BAB IV PERHITUNGAN HIDRAULIK 4.1.
Perhitungan Silinder-silinder Hidraulik 4.1.1. Kecepatan Rata-rata Menurut Audel Pumps dan Compressor Hand Book by Frank D. Graha dan Tara Poreula, kecepatan piston dipilih berdasarkan berat beban yang diterima oleh silinder. Tabel 1. Berat beban (Kg)
Kecepatan
piston
Cm/det ---- 2268
12,70
-----
25,40
2268 ---- 3629
10,17
-----
20,34
36,29 ---- 5443
7,62
-----
15,24
dari tabel diatas, dipilih kecepatan piston (V) = 13,54 cm/det Kecepatan fluida yang melalui silinder, bila perbandingan diameter Maka :
D1 = 1,34 (diperkirakan) D0 V0 = (
D1 2 ) ⋅ V1 D0
(4 . 1)
= 1,342 . 13,54 = 24,31 cm/det 4.1.2. Silinder Angkat (Lift Cylinder) Dalam
menentukan
ukuran
silinder
angkat
ini,
pertama-tama harus ditentukan berapa beban maksimum yang harus didukung, kemudian berapa tekanan fluida maximum yang diizinkan. Gaya-gaya yang harus didukung oleh silinder adalah : F = W t2 + Fi + Fg
38
dimana : F
= gaya total yang harus didukung silinder
W t2 =
beban
yang
beserta
peralatannya
Fi
inersia
= gaya
yang
harus
diangkat
terjadi akibat adanya
percepatan Fg = gaya gesek yang terjadi Sedangkan
tekanan
P = 180 Kg/cm
yang
direncanakan
adalah
2
4 6 5 2
3 1
Gambar Distribusi Berat Mast Keterangan Gambar : 1. Batang penyangga luar (Outher Mast)
W 1 = 140 Kg
2. Batang penyangga dalam (Inner Mast)
W2 = 125 Kg
3. Silinder angkat (Lift Cylinder)
W3 = 50 Kg
4. Batang piston (Rod)
W4 = 70 Kg
39
5. Garpu (Fork)
W5
= 60
Kg 6. Peralatan angkat (Vingger bar)
W6 =
93 Kg Jumlah
W t1 = 538
Kg
S1 = 924 mm
S0 = 2075 mm
Gambar Langkah Mast
Tinggi angkat (Lift) = S0 + S1
(4 . 2)
= 2075 + 925 = 3000 mm
Panjang langkah (Stoke) = S1 = 925 mm
Percepatan terjadi pada saat silinder mulai bergerak sampai pada kecepatan konstan V1. Tetapi pada akhir langkah akan terjadi perlambatan yang akhirnya akan berhenti.
40
V Cm/det
t1
t2
t3
V1
S1
t det S
mm Gambar Analisa Percepatan Beban yang harus didukung oleh lift cylinder : - Batang penyangga dalam ( Inner Mast )
W2 = 125 Kg
- Berat beban
W
= 3000
Kg - Garpu (Fork)
W5 =
60
Kg - Peralatan pengangkat
W 6 = 93
- Batang piston (Rod)
Kg
W4 =
Kg Jumlah
W t2 = 3348 Kg
Gaya Inersia (lihat persamaan 3 . 23) Fi =
W t2 V1 − V0 × g t
Bila diketahui : Wt2 = beban yang harus diangkat beserta peralatannya = 3348 Kg
41
70
V1 = kecepatan piston (tabel 1, kecepatan torak) = 13,54 cm/dt maka : Fi = •
3348 13,54 − 0 × = 46,2 Kg 981 1
Gaya gesek ( Fg ) Fg
= Fgp
(lihat persamaan 3 . 19) +
Fgbp
Dimana : Fgp = Gaya gesek piston dengan cylinder = µ x W ⇒ µ = koeffisien gesek antara piston dengan cylinder = 0,10 ----- 0,17 diambil 0,14 Fgp
= 0,14 x 3000 = 420 Kg = 4200 N
Fgbp = Gaya gesek batang piston ( diperkirakan 6% dari gaya gesek piston ) = 6% x Fgp = 0,06 x 4200 = 252 N Sehingga gaya gesek total ⇒ Fg
= Fgp + Fgbp = 4200 + 252 = 4452 N
Sehingga gaya yang harus didukung oleh lift cylinder adalah : Ftot
= W t2 + Fi + Fg = 33480 + 462 + 4452 = 38394 N
karena memakai dua buah lift cylinder, maka : F
=
Ftot 2
42
(4 . 3)
38394 2
=
= 1919,7 N
Dimensi Lift Cylinder (lihat persamaan 3 . 10) F A
P = Dimana
P = tekanan fluida = 1,800 N/m2 F = gaya yang harus didukung oleh cylinder lift = 38394 N A = luas permukaan piston
π 2 dp 4
=
sehingga
4× F π ×P
dp = =
(4 . 4)
4 × 38394 = 0,00521 m π × 1,8
= 5,21 cm
⇒ dipilih diameter piston dp = 5,44 cm = 54,4 mm
•
Tebal lift silinder ts = =
P×dp 2 ×σ L
(4 . 5)
180 × 5,44 2 × 728
= 0,67 cm = 6,7 mm •
Diameter luar lift silinder DLL = dp + ( 2 . ts )
43
(4 . 6)
= 5,44 + 2 . 0,67 = 6,78 cm = 67,8 mm •
Diameter dalam lift cylinder Ddl = dp = 5,44 cm = 54,4 mm
•
Diameter batang piston ( rod ) lift cylinder Direncanakan memakai batang piston pejal dengan diameter dbp = 4,5 cm = 45 mm
•
Tebal piston tpL = dlp - dbp
(4 . 7)
= 5,44 - 4,5 = 0,94 cm = 9,4 mm •
Panjang piston Lp = ( 1 ----- 1,25 ) dLp = 1,25 x =
5,44
6,8 cm
= 68 mm •
Diameter dalam piston ddp = dbp = 4,5 cm = 45 mm
44
(4 . 8)
4.1.3. Silinder Miring (Tilt Cylinder) Sesuai dengan fungsinya dimana silinder miring ini digunakan untuk menarik batang penyangga dengan sudut tertentu, baik ke depan (forward) maupun belakang (backward).
Pada
perencanaan
maksimum kedepan θf maksimum
0
= 6
ini
ditentukan
sudut
dan sudut kebelakang
θr = 120. Adapun beban terberat yang harus
didorong oleh silinder miring (tilt cylinder) adalah pada posisi dimana batang penyangga berada pada posisi θr = 12
0
(pada posisi beban ke belakang). Tekanan fluida yang bekerja adalah P = 180 Kg/cm2.
Gambar kemiringan beban angkat pada forklift
45
Fi Fi Fr
W sin α Θr W
G θ
Gambar Tilt Cylinder W A.
Gaya yang harus diatasi oleh setiap tilt cylinder adalah sebagai berikut :
F = ½ {( W + Wt1 ) sin θr + FI + 2Fg + 2F2} (4 . 9) Dimana : Fgbp F2
W
Q2
= berat beban = 3000 Kg
Fi
Wt1 = berat mast Fgp
= 538 Kg θr
FI Q1 F1
= 120
= gaya inersia =
(W + Wt1 ) V1 − V0 × g t
=
(3000 + 538) 13,54 − 0 × 981 1
= 488 N Fg
= gaya gesek = Fgp + Fgbp
⇒ Fgp = µ x W
46
= 0,14 x 30000 = 4200 N Fgbp = 6% x Fgp = 0,06 x 4200 = 252 N Fg = 4200 + 252 = 4452 N P2 ⋅ π ⋅ (d − d bp )
F2 =
4
dimana : P2 = tekanan balik (back pressure) = 9 Kg/cm2 dbp = diameter batang piston = 0,34 x 7,04 = 2,46 cm F2 =
9 ⋅ π ⋅ (7,04 − 2,46) 4
= 32,37 Kg/cm sehingga gaya yang bekerja pada Tilt Cylinder adalah : F = ½ {( 300 + 538 ) sin 120 + 48,8 + 2.445,2 + 2.32,37 } = 869,8 Kg/cm B. Dimensi Tilt Cylinder • Diameter luar piston (dlp) lihat persamaan 4 . 4 : dlp = =
4× F π ×P 4 × 869,8 π × 180
= 2,48 cm ⇒ dlp = 24,8 mm Dipilih untuk diameter luar piston Tilt cylinder dlp = 7,04 cm
•
Tebal Tilt Cylinder
47
P × d lp
ts =
2 ×σ l
=
180 × 7,04 2 × 728
= 0,87 cm •
⇒ ts = 8,7 mm
Diameter luar Tilt Cylinder Dlt = dp + ( 2 . ts ) = 7,04 + ( 2 x 0,87 ) = 8,78 cm
•
⇒ Dlt = 87,8 mm
Diameter dalam Tilt Cylinder Ddt = dlp = 7,0 4cm
•
⇒ Ddt = 70,4 mm
Diameter batang piston (rod) Tilt Cylinder Direncanakan memakai batang piston pejal dengan diameter dbp = 3,0 cm = 30 mm
•
Tebal piston Tilt Cylinder Tpt = dlp - dbp = 7,04 - 3,0 = 4,04 cm = 40,4 mm
•
Panjang piston Tilt Cylinder Lpt = ( 1 ---- 1,25 ) dlp = 1,25 x 7,04 = 8,8 cm = 88 mm
•
Diameter dalam piston Tilt Cylinder Ddp = Dbp = 3,0 cm
48
4.1.4. Silinder Kemudi (Steering Cylinder) Didalam sangatlah
kita
mengendarai
diperlukan
adanya
suatu
suatu
kendaraan,
mekanisme
atau
peralatan yang dapat digunakan untuk mengatur arah jalannya kendaraan tersebut. Untuk keperluan tersebut kendaraan
dilengkapi
dengan
sistem
kemudi,
yang
memungkinkan kendaraan dapat bergerak ke segala arah sesuai dengan kehendak pengendaranya. Jadi fungsi sistem kemudi untuk memungkinkan kendaraan dibelokkan kemana saja, melalui roda-roda belakang dengan cara memutar roda kemudi. Untuk
meringankan
pengemudi
dalam
mengemudikan kendaraannya maka digunakan sistem kemudi
hidraulik
dengan
silinder
kemudi
sebagai
penggeraknya. Ujung silinder kemudi satu dihubungkan ke kerangka kendaraan sedangkan yang satunya lagi dihubungkan ke batang relay hubungan kemudi. Dengan prodak gear box kemudi, katup pengarah akan ikut bergerak dan bekerja untuk mengarahkan fluida yang bertekanan ke silinder kemudi. Hasil gerak silinder dibantu dengan draklink ini akan mendesak/menarik center arm yang kemudian akan merubah posisi roda belakang.
49
Gambar Steering Cylinder 1. Dimensi Stering Cylinder •
Diameter luar Steering Cylinder Direncanakan diameter luar Steering Cylinder Dls = 5,4 cm
•
Tebal Steering Cylinder Direncanakan tebal Steering Cylinder ts = 0,2 cm
•
Diameter luar piston (dlp) dlp = Dls - ( 2 . ts )
50
= 5,4 - ( 2 . 0,2 ) = 5,0 cm •
Diameter dalam Steering Cylinder Ddt
= dlp = 5,0 cm
•
⇒ dlp = 50 mm
⇒ dlp = 50 mm
Diameter batang piston (rod) Steering Cylinder Direncanakan memakai batang piston pejal dengan diameter dbp = 2,5 cm⇒ dlp = 25 mm
•
Tebal piston Steering Cylinder Tpt
= dlp - dbp = 5,0- 2,5 = 2,5 cm
•
⇒ dlp = 25 mm
Panjang piston Steering Cylinder Lpt = ( 1 ---- 1,25 ) dlp = 1,25 x 5,0 = 6,25 cm
•
⇒ dlp = 62,5 mm
Diameter dalam piston Steering Cylinder Ddp = Dbp = 2,5 cm
4.2
⇒ dlp = 25 mm
Pemeriksaan Silinder Hidraulik Terhadap Tekuk Menentukan karakteristik batang piston silinder hidraulik, diasumsikan bahwa silinder hidraulik lebih kaku dibandingkan batang piston, sehingga lendutannya dapat diabaikan. l b
P
P
L
Gambar 3.9 pemeriksaan tekuk pada lift cylinder
51
Lendutan lateral silinder karena beban tekan Untuk ;
x
< b dy dx
sehingga
=−
(dari gambar diatas) y L −b
pcr l pcr π ⋅a π ⋅b π ⋅b ⋅ cos =− ⋅ a ⋅ sin pcr − p l l L − b pcr − b l
π l
cos
π ⋅b l
=−
l π ⋅b sin L −b l
Didapat persamaan karakteristik batang piston : b L
l L
π (l − ) = − Tg (π
b L × ) L l
Grafik karakteristik batang piston silinder hidraulik : 09
08
07
06
05 03
04
05
06
07
Gambar 3.10 Grafik Karakteristik Batang Piston 4.2.1. Pemeriksaan Tekuk Pada Lift Cylinder dbp = 4,5 cm b
b = s = 95 cm L
L = 295 cm
b 95 = = 0,322 L 295
Dari grafik karakteristik batang piston, didapat :
52
l = 0,53 L l = 0,53 × 295 = 156,35 cm
Momen Inersia : Ppr = Ppr =
π ⋅ d bp 4
(4 . 11)
64
π ⋅ (4,5) 4 64
= 20,13 cm4
Beban kritis Pcr = Pcr =
π 2 ⋅ E ⋅ Ppr
(4 . 12)
l2
π 2 ⋅ 2,1 × 10 6 ⋅ 20,13 156,35 2
= 170673,9 Kg Sedangkan beban terberat yang harus diatasi oleh silinder angkat adalah : F = 1919,7 Kg Sehingga
Pcr > F
Jadi silinder angkat (Lift Cylinder) aman terhadap tekuk 4.2.2. Pemeriksaan Tekuk Pada Tilt Cylinder dbp = 3,0 cm b
b = s = 27 cm L
L = 49 cm
b 27 = = 0,55 L 49
Dari grafik karakteristik batang piston, didapat :
53
l = 0,53 L l = 0,53 × 49 = 25,97 cm
Momen Inersia : Ppr = Ppr =
π ⋅ d bp 4
(4 . 11)
64
π ⋅ (3,0) 4 64
= 3,98 cm4
Beban kritis Pcr = Pcr =
π 2 ⋅ E ⋅ Ppr
(4 . 12)
l2
π 2 ⋅ 2,1 × 10 6 ⋅ 3,98 25,97 2
= 122308,94 Kg = 1223089,4 N Sedangkan beban terberat yang harus diatasi oleh silinder miring adalah : F = 8698 N Sehingga
Pcr > F
Jadi silinder miring (Tilt Cylinder) aman terhadap tekuk 4.2.3. Pemeriksaan Tekuk Pada Steering Cylinder dbp = 2,5 cm b
b = s = 25 cm L
L = 105 cm b 25 = = 0,24 L 105
Dari grafik karakteristik batang piston, didapat : l = 0,53 L
54
l = 0,53 × 105 = 55,65 cm
Momen Inersia : Ppr = Ppr =
π ⋅ d bp 4
(4 . 11)
64
π ⋅ (2,5) 4 64
= 1,92 cm4
Beban kritis Pcr = Pcr =
π 2 ⋅ E ⋅ Ppr
(4 . 12)
l2
π 2 ⋅ 2,1 × 10 6 ⋅ 1,92 55,65 2
= 129655,7 Kg = 1296557 N Sedangkan beban terberat yang harus diatasi oleh silinder kemudi adalah : F = 4166,5 N Sehingga
Pcr > F
Jadi silinder kemudi (Steering Cylinder) aman terhadap tekuk 4.3.
Ukuran Pipa Saluran Fluida 4.3.1. Silinder Angkat (Lift Cylinder)
Kapasitas fluida : Q = A . V π = ( ⋅ d 2 ) ⋅V 4
(4 . 13)
π = ( ⋅ 5,44 2 ) ⋅ 13,54 4
= 314,707 cm3/det = 18,9 l/min
diameter dalam pipa saluran (lihat persamaan 3 . 30) dp = 4,6
Q V
55
18,9 3,2
= 4,6
= 11,2 mm Diameter dalam pipa diambil : dp = ¾ inc = 19,05 mm Diameter luar pipa diambil : dlp = 1 inc = 25,4 mm
Diameter dalam sambungan : ds = 4,6
Q V
ds = 4,6
18,9 6
= 8,2 mm Diameter luar sambungan diambil : dls = ¾ inc = 19,05 mm
Tebal t = 3,75 mm Sehingga : ds = dls - 2 . t = 19,05 - 2 . 3,75 = 11,55 mm
4.3.2. Silinder Miring (Tilt Cylinder)
Kapasitas fluida : Q = A . V π = ( ⋅ d 2 ) ⋅V 4
π = ( ⋅ 7,04 2 ) ⋅ 3,9 4
= 151,81 cm3/det = 9,11 l/min
diameter dalam pipa saluran dp = 4,6
Q V
56
9,11 3,2
= 4,6
= 7,76 mm Diameter dalam pipa diambil : dp = ¼ inc = 6,35 mm Diameter luar pipa diambil : dlp = ½ inc = 12,7 mm
Diameter dalam sambungan : ds = 4,6
Q V
ds = 4,6
9,11 6
= 5,7 mm Diameter dalam sambungan diambil : dls = ½ inc = 12,7 mm
Tebal t = 3,75 mm Sehingga : ds = dls + 2 . t = 12,7 + 2 . 3,75 = 20,2 mm
4.3.3. Silinder Kemudi (Steering Cylinder)
Kapasitas fluida : Q = A . V π = ( ⋅ d 2 ) ⋅V 4
π = ( ⋅ 5,0 2 ) ⋅ 3,5 4
= 68,7 cm3/det = 4,12 l/min
diameter dalam pipa saluran dp = 4,6
Q V
57
4,12 3,2
= 4,6
= 5,2 mm Diameter dalam pipa diambil : dp = ¼ inc = 6,35 mm Diameter luar pipa diambil : dlp = ½ inc = 12,7 mm
Diameter dalam sambungan : ds = 4,6
Q V
ds = 4,6
4,12 6
= 3,81 mm Diameter dalam sambungan diambil : dls = ½ inc = 12,7 mm
Tebal t = 3,75 mm Sehingga : ds = dls + 2 . t = 12,7 + 2 . 3,75 = 20,2 mm
4.4.
Perhitungan Pompa Hidraulik
Kapasitas Pompa Yang Dibutuhkan Qp = Qmax + Qbocor + Qdrain
(4 . 14)
Dimana : Qmax = kapasitas aliran maximum pada silinder = 2 . Qsil.Lift + 2 . Qsil.Tilt
(4 . 15)
Qsil.Lift = AL x VL
(4 . 16)
⇒
π
= ( d 2 ) × VL 4
58
(4 . 17)
π = ( 5,44 2 ) × 13,54 4
= 314,7 cm3/det = 18,9 l/min QsiL.Tilt = At x Vt
π = ( d 2 ) × Vt 4 π = ( 7,04 2 ) × 3,9 4
= 151,81 cm3/det = 9,1 l/min jadi :
Qmax = 2 . Qsil.Lift + 2 . Qsil.Tilt = ( 2 x 18,9 ) + ( 2 x 9,1 ) = 56 l/min
Qdrain
= jumlah kapasitas aliran yang kembali ke tangki dari katup relief dan yang berada dalam pipa, diasumsikan 27% . Qmax = 0,27 . 56 = 15,12 l/min
Qbocor = jumlah kapasitas aliran yang bocor dari silinder, diasumsikan 1% Qmax = 0,01 . 56 = 0,56 l/min Sehingga kapasitas pompa Qp = 56 + 15,12 + 0,56 = 71,68 l/min Diambil kapasitas pompa Qp = 72 l/min •
Diameter saluran pompa (lihat persamaan 3 . 30) dsp = 4,6 = 4,6
Q V 72 3,2
= 21,82 mm
59
Dari ukuran standart diambil : - Inlet
dsp = 1 in
= 25,4 mm
dp = 1,5 in = 38,1 mm - outlet
dsp = ¾ in = 19,05 mm dp = 1 in
= 25,4 mm
Dimensi Pompa Dari “Oil Hydraulik Power and Its Industrial Aplication” , untuk kapasitas pompa : Qp < 75,7 l/min atau
Qp = 20 gpm
Maka : modulnya putaran •
m = 5 ---- 8 n = 1200 ---- 1800 rpm
Pada perencanaan ini dipilih : m = 5 z = 12 (jumlah gigi) n = 1200 rpm
•
Diameter pitch (dpc) : dpc = m x z
(4 . 18)
= 5 x 12 = 60 mm persamaan 3 . 31 : Qp = π x dpc x 2 . m x b x n x 10-6 145,5 = π x 60 x 2 . 5 x b x 1200 x 10-6 b = 53,6 mm •
Lebar roda gigi diambil (b) = 50 mm
•
Tinggi puncak gigi (addendum) : hk1 = m = 5 mm
•
Tinggi alas gigi (dedendum) : hk2 = m
60
= 5 mm Diameter addendum :
•
Da = dpc + 2 . hk1
(4 . 19)
= 60 + 2 . 5 = 70 mm Diameter dedendum :
•
Dd = dpc - 2 . hk1
(4 . 20)
= 60 - 2 . 5 = 50 mm Daya pompa yang diperlukan
Diketahui : Tekanan keluar pompa
Pp = 180 Kg/cm2
Kapasitas aliran
Qp = 72 l/min
Diperekirakan effesiensi volumetric
ηv = 85%
Effesiensi mekanis
ηm = 90%
• Maka effesiensi total (lihat persamaan 3 . 32) ηtot = ηv x ηm = 0,85 x 0,90 = 0,765 •
Daya output pompa adalah (lihat persamaan 3 . 33): Np =
P×Q (HP) 455,62
Dimana : Np = daya output pompa
(HP)
Q = kapasitas aliran
(l/min)
Pp = tekanan pompa
(Kg/cm2)
Maka : Np =
180 × 72 455,62
= 28,5 HP
61
•
Daya input yang diperlukan (lihat persamaan 3 . 34) : N = =
•
Np
ηt 28,5 0,765
= 37,18 HP
Poros pompa hidraulik - Daya pompa
N = 37,18 HP
- Putaran
n
- Diameter Pitch
dpc = 60 mm
- Lebar roda gigi
b
= 1200 rpm = 50 mm
Momen puntir : Mt = 716 = 716
N n
(4 . 21)
37,18 1200
= 22,184 Kgm = 221,84 Nm = 221840 Nmm •
Gaya tangensial : Ph = =
Mt d /2
(4 . 22)
22184 60 / 2
= 739,47 Kg = 7394,7 N •
Gaya radial : Pv = Ph x tg 200
(4 . 23)
= 7394,7 x tg 200 = 2691,5 N •
Resultan gaya : p =
2
p h + pv
62
2
(4 . 24)
7394,7 2 + 2691,5 2
=
= 7869,3 N •
Momen lentur : ML = =
P L b ( − ) 2 2 4
(4 . 25)
786,93 70 50 ( − ) 2 2 4
= 8852,96 Kgmm = 88529,6 Nmm •
Momen equivalent : Meq =
a 2 M L + ( M t )2 2
(4 . 26)
a = 1 (konstanta) =
1 88529,6 2 + ( 221840) 2 2
= 180122 Nmm = 180,122 Ncm •
Diameter poros : dp = 2,17
3
B×
M eq b
(4 . 27)
B = 1 untuk poros pejal •
Bahan poros diambil sesuai dengan bahan roda gigi b = 1000 ------ 1500 Kg/cm2 maka : dp = 2,17 3 1×
1801,22 1000
= 2,64 cm • 4.5.
Diameter poros dipilih (dp) = 30 mm
Perhitungan Kerugian-kerugian Tekanan 4.5.1 Kerugian-kerugian Pada Pipa Masuk Pompa (Suction Line) Bila diameter dalam pipa : dp = 3 cm
63
Ap =
=
π
⋅dp
4
π 4
2
32
= 7,04 cm2 Qpompa = 72 l/min = 72000/60 = 1200 cm3/det Q pompa
Vf =
Ap
=
1200 = 169,73 cm/det 7,07
v = 54 cst = 0,54 cm2/det bilangan Reynold (lihat persamaan 3 . 31) Vf ⋅d
Re =
v
=
169,73 ⋅ 3 0,54
= 942,94 sehingga koeffisien gesek (3 . 32) f = =
64 Re 64 942,94
= 0,068 panjang equifalen : panjang pipa masuk Le1 = 130 cm rugi-rugi masuk k = 0,5 Le2 = =
k ⋅d f 0,5 ⋅3 0,068
= 22,06 cm panjang equifalen Le = 130 + 22,06 = 152,06 cm rugi-rugi tekanan (3 . 33) :
64
2
L Vf Pf = f ⋅ e ⋅ ⋅γ d 2g
Pf = 0,068 ⋅
152,06 169,73 2 ⋅ ⋅ (10 −3 ⋅ 0,8595) 3 2 ⋅ 981
= 0,044 Kg/cm2 4.5.2 Kerugian-kerugian Tekanan Pada Pipa Keluar Pompa (Discharge Line) Bila diameter dalam pipa : dp = 2,3 cm Ap =
=
π
⋅dp
4
π 4
2
2,3 2
= 4,16 cm2 Qpompa = 72 l/min = 72000/60 = 1200 cm3/det Q pompa
Vf =
Ap
=
1200 = 169,73 cm/det 7,07
v = 54 cst = 0,54 cm2/det bilangan Reynold (lihat persamaan 3 . 31) Vf ⋅d
Re =
v
=
169,73 ⋅ 2,3 0,54
= 722,92 sehingga koeffisien gesek (3 . 32) f = =
64 Re 64 722,92
= 0,089 panjang equifalen : panjang pipa masuk Le1 = 300 cm katup relief
k = 16,5
65
k ⋅d f
Le2 =
16,5 ⋅ 2,3 0,089
=
= 426,41 cm panjang equifalen Le = 300 + 424,41 = 724,41 cm rugi-rugi tekanan (3 . 33) : Pf = f ⋅
2 Le V f ⋅ ⋅γ d 2g
Pf = 0,089 ⋅
724,41 169,73 2 ⋅ ⋅ (10 −3 ⋅ 0,8595) 2,3 2 ⋅ 981
= 0,354 Kg/cm2 4.5.3 Kerugian-kerugian Tekanan Pada Silinder Angkat (Lift Cylinder) Bila diameter dalam pipa : dp = 1,905 cm Ap =
=
π 4
π 4
⋅dp
2
1,905 2
= 2,85 cm2 Q = 18,9 l/min = 18900/60 = 315 cm3/det Vf =
Q
=
Ap
315
= 110,53 cm/det
2,85
v = 54 cst = 0,54 cm2/det bilangan Reynold (lihat persamaan 3 . 31) Re = =
Vf ⋅d v 110,53 ⋅ 1,905 0,54
= 389,93
66
sehingga koeffisien gesek (3 . 32) f = =
64 Re 64 389,93
= 0,164 panjang equifalen : panjang pipa masuk Le1 = 150 cm katup flow control k ⋅d f
Le2 = =
k = 16,5
16,5 ⋅ 1,905 0,164
= 191,66 cm panjang equifalen Le = 150 + 191,66 = 341,66 cm rugi-rugi tekanan (3 . 33) : Pf = f ⋅
2 Le V f ⋅ ⋅γ d 2g
Pf = 0,164 ⋅
341,66 110,53 2 ⋅ ⋅ (10 −3 ⋅ 0,8595) 1,905 2 ⋅ 981
= 0,157 Kg/cm2 4.5.4 Kerugian-kerugian tekanan Pada Silinder Miring (Tilt Cylinder)
L3
L4
Q1
Q2
L1
L2
dp = 0,635 cm
67
Bila diameter dalam pipa : dp = 0,635 cm Ap =
=
π
⋅dp
4
π 4
2
0,635 2
= 0,32 cm2 Q1 = 9,11 l/min = 9110/60 = 151,83 cm3/det Q2 = Q1 = 151,83 cm3/det Q
Vf1 =
Ap
=
151,83 = 474,47 cm/det 0,32
Vf2 = Vf1 = 474,47 cm/det v1 = 54 cst = 0,54 cm2/det bilangan Reynold (lihat persamaan 3 . 31) Vf ⋅d
Re =
v
= =
(V f 1 + V f 2 ) ⋅ d v 474,47 ⋅ 0,911 0,54
= 1600,89 sehingga koeffisien gesek (3 . 32) f = =
64 Re
64 1600,89
= 0,04 panjang equifalen : panjang pipa masuk sampai sambungan T Le1 = 125 cm katup back pressure
k = 16,5
2 buah sambungan T, k = 1,5
Le2 = 258 cm Le3 = 23 cm Le = 406 cm
68
rugi-rugi tekanan (3 . 33) : 2 Le V f Pf = f ⋅ ⋅ ⋅γ d 2g
Pf = 0,04 ⋅
406 948,94 2 ⋅ ⋅ (10 −3 ⋅ 0,8595) 0,635 2 ⋅ 981
= 10,09 Kg/cm2 4.5.5 Kerugian-kerugian Tekanan Pada Silinder Kemudi (Steering Cylinder) Bila diameter dalam pipa : dp = 0,635 cm Ap =
=
π 4
π 4
2
⋅dp
0,635 2
= 0,317 cm2 Q = 4,12 l/min = 4120/60 = 68,7 cm3/det Q
Vf =
=
Ap
68,7 = 216,72 cm/det 0,317
v = 54 cst = 0,54 cm2/det bilangan Reynold (lihat persamaan 3 . 31) Vf ⋅d
Re =
v
=
216,72 ⋅ 0,635 0,54
= 284,85 sehingga koeffisien gesek (3 . 32) f = =
64 Re
64 284,85
= 0,225
69
panjang equifalen : panjang pipa masuk Le1 = 150 cm katup relief valve Le2 = =
k = 16,5
k ⋅d f 16,5 ⋅ 0,635 0,225
= 46,57 cm panjang equifalen Le = 150 + 46,57 = 196,57 cm rugi-rugi tekanan (3 . 33) : 2 Le V f ⋅γ Pf = f ⋅ ⋅ d 2g
Pf = 0,225 ⋅
196,57 216,72 2 ⋅ ⋅ (10 −3 ⋅ 0,8595) 0,635 2 ⋅ 981
= 1,433 Kg/cm2 4.6
Daya Untuk Menggerakan Kendaraan Forklift Dalam perencanaan ini, pompa roda gigi yang digunakan untuk
menggerakan
sistem
hidraulik
selalu
berputar,
baik
kendaraan itu berhenti maupun waktu berjalan. Disesuaikan dengan keperluannya, maka dapat dipilih jenis mesin yang direncanakan sebagai penggerak utama dari forklift ini adalah : Jenis mesin
: Diesel
Rated Output/r.p.m
: 38,3 Kw/2500 r.p.m
Maximum Torque/r.p.m
: 153,9 N.m/1800 r.p.m
Number of Cylinder
: 4 cylinders
Displacement
: 2369 cc
Minimum Speed
: 215 r.p.m
70
