


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


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


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


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.

http://mobilupdate.net/

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.

http://rahmatcorps.blogspot.com/

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)

BAB II LANDASAN TEORI - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/44887/3/BAB II.pdf · Kemampuan tahan karat diperoleh dari terbentuknya lapisan film oksida Kromium, dimana lapisan oksida

Documents