AKTUATOR LINEAR

silinder hidrolik

Aktuator merupakan istilah umum yang digunakan untuk komponen output sistem hidrolik. Aktuator terdiri dari dua jenis yaitu :

  1. Rotary aktuator , yang menghasilkan tenaga putaran atau gerakan berputar
  2. Linear aktuator yang menghasilkan tenaga gerak lurus.

Silinder hidrolik merupakan tipe linear aktuator yang umum meskipun sering juga disebut sebagai “ram”, “jack”, atau “stroker”. Istilah lainnya ini sering dipakai pada aplikasi tertentu yang memiliki arti spesifik.

Seperti telah dibahas sebelumnya, tenaga pada sistem hidrolik, pada awalnya dibangkitkan dari gerakan putar yang berasal dari engine dan dirubah menjadi tenaga fluida oleh pompa. Fluida diarahkan melalui sistem tertentu menuju aktuator dimana akan dirubah kembali menjadi tenaga mekanis putaran melalui motor atau dirubah menjadi gerakan linear oleh silinder. Gaya dan gerakan lurus yang dihasilkan, digunakan untuk mengoperasikan implement seperti blade, bucket, ripper dan lain sebagainya.

Konstruksi

konstruksi silinder hidrolik

Penyekat / Seals

Semua silinder memiliki dua lokasi dimana fluida harus disekat. Yaitu, sepanjang piston, disekitar rod dan antara body dan kepala silinder.

Terdapat berbagai tipe seal yang berbeda-beda tergantung pada penggunaannya. Kehandalan dan kualitas seal sangat dibutuhkan untuk memperoleh umur komponen yang diinginkan.

konstruksi sealRod seals adalah material yang flexible, menyekat permukaan rod dari tekanan hidrolik akibat kombinasi penekanan awal (diameter dalam seal sedikit lebih kecil dibanding diameter luar rod). “O” ring seal yang sederhana dengan back-up ring dapat digunakan, lip-type seal merupakan desain yang umum meskipun “U” cup atau “V” cup packing lebih sering digunakan. Desain seal yang umum ditunjukkan pada gambar di atas.

Lip seal merupakan material yang dicetak pada logam atau rangka plastik yang keras. Sebuah coil spring dipasang pada bagian dalam bibir seal untuk menyediakan kontak awal bibir seal terhadap permukaan yang berputar. Serupa dengan U-cup atau V-cup, sisi cekung seal menghadap ke fluida bertekanan, dan bibir seal tertekan terhadap permukaan yang disekat akibat tekanan fluida dan menghasilkan penyekatan yang kuat.

Material yang digunakan sebagai seal biasanya karet sintetis, campuran karet, dan campuran plastik. Kriteria utama pemilihan material adalah kecocokan material seal dengan fluida yang digunakan, ketahanan terhadap keausan dan ketahanan terhadap temperatur sistem. Keausan seal tergantung pada banyak faktor selain faktor material yang digunakan; kualitas pelumasan dan kebersihan fluida merupakan hal yang sangat penting, agar dilumasi dengan benar maka harus dalam kondisi terbasahi fluida.

Penyekatan yang sempurna adalah hal utama untuk mencegah kebocoran. Namun pada kenyataanya harus tetap ada sedikit kebocoran oli untuk membentuk oli film supaya seal dengan mudah dapat meluncur pada permukaan kontak. Pada kebanyakan penggunaan, penyekat dianggap baik jika tidak terdeteksi tanda-tanda adanya sejumlah fluida yang melaluinya.

Terdapat dua tipe dasar silinder :

  1. Single acting
  2. Double acting.

 

Single acting cylinder

single acting cylinder

Gambar di atas pada skematik menunjukkan sebuah single acting cylinder. Area dengan warna merah menunjukkan kondisi oli bertekanan dan warna hijau menunjukkan yang memiliki tekanan sama dengan tekanan tangki.

Single acting cylinder menggunakan tekanan oli dari satu sisi silinder dan menyediakan gaya hanya satu arah.

Single acting cylinder memendek karena berat beban atau gaya tekanan spring. Single acting cylinder jarang digunakan pada mobile equipment.

single acting cylinder 2

Single acting cylinder yang sangat sederhana adalah hidrolik ram. Silinder ini hanya memiliki satu ruangan fluida dan bergerak hanya satu arah force. Kebanyakan dipasang sedemikian rupa sehingga dapat memendek karena gaya gravitasi. Penggunaan silinder tipe ini biasanya pada dongkrak botol (“bottle” jacks) dan mengangkat mobil ditempat cucian.

Single acting cylinder memberikan gaya hanya satu arah, efek gravitasi dan beban balik yang menyebabkan silinder tersebut memendek. Perbedaan utama single acting cylinder dan ram adalah single acting cylinder menggunakan piston dan kebocoran aliran melalui piston dialirkan menuju reservoir untuk meminimalkan kebocoran fluida keluar sedangkan ram tidak memiliki saluran ke reservoir. Single-acting cylinder biasanya dipasang pada pengangkat bak truck (hoists) dan crane boom.

Double Acting Cylinder

double acting cylinderGambar di atas menunjukkan double acting cylinder. Warna merah menunjukkan oli yang bertekanan dan warna hijau menunjukkan oli yang memiliki tekanan sama dengan tekanan tangki. Ini merupakan hidrolik aktuator yang paling umum digunakan pada mobile equipment. Digunakan pada implement, steering dan sistem lainnya dimana silinder dibutuhkan untuk melakukan kerja pada dua arah.

Double acting berarti bahwa silinder akan menyediakan gaya dan gerakan pada masing-masing arah. cara kerja double acting cylinderDouble-acting cylinder (Gambar di atas) merupakan tipe silinder yang paling banyak digunakan pada mobile equipment, Double-acting cylinder menghasilkan gaya pada kedua arah, memanjang dan memendek. Supaya memanjang, fluida dialirkan menuju cap end dan rod end port dihubungkan menuju reservoir. Sewaktu memendek, fluida dialirkan ke rod end dan saluran pada cap end port dihubungkan dengan reservoir. Double-acting cylinder juga disebut differential silinder karena perbedaan area efektif dan volume antara rod end dan cap end. Perbedaan ini menyebabkan terjadinya perbedaan kecepatan ketika silinder memanjang dan memendek.

double rod cylinderVariasi double-acting cylinder adalah double-rod silinder. Pada versi ini, silinder rod memanjang melalui kedua end cap (Gambar di atas), silinder ini memiliki area dan volume yang sama pada kedua ujung silinder. Hal ini tentunya juga menyamakan gaya dan kecepatan sewaktu silinder memanjang dan memendek. Double-rod silinder digunakan secara umum pada aplikasi power steering.

SILINDER TELESKOPIK

silinder teleskopikKebanyakan telescopic silinders adalah single-acting. Telescopic cylinder memiliki rod yang dapat dipasang secara seri atau disebut juga sleeve. Masing-masing sleeve secara individual memanjang. Dapat berjumlah dua, tiga dan ada juga yang memiliki lima sleeve pada setiap silinder. Penggunaan silinder ini sangat ideal pada industrial lift truck dan pada dump truck dengan bak yang berukuran besar. Keunggulan telescopic silinder akibat urutan ukuran diameter sleeve, adalah penurunan gaya dan meningkatnya kecepatan pada setiap tahapan.

telescopic cylinderTelescopic cylinder dapat juga double-acting,  meskipun tidak terlalu umum. Karena area untuk melakukan proses pemendekan, sangat kecil dan gaya memendek juga rendah. Double-acting telescopic cylinder umumnya digunakan untuk mempercepat gerakan pada gaya yang lebih besar dan pada saat langkah yang panjang dibutuhkan.

MODIFIKASI PADA SILINDER

Terdapat banyak konfigurasi linear aktuator untuk menyesuaikan dengan aplikasi tertentu. Beberapa modifikasi tergantung pada pabrikan mesin dan jarang digunakan pada aplikasi yang umum. Terdapat juga modifikasi yang umum dan dapat dikatakan sebagai pilihan standar.

Valve Counterbalance

counter balance valveSering sekali keuntungan dapat diperoleh dengan menempatkan beberapa valve tertentu pada silinder, umumnya pada cap end head. Screw-in cartridge valve sering digunakan karena relatif memudahkan pekerjaan dan murah. Meskipun counterbalance valve mungkin merupakan integral valve yang sering dipasang, tipe lainnya seperti directional control, flow control dan sequence valve dapat juga ditemukan sebagai modifikasi.

Cushion

cushionSentakan dan benturan yang berulang-ulang pada saat piston berhenti di ujung silinder dapat merusak silinder; silinder-silinder yang memanjang dan memendek dengan kecepatan yang tinggi dapat rusak dengan parah hanya dalam beberapa langkah saja. Silinder cushion merupakan perlengkapan pada silinder mobile equipment untuk membantu melambatkan gerakan piston saat mencapai ujung langkah dan mengurangi benturan. Cushion atau sering disebut hidrolik brake dapat dijumpai pada salah satu atau kedua sisi silinder. Gambar di atas menunjukkan tipe cushion yang digunakan pada langkah pemendekan.

Stroke Limiting

stroke limiting

Stop tube  adalah perlengkapan tambahan yang dapat digunakan untuk membatasi panjang langkah silinder.

Pembatasan langkah silinder dapat juga dilakukan dengan memasang stroke control valve similar seperti ditunjukkan Gambar di atas. Langkah diatur dengan menempatkan stop flange pada silinder rod untuk mengaktifkan stop valve pada berbagai posisi saat silinder memendek. Saat oli dengan arah yang berlawanan dengan sebelumnya, maka oli akan menekan valve spring dan memungkinkan silinder memanjang.

stroke limiting 2

Thermal relief valve

thermal relief valveSilinder yang telah dingin dan kemudian terkena panas dari cahaya matahari secara langsung (atau sumber lainnya) dapat mengalami kerusakan akibat pemuaian fluida. Tekanan yang sangat tinggi dapat terjadi jika fluida memuai, kecuali ada jalan lain untuk membuang tekanan tersebut dengan membuang sedikit fluida. Sebuah integral relief valve kecil atau cartridge, diatur lebih tinggi dari tekanan system pressure, akan melakukan tugas ini dan mencegah kerusakan silinder.

RATING SILINDER

Rating dari silinder meliputi ukuran dan kemampuan menahan tekanan. Ukuran dasar yang digunakan adalah bore (piston diameter atau body diameter bagian dalam), piston rod diameter dan panjang langkah. Pengelompokan berdasarkan tekanan mengacu pada ukuran, desain dan material yang digunakan dan ditentukan oleh pabrik pembuat. Perhatikan name- plate silinder atau catalog yang dikeluarkan oleh pabrik pembuat untuk mengetahui informasi ini.

ISO SYMBOL SILINDER HIDROLIK

iso simbol silinder hidrolik

Simbol dasar dari silinder hidrolik dan pneumatic ditunjukkan oleh Gambar di atas. Ukuran rod dan panjang langkah tidak direfleksikan oleh ukuran simbol.

Pada kedua contoh single acting silinder diatas, silinder hanya dapat diaktifkan dengan tekanan hanya dari satu arah. Pada contoh yang bawah terlihat double acting silinder dan double rod end silinder yang dipakai pada steering silinder backhoe loader wheeled tractor scrapers.

iso simbol silinder hidrolik 2

Simbol dasar bagi silinder dapat dimodifikasi untuk menunjukkan berbagai fitur dan fungsi lainnya. Gambar di atas memperlihatkan dua contoh silinder yang telah dimodifikasi.

Jika diameter rod ke inti ini dianggap penting bagi fungsi sirkuit, maka simbol di sebelah kiri harus digunakan untuk menggambarkan diameter rod yang besar. Simbol di sebelah kanan menggambarkan pressure dalam silinder yang digunakan untuk menggandakan pressure.

iso simbol silinder hidrolik 3Kedua simbol pada Gambar di atas menunjukkan fixed dan adjustable cushion atau snubber. Alat-alat ini digunakan untuk melambatkan gerakan piston dan rod saat akan mencapai ujung langkah silinder. Simbol sebelah kiri memiliki cushion yang tetap pada kedua arah gerakan. Simbol yang sebelah kanan menunjukkan cushion yang dapat diatur hanya pada salah satu sisi rod. Gambar sebelah kiri menunjukkan cushion yang bekerja pada saat rod memanjang dan memendek

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *