Silinder Hidraulik: Prinsip & Jenis Kerja

Silinder hidrolik adalah aktuator dalam sistem hidrolik, dan fungsinya untuk mengubah energi hidrolik menjadi energi mekanis. Input ke silinder hidrolik adalah aliran dan tekanan cairan, dan outputnya adalah kecepatan dan gaya linier. Piston silinder hidrolik dapat melakukan gerakan linier bolak-balik, menghasilkan perpindahan linier terbatas.

I. Prinsip Kerja Silinder Hidraulik

Mengambil silinder hidrolik batang piston tunggal kerja ganda sebagai contoh untuk mengilustrasikan prinsip kerja silinder hidrolik. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, silinder hidrolik terutama terdiri dari laras silinder 1, piston 2, batang piston 3, penutup ujung 4, dan segel batang piston 5.

Laras 1 silinder
2-Piston
Batang 3-Piston
Penutup 4-Akhir
5-Segel

Jika laras silinder tetap dan oli hidraulik terus menerus dimasukkan ke dalam ruang kiri, ketika tekanan oli cukup untuk mengatasi semua beban pada batang piston, piston bergerak terus menerus ke kanan dengan kecepatan v ₁ dan batang piston bekerja pada lingkungan eksternal.

Sebaliknya, ketika oli hidraulik dimasukkan ke dalam ruang kanan, piston bergerak ke kiri dengan kecepatan v ₂ dan batang piston juga bekerja pada lingkungan eksternal. Dengan cara ini, gerakan bolak-balik selesai. Jenis silinder hidraulik ini disebut silinder barel silinder tetap.

Jika batang piston tetap dan oli hidraulik secara terus menerus dimasukkan ke dalam ruang kiri, laras silinder bergerak ke kiri; ketika oli hidraulik secara terus menerus dimasukkan ke dalam ruang kanan, laras silinder bergerak ke kanan. Jenis silinder hidraulik ini disebut silinder batang piston tetap.

Silinder hidraulik yang dibahas dalam bab ini, kecuali jika ditentukan lain, semuanya adalah contoh silinder hidraulik barel tetap dan silinder hidraulik batang piston bergerak.

Input oli ke dalam silinder hidrolik harus memiliki tekanan p dan laju aliran q. Tekanan digunakan untuk mengatasi beban, dan laju aliran digunakan untuk membentuk kecepatan gerakan tertentu. Tekanan dan laju aliran yang dimasukkan ke dalam silinder hidrolik adalah masukan energi hidrolik ke silinder; gaya dan kecepatan gerakan yang diberikan oleh piston pada beban adalah keluaran energi mekanis oleh silinder hidrolik.

Oleh karena itu, tekanan p, laju aliran q, gaya keluaran F, dan kecepatan v yang dimasukkan ke silinder hidraulik adalah parameter kinerja utama silinder hidraulik.

II. Klasifikasi Silinder Hidraulik

Karena penggunaan yang berbeda dari berbagai mesin dan berbagai bentuk gerakan yang mereka lakukan, ada banyak jenis silinder hidraulik, umumnya diklasifikasikan menurut metode suplai oli, struktur, karakteristik fungsi, dan penggunaan.

Menurut arah suplai oli, mereka dapat dibagi menjadi silinder kerja tunggal dan silinder kerja ganda. Silinder kerja tunggal hanya memasukkan oli bertekanan tinggi ke satu sisi silinder, dengan mengandalkan kekuatan eksternal lainnya untuk membuat piston kembali. Silinder kerja ganda memasukkan oli hidraulik ke kedua sisi silinder. Gerakan maju dan mundur piston diselesaikan oleh tekanan hidraulik.

Menurut bentuk strukturalnya, mereka dapat dibagi menjadi silinder piston, silinder pendorong, silinder ayun, dan silinder selongsong teleskopik.

Menurut bentuk batang piston, mereka dapat dibagi menjadi silinder batang piston tunggal dan silinder batang piston ganda.

Menurut penggunaan khusus silinder, mereka dapat dibagi menjadi silinder tandem, silinder penguat, silinder penambah kecepatan, silinder langkah, dll. Jenis silinder ini bukan merupakan laras silinder tunggal tetapi digabungkan dengan laras dan komponen silinder lainnya, sehingga dari segi struktur, silinder ini juga disebut silinder gabungan. Menurut tekanan yang digunakan oleh silinder hidrolik, mereka dapat dibagi menjadi silinder hidrolik bertekanan rendah, silinder hidrolik bertekanan sedang, silinder hidrolik bertekanan tinggi, dan silinder hidrolik bertekanan sangat tinggi.

Untuk mesin perkakas mesin, silinder hidrolik bertekanan sedang dan rendah umumnya digunakan, dengan tekanan pengenal 2,5 hingga 6,3 MPa; untuk mesin konstruksi, mesin teknik, dan pesawat terbang, sebagian besar digunakan silinder hidrolik bertekanan sedang dan tinggi, dengan tekanan pengenal 10 hingga 16 MPa; untuk mesin seperti mesin pengepres hidrolik, sebagian besar digunakan silinder hidrolik bertekanan tinggi, dengan tekanan pengenal 25 hingga 31,5 MPa.

Klasifikasi silinder hidraulik ditunjukkan pada Tabel 1.

Tabel 1 Klasifikasi Silinder Hidraulik

Nama			Simbol	Karakteristik Kerja
Silinder hidrolik kerja tunggal	Silinder piston			Penggerak hidraulik searah, kembali dengan berat sendiri, pegas, atau gaya eksternal lainnya
	Silinder pendorong			Plungernya tebal, menahan gaya dengan baik, dan digerakkan secara searah oleh tekanan hidrolik
	Silinder selongsong teleskopik			Didorong oleh hidraulik, alat ini didorong keluar bagian demi bagian dari yang besar ke yang kecil, dan kemudian ditarik bagian demi bagian dari yang kecil ke yang besar oleh beratnya sendiri.
Silinder hidrolik kerja ganda	Batang piston tunggal	Silinder standar		Piston bergerak di bawah tekanan hidraulik pada kedua arah, tidak melambat pada akhir langkah, dan gaya serta kecepatan gerakan pada kedua arah berbeda.
		Silinder bantalan yang tidak dapat disesuaikan		Piston bergerak di bawah tekanan hidraulik pada kedua arah, melambat pada akhir langkah, dan nilai perlambatan tidak dapat disesuaikan. Gaya dan kecepatan gerakan di kedua arah berbeda.
		Silinder bantalan yang dapat disesuaikan		Piston bergerak di bawah tekanan hidraulik pada kedua arah, melambat pada akhir langkah, dan nilai perlambatan dapat disesuaikan. Gaya dan kecepatan gerakan di kedua arah berbeda.
		Silinder diferensial		Dapat mempercepat pemasukan oli di ruang tanpa batang, tetapi daya dorongnya juga berkurang.
	Batang piston ganda	Silinder standar		Piston bergerak di bawah tekanan hidraulik pada kedua arah, tidak melambat pada akhir langkah, dan gaya serta kecepatan gerakan pada kedua arah sama.
		Silinder kecepatan ganda		Dua piston bergerak secara bersamaan ke arah yang berlawanan.
		Silinder bantalan yang tidak dapat disesuaikan		Piston bergerak di bawah tekanan hidraulik pada kedua arah, melambat pada akhir langkah, dan nilai perlambatan tidak dapat disesuaikan. Gaya dan kecepatan gerakan di kedua arah sama.
		Silinder bantalan yang dapat disesuaikan		Piston bergerak di bawah tekanan hidraulik pada kedua arah, melambat pada akhir langkah, dan nilai perlambatan dapat disesuaikan. Gaya dan kecepatan gerakan di kedua arah sama.
	Silinder selongsong teleskopik			Penggerak hidraulik kerja ganda, prosedur perpanjangan dan retraksi sama dengan prosedur silinder lengan teleskopik kerja tunggal.
Silinder kombinasi	Silinder penguat			Didorong oleh asupan oli di ruang A, mengeluarkan oli bertekanan tinggi di ruang B.
	Silinder tandem			Digunakan dalam situasi di mana diameter silinder dibatasi tetapi panjangnya tidak, sehingga memungkinkan daya dorong yang lebih besar.
	Silinder multi-posisi			Dengan membuka saluran masuk oli yang berbeda sesuai kebutuhan, piston A dapat memiliki tiga posisi.
	Melangkah silinder			Beberapa langkah piston diatur dalam urutan biner. Dengan membuka saluran masuk oli yang berbeda sesuai kebutuhan, piston dapat bergerak pada jarak yang berbeda.
	Silinder rak dan pinion			Mengubah gerakan linier bolak-balik piston menjadi gerakan putar bolak-balik roda gigi.