Cara Kerja Sistem Hidrolik pada Excavator

Anda ingin tahu bagaimana cara kerja sistem hidrolik pada excavator? Seperti diketahui, excavator merupakan jenis alat berat yang mempunyai kemampuan serbaguna untuk menggali, memuat, dan memindahkan material.

Tidak heran jika excavator menjadi salah satu jenis alat berat andalan dalam pekerjaan konstruksi, pertambangan, perkebunan dan perhutanan. Beberapa pekerjaan yang bisa dilakukan alat ini antara lain:

• Mengerjakan berbagai kegiatan pertambangan.
• Mengerjakan berbagai kegiatan kehutanan.
• Pembukaan lahan hutan untuk perkebunan dan pertanian.
• Pembuatan jalan perintis.
• Pembuatan parit dan saluran irigasi.
• Melakukan penggalian untuk pembuatan basement gedung bertingkat.
• Melakukan penggalian untuk pembuatan waduk / bendungan.
• Membantu pemancangan tiang pondasi (jalan tol, jalan layang, jembatan, dll).

Berdasarkan jenis treknya, excavator terdiri dari dua tipe, yaitu crawler excavator (roda rantai besi) dan wheel excavator (roda ban). Excavator dengan roda rantai cocok digunakan pada medan lunak dan tidak rata. Sebaliknya, excavator dengan roda ban lebih cocok digunakan pada medan keras dan rata.

Baca juga: Jenis-jenis excavator, komponen penting, dan fungsinya.

Berdasarkan sistem penggeraknya, excavator juga dibedakan menjadi dua, yaitu sistem kabel / tali dan sistem hidrolik. Saat ini, excavator sistem kabel mulai jarang digunakan, karena kurang efisien.

Excavator hidrolik (hydraulic excavator) menjadi pilihan utama. Selain efisien, pengoperasian alat berat tipe ini juga mudah, dan perawatannya relatif sederhana.

Dengan media utama fluida, tenaga yang dihasilkan untuk melakukan penggalian, pemuatan, dan pemindahan material juga lebih besar.

1. Konstruksi Excavator Hidrolik

Secara umum konstruksi excavator hidrolik terdiri dari dua bagian: attachment dan base machine.

a. Attachment

Attachment terdiri atas:

• Boom: menghubungkan base frame ke arm dengan panjang tertentu, untuk menjangkau jarak loading / unloading. Boom digerakkan oleh boom cylinder.
• Arm: menghubungkan boom ke bucket. Arm digerakkan oleh arm cylinder.
• Bucket: berhubungan langsung dengan material pada saat loading. Bucket digerakkan oleh bucket cylinder.

b. Base Machine

Base machine terdiri atas:

• Base frame: terdiri atas cabin, mesin, counter weight, dan komponen lainnya.
• Track frame: terdiri atas center frame dan crawler frame yang menjadi tumpuan operasional excavator.
• Track shoe: komponen yang berfungsi seperti roda pada kendaraan. Track bisa berupa roda rantai besi (crawler) maupun roda ban (wheel).

a. Komponen Utama

• Tangki hidrolik (hydraulic tank)
• Pompa hidrolik (hydraulic pump)
• Aktuator (actuator)
• Katup-katup pengontol (control valves)

Keempat komponen utama ini memiliki julukan masing-masing. Misalnya, tangki dan pompa hidrolik (plus energi penggeraknya) sering disebut unit tenaga (power pack).

Actuator sering disebut unit penggerak. Yang banyak digunakan adalah silinder hidrolik, yang terdiri atas arm cylinder, boom cylinder, dan bucket cylinder. Control valve sering disebut unit pengatur.

b. Komponen Pendukung

• Saluran (lines): pipa, selang, atau hose
• Saringan (filter)
• Pendingin minyak
• Akumulator
• Tuas dan pedal
• Komponen sistem kelistrikan

c. Fluida dan Sifatnya

Prinsip dasar sistem hidrolik adalah sifat fluida (zat cair) yang sangat sederhana. Sifat zat cair antara lain tidak memiliki bentuk tetap, karena akan selalu menyesuaikan bentuk yang ditempatinya.

Karena sifat itulah, cairan atau fluida akan mengalir ke berbagai arah, melewati berbagai ukuran dan bentuk, sehingga dapat mentransfer tenaga dan gaya.

Dengan kata lain, sistem hidrolik adalah pemindahan serta pengontrolan gaya dan gerakan melalui pemanfaatan fluida.

Fluida yang digunakan dalam sistem hidrolik harus memenuhi kriteria: memiliki indeks kekentalan (viskositas) yang baik, tahan api, tahan dingin, tahan korosi / aus, dan tak berbusa. Nah, oli memiliki semua kriteria ini, sehingga sering digunakan sebagai fluida dalam sistem hidrolik.

3. Mekanisme Kerja Excavator Hidrolik

Ada dua tipe tenaga penggerak pada hydraulic excavator, yaitu:

• Engine type (diesel)
• Battery type (motor listrik)

Secara umum, tenaga penggerak utama excavator hidrolik adalah mesin diesel yang akan mengubah energi mekanik menjadi energi hidrolik melalui tekanan pompa, kemudian didistribusikan ke silinder hidrolik untuk menghasilkan gerakan.

Adapun motor listrik berfungsi menghidupkan mesin dan menyuplai energi ke komponen-komponen elektrik seperti dinamo, lampu, alat-alat ukur operator, dan sebagainya.

Berikut ini mekanisme kerja sistem hidrolik pada excavator:

• Mesin diesel memutar pompa, kemudian mengalirkan fluida dari tangki ke dalam sistem dan kembali lagi ke tangki.
• Pompa hidrolik akan mengubah energi mekanik menjadi energi hidrolik dalam bentuk aliran dan tekanan.
• Control valve akan mengalihkan energi hidrolik dengan cara mengendalikan aliran fluida dan arahnya.
• Fluida (cairan hidrolik) ini mengalir di dalam pipa / selang untuk meneruskan tenaga / daya ke masing-masing komponen.
• Di sini berlaku Hukum Pascal: “Dalam sebuah ruangan tertutup, tekanan yang bekerja pada fluida akan merambat ke semua arah secara merata (sama besar)”. Besarnya tekanan dalam fluida adalah gaya (F) dibagi luas bidang tekanan (A).
• Komponen-komponen yang mendapat distribusi fluida dan pompa adalah bucket cylinder, arm cylinder, boom cylinder, swing motor, dan travel motor.
• Begitu mendapat fluida, bagian-bagian yang termasuk actuator ini mengubah energi hidrolik menjadi energi mekanis dalam bentuk gerakan linear dan putaran, untuk melakukan fungsi masing-masing (lihat Jenis Gerakan Excavator Hidrolik).

4. Jenis Gerakan Excavator Hidrolik

Ketika mendapatkan distribusi fluida dan pompa, sejumlah komponen seperti bucket cylinder, arm cylinder, boom cylinder, swing motor, dan travel motor akan bekerja dengan menghasilkan gerakan-gerakan yang sesuai dengan fungsinya.

Jika dipetakan, ada enam jenis gerakan dari excavator hidrolik terkait dengan aliran fluida tersebut, yaitu:

a. Swing

Swing adalah pergerakan ketika body dan attachment excavator berputar dengan putaran tertentu (bisa mencapai 360^o).

Gerakan ini akan mempengaruhi lever yang membuka katup pada control valves yang berisi fluida, sehingga mengalir ke swing motor. Excavator pun akan bergerak dengan putaran tertentu.

b. Traveling Left Shoe

Pergerakan ini dibagi menjadi dua, yaitu maju dan mundur, karena terpengaruh katup pada control valves. Energi hidrolik dari pompa akan diubah lagi menjadi energi mekanis melalui travel motor.

Selanjutnya, travel motor memutar sprocket, sehingga menggerakkan track shoe dan menghasilkan gerakan pada excavator. Traveling left shoe merupakan gerakan track shoe sebelah kiri.

c. Traveling Right Shoe

Prinsipnya sama seperti traveling left shoe. Hanya saja, traveling right shoe merupakan gerakan track shoe sebelah kanan.

d. Boom Raise and Down

Boom adalah komponen yang menghubungkan arm dan bucket, yang berfungsi saat pengangkatan beban. Boom digerakkan oleh dua boom cylinder.

Gerakan tersebut akan menggerakkan lever di ruang operator. Akibatnya, katup boom raise serta boom down pada control valve (yang berhubungan dengan boom cylinder) akan membuka.

Boom akan melakukan gerakan mengangkat ketika katup boom raise terbuka dan katup boom down tertutup. Fluida akan mengalir dari katup boom raise, kemudian menekan piston dari boom cylinder, sehingga boom melakukan pergerakan naik dan turun (raise and down).

e. Arm In and Out

Arm adalah komponen yang digunakan untuk membantu bucket ketika menggali, memuat, maupun memindahkan material. Bagian ini digerakkan oleh arm cylinder.

Pergerakanan arm diatur oleh katup arm in dan arm out. Arm akan melakukan gerakan mengangkat, jika katup arm out terbuka dan katup arm in tertutup. Fluida akan mengalir dari katup arm out, lalu menekan piston arm cylinder.

Sebaliknya, arm akan melakukan gerakan ke bawah ketika katup arm in terbuka dan katup arm out tertutup. Fluida akan mengalir dari katup arm in, kemudian menekan piston arm cylinder.

f. Bucket Crawl and Dump

Bucket adalah bagian excavator yang berfungsi sebagai pengambil material untuk dipindahkan dari satu tempat ke tempat lainnya. Ia digerakkan oleh bucket cylinder.

Gerakan bucket diatur melalui pergerakan katup bucket crawl dan katup bucket dump. Bucket akan melakukan gerakan mengangkat (dump), ketika katup bucket dump terbuka dan katup bucket crawl tertutup. Fluida mengalir dari katup bucket dump dan menekan piston bucket cylinder.

Pada gerakan bucket menekuk (crawl), katup bucket crawl dalam kondisi terbuka dan katup bucket dump tertutup. Fluida mengalir dari katup bucket crawl dan menekan piston bucket cylinder.

Melalui enam gerakan itulah, excavator hidrolik bisa menjalankan pekerjaan menggali, mengangkat, dan membuang material, serta bisa melakukan gerakan berputar.

5. Keuntungan Excavator Hidrolik

Sebagian besar excavator yang digunakan saat ini sudah menggunakan system hidrolik. Bahkan dari tahun ke tahun, selalu ada inovasi baru dari sejumlah produsen untuk menghasilkan excavator lebih canggih lagi.

Banyak sekali keuntungan yang dirasakan dari penggunaan excavator hidrolik, antara lain:

• Mampu memindahkan beban yang jauh lebih besar, karena tenaganya memang luar biasa.
• Arah gerakan mudah diubah-ubah sesuai yang dikehendaki.
• Kecepatan gerak, terutama pada bucket, juga dapat diatur sesuai keinginan.
• Sistem hidrolik hampir 100% efisien.
• Fluida yang digunakan adalah oli yang juga bersifat sebagai pelumas. Tingkat kebocoran jarang terjadi, ketimbang sistem pneumatik.
• Tidak ada energi yang terbuang, karena zat cair yang digunakan dalam sistem hidrolik tidak menyerap energi yang diberikan.
• Sistem hidrolik pada dasarnya bersifat non-kompresi. Ketika aliran fluida dihentikan, tidak perlu melepas udara untuk menghilangkan tekanan pada beban.
• Tidak berisik.
• Mudah dalam pemasangan.
• Perawatan relatif sederhana.

By: Arparts.id