APLIKASI FLUIDA SYSTEM HYDRAULIC PADA DUMP TRUCK

APLIKASI FLUIDA SYSTEM HYDRAULIC PADA DUMP TRUCK

Oleh

Farhan Rasyid 2206024612

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK MESIN UNIVERSITAS INDONESIA

Abstract

Sistem hidrolik memainkan peran penting dalam berbagai aplikasi teknik, termasuk pada mekanisme pengangkatan bak truk untuk memindahkan muatan berat secara efisien. Laporan ini bertujuan untuk menganalisis dan merancang sistem hidrolik pada truk dengan pendekatan kerangka DAI5 (Intention, Initial Thinking, Idealization, Instruction, Interpretation). Dalam proses analisis, tekanan kerja, volume fluida, dan daya pompa dihitung menggunakan prinsip Pascal, yang mendasari operasi hidrolik. Analisis dimulai dengan menentukan kapasitas beban maksimum, memilih dimensi komponen seperti silinder dan pompa, hingga menghitung parameter kinerja, termasuk tekanan operasi dan daya pompa. Selain itu, laporan ini mencakup desain model teoritis serta implementasi teknis dengan mempertimbangkan efisiensi energi dan keamanan operasional. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa sistem hidrolik ini mampu menghasilkan gaya angkat hingga 314 kN, cukup untuk mengangkat beban hingga 10 ton dengan efisiensi kerja mencapai 85%. Desain ini juga dilengkapi dengan fitur keselamatan, seperti katup pengaman, untuk mencegah tekanan berlebih. Diharapkan laporan ini dapat memberikan wawasan dalam pengembangan sistem hidrolik yang efisien dan aman untuk aplikasi di bidang teknik mesin.

Author Declaration

1. Deep Awareness (of) I

Pemahaman mendalam dimulai dari kesadaran akan pentingnya sistem hidrolik dalam meningkatkan efisiensi operasional truk berat. Sistem hidrolik bukan hanya solusi teknis tetapi juga memberikan kontribusi besar terhadap produktivitas manusia melalui teknologi yang lebih aman, stabil, dan dapat diandalkan. Melalui pendekatan ini, penulis menyadari bahwa desain mekanisme hidrolik harus mengutamakan keberlanjutan, mengurangi resiko kecelakaan, dan mengoptimalkan efisiensi energi. Kesadaran tersebut menjadi fondasi untuk menghasilkan solusi yang inovatif dan sesuai dengan kebutuhan industri modern. Penulis juga memahami bahwa keberhasilan sebuah sistem tidak hanya bergantung pada kinerja teknis tetapi juga pada dampaknya terhadap lingkungan, efisiensi operasional, dan keamanan pengguna.

2. Intention of the Project Activity

Tujuan utama dari proyek ini adalah untuk merancang dan menganalisis sistem hidrolik pada truk dengan pendekatan terstruktur berbasis DAI5. Kerangka ini memberikan panduan untuk merancang sistem yang tidak hanya efisien secara teknis tetapi juga aman, berkelanjutan, dan relevan dengan kebutuhan operasional. Proyek ini bertujuan menciptakan sistem hidrolik yang: a. Efisien: Mengoptimalkan daya pompa dan konsumsi energi untuk mengurangi kerugian energi. b. Aman: Menyediakan mekanisme pengaman untuk mencegah kerusakan sistem akibat tekanan berlebih. c. Relevan: Menggunakan komponen standar yang tersedia di pasar untuk memudahkan implementasi dan pemeliharaan. d. Teruji: Menggunakan perhitungan dan simulasi untuk memvalidasi desain dan kinerja sistem.

Introduction

Sistem hidrolik adalah salah satu teknologi yang menjadi tulang punggung dalam berbagai aplikasi teknik modern. Penggunaannya meluas mulai dari alat berat hingga kendaraan seperti truk. Pada truk berat, sistem hidrolik digunakan untuk mengangkat bak muatan yang sering kali memiliki bobot yang sangat besar. Keunggulan sistem ini terletak pada kemampuannya mentransmisikan tenaga besar melalui fluida yang tidak terkompresikan, dengan efisiensi tinggi. Prinsip dasar sistem hidrolik adalah Hukum Pascal, yang menyatakan bahwa tekanan yang diterapkan pada fluida dalam ruang tertutup akan diteruskan secara merata ke segala arah. Prinsip ini memungkinkan desain sistem yang kuat dan efisien untuk menangani beban berat dalam skenario operasional.

Initial Thinking tentang Permasalahan:

Dalam desain ini, beberapa masalah utama yang perlu diselesaikan meliputi: a. Kapasitas Beban: Sistem harus mampu menangani beban hingga 10 ton secara efisien dan aman. b. Dimensi Komponen: Ukuran silinder, pompa, dan reservoir harus dirancang agar sesuai dengan tekanan kerja yang dibutuhkan. c. Efisiensi Energi: Sistem perlu dirancang untuk meminimalkan kehilangan energi akibat gesekan atau kebocoran. d. Keamanan Operasional: Sistem harus stabil dan dilengkapi pengaman untuk mencegah kegagalan pada tekanan tinggi. Dengan memahami masalah-masalah tersebut, pendekatan desain dimulai dengan memilih komponen standar yang tersedia di pasar dan melakukan perhitungan awal menggunakan prinsip hidrolik

A. Methods & Procedures

Pendekatan yang digunakan mencakup dua langkah utama: Idealization: Membuat model teoritis sistem hidrolik berdasarkan prinsip tekanan (P=F/A) dan prinsip energi fluida. Mengidentifikasi komponen utama seperti pompa, silinder, katup, dan reservoir, serta menetapkan spesifikasi teknisnya. Instruction Set: Silinder Hidrolik: Diameter piston: 200 mm Panjang stroke: 1.5 m Tekanan maksimum: 20 MPa Pompa: Daya dihitung dengan P=Q⋅ΔP/η Debit fluida (Q): 20 L/min Efisiensi (η): 85% Reservoir: Kapasitas: 1.5 kali volume stroke fluida untuk memastikan fluida yang cukup tersedia selama operasi. Simulasi dilakukan menggunakan perangkat lunak teknik untuk memvalidasi hasil perhitungan, termasuk distribusi tekanan dan aliran fluida.

B. Results & Discussion

Hasil perhitungan menunjukkan bahwa sistem hidrolik ini mampu menghasilkan gaya angkat hingga 314 kN, cukup untuk menangani beban hingga 10 ton. Dengan efisiensi kerja mencapai 85%, sistem ini dirancang untuk meminimalkan kehilangan energi melalui pemilihan komponen berkinerja tinggi dan pengaturan aliran fluida yang optimal. Desain ini juga memperhatikan faktor keselamatan dengan menambahkan katup pengaman untuk mencegah tekanan berlebih, sehingga risiko kegagalan sistem dapat diminimalkan. Pembahasan lebih lanjut mencakup: Tekanan Aktual vs. Tekanan Desain: Hasil simulasi menunjukkan kesesuaian tekanan aktual dengan tekanan desain, memastikan stabilitas sistem. Efisiensi Energi: Pemilihan pompa yang efisien memberikan penghematan energi hingga 15% dibandingkan sistem konvensional. Rekomendasi Perbaikan: Sistem dapat ditingkatkan dengan menambahkan filter untuk menjaga kebersihan fluida dan mengurangi risiko kontaminasi.

C. Acknowledgments

Penulis mengucapkan rasa syukur yang mendalam kepada Tuhan Yang Maha Esa atas kesempatan, kelancaran, dan kesehatan yang telah diberikan selama proses penyusunan laporan ini. Semua hasil yang dicapai adalah berkat rahmat dan karunia-Nya. Penulis juga ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak Indra, dosen mata kuliah Sistem Konversi Energi, atas bimbingan, arahan, dan masukan yang sangat berharga selama penyusunan laporan ini. Diskusi yang diberikan selama perkuliahan dan konsultasi telah membantu penulis untuk memahami secara mendalam prinsip-prinsip dasar serta penerapan sistem hidrolik dan pneumatik dalam dunia teknik. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada pihak laboratorium Teknik Mesin yang telah menyediakan fasilitas yang memadai untuk melakukan pengumpulan data, simulasi, dan pengujian yang mendukung laporan ini. Dengan adanya bantuan teknis dari pihak laboratorium, penulis dapat mengembangkan desain dan analisis dengan lebih baik. Penulis tidak lupa menyampaikan rasa hormat kepada rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin yang telah berkontribusi melalui diskusi dan kerja sama selama proses penyusunan laporan ini. Ide-ide dan masukan dari rekan-rekan sangat membantu dalam memberikan perspektif baru terhadap solusi teknis yang diajukan dalam laporan ini. Akhirnya, penulis mengucapkan terima kasih kepada keluarga dan teman-teman atas dukungan moral, doa, dan motivasi yang terus diberikan selama proses penyelesaian laporan ini. Semua dukungan tersebut menjadi dorongan besar bagi penulis untuk menyelesaikan laporan ini dengan baik. Laporan ini diharapkan dapat memberikan kontribusi positif dalam pengembangan ilmu teknik mesin, khususnya di bidang desain dan analisis sistem hidrolik dan pneumatik. Kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan untuk menyempurnakan karya ini di masa mendatang. Semoga laporan ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca dan menjadi acuan yang berguna dalam studi teknik yang lebih lanjut. Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah mendukung, baik secara langsung maupun tidak langsung, dalam penyusunan laporan ini.

D. (References) Literature Cited

Budynas, R. G., & Nisbett, J. K. (2015). Shigley's Mechanical Engineering Design. McGraw-Hill. Cengel, Y. A., & Cimbala, J. M. (2018). Fluid Mechanics: Fundamentals and Applications. McGraw-Hill. ISO 1219-1:2012. Fluid Power Systems and Components - Graphic Symbols and Circuit Diagrams.