objektif - nikarifblog.files.wordpress.com · embinaan litar dalam penghasilan sistem hidraulik...
Post on 18-Mar-2019
320 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Objektif Am : Merekabentuk dan menerangkan pembinaan
litar asas hidraulik secara praktikal.
Objektif Khusus : Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat:-
Merekabentuk dan menerangkan pembinaan litar asas hidraulik secara praktikal.
Menerangkan prinsip kerja litar asas hidraulik.
UNIT 10
REKABENTUK LITAR HIDRAULIK
OBJEKTIF
10.0 PENGENALAN
embinaan litar dalam penghasilan sistem hidraulik penting bagi
menghasilkan sistem yang dapat berfungsi secara optima dan mencapai
spesifikasi. Pembinaan litar bermula dengan pembinaan litar asas atau litar
mudah iaitu menggunakan komponen asas seperti di bawah :
Tangki pam
Injap kawalan berarah
Injap pelega
Silinder
Manakala pembinaan litar yang agak kompleks melibatkan pelbagai peralatan atau
aksesori bagi meningkatkan keberkesanan sistem. Alatan tambahan yang biasa
digunakan adalah seperti berikut :
Injap sehala
Injap kawalan aliran
Injap pelega
Penapis
10.1 PEMBINAAN LITAR KAWALAN
Pembinaan litar kawalan terbahagi kepada empat iaitu :
Litar kawalan elektrik
Litar kawalan insani
Litar jujukan
Litar elektrik – hidraulik
10.1.1 Litar Kawalan Elektrik
Ianya adalah sama seperti litar pneumatik, di mana litar ini menggunakan
solenoid sebagai alat untuk menukarkan kedudukan injap 4/2. Litar ini
terbahagi kepada dua iaitu :
litar hidraulik
litar kawalan
P
IINNPPUUTT
Rajah 10.1 menunjukkan Litar Kawalan Elektrik yang hanya
menggunakan satu silinder sahaja, pengawalan injap dilakukan oleh
elektrikal bersolenoid kembar. Litar ini menggunakan injap pengawal
tekanan untuk mengawal tekanan. Tekanan yang berlebihan akan
menyebabkan minyak akan dikembalikan ke dalam tangki.
Rajah 10.1 : Litar Kawalan Elektrik
10.1.2 Litar Kawalan Insani
Litar kawalan insani ialah litar yang menggunakan system hidraulik yang
mengandungi injap kawalan berarah gerakan insani kembalikan pegas.
Garisan yang menyambungkan antara komponen tersebut adalah simbol
bagi saluran hidraulik seperti paip dan hos hidraulik. Litar kawalan insani
terbahagi kepada 3 iaitu :
Kili berkedudukan neutral.
Kili berkedudukan kedua.
Kili berkedudukan ketiga.
Rajah 10.2 di bawah hanya menggunakan satu silinder sahaja dengan
pengawalan injap dilakukan oleh insani. Litar ini menggunakan injap
pengawal tekanan untuk mengawal tekanan.
Rajah 10.2 : Litar insani
Sumber:
Pneumatic & Hydraulic,
Oxford University, 1998
Sumber:
Pneumatic & Hydraulic,
Oxford University, 1998
10.1.3 Litar Jujukan
Litar jujukan direkabentuk untuk mengawal jujukan operasi silinder
dengan menggunakan injap jujukan. Tujuan jujukan adalah untuk
menyelaraskan turutan keluar masuk omboh injap agar ianya mengikut
aturan dengan betul. Jujukan diperlukan untuk sesuatu litar yang
mempunyai lebih dari satu penggerak.
Rajah 10.3 menunjukkan litar hidraulik yang menggerakkan lebih dari satu
silinder. Rajah 10.3 (a) menunjukkan silinder yang digunakan ialah dua
tindakan jenis seimbang, manakala rajah 10.3 (b) menggunakan silinder
dua tindakan tidak seimbang.
(a) (b)
Rajah 10.3 : Litar jujukan 1
Rajah 10.4 di bawah menunjukkan litar jujukan hidraulik (a)
menggunakan penggerak jenis tandem dan dikawal secara insani dengan
menggunakan injap kawalan 4/3 dan (b) menggunakan injap 4/2
bersolenoid tunggal.
(a) (b)
Rajah 10.4 : Litar jujukan 2
Sumber:
Pneumatic & Hydraulic,
Oxford University, 1998
Sumber:
Pneumatic & Hydraulic,
Oxford University, 1998
10.1.4 Litar Elektro – Hidraulik
Dalam litar elektro – hidraulik, injap kawalan arah dengan solenoid
kembar atau tunggal digerakkan oleh suis penghad digunakan untuk
mendapatkkan operasi.
Rajah 10.5 menunjukkan kawalan injap dilakukan secara elektrikal.
Penggerak yang digunakan ialah silinder dua tindakan. Bagi rajah 10.5 (a)
injap kawalan arah jenis 4/2 satu solenoid digunakan manakala rajah 10.5
(b) injap kawalan jenis 4/3 dua solenoid digunakan.
Rajah 10.5 : Litar Elektro-Hidraulik 1
Rajah 10.6 (a) menggunakan silinder dua tindakan sebagai penggerak dan
injap 4/2 satu solenoid sebagai injap kawalan manakala rajah 10.5 (b) pula
menggunakan motor sebagai penggerak dan injap kawalan 2/2 satu
solenoid sebagai injap kawalan.
Rajah 10.6 : Litar Elektro-Hidraulik 2
(a) (b)
Sumber:
Pneumatic & Hydraulic,
Oxford University, 1998
Sumber:
Pneumatic & Hydraulic,
Oxford University, 1998
10.2 Gabungan litar-litar kawalan
Litar-litar kawalan boleh digabungkan bersama untuk mewujudkan suatu litar
kawalan yang menepati kehendak pengguna mengikut kesesuaiannya.
Rajah 10.7 hingga 10.11 di bawah menunjukkan contoh-contoh litar tersebut.
Contoh 10.1
Rajah 10.7 (a) menunjukkan penggunaan dua silinder dua tindakan dan dua buah
motor hidraulik jenis anjakan tetap ianya dikawal dengan injap 4/2 bersolenoid
tunggal secara elektrikal, manakala rajah 10.7 (b) menunjukkan penggunaan dua
silinder dua tindakan dan dikawal alirannya.
(a) (b)
Rajah 10.7 : (a) Penggunaan dua silinder dua tindakan dan dua buah motor
hidraulik jenis anjakan tetap ianya dikawal dengan injap 4/2 bersolenoid tunggal
secara elektrikal, (b) Penggunaan dua silinder dua tindakan dan dikawal alirannya.
Contoh 10.2
Rajah 10.8 di bawah menunjukkan motor hidraulik jenis anjakan berubah
digunakan sebagai penggerak dan dua buah injap pelega digunakan. Injap
kawalan 3/2 bersolenoid tunggal berpegas digunakan untuk mengawal arah
pusingan motor hidraulik tersebut.
Rajah 10.8 : Motor hidraulik jenis anjakan berubah
digunakan sebagai penggerak
Contoh 10.3
Rajah 10.9 di bawah menunjukkan litar yang menggunakan motor hidraulik
sebagai penggerak tetapi rajah 10.9(a) menggunakan injap kawalan 4/2 secara
insani manakala rajah 10.9(b) pula menggunakan injap kawalan 4/3 bersolenoid
berkembar atau dikenali juga sebagai injap terbuka.
Rajah 10.9 : (a) Penggunaan injap kawalan 4/2 secara insani, (b) Penggunaan
injap kawalan 4/3 bersolenoid berkembar atau dikenali juga sebagai
injap terbuka.
Contoh 10.4
Litar menunjukkan penggunaan dua buah motor hidraulik sebagai penggerak dan
kedua-dua buah motor tersebut masing-masing dikawal oleh injap 4/3 solenoid
berkembar jenis injap sistem terbuka.
Rajah 10.10 : Penggunaan dua buah motor hidraulik sebagai penggerak
Contoh 10.5
Rajah 10.11 menunjukkan penggunaan dua buah motor hidraulik sebagai
penggerak dan kedua-dua buah motor tersebut masing-masing dikawal oleh injap
4/3 solenoid berkembar. Kedua-dua injap 4/3 solenoid berkembar itu pula dikawal
alirannya.
Rajah 10.11 : Penggunaan dua buah motor hidraulik dan injap 4/3 solenoid
berkembar
Objektif Am : Mengenalpasti masalah-masalah dalam sistem
hidraulik .
Objektif Khusus : Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat:-
Menyatakan masalah-masalah utama sistem hidraulik. Menyelesaikan masalah-masalah berkaitan sistem
hidraulik.
UNIT 11
MASALAH-MASALAH UTAMA DALAM SISTEM HIDRAULIK
OBJEKTIF
11.0 PENGENALAN
esuatu ciptaan manusia sebenarnya tidak 100 % sempurna, di mana
kekurangannya pasti terdapat samada secara langsung atau tidak langsung.
Dengan mengkaji dan mengetahui kekurangan tersebut, penambahbaikan
akan meningkatkan lagi kecekapan sesuatu sistem.
11.1 PERMASALAHAN DALAM SISTEM HIDRAULIK
Terdapat beberapa masalah yang telah dikenalpasti dalam sistem hidraulik yang
boleh mengganggu sistem tersebut, di mana sebahagiannya adalah seperti yang
dihuraikan di bawah :-
11.1.1 Kesan Beban Lebih Ke Atas Pam
Kebanyakkan pam digunakan atau beroperasi dibawah keupayaan
maksimum untuk memastikan ia tahan lama. Apakah akan terjadi apabila
digunakan terus menerus ke tahap maksimum. Ia akan memberi kesan
kepada ketahanan galas pam tersebut.
Sebagai contoh, sekiranya sebuah pam direkabentuk untuk mengepam
pada tekanan 150 bar dan mempunyai jangka hayat galas 4800 jam.
Sekiranya pam tersebut digunakan untuk mengepam bendalir dengan
tekanan 300 bar, ia akan memberi kesan kepada ketahanan pam.
Pengiraan di atas menunjukkan dengan menggandakan tekanan dari 150
bar ke 300 bar, jangkahayat pam akan berkurangan dari 4800 jam ke 600
jam sahaja. Semasa pam beroperasi perkara-perkara yang boleh
S
IINNPPUUTT
Jangkahayat galas = Jangkahayat Galas Dahulu
yang baru (Tekanan Baru/Tekanan lama)3
= 4800 = 600 jam
(300/150)3
T1 = P2 3
T2 P1
menyebabkan peningkatan tekanan mestilah diambil kira. Peningkatan
tekanan pada pam mungkin disebabkan oleh penyelengaraan yang tidak
betul, pam lebih beban atau saluran hidraulik tersumbat.
11.1.2 Kesan Kelajuan Lebih Ke Atas Pam.
Dengan menambah kelajuan maksimum pam, jangkahayat galas pam akan
berkurangan. Katakan pam seperti dalam contoh pertama digandakan
kelajuannya kepada dua kali, pengiraan seperti berikut menunjukkan
pengurangan jangkahayat pam. Katakan jangkahayat biasa pam ialah 4800
jam.
Dengan menggandakan dua kali kelajuan pam, jangka hayat pam akan
berkurangan sebanyak separuh dari jangkahayat asal. Oleh itu kelajuan
maksimum bagi pam mestilah dipatuhi untuk memerlukan ketahanan pam.
11.1.3 Kesan Peronggaan Ke Atas Pam
Peronggaan pam merupakan satu masalah yang terjadi disebabkan
penyenggaraan pam yang tidak betul. Peronggaan terjadi apabila bendalir
tidak memenuhi semua ruang pam. Ini bermakna terdapat ruang yang
dipenuhi oleh udara yang akan memberi kesan kepada kecekapan operasi
pam.
Peronggaan terjadi apabila kelajuan bendalir yang dikeluarkan oleh pam
terlalu laju manakala saluran masuk ke pam tersumbat. Apabila pam terus
beroperasi maka terjadilah peronggaan di dalam pam. Apabila perkara ini
berterusan, kawasan peronggaan akan diisi oleh wap bendalir yang terhasil
disebabkan perbezaan tekanan dan suhu.
Jangkahayat Baru Galas = Jangkahayat Lama x Kelajuan Lama Pam
Kelajuan Baru Pam
= 4800jam x 2000pus/min = 2400 jam
4000pus/min
T1V1 = T2V2
Masalah peronggaan ini akan menjadi rumit disebabkan kejatuhan tekanan
pada kawasan peronggaan akan menyebabkan ianya diisi oleh udara yang
sedia terdapat didalam bendalir.
Pam akan mengalami kerosakan apabila peronggaan yang terdapat di
dalam minyak (tekanan rendah) bertemu dengan bendalir bertekanan
tinggi. Kerosakan adalah disebabkan oleh getaran pam yang terhasil.
Getaran pam boleh mengakibatkan kehausan pada komponen pam dan ia
boleh merosakkan pam tersebut.
11.1.4 Kebocoran Sistem
Pada tanggapan ramai, sistem hidraulik adalah kotor dan kerap bocor.
Dengan rekabentuk dan pemasangan dan penyenggaraan yang sempurna,
secara amnya kebocoran sistem boleh dikawal dan selalu juga dapat
dihapuskan. Jika semua litar bocor, kita tentu tidak berani menaiki kapal
terbang.
Kebocoran bendalir hidraulik berlaku secara dalaman dan luaran
komponen.
Kebocoran dalaman yang keterlaluan akan mengurangkan kecekapan
sistem dan menjana haba yang boleh merosakkan bendalir. Sedikit
kebocoran dalaman adalah disengajakan dalam komponen sebagai
pelincir, kawalan pemampas dan lain-lain.
Kebocoran luaran bukan hanya mengotorkan tetapi juga membahayakan.
Bendalir boleh merosakkan komponen tersebut. Kosnya tinggi bukan
hanya bendalir hilang yang terpaksa diganti tetapi menambahkan masa
rosak dan prestasi juga merosot.
11.1.5 Masalah-Masalah Lain
Terdapat beberapa masalah yang timbul selain daripada masalah yang
telah dibincangkan di atas. Masalah-masalah lain adalah seperti di
bawah.
11.1.5.1 Masalah Yang Berlaku Pada Silinder
Kebocoran Luar
Minyak keluar melalui pengelap
Kebocoran Dalam
Minyak mengalir melalui kelegaan antara piston dan
silinder apabila tekanan diberikan.
‘Creeping’
Bila dikenakan tekanan, piston akan balik ke dalam
keadaan asal. Ini adalah disebabkan oleh kebocoran dalam
juga. Creeping juga berlaku pada injap kawalan arah pada
silinder 2 hala.
‘Sluggish’
Disebabkan oleh udara yang ada dalam silinder itu. Udara
boleh dimampat, maka sluggish akan berlaku. Kelikatan
yang tidak sesuai digunakan juga akan menyebabkan
‘sluggish’ ini.
11.1.5.2 Masalah Disebabkan Oleh Bendalir
Bendalir berasaskan sintetik dikelaskan sebagai sebatian
kimia yang boleh menyebabkan kerosakan kedap minyak ( oil
seal ) yang diperbuat dari getah asli. Ia menyebabkan getah asli
itu menjadi lembut dan kembang.
Bendalir berasaskan air ialah bendalir tahanapi kerana
apabila bendalir itu disentuh dengan punca penyala stim yang
dikeluarkan dari air akan mengasingkan udara dari sebahagian
pelincir yang mudah terbakar dan juga mengasingkan pelincir
dari permukaan yang panas seterusnya menghalang kebakaran.
Masalah bendalir berasaskan air dan minyak
Mudah berkarat disebahagian sistem yang diperbuat dari
besi.
Menyebabkan kehausan pada aci, silinder dan komponen
lain kerana kekurangan pelinciran.
Kemungkinan menjadi beku di kawasan yang bercuaca
sejuk
Peralatan yang besar diperlukan.
Panduan mengatasi masalah bendalir
Berdasarkan masalah yang disebabkan oleh bendalir di atas,
berikut adalah panduan yang perlu diambilkira untuk pemilihan
sesuatu bendalir sebagai bahantara.
1. Kelikatan Dinamik (Kelikatan Mutlak)
Kelikatan Dinamik = Tegasan Ricih (N/m2)
Kadar Kericihan (M/s/m)
θ
v δv
δy
θ = Sudut Ricih
μ = δv/ δy
1 poise = 100 sentipoise
= 1gm/cm.s
1 kg/ms = 1000gm/100cm.s
= 10 gm/cm.s
1kg/ms = 10 poise
Kelikatan Dinamik (μ) = yv
/
= unit N s/m2 centistoke
1 kg/ms = 1 N saat/m = 10 poise
2. Kelikatan Kinematik
Kelikatan Kinamatik = Kelikatan Mutlak
Ketumpatan
= μ
ρ
3. Indeks Kelikatan
Adalah satu ukuran bagi perubahan keadaan pengaliran
dengan perubahan suhu bendalir. Bendalir yang
mempunyai kelikatan yang tinggi adalah sesuatu bendalir
yang stabil iaitu kelikatannya berubah sedikit dengan
perubahan suhu. Angka biasa bagi kelikatan ialah 0 – 100.
4. Modula Pukal ( Bulk Modulus )
11.1.5.2 Sifat Bendalir Hidraul Yang Baik
Berikut disenaraikan kriteria untuk memilih bendalir bagi
digunakan sebagai bahantara yang terbaik :
Tidak boleh dimampatkan
Pada umumnya ia boleh dimampatkan sedikit tetapi pada
tekanan yang tinggi.
Mesti mempunyai indeks kelikatan yang tinggi
Minyak hidraul mempunyai indeks kelikatan yang tinggi
tidak kurang daripada 80. Indeks kelikatan yang sesuai bagi
sesuatu minyak hidraul ialah 100 tetapi dengan
penambahan bahan kimia, indeks kelikatan yang lebih
tinggi boleh dicapai.
Kelikatan
C B
A
Suhu
Modula Pukal = dρ
dv/v
= - vdρ
dv tanda (-) menunjukkan tekanan
Mempunyai sifat perasingan bauran.
Dalam operasi sistem hidraul, lembapan akan diserap oleh
minyak hidraul. Ia adalah disebabkan oleh kebocoran
pengalir haba dan juga mendapan. Apabila air bercampur
dengan minyak, bauran akan terhasil. Ini adalah satu
keburukan dan mesti dielakkan. Minyak hidraul mestilah
mengandungi sifat pemelowapan supaya ia boleh
mengasingkan bahan air itu.
Mestilah mempunyai sifat pencegah karat
Sebenar sifat pencegah karat yang baik tanpa sebarang
penambahan pencegahan pengoksidanan, ini adalah sebab
kejadian sesuatu oksidanan yang menyaluti dipermukaan
logam dan menghalang kejadian oksida, oleh itu bahan
pencegah karat hendaklah ditambah.
Mempunyai sifat pelinciran dan kekuatan lapisan
Untuk menghalang kehausan, lapisan minyak amatlah perlu
untuk mengasingkan kedua-dua komponen yang bergerak
bersama. Lapisan minyak akan melicinkan permukaan
komponen tersebut.
Mempunyai sifat pencegah buih
Pada umumnya minyak galian tidak ada keupayaan
menjadi buih. Cara yang terbaik untuk menghalang
kejadian buih ialah dengan menggunakan minyak yang
mempunyai kestabilan kimia yang tinggi dan
mengurangkan udara dari sistem.
Mempunyai kestabilan kimia
Suhu yang tinggi akan merosakkan kestabilan kimia di
dalam minyak hidraul. Ini akan menyebabkan kejadian
oksida dan menghasilkan gam dan kotoran.
Mempunyai sifat pencegah toksid
Ia tidak akan membahayakan kulit kita apabila tersentuh.
Tidak merosakkan penyendal/kedap
Bahantara yang dipilih mestilah tidak merosakkan
penyendal / kedap dimana ianya tidak akan memendekkan
jangka masa hayat komponen tersebut.
Mempunyai sifat senang dipam
Bendalir yang mempunyai ketumpatan bandingan yang
tinggi adalah sukar dipam dan senang terjadi perongaan
dan kesukaran dalam pengaliran.
Tahan lama, tidak berubah sifat kimianya semasa
disimpan
Bendalir mestilah bersifat tahan lama dan tidak berubah
sifat kimianya dalam jangkamasa yang panjang.
Tidak mudah terbakar
Bendalir yang dipilih mestilah tidak mudah terbakar.
Harga yang berpatutan
Bendalir yang dipilih mestilah mudah diperolehi dan
kosnya berpatutan.
top related