41 menurunkan material. Pengangkatan material dianggap benar apabila, pada awalnya material yang akan diangkat diletakkan diantara dua kaki yang tidak jauh dari tumpuan badan dan pada saaat mengangkat badan pada posisi tegak yang dilakukan tidak mengejut, dan dalam membawanya juga dilakukan badan dalam posisi tegak. Sedangakan penurunan material dianggap benar apabila, material yang akan diturunkan pada awalnya dibawa badan pada posisi tegak, selanjutnya pada saat akan menurunkan material diletakkan diantara dua kaki yan tidak jauh dari tumpuan badan dan selanjutnya diturunkan secara perlahan Peralatan Material Handling: Peralatan material handling diklasifikasikan sebagai berikut: - Conveyor (ban berjalan), terdiri dari: Belt Conveyor, Chain Conveyor, Roll Conveyor dan Screw Conveyor - Elevator, terdiri dari: Bucket Elevator, Elevator Magnetic dan Mechanical Elevator - Crane, terdiri dari: Mobile Cranen dan Fixed crane - Overhead Trolley - Chain Hoist - Hand Trucks - Hand Pallet - Forklift - Truck Prosedur Penanganan Material: Perencanaan penanganan bahan Di dalam perencanaan materials handling beberapa unsur perlu di perhatikan : - Sifat obyek yang diangkut produk macam/jenisnya berat, ringan, cair padat, besar, kecil, dan seterusnya. Ini mementukan sekaligus pemilihan alat material handling.
42 - Jalur pengangkutan dari mana keman bahan dipindah-pindahkan relatif dekat atau jauh. - Keadaan ruangan yang tersedia keadaaan ruang cukup luas atau sempit atapnya tinggi atau rendah - Karakteristik karakteristik bangunan bentuk gedung datar atau bertingkat. - Dana yang tersedia untuk pembelian /penyewaan alat alat material handling. - Kapasitas peralatan penanganan yang di perlukan. Organisasi penanganan Bahan: Urusan pengendalian bahan sebaiknya dispesialiskan, paling tidak di bawah bagian logistic. Seksi material handling merupakan bagian yang melayani kebutuhan lainya ,terutama bagian produksi sehingga dapat meminimumkan biaya. Dasar unit loads yaitu makin banyak satuan barang/berat barang yang di pindahkan dalam suatu pengendalian bahan ,makin rendah biaya tiap satuan dan makin pendek waktu yang diperluakan untuk memindahkan volume tertentu. Keuntungan yang di peroleh dari pedoman ini adalah : - Menekan biaya pengendalian bahan-bahan - Memperlancar perpindahan bahan bahan - Pemanfaatan luas ruang secara maksimal - Mengurangi kerusakan bahan - Mengurangi waktu memindah dan membongkar bahan-bahan. Sistem Penangan bahan Otomatik: Dua tipe penanganan bahan system otomatik yaitu : - Sistem guide rail merupakan sistem mekanikal, mempergunakan relrel yang menempel pada sisi gang gang untuk mengendalikan truk tetap pada jalur melalui pemasangan roda-roda yang di cocokan dengan rel-rel tersebut. Sistem ini dapat menaikan kecepatan ,mengurangi biaya penanganan bahan dan memungkinkan operator untuk berkonsentrasi pada tugasnya bukan pada kemudi truk.
43 - Sistem wire, sistem ini menggunakan peralatan elektronik yang terdiri atas jaringan jaringan kabel yang di tanam pada gang gang. Fasilitas.kabel ini berkomunikasi secara elektronik (sering melalui komputer) dengan truk atau operator untuk menentukan jalur mengemudinya, mengendalikan kecepatan, menentukan dimana berhenti. Sistem ini menghemat ruangan memerlukan tenaga yang lebih sedikit mengurangi kesalahan-kesalahan dan bahan bahan komponen yang hilang dan lebih aman. Faktor-Faktor Material Handling Yang Perlu Dipertimbangkan Dalam Penyusunan Peralatan Pabrik (Plant Lay Out): Faktor-faktor material handling yang perlu dipertimbangkan dalam plant lay out yang baru ialah: Disediakannya gang-gang kecil atau ruang gerak (aisles) yang cukup lebar untuk menempatkan dengan aman jenis-jenis peralatan yang mekanis, dan dapat menampung muatan yang terbesar yang dihadapkan serta cukup bagi tempat bergerak orang-orang yang berjalan sejajar. Menyediakan tempat atau ruangan yang cukup untuk berjalannya pekerjaan, sehingga dapat dihindarinya rehandling sebelum pengolahan dilakukan. Menyimpan barang agar supaya barang tersebut tetap dalam keadaan yang baik untuk dikerjakan. Jangan sekali-kali meletakkan bahan-bahan lepas di atas lantai, kecuali bila tidak dapat dihindarkan sama sekali, karena hal ini membutuhkan pekerjaan dengan tangan untuk mengangkut dan membongkar bahanbahan tersebut setiap kali dipindahkan. Meniadakan kamar-kamar penyimpanan yang terpencil dan dipagari, terkecuali apabila: bahan-bahan harus disimpan secara teliti sekali, bahan-bahan mudah hilang, rusak atau curi dan bahan-bahan tidak segera dapat diperoleh, karena waktu pengiriman bahan-bahan tersebut lama.
44 Mengadakan suatu sistem pemindahan barang-barang sisa atau scrap dari bahan-bahan bekas yang dibuang. Merencanakan pos-pos pengawasan sebagai suatu bagian dari arus pekerjaan. Menghindarkan semua gerakan yang menyilang (zig-zag) yang melalui arus yang berlaku umum (general line of flow). Merencanakan pekerjaan-pekerjaan pengepakan pada akhir aliran atau arus pekerjaan untuk menghindarkan pekerjaan pengepakan dan pengangkutan kembali. Dalam merencanakan tempat-tempat penerimaan dan pengiriman barang, kekuatan lantai harus dibuat sedemikian rupa, sehingga memudahkan masuknya kendaraan pengangkut/pemindah bahan. Apabila bahan tidak membutuhkan perlindungan terhadap udara, sebaiknya memakai tempat penyimpanan lapangan untuk menghemat tempat penyimpanan yang ada di dalam ruangan. Penyimpanan di lapangan harus direncanakan sehingga bahan-bahan dapat diangkut dalam unit loads dengan truk dan katrol dan dengan tenaga kerja yang seminimum mungkin. 4. Tugas Tugas 1: Uraiakan dengan singkat apa yang anda ketahui terkait penganan material/material handling Tugas 2: Buat laporan kegiatan sehari-hari yang pernah anda lakukan terakait dengan material handling. 5. Test Formatif Jawablah pertanyaan-pertanyaan dibawah ini dengan singkat dan jelas. 6. Jelaskan singkat pegertian penangganan material 7. Jelaskan dengan singkat yang dimaksud metoda material handling yang salah
45 8. Jelaskan dengan singkat yang dimaksud metoda material handling yang benar 9. Peralatan pemindah conveyor ada empat jenis, sebutkan dan jelaskan fungsinya 10. Peralatan pemindah elevator ada empat jenis, sebutkan dan jelaskan fungsinya 11. Jelaskan dengan singkat keuntungan dan kerugian menggunkan alat pemindah screw conveyor 12. Peralatan pemindah crane ada dua jenis, sebutkan dan jelaskan fungsinya 13. Jelaskan keuntungan dan kerugaian menggunakan alat pemindah crane 14. Jelaskan dengan singkat keuntungan dan kerugian menggunakan alat pemindah hand truck 15. Dalam melakukan perancanakan material handling beberapa unsur perlu di perhatikan. Sebutkan miniamal lima buah. 16. Penggorganisasian penanganan bahan harus dilakukan dengan baik. Sebutkan minimal empat keuntungan jika hal tersebut dilakukan 17. Sebutkan dan jelaskan minimal empat faktor-faktor material handling yang perlu dipertimbangkan dalam plant lay out yang baru.
46 C. Kegiatan Belajar 2– Mesin Tenaga Fluida 1. Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari materi ini, peserta didik dapat: a. Menjelaskan fungsi mesin fluida b. Menjelaskan perbedaan antara mesin tenaga dan mesin kerja c. Mediskripsikan macam-macam mesin tenaga fluida d. Menerapkan macam-macam mesin tenaga fluida 2. Uraian Materi Sebelum mempelajari materi mesin tenaga fluida, lakukan kegiatan sebagai berikut: Pengamatan: Silahkan mengamati beberapa contoh mesin tenaga fluida yang terdapat pada (Gambar 2.1) atau objek lain sejenis disekitar anda. Selanjutnya sebutkan dan jelaskan, cara kerja masing-masing alat tersebut. Gambar 2.1. Beberapa contoh mesin tenaga fluida
47 Menanya: Apabila anda mengalami kesulitan dalam menyebutkan nama dan cara kerja mesin tenaga fluida tersebut, bertanyalah/ berdiskusi/ berkomentar kepada sasama teman atau guru yang sedang membimbing anda. Mengekplorasi: Kumpulkan data secara individu atau kelompok, terkait nama dan cara kerja mesin tenaga fluida tersebut melalui: benda konkrit, dokumen, buku sumber, atau hasil eksperimen. Mengasosiasi: Selanjutnya katagorikan/ kelompokkan masing-masing mesin tenaga fluida tersebut primsip kerjanya. Apabila anda sudah melakukan pengelompokan, selanjutnya jelaskan bagaimana cara penggunaannya. Mengkomunikasikan: Presentasikan hasil pengumpulan data-data anda, terkait dengan mesin tenaga fluida, dan selanjutnya buat laporannya. MESIN TENAGA FLUIDA Mesin tenaga fluida adalah mesin yang berfungsi untuk mengubah energi mekanis poros menjadi energi potensial atau sebaliknya mengubah energi fluida ( energi kinetik dan energi potensial ) menjadi energi mekanik poros. Dalam hal ini fluida yang dimaksud berupa cair, gas dan uap. Apabila dilihat dari prinsip kerjanya mesin tenaga fluida dapat dibagi menjadi dua yaitu: 1) Mesin tenaga, yaitu mesin fluida yang berfungsi mengubah energi fluida (energi potensial dan energi kinetik) menjadi energi mekanis poros. Contoh : turbin, kincir air, kincir angin dll. 2) Mesin kerja, yaitu mesin yang berfungsi mengubah energi mekanis poros menjadi energi fluida (energi potensial dan energi kinetik). Contoh: pompa, kompresor, kipas (fan) dll.
48 a. Kompresor Kompresor merupakan suatu alat yang digunakan untuk pemadat udara hingga pada tekanan yang diinginkan sehingga menghasilkan udara yang bertekanan. Kompresor udara pada umumnya mengisap udara dari atmosfir, namun ada juga yang mengisap udara atau gas yang bertekanan lebih tinggi dari tekanan atmosfir. Dalam hal ini kompresor bekerja sebagai penguat (booster). Sebaliknya adapula kompresor yang mengisap gas yang bertekanan lebih rendah dari pada tekanan atmosfir yang disebut pompa vakum. Penggunaan udara-udara bertekanan biasanya terdapat pada penggerak pneumatic dan kontrol-kontrolnya yang mempunyai pusat pembangkit udara bertekanan maupun pembangkit sentral. Adanya perubahan tenaga dan penyebarannya perlu untuk dihitung atau direncanakan pada masing-masing penggunaan. Perlengkapan pneumatik mendapat suplai udara melalui pipa-pipa saluran dari kompresor. Penggunaan kompresor pada dunia industri sangat luas, terutama untuk kompresor yang mudah dipindahkan (portable). Dalam instalasi kompresor dibutuhkan perencanaan yang baik termasuk kondisi udara disekeliling. Kebersihan udara dan bebas dari kelembaban akan menambah umur pakai dari kompresor, sehingga berbagai macam dan jenis kompresor yang dipakai disesuaikan dengan keadaan lingkungannya. Salah satu contoh kompresor portable dapat dilhat pada (Gambar 2.2). Gambar 2.2. Kompresor
49 1) Bagian-bagian Utama Kompresor Kompresor terdapat beberapa bagian utama diantaranya: tangki atau tabung, motor penggerak, torak, manometer dan switch On/Off (Gambar 2.3). Gambar 2.3. Bagian-bagian utama kompresor - a) Motor Penggerak Motor pengerak pada kompresor (Gambar 2.4), adalah tenaga utama dari kompresor udara. Pada umumnya tenaga penggerak untuk kompresor yang sering digunakan adalah tenaga motor listrik dan motor bakar baik diesel maupun bensin Gambar 2.4. Motor penggerak
50 b) Torak Torak pada kompresor (Gambar 2.5), yang digunakan pada unit kompresor bermacam-macam jenisnya, namun secara umum yang sering digunakan dalam unit kompresor adalah torak resiprokal. Adanya sirip pada silinder kompresor berfungsi sebagai pendingin, seperti pada motor bakar Efek dari gerakan bolak balik torak adalah timbul getaran pada unit kompresor. - Gambar 2.5. Torak c) Manometer Manometer pada unit kompresor berfungsi untuk menunjukkan tekanan kerja dari kompresor (Gambar 2.6). Tekanan kerja adalah tekanan yang keluar dari kompresor atau tekanan dalam tangki penampung dan tekanan dalam pipa-pipa saluran ke pemakai. Gambar 2.6. Manometer
51 d) Tangki Tangki pada kompresor berfungsi sebagai penampung udara bertekanan sebelum dialirkan ke komponen pneumatik dan lain-lain (Gambar 2.7). Pada saat pengisian, tekanan udara pada tangki semakin lama semakin tinggi sampai pada batas maksimum, sehingga dibutuhkan pengaturan tekanan agar terjadi kesesuaian penghantaran volume dari suatu kompresor dengan perubahan volume pemakaian. Gambar 2.7. Tangki e) Switch On/Off Kompresor penggerak motor listrik, terapat pengontrol hidup dan mati motornya dengan menggunakan switch (on-off) yang bekerjanya memanfatkan tekanan udara dari tangki (Gambar 2.8). Jika tekanan udara pada tangki turun pada level tertentu, maka switch akan aktif secara otomatis pada posisi hidup (On), dan jika tekanan udara pada tangki sudah mencapai tekanan maksimum maka switch akan aktif secara otomatis pada posisi mati (Off). Gambar 2.8. Switch On/Off
52 a. Jenis Kompresor Berdasarkan Konstruksinya Kompesor jenis ini dapat digolongkan menjadi dua yaitu: 1) Kompresor yang bekerja berdasarkan prinsip pemindahan, dimana udara dimampatkan dalam suatu ruangan yang selanjutnya mempersempit atau memperkecil isi ruangan tersebut. Yang termasuk kompresor jenis ini adalah kompresor torak resiprokal dan kompresor torak rotari. 2) Kompresor yang bekerja berdasarkan prinsip aliran udara, yaitu dengan cara menyedot udara masuk dalam bagian satu sisi dan memampatkannya dengan cara percepatan masa seperti pada prinsip sebuah turbin, dan jenis ini terbagi menjadi kompresor aliran aksial dan radial. Secara garis besar jenis-jenis kompresor dapat dilihat pada (Gambar 2.9). Gambar 2.9. Jenis- jenis kompresor 1) Kompresor Torak Tunggal Kompresor torak tunggal merupakan kompresor dengan prinsip kerja dengan gerakan bolak balik atau resiprokal. Kompresor ini memiliki dua gerakan torak saja yaitu langkah hisap udara dan langkah tekan (Gambar 2.10). Pemasukan udara diatur oleh katup masuk dan dihisap poleh torak dengan gerakan menjauhi katup dan kemudian didesak kembali oleh torak. Pada saat penghisapan, katup masuk terbuka dan katup keluar tertutup sedangkan pada saat penekanan sebaliknya katup masuk tertutup dan katup keluar terbuka. KOMPRESOR Kompresor Torak Resiprokal Kompresor Torak Rotari Kompresor Sistem Aliran Kompresor Torak Kompresor Diafragma Kompresor Aksial Kompresor Radial Kompresor Rotari Balingbaling Luncur Kompresor Sekrup Kompresor Baling Kupu-kupu
53 Gambar 2.10. Kompresor torak tunggal 2) Kompresor Torak Bertingkat Pada kompresor torak bertingkat, udara masuk dikompresi oleh torak pertama dan didinginkan ketika melalui pendingin kemudian masuk kedalam silinder kedua dan dikompresi oleh torak kedua dilanjutkan pada torak berikutnya sampai tekanan yang diinginkan (Gambar 2.11). Kompresor ini digunakan untuk mengkompresi tekanan yang lebih tinggi. Gambar 2.11. Kompresor torak bertingkat 3) Kompresor Diafrgama Kompresor diafragma memiliki prinsip kerja sama dengan kompresor torak, hanya penempatan torak dipisahkan dari ruangan penyedotan dengan sebuah diafragma (Gambar 2.12). Pemisahan ini dimaksudkan
54 agar udara tidak berhubungan langsung dengan bagian yang bergerak secara resiprokal. Penggunaan kompresor ini biasanya pada farmasi, industri makanan dan obat-obatan. Gambar 2.12. Kompresor diafragma 4) Kompresor Sekrup Kompresor sekrup bekerja dengan dua rotor yang saling berpasangan, bagian satunya berbentuk cekung sedangkan yang lainnya berbentuk cembung. Pemindahan udara berlangsung secara aksial dari sisi satu ke sisi yang lainnya (Gambar 2.13). Gambar 2.13. Kompresor sekrup 5) Kompresor Rotari Kompresor rotari memiliki rotor yang dipasang secara eksentrik dan berputar didalam ruang yang berbentuk silindris (Gambar 2.14).
55 Terdapat dua buah lubang untuk saluran masuk dan saluran keluar dari udara. Kelebihan kompresor ini adalah bentuknya yang kecil dan suara yang tidak berisik serta dapat menghasilkan udara secara mantap. Gambar 2.14. Kompresor rotari baling-baling luncur 6) Kompresor Roots Blower Pada kompresor roots blower, udara dialirkan dari satu sisi ke sisi yang lainnya tanpa ada perubahan volume. Tetapi torak membuat penguncian pada bagian sisi yang bertekanan (Gambar 2.15). Kelemahan dari kompresor ini adalah rawan terjadi kebocoran karena antara baling-baling dan rumahnya tidak bisa benar-benar rapat. Gambar 2.15. Roots blower 7) Kompresor Aliran Radial Percepatan tekanan udara yang terjadi pada kompresor radial, dari ruangan satu ke ruangan lainnya terjadi secara radial. Udara yang masuk dilemparkan menjauhi sumbu yang kemudian dipantulkan oleh
56 dinding ruang, kembali mendekati sumbu (Gambar 2.16). Dari tingkat pertama sampai berikutnya, semakin banyak tingkat dari susunan sudusudu semakin tinggi tekanan yang dihasilkan. Gambar 2.16. Kompresor aliran radial 8) Kompresor Aliran Aksial Pada kompresor aliran aksial, udara akan mendapatkan percepatan oleh sudu yang terdapat pada rotor dan arah alirannya ke arah aksial yaitu searah dengan sumbu rotor (Gambar 2.17). Jadi penghisapan dan penekanan terjadi saat rangkaian sudu-sudu rotor itu berputar secara cepat. Putaran cepat ini dibutuhkan untuk mendapatkan aliran udara sesuai dengan tekanan yang diinginkan. Gambar 2.17. Kompresor aliran aksial b. Jenis Kompresor Berdasarkan Prinsip Kerjanya Prinsip kerja kompresor adalah, jika suatu gas di dalam sebuah ruangan tertutup diperkecil volumenya, maka gas akan mengalami kompresi atau tekanan. Kompresor yang menggunakan azas ini disebut kompresor jenis perpindahan (displacement). Prinsip ini dapat dilihat pada kompresor torak
57 resiprokal, dimana torak bergerak bolak-balik di dalam sebuah silinder untuk mengisap, menekan, dan mengeluarkan gas secara berulang-ulang. Dalam hal ini gas yang ditekan tidak boleh membocor melalui celah antara dinding torak dan dinding silinder yang saling bergesek, maka dari itu digunakan cincin torak atau ring yang berfungsi sebagai perapat. Terdapat bebebapa jenis kompresor berdasarkan prinsip kerjanya, diantaranya: 1) Kompresor Torak Resiprokal Prinsip kerja kompresor torak resiprokal adalah, jika torak ditarik menjauhi katup, tekanan di dalam silinder akan menjadi negatif (lebih kecil dari tekanan atmosfir) sehingga udara akan masuk melalui celah katup isap. Kemudian jika torak ditekan ke arah katup, volume udara yang terkurung di bawah torak akan mengecil sehingga tekanan akan naik. Katup isap akan menutup dengan merapatkan celah antara torak dan dinding silinder. Jika torak ditekan terus, volume akan semakin kecil dan tekanan di dalam silinder akan naik melebihi tekanan didalam tanki. Pada saat ini udara akan terdorong masuk ke dalam tangki melalui katup keluar, sehingga tekanan di dalam tangki akan semakin bertambah besar. Kompresor jenis ini, cara pembuatan dan perawatan lebih mudah jika dibandingkan dengan kompresor jenis lainnya, maka banyak industri maupun masyarakat umum yang menggunakannya. Gambar 2.18. Prinsip kerja kompresor torak resiprokal
58 2) Kompresor Putar Baling-baling Luncur Kompresor putar baling-baling/sudu-sudu luncur (Gambar 2.19) prinsip kerja jenis adalah, rotor berputar bersama sudu-sudu menekan permukaan silinder karena tekanan di dalam alur rotor. Bentuk dari rumah baling-baling yang tidak sepusat dengan rotornya maka ruang antara rotor dan silinder semakin menyempit, sehingga gas yang ada di antara dinding rotor dan silinder dan yang dikurung diantara dua sudu akan terbawa ke ruang yang semakin mengecil tersebut. Jadi gas akan diisap dari atas dan dibawa sampai pengeluaran sambil dimampatkan sehingga dikeluarkan dengan tekanan yang lebih tinggi. Sebaliknya jika rotor digerakkan ke arah sebaliknya maka gas akan diisap dari dari saluran bawah, dibawa ke atas sambil dikembangkan lalu dikeluarkan. Gambar 2.19. Prinsip kerja kompresor baling-baling luncur 3) Kompresor Putar Sekrup Kompresor putar sekrup (Gambar 2.20a), teridiri dari sepasang rotor berbentuk sekrup. Yang satu mempunyai alur yang permukaannya cembung dan yang satu permukaannya cekung dengan sudut kemiringan/helik yang sama. Pasangan rotor ini berputar dalam arah saling berlawanan sebagaiman sepasang roda gigi. Apabila rotor berputar maka ruang yang terbentuk antara bagian cekung dari rotor dan dinding rumah akan bergerak ke arah aksial sehingga udara akan dimampatkan.
59 Gambar. 2.20a. Kompresor sekrup Cara kerjanya dapat dilihat pada (Gambar 2.20b), dengan penjelasan sebagai berikut: Posisi 1 menunjukkan akhir isapan (suction), yaitu udara diisap sepenuhnya melalui lubang isap masuk ke dalam ruang alur. Isapan akan selesai setelah ruang alur tertutup seluruhnya oleh dinding rumah. Posisi 2 menunjukkan awal kompresi (compression strart), yaitu pertengahan proses kompresi di mana volume udara di dalam ruang alur sudah ada di tengah. Posisi 3 menunjukkan akhir kompresi (compression finish), yaitu udara yang terkurung sudah mencapai lubang keluar diujung kanan atas dari rumah. Posisi 4 menunjukkan pengeluaran (dischart), yaitu udara yang terkurung dalam alur telah dikeluarkan sebagian hingga tinggal sebagian yang akan diselesaikan. Gambar 2.20b. Prinsip kerja kompresor sekrup
60 Proses pengisapan, kompresi, dan pengeluaran dilakukan secara berturutan oleh sekrup. Dengan demikian fluktuasi aliran maupun momen puntir poros menjadi sangat kecil. Selain itu, rotor yang seimbang dan berputar murni tanpa ada bagian yang bergerak bolakbalik sangat mengurangi getaran. Karena itu kompresor ini sesuai untuk beroperasi pada putaran tinggi. Dengan putaran tinggi, kompresor ini menjadi ringkas (ukurannya lebih kecil untuk daya yang sama dibandingkan dengan kompresor torak). b. Pompa Pompa adalah jenis mesin fluida yang digunakan untuk memindahkan fluida melalui pipa dari satu tempat ke tempat lain (Gambar 2.21). Dalam menjalankan fungsinya tersebut, pompa mengubah 60energy gerak poros untuk menggerakkan sudu-sudu menjadi 60energy tekanan pada fluida. Gambar 2.21. Pompa Menurut prinsip perubahan bentuk energi yang terjadi, pompa dibedakan menjadi dua yaitu positive displacement pump, dan dynamic pump/ sentrifugal pump. 1) Positive Displacement Pump Positive displacement pump, disebut juga dengan pompa aksi positif. Energi mekanik dari putaran poros pompa dirubah menjadi energi
61 tekanan untuk memompakan fluida. Pada pompa jenis ini, dihasilkan head yang tinggi tetapi kapasitas yang dihasilkan rendah. Yang termasuk pompa jenis ini diantarnya: a) Pompa Rotari Sebagai ganti pelewatan cairan pompa sentrifugal, pompa rotari akan merangkap cairan, mendorongnya melalui rumah pompa yang tertutup. Hampir sama dengan piston pompa torak akan tetapi tidak seperti pompa torak (piston), pompa rotari mengeluarkan cairan dengan aliran yang lancar (smooth). Macam-macam pompa rotari terdiri dari: Pompa Roda Gigi Luar Pompa ini merupakan jenis pompa rotari yang paling sederhana. Apabila gerigi roda gigi berpisah pada sisi hisap, cairan akan mengisi ruangan yang ada diantara gerigi tersebut. Kemudian cairan ini akan dibawa berkeliling dan ditekan keluar apabila giginya bersatu lagi. Gambar 2.22. Pompa roda gigi luar Pompa Roda Gigi Dalam Jenis ini mempunyai rotor yang mempunyai gerigi dalam yang berpasangan dengan roda gigi kecil dengan penggigian luar yang
62 bebas (idler). Sebuah sekat yang berbentuk bulan sabit dapat digunakan untuk mencegah cairan kembali ke sisi hisap pompa. Gambar 2.23. Pompa roda gigi dalam Pompa Cuping (Lobe Pump) Pompa cuping ini mirip dengan pompa jenis roda gigi dalam hal aksinya dan mempunyai 2 rotor atau lebih dengan 2, 3, 4 cuping atau lebih pada masing-masing rotor. Putaran rotor tadi diserempakkan oleh roda gigi luarnya. Gambar 2.24. Lobe pump Pompa Sekrup (Screw Pump) Pompa jenis ini mempunyai satu, dua atau tiga sekrup yang berputar didalam rumah pompa yang diam. Pompa sekrup tunggal mempunyai rotor spiral yang berputar didalam sebuah stator atau lapisan helix dalam (internal helix stator). Pompa dua sekrup atau tiga sekrup masing-masing memilki tumpuan yang berbeda,
63 namun arah spiral atau heliknya satu dengan lainnya saling berpasangan, sehingga jika rotor spiralnya berputar akan memutar keseluruhan sekrup dan akan menghasilkan dorongan atau energi tekanan. Gambar 2.25. Three-scrow pump Pompa Baling Geser (Vane Pump) Pompa jenis ini, menggunakan baling-baling yang dipertahankan tetap menekan lubang rumah pompa oleh gaya sentrifugal bila rotor diputar. Cairan yang terjebak diantara dua baling dibawa berputar dan dipaksa keluar dari sisi buang pompa. Gambar 2.26. Vane pump b) Pompa Torak/Piston (Piston Pump) Pompa torak mengeluarkan cairan dalam jumlah yang terbatas selama pergerakan piston sepanjang langkahnya. Volume cairan yang dipindahkan selama satu langkah piston akan sama dengan
64 perkalian luas piston dengan panjang langkah. Pompa jenis ini dibagi menajdi dua jenis yaitu, menurut cara kerja dan menurut jumlah silindernya. Pompa Torak Menurut Cara Kerjanya: Pompa torak menurut cara kerja terdapat dua jenis yaitu, pompa torak kerja tunggal dan ganda. Jika dilihat dari sisi konstruksinya, pompa torak kerja tunggal dan pompa torak kerja ganda memiliki bentuk yang hampir sama, perbedaaannya hanya terletak dari sisi cara kerjanya saja. - Pompa torak kerja tunggal Pompa torak kerja tunggal ini, kerja piston hanya pada satu sisi saja sehingga disebut kerja tunggal. Dalam satu siklus operasi hanya terjadi satu kali langkah isap dan satu kali langkah tekan. Torak memiliki kecepatan yang tidak tetap sehingga aliran pemompaan fluida menjadi tidak teratur. Pada awal dan akhir langkah piston yaitu pada titik mati, maka piston akan berhenti sebentar dan akan mempunyai kecepatan tinggi pada bagian tengah langkah. Gambar 2.27. Pompa kerja tunggal - Pompa torak kerja ganda Pada pompa torak kerja ganda ini memiliki satu buah piston, satu silinder, dua katup isap dan dua katup buang. Pada
65 operasinya setiap langkah piston melakukan penghisapan dan penekanan fluida. Pada langkah mundur, sisi bagian kiri piston akan menekan fluida ke outlet (katup buang), sedangkan pada sisi bagian kanan piston akan menghisap fluida dari sisi inlet (katup isap), dan begitu pula sebaliknya apabila piston melakukan langkah maju.Karena kedua sisi piston bekerja secara bersamaan maka disebut kerja ganda yang menghasilkan aliran fluida merata dengan kapasitas yang lebih kontinue, teratur dan lebih besar dari pada pompa kerja tunggal Gambar 2.28. Pompa torak kerja ganda Pompa Torak Menurut Jumlah Silinder: Pompa torak menurut jumlah silinder terdapat dua jenis yaitu, pompa torak silinder tunggal dan ganda. - Pompa torak silinder tunggal Untuk menghasilkan tekanan pompa torak silinder tunggal memiliki slinder berjumlah satu atau tunggal, sebagaimana terlihat pada (Gambar 2.29).
66 Gambar 2.29. Pompa torak silinder tunggal - Pompa torak silinder ganda Untuk menghasilkan tekanan pompa torak silinder ganda memiliki silinder berjumlah dua atau double, sebagimana terlihat pada (Gambar 2.30). Gambar 2.30. Pompa torak silinder ganda Pompa Torak Menurut Penggerak Pistonnya: Pompa torak menurut penggerak pistonnya terdapat dua jenis yaitu, pompa torak dengan penggerak goyangan pelat (swash/wobble plate pump) dan pompa torak dengan penggerak kopling posisi sumbu miring (bent axis pump). - Pompa torak dengan penggerak goyangan pelat (swash/ wobble plate pump) Prinsip kerja pompa torak dengan penggerak goyangan pelat adalah, jika pelat berputar maka torak/piston akan bergerak maju dan mundur menghasilkan tekanan.
67 Gambar 2.30. Pompa torak dengan penggerak goyangan pelat (swash/ wobble plate pump) - Pompa torak dengan penggerak kopling posisi sumbu miring (bent axis pump) Prinsip kerja pompa torak dengan penggerak kopling sumbu miring adalah, jika poros kopling berputar maka torak/piston akan bergerak maju dan mundur menghasilkan tekanan. Gambar 2.31. Pompa torak dengan penggerak kopling sumbu miring (bent axis pump) 2) Dynamic Pump (Centrifugal Pump) Dynamic pump (Centrifugal pump), merupakan salah satu pompa yang memiliki elemen utama sebuah motor dengan sudu impeler berputar dengan kecepatan tinggi (Gmabar 2.32)
68 Gambar 2.32. Dynamic pump/Centrifugal pump Fluida masuk dipercepat oleh impeler yang menaikkan kecepatan fluida maupun tekanannya dan melemparkan keluar volut. Prosesnya adalah sebagai berikut, pertama: antara sudu impeller dan fluida Energi mekanis alat penggerak diubah menjadi energi kinetik fluida, kedua: pada volut fluida diarahkan kepipa tekan (buang), sebagian energi kinetik fluida diubah menjadi energi tekan. Yang termasuk jenis pompa ini adalah pompa radial, aksial dan : a) Pompa Aliran Radial (Radial Flow Pump) Proses kerja pompa radial adalah, fluida diisap pompa melalui sisi isap adalah akibat berputarnya impeler yang menghasilkan tekanan vakum pada sisi isap. Selanjutnya fluida yang telah terisap terlempar keluar impeler akibat gaya sentrifugal yang dimiliki oleh fluida itu sendiri. Dan selanjutnya ditampung oleh rumah pompa (casing) sebelum dibuang kesisi buang. Dalam hal ini ditinjau dari perubahan energi yang terjadi, yaitu : energi mekanis poros pompa diteruskan kesudu-sudu impeler, kemudian sudu tersebut memberikan gaya kinetik pada fluida. Akibat gaya sentrifugal yang besar, fluida terlempar keluar mengisi rumah pompa dan didalam rumah pompa inilah energi kinetik fluida sebagian besar diubah menjadi energi tekan. Arah fluida masuk kedalam pompa sentrifugal dalam arah aksial dan keluar pompa
69 dalam arah radial. Pompa sentrifugal biasanya diproduksi untuk memenuhi kebutuhan head medium sampai tinggi dengan kapasitas aliran yang medium. Dalam aplikasinya pompa sentrifugal banyak digunakan untuk kebutuhan proses pengisian ketel dan pompapompa rumah tangga. Gambar 2.33. Pompa aliran radial b) Pompa Aliran Aksial (Axial/Propeler Flow Pump) Prinsip kerja pompa aliran aksial adalah, berputarnya impeler pada pompa aksial akan menghisap fluida yang dipompa dan menekannya kesisi tekan dalam arah aksial karena tolakan impeler. Pompa aksial biasanya diproduksi untuk memenuhi kebutuhan head rendah dengan kapasitas aliran yang besar. Dalam aplikasinya pompa aksial banyak digunakan untuk keperluan pengairan. Gambar 2.34. Pompa aliran aksial
70 c) Pompa Aliran Campur (Mixed Flow Centrifugal Pump) Prinsip kerja pompa aliran campur adalah, ketinggian aliran (head) yang dihasilkan pada pompa jenis ini sebagian adalah disebabkan oleh gaya sentrifugal dan sebagian lagi oleh tolakan impeler. Aliran buangnya sebagian radial dan sebagian lagi aksial, inilah sebabnya jenis pompa ini disebut pompa aliran campur. Gambar 2.35. Pompa aliran campur 3. Rangkuman Mesin tenaga fluida adalah mesin yang berfungsi untuk mengubah energi mekanis poros menjadi energi potensial atau sebaliknya mengubah energi fluida (energi kinetik dan energi potensial) menjadi energi mekanik poros. Dalam hal ini fluida yang dimaksud berupa cair, gas dan uap. Apabila dilihat dari prinsip kerjanya mesin tenaga fluida dapat dibagi menjadi dua yaitu: 1) Mesin tenaga, yaitu mesin fluida yang berfungsi mengubah energi fluida (energi potensial dan energi kinetik) menjadi
71 energi mekanis poros. Contoh : turbin, kincir air, dan kincir angin. 2) Mesin kerja, yaitu mesin yang berfungsi mengubah energi mekanis poros menjadi energi fluida (energi potensial dan energi kinetik). Contoh: pompa, kompresor, kipas (fan). Kompresor: Kompresor merupakan suatu alat yang digunakan untuk pemadat udara hingga pada tekanan yang diinginkan sehingga menghasilkan udara yang bertekanan. Kompresor udara biasanya mengisap udara dari atmosfir, namun ada juga yang mengisap udara atau gas yang bertekanan lebih tinggi dari tekanan atmosfir. Dalam hal ini kompresor bekerja sebagai penguat (booster). Sebaliknya adapula kompresor yang mengisap gas yang bertekanan lebih rendah daripada tekanan atmosfir yang disebut pompa vakum. Kompresor terdapat beberapa bagian utama diantaranya: tangki atau tabung, motor penggerak, torak, manometer dan switch On/Off. Jenis Kompresor Berdasarkan Konstruksinya: Jenis-jenis kompesor dapat digolongkan menjadi dua jenis yaitu: 1) Kompresor yang bekerja berdasarkan prinsip pemindahan, dimana udara dimampatkan dalam suatu ruangan yang selanjutnya mempersempit atau memperkecil isi ruangan tersebut. Yang termasuk kompresor jenis ini adalah kompresor torak resiprokal dan kompresor torak rotari. 2) Kompresor yang bekerja berdasarkan prinsip aliran udara yaitu dengan cara menyedot udara masuk dalam bagian satu sisi dan memampatkannya dengan cara percepatan masa seperti pada prinsip sebuah turbin. Jenis ini terbagi menjadi kompresor aliran aksial dan radial Kompresor Torak Tunggal Kompresor torak merupakan kompresor dengan prinsip kerja dengan gerakan bolak balik atau resiprokal. Kompresor ini memiliki dua gerakan torak yaitu, langkah hisap udara dan langkah tekan. Pemasukan udara diatur oleh katup masuk dan dihisap poleh torak dengan gerakan menjauhi katup dan kemudian didesak kembali oleh torak..
72 Kompresor Torak Bertingkat Pada kompresor torak bertingkat, udara masuk dikompresi oleh torak pertama dan didinginkan ketika melalui pendingin kemudian masuk kedalam silinder kedua dan dikompresi oleh torak kedua dilanjutkan pada torak berikutnya sampai tekanan yang diinginkan. Kompresor ini digunakan untuk mengkompresi tekanan yang lebih tinggi. Kompresor Diafragma Kompresor diafragma memiliki prinsip kerja sama dengan kompresor torak, hanya penempatan torak dipisahkan dari ruangan penyedotan dengan sebuah diafragma. Pemisahan ini dimaksudkan agar udara tidak berhubungan langsung dengan bagian yang bergerak secara resiprokal. Penggunaan kompresor ini biasanya pada farmasi, industri makanan dan obat-obatan. Kompresor Sekrup Kompresor ini bekerja dengan dua rotor yang saling berpasangan, bagian satunya berbentuk cekung sedangkan yang lainnya berbentuk cembung. Pemindahan udara berlangsung secara aksial dari sisi satu ke sisi yang lainnya. Kompresor Rotari Baling-baling Luncur Kompresor rotari memiliki rotor yang dipasang secara eksentrik dan berputar di dalam ruang yang berbentuk silindris. Terdapat dua buah lubang untuk saluran masuk dan saluran keluar dari udara. Kelebihan kompresor ini adalah bentuknya yang kecil dan suara yang tidak berisik serta dapat menghasilkan udara secara mantap. Kompresor Roots Blower Pada kompresor roots blower, udara dialirkan dari satu sisi ke sisi yang lainnya tanpa ada perubahan volume. Tetapi torak membuat penguncian pada bagian sisi yang bertekanan. Kelemahan dari kompresor ini adalah rawan terjadi kebocoran karena antara balingbaling dan rumahnya tidak bisa benar-benar rapat. Kompresor aliran radial Percepatan yang terjadi pada kompresor aliran radial dari ruangan satu ke ruangan lainnya terjadi secara radial. Udara yang masuk
73 dilemparkan menjauhi sumbu yang kemudian dipantulkan oleh dinding ruang, kembali mendekati sumbu. Dari tingkat pertama sampai berikutnya, semakin banyak tingkat dari susunan sudu-sudu semakin tinggi tekanan yang dihasilkan. Kompresor aliran aksial Pada kompresor aliran aksial, udara akan mendapatkan percepatan oleh sudu yang terdapat pada rotor dan arah alirannya ke arah aksial yaitu searah dengan sumbu rotor. Jadi penghisapan dan penekanan terjadi saat rangkaian sudu-sudu rotor itu berputar secara cepat. Putaran cepat ini dibutuhkan untuk mendapatkan aliran udara sesuai dengan tekanan yang diinginkan. Jenis Kompresor Berdasarkan Prinsip Kerjanya: Prinsip kerja kompresor adalah, jika suatu gas di dalam sebuah ruangan tertutup diperkecil volumenya, maka gas akan mengalami kompresi atau tekanan. Kompresor yang menggunakan azas ini disebut kompresor jenis perpindahan (displacement).. Kompresor Torak Resiprokal Kompresor torak resipprokal cara kerjanya adalah, jika torak ditarik menjauhi katup, tekanan di dalam silinder akan menjadi negatif (lebih kecil dari tekanan atmosfir) sehingga udara akan masuk melalui celah katup isap. Kemudian jika torak ditekan ke arah katup, volume udara yang terkurung di bawah torak akan mengecil sehingga tekanan akan naik. Katup isap akan menutup dengan merapatkan celah antara torak dan dinding silinder. Jika torak ditekan terus, volume akan semakin kecil dan tekanan di dalam silinder akan naik melebihi tekanan di dalam tanki. Pada saat ini udara akan terdorong masuk ke dalam tangki melalui katup keluar, sehingga tekanan di dalam tangki akan semakin bertambah besar. Kompresor Putar Baling-baling Luncur Prinsip kerja kompresor putar jenis sudu luncur adalah, rotor bersama sudu-sudu yang berputar menekan permukaan silinder karena tekanan di dalam alur rotor. Bentuk dari rumah baling-baling yang tidak sepusat
74 dengan rotornya maka ruang antara rotor dan silinder semakin menyempit, sehingga gas yang ada di antara dinding rotor dan silinder dan yang dikurung diantara dua sudu akan terbawa ke ruang yang semakin mengecil tersebut. Jadi gas akan diisap dari atas dan dibawa sampai pengeluaran sambil dimampatkan sehingga dikeluarkan dengan tekanan yang lebih tinggi. Sebaliknya jika rotor digerakkan ke arah sebaliknya maka gas akan diisap dari dari saluran bawah, dibawa ke atas sambil dikembangkan lalu dikeluarkan. Kompresor Sekrup Kompresor sekrup mempunyai sepasang rotor berbentuk sekrup. Yang satu mempunyai alur yang permukaannya cembung dan yang satu permukaannya cekung. Pasangan rotor ini berputar dalam arah saling berlawanan seperti sepasang roda gigi, rotor terletak di dalam sebuah ruang. Apabila rotor berputar maka ruang yang terbentuk antara bagian cekung dari rotor dan dinding rumah akan bergerak ke arah aksial sehingga udara akan dimampatkan. Pompa: Pompa adalah jenis mesin fluida yang digunakan untuk memindahkan fluida melalui pipa dari satu tempat ke tempat lain. Dalam menjalankan fungsinya tersebut, pompa mengubah energi gerak poros untuk menggerakkan sudu-sudu menjadi energi tekanan pada fluida. Menurut prinsip perubahan bentuk energi yang terjadi, pompa dibedakan menjadi dua yaitu positive displacement pump, pompa torak dan dynamic pump/sentrifugal pump Positive Displacement Pump: Yang termasuk pompa positive displacement pump diantaranya: Pompa rotari Sebagai ganti pelewatan cairan pompa sentrifugal, pompa rotari akan merangkap cairan, mendorongnya melalui rumah pompa yang tertutup. Hampir sama dengan piston pompa torak akan tetapi tidak seperti
75 pompa torak (piston), pompa rotari mengeluarkan cairan dengan aliran yang lancar (smooth). Macam-macam pompa rotari terdiri dari: - Pompa roda gigi luar Pompa ini merupakan jenis pompa rotari yang paling sederhana. Apabila gerigi roda gigi berpisah pada sisi hisap, cairan akan mengisi ruangan yang ada diantara gerigi tersebut. Kemudian cairan ini akan dibawa berkeliling dan ditekan keluar apabila giginya bersatu lagi. - Pompa roda gigi dalam Jenis jenis ini mempunyai rotor yang mempunyai gerigi dalam yang berpasangan dengan roda gigi kecil dengan penggigian luar yang bebas (idler). Sebuah sekat yang berbentuk bulan sabit dapat digunakan untuk mencegah cairan kembali ke sisi hisap pompa. - Pompa cuping (lobe pump) Pompa cuping ini mirip dengan pompa jenis roda gigi dalam hal aksinya dan mempunyai 2 rotor atau lebih dengan 2,3,4 cuping atau lebih pada masing-masing rotor. Putaran rotor tadi diserempakkan oleh roda gigi luarnya. - Pompa sekrup (screw pump) Pompa jenis ini mempunyai satu, dua atau tiga sekrup yang berputar didalam rumah pompa yang diam. Pompa sekrup tunggal mempunyai rotor spiral yang berputar di dalam sebuah stator atau lapisan heliks dalam (internal helix stator). Pompa dua sekrup atau tiga sekrup masing-masing mempunyai satu atau dua sekrup yang bebas satu dengan yang lainnya (idler). - Pompa baling geser (vane Pump) Pompa ini menggunakan baling-baling yang dipertahankan tetap menekan lubang rumah pompa oleh gaya sentrifugal bila rotor diputar. Cairan yang terjebak diantara 2 baling dibawa berputar dan dipaksa keluar dari sisi buang pompa.
76 Pompa Torak (Piston Pump) Pompa torak mengeluarkan cairan dalam jumlah yang terbatas selama pergerakan piston sepanjang langkahnya. Volume cairan yang dipindahkan selama 1 langkah piston akan sama dengan perkalian luas piston dengan panjang langkah. Pompa torak dibagi menajdi dua jenis yaitu menurut cara kerjanya dan menurut jumlah silindernya. - Pompa Torak Menurut Cara Kerja: Pompa torak menurut cara kerja terdapat dua jenis yaitu, pompa torak kerja tunggal dan ganda. › Pompa torak kerja tunggal Pompa torak kerja tunggal ini, kerja piston hanya pada satu sisi saja sehingga disebut kerja tunggal. Dalam satu siklus operasi hanya terjadi satu kali langkah isap dan satu kali langkah tekan. Torak memiliki kecepatan yang tidak tetap sehingga aliran pemompaan fluida menjadi tidak teratur. Pada awal dan akhir langkah piston yaitu pada titik mati, maka piston akan berhenti sebentar dan akan mempunyai kecepatan tinggi pada bagian tengah langkah › Pompa torak kerja ganda Pada pompa torak kerja ganda ini memiliki satu buah piston, satu silinder, dua katup isapdan dua katup buang. Pada operasinya setiap langkah piston melakukan penghisapan dan penekanan fluida. Pada langkah mundur, sisi bagian kiri piston akan menekan fluida keoutlet ( katup buang ), sedangkan pada sisi bagian kanan piston akan menghisap fluida darisisi inlet ( katup isap ), dan begitu pula sebaliknya apabila piston melakukan langkah maju. Karena kedua sisi piston bekerja secara bersamaan maka disebut kerja ganda yangmenghasilkan aliran fluida merata dengan kapasitas yang lebih kontinue, teratur dan lebih besar dari pada pompa kerja tunggal
77 - Pompa torak Menurut Jumlah Silinder: Pompa torak menurut cara kerja terdapat dua jenis yaitu, pompa torak silinder tunggal dan ganda. › Dynamic Pump/Sentrifugal Pump Dynamic pump/sentrifugal pump, merupakan suatu pompa yang memiliki elemen utama sebuah motor dengan sudu impeler berputar dengan kecepatan tinggi. Fluida masuk dipercepat oleh impeler yang menaikkan kecepatan fluida maupun tekanannya dan melemparkan keluar volut. Yang tergolong jenis pompa ini adalah: › Pompa radial. Fluida diisap pompa melalui sisi isap adalah akibat berputarnya impeler yang menghasilkan tekanan vakum pada sisi isap. Selanjutnya fluida yang telah terisap terlempar keluar impeler akibat gaya sentrifugal yang dimiliki oleh fluida itu sendiri. Dan selanjutnya ditampung oleh rumah pompa (casing) sebelum dibuang kesisi buang. Dalam hal ini ditinjau dari perubahan energi yang terjadi, yaitu: energi mekanis poros pompa diteruskan kesudu-sudu impeler, kemudian sudu tersebut memberikan gaya kinetik pada fluida. › Pompa Aksial (Propeller) Pompa aksial biasanya diproduksi untuk memenuhi kebutuhan head rendah dengan kapasitas aliran yang besar. Dalam aplikasinya pompa aksial banyak digunakan untuk keperluan pengairan. › Pompa aliran campur (Mixed flow pump) Head yang dihasilkan pada pompa jenis ini sebagian adalah disebabkan oleh gaya sentrifugal dan sebagian lagi oleh tolakan impeler. Aliran buangnya sebagian radial dan sebagian lagi aksial, inilah sebabnya jenis pompa ini disebut pompa aliran campur.
78 4. Tugas 1. Buat rangkuman secara singkat terkait dengan mesin tenaga fluida 2. Buat laporan secara singkat apa yang sudah anda manfaatkan dalam kehidupan sehairi-hari terkait dengan mesin tenaga fluida. 5. Test Fomatif Jawablah pertanyaan-pertanyaan dibawah ini dengan singkat dan jelas. 1. Jelaskan dengan singkat fungsi mesin tenaga fluida 2. Jelaskan dengan singkat prinsip kerja kompresor torak tunggal 3. Jelaskan dengan singkat prinsip kerja kompresor torak bertingkat 4. Jelaskan dengan singkat prinsip kerja kompresor diafragma 5. Jelaskan dengan singkat prinsip kerja kompresor sekrup 6. Jelaskan dengan singkat prinsip kerja kompresor rotari 7. Jelaskan singkat prinsip kerja kompresor roots blower 8. Jelaskan dengan singkat prinsip kerja kompresor radial 9. Jelaskan dengan singkat prinsip kerja kompresor aliran aksial 10. Bedasarkan prinsip kerjanya, jenis kompresor terbagi menjadi tiga. Sebutkan dan jelaskan fungsi dari masing-masing pompa tersebut. 11. Terdapat dua jenis pompa positive displacement pump. Jelaskan dengan singkat prinsip kerja 12. Terdapat tiga jenis pompa yang termasuk dynamic pump/sentrifugal pump. Jelaskan dengan dengan singkat prinsip kerjanya.
79 D. Kegiatan Belajar 3 – Perkakas Bertenaga 2. Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari materi ini, peserta didik dapat: a. Mengopersikan perkakas bertenaga mesin terpasang (Fixed power tools) b. Mengopersikan perkakas bertenaga mesin tidak terpasang (Flexible power tools) c. Menerapkan kesehatan, keselamatan dan lingkungn (K3L) pada saat menggunakan perkakas bertenaga mesin 2. Uraian Materi Sebelum mempelajari materi perkakas bertenaga, lakukan kegiatan sebagai berikut: Pengamatan: Silahkan anda mengamati beberapa jenis pekakas bertenaga mesin (power tools) yang dapat dilihat pada (Gambar 3.1) atau objek lain sejenis disekitar anda. Tugas anda adalah menyebutkan macam-macam pekakas bertenga dan menjelaskan fungsinya.
80 Gambar 3.1. Macam-macam perkakas bertenaga Menanya: Apabila anda mengalami kesulitan dalam memahami menyebutkan macammacam pekakas bertenga dan menjelaskan fungsinya, bertanyalah/ berdiskusi atau berkomentar kepada sasama teman atau guru yang sedang membimbing anda. Mengekplorasi: Kumpulkan data secara individu atau kelompok, terkait macam-macam pekakas bertenga dan fungsinya: benda konkrit, dokumen, buku sumber, atau hasil eksperimen. Mengasosiasi: Setelah anda memiliki data dan menemukan jawabannya, selanjutnya jelaskan bagaimana cara menerapkan pada pengoperasiannya. Mengkomunikasikan: Presentasikan hasil pengumpulan data-data anda, terkait macam-macam pekakas bertenga dan menjelaskan fungsinya, dan selanjutnya buat laporannya.
81 PERKAKAS BERTENAGA MESIN (POWER TOOLS) Yang dimaksud perkakas bertenaga mesin adalah, semua jenis perkakas tangan yang disertai mesin penggerak yang bersumber dari listrik atau tekanan udara. Sesuai perkembangan teknologi dan kebutuhan berbagai jenis perkakas bertenaga mesin, telah dihasilkan pengembangan dan tingkatan yang lebih luas dari alat tersebut yang teklah banyak digunakan oleh para tenaga profesional dan tukang-tukang dirumah (home handyman). Perkakas bertenaga mesin secara garis besar dibagi menjadi dua yaitu, perkakas bertenaga mesin terpasang (Fixed power tools) dan perkakas bertenaga mesin tidak terpasang (Flexible power tools). a. Perkakas Bertenaga Mesin Terpasang (Fixed Power Tools or Machines) Yang termasuk perkakas bertenaga mesin terpasang (Fixed power tools) diantararnya, mesin bor dan mesin gerinda (gerinda bangku, kaki dan pedestal). 1) Mesin Bor (Drilling Machine) Mesin bor berfungsi untuk membuat lubang dengan menggunakan mata bor (twist drill). Penjepitan/pengikatan mata bor, pada mesin bor yang berukuran lebih kecil dapat dilkukan dengan cekam bor (drill chuck) dan untuk mesin bor yang ukurannya lebih besar dapat dipasang pada lubang tirus yang terdapat spindle mesin bor dengan alat bantu sarung pengurang (sleeve) yang memiliki standar ketirusan pada umumnya Morse Taper Shank (TPM). Penjepitan/pengikatan benda kerja pada proses pengeboran, untuk benda kerja yang berukuran besar didukung langsung/diikat diatas meja mesin dan untuk benda kerja yang berukuran kecil dipasang pada ragum mesin. Mesin bor tersedia dalam berbagai tipe dan ukuran yaitu, mesin bor meja yang pemasangannya duduk diatas meja (Gambar 3.2), mesin bor kaki/tiang (Gambar 3.3), mesin bor pilar (Gambar 3.4), mesin bor radial (Gambar 3.5), dan mesin bor frais (Gambar 3.6).
82 Gambar 3.2. Mesin bor meja Gambar 3.3. Mesin bor kaki/tiang Gambar 3.4. Mesin bor pilar
83 Gambar 3.5. Mesin bor radial Gambar 3.6. Mesin bor frais bangku dan mesin bor frais kaki 2) Mesin gerinda (Grinding Machines) Menggerinda tangan adalah nama yang diberikan pada proses penggerindaan pada mesin gerinda dengan dua buah roda gerinda (double ended grinder). Untuk memenuhi kebutuhan pekerjaan, mesin
84 gerinda gerinda terdapat tiga jenis yaitu, mesin gerinda bangku, mesin gerinda kaki, dan mesin gerinda pedestal. Gambar 3.7. Mesin gerinda bangku Gambar 3.8. Mesin gerinda kaki dan mesin gerinda pedestal b. Perkakas Bertenaga Mesin Tidak Terpasang (Portable Power Tools or Machines) Yang termasuk perkakas bertenaga mesin tidak terpasang (portable power tools machine) diantaranya, mesin gerinda sudut (portable angle grinde machine), mesin gerinda potong (cutting of grinding mesin), mesin
85 gergaji jig listrik (portable electric jig saw machine), dan mesin portable nibbler listrik (portable electric nibbler) . Sumber power yang paling umum untuk portable power tools adalah dari suplai sumber listrik 110/220 volt. Power tools modern memiliki pelapis ganda (double insulated) dan biasanya tidak memerlukan kabel tanah. Tipe lain dari power tools memiliki badan dari logam (metal case) yang harus diberi kabel tanah. 1) Mesin Bor Portabel (Portable Drlilling Machine) Mesin bor portable atau juga disebut mesin bor tangan, untuk yang berukuran standar pada umumnya digunakan untuk pengeboran berdiameter maksimal 13 mm. Pembatasan diameter ini bertujuan agar penggunanya mampu menahan beban puntir akibat dari terjadinya penyayatan pada saat melakukan proses pengboran. Gambar 3.9. Mesin bor portable dan contoh penggunaannya 2) Mesin Gerinda Sudut Portable (Portable Angle Grinder Machine) Mesin gerinda sudut portable atau juga disebut mesin gerinda tangan, dirancang untuk menggerinda atau mengupas material berputar hingg sampai 10.000 revolusi/menit (RPM). Jenis mesin gerinda ini pada umumnya digunakan dalam pekerjaan fabrikasi logam. Pekerjaan perbaikan dengan las juga sering membutuhkan penggerindaan untuk pengelasan selanjutnya termasuk pinggiran plat logam juga harus di gerinda dalam persiapan pengelasan.
86 Menggerinda logam menimbulkan banyak percikan logam dan partikel kecil dari serpihan logam yang di gerinda melayang dengan kecepatan tinggi. Anda harus memakai pakaian yang sesuai untuk melindungi diri dan orang lain disekitar anda dari kecelakaan. Periksa kondisi disc atau batu gerinda. Batu gerinda yang rusak atau retak dapat hancur seketika dan menyebabkan cidera yang serius. Gambar 3.10. Mesin gerinda sudut dan contoh penggunaannya 3) Mesin Gerinda Pemotong Portable (Portable Cutting Off Grinder Machine) Mesin gerinda pemotong portable atau juga disebut mesin gerinda potong adalah, berfungsi untuk memotong material, batu gerinda di tempelkan ke benda kerja. Pemotongan akan menghasikan alur (groove) yang akan menjadi lebih dalam sampai kedua bagian benda kerja terpotong satu sama lain. Tempat gerinda (stand) harus mendukung pegangan yang dudukan dipasang dan dirancang untuk memotong dengan sudut dari 45º sampai 90º. Beberapa mesin dibentuk khusus untuk memotong material dan bisa salah satu dari menggunakan roda abrasive atau roda bergigi yang mirip dengan gergaji piring (circular saw).
87 Gambar 3.11. Mesin gerinda pemotong dan contoh penggunaannya 4) Mesin Gergaji Jig Listrik Portable (Portable Electric Jig Saw) Mesin gergaji jig adalah power tool portable yang digunakan untuk memotong bentuk yang kompleks dari kedua bahan apakah berupa kayu atau logam. Mata gergaji jig pendek tidak lebar dan kuat. Jenis mata gergaji ini dipilih sesuai dengan material yang akan dipotong (apakah tebal atau tebal, logam atau kayu). Mata gergaji jig bergerak naik turun (seperti; bolak balik) dengan sebanyak 2 500 strokes/menit. Untuk memotong / membuat sebuah lobang pada material maka sebuah lobang penuntun harus terlebih dahulu dibuat atau di bor. Lobang penuntun ini harus dibuat dengan cukup besarnya sehingga mata gergaji jig dapat masuk. Harus dihindari adanya kelebihan kekuatan yang diberikan untuk mencegah patahnya mata gergaji. Pemotongan yang akurat dapat diperoleh jika mata gergaji dibiarkan memotong dengan tingkat rata-ratanya sendiri. Gambar 3.12. Mesin gergaji jig listrik portable dan contoh penggunaannya
88 5) Portable Nibbler Listrik (Portable Electric Nibbler) Portable nibbler listrik dirancang untuk memotong untuk membuat suatu bentuk pada lembaran logam. Sebagaimana dengan tipe nibbler lainnya, ia memotong material dengan cara mengeluarkan bagian benda kerja dengan satu seri segitiga. Nibbler sangat cocok untuk memotong bentuk yang kompleks. Untuk memotong bagian dalam, maka sebuah lobang penuntun yang sesuai harus buat sehingga pemotongan dapat dimulai dari dalam lobang. Sama seperti dengan alat pemotong yang lainnya, kelebihan kekuatan harus tidak digunakan, juga pada portable nibbler listrik. Mesin dapat mengeluarkan hanya sebagian kecil material sekali potong dan adanya kelebihan beban dapat menyebabkan kerusakan pada keduanya, pada benda kerja dan pada power tool itu sendiri. Gambar 3.13. Portable nibbler listrik dan contoh penggunaannya c. Perkakas Bertenaga Pneumatik Tidak Terpasang (Portable Power Tools Pneumatic Machine) Yang termasuk perkakas bertenaga pneumatik tidak terpasang diantaranya: mesin bor pneumatik portable, kunci pneumatik, mesin palu pneumatik, mesin pengamplas pneumatik dll. Mesin-mesin ini diopersikan dengan memanfaatkan dari tekanan udara yang di-mampatan (compressed air), sehingga memiliki tenaga yang yang cukup tinggi.
89 1) Mesin Bor Pneumatik (Pneumatic Portable Drilling Machine) Mesin bor pneumatic adalah salahsatu mesin bor yang banyak digunakan pada pelaksanaan pengerjaan pesawat udara, automotive dan industri fabrikasi lembaran logam. Terdapat berbagai tipe dan ukuran yang tersedia sebagaimana terlihat pada (Gambar 3.13). Gambar 3.14. Mesin bor pneumatic portable 2) Mesin Pengunci Pneumatic Mesin pengunci pneumatic banyak digunakan di industri automotive dan industri lainnya. Cara kerjanya adalah menggunakan perangkat ketukan (impact device) yang membantu untuk melonggarkan atau mengencangkan baut atau mur. Dengan adanya ketukan dapat membantu melonggarkan baut dan mur yang telah menjadi keras karena karat, karena cat atau pengencangan yang berlebihan. Hanya dengan sockets yang mempunyai segi 6 point yang harus digunakan untuk menghindari kerusakan pada sockets. Jenis kunci ini juga dapat memutar bolak balik (reversible), sehingga dapat digunakan untuk melonggarkan dan mengencangkan baut dan mur. Gambar 3.15. Mesin kunci pneumatik (tipe pistol)
90 3) Mesin Palu Pneumatic (Pneumatic Hammer Machine ) Mesin palu pneumatic (pneumatic hammer) digunakan untuk mendukung ayunan pukulan/ketukan keras dengan rata-rata 1500 kali permenit atau lebih. Alat ini dirancang untuk mengirit waktu dan tenaga operator (tiredness) jika dibandingkan penggunaan palu dengan tangan. Dengan pemasangan yang sesuai maka pneumatic hammer dapat digunakan untuk memasang pasak atau untuk membetel logam (chiselling metal). Alat ini juga digunakan dalam industri automotive dan industri konstruksi. Tipe yang lebih besar dari pneumatic hammer digunakan untuk memecahkan material seperti memecahkan batu, trotoar jalan (paving) dan beton. Gambar 3.16. Palu Pneumatik dan contoh penggunaannya 4) Mesin Penggosok/pengampelas Pneumatic (Pneumatic Disc Sander Machine) Mesin pengamplas pneumatic (pneumatic disc sander) digunakan untuk mengeluarkan sejumlah kecil dari permukaan material dan untuk penyelesaian dan pembersihan material dari yang berupa kayu sampai logam. Sebuah piringan berlapis punggung dari karet sebagai drive sander dimana terpasang piringan (disc) abrasive berlapis kain. Tipe