Jenis-Jenis Hidraulik Pump Pada Alat Berat

Prinsip kerja Pompa hidrolik mengubah energi mekanik menjadi energi hidrolik. Pompa ini merupakan alat yang mengambil energi dari suatu sumber (misalnya mesin, motor elektrik dan lain-lain) dan mengubah energi tersebut menjadi energi hidrolik.

Fungsi pompa ini adalah untuk memasok sistem hidrolik dengan aliran oli yang mencukupi sehingga sirkuitnya mampu beroperasi pada kecepatan yang benar.

Pompa dapat digolongkan menjadi dua jenis yaitu : Positive displacement dan  Non Positive displacement.

1. Positive displacement

Positive displacement pump mempunyai clearance diantara komponen-komponen-nya lebih kecil. Ini akan mengurangi kebocoran dan menghasilkan efficiency yang lebih baik saat digunakan pada high pressure hydraulic system. Output flow pada positive displacement pump pada dasarnya sama untuk setiap putaran pompa. Ada 3  type dari Positive displacement pump yaitu: Gear, Vane, dan Piston.

a. Gear Pump

Pompa ini mampu memompa sejumlah oli yang sama untuk tiap revolusi shaft input-nya. Perubahan kecepatan rotasinya mampu mengendalikan jumlah output pompa. Maximum tekanan operasi yang dapat dibatasi pompa ini mencapai 27.579 kPa (4000 psi). Batasan tekanan ini karena adanya ketidakseimbangan hidrolik yang ada dalam rancangannya. Ketidakseimbangan hidrolik menciptakan beban sisi pada shaft yang ditahan dengan adanya bearing dan gigi gear ke kontak housing. Pompa gear mampu mempertahankan efisiensi diatas 90% ketika tekanan tetap dijaga dalam range pressure pengoperasian yang ditentukan. 

Outlet flow dari sebuah gear pump dihasilkan dengan mendorong oil keluar dari roda gigi pada saat bertemu di sisi outlet. Hambatan pada oil flow akan menghasilkan pressure pada sisi outlet. Ketidakseimbangan dari gear pump lebih disebabkan karena pressure yang ada di outlet port lebih tinggi dari inlet port. Pressure yang lebih tinggi pada outlet port ini akan mendorong gear ke arah sisi inlet port. Dengan demikian maka shaft bearing akan menerima sebagian besar beban untuk mencegah keausan yang berlebihan antara puncak roda gigi dan housing-nya. Pada pressure yang lebih tinggi, gear shaft akan sedikit miring ke arah roda gigi. Hal ini akan memungkinkan kontak antara shaft dan bearing yang akan mengakibatkan shaft menjadi sedikit bengkok bila terjadi pressure yang tidak balance.

Oli yang bertekanan juga diarahkan diantara sealed area dari pressure balance plate dan housing-nya. Ukuran dari sealed area diantara pressure balance plate dan housing-nya adalah apa yang membatasi jumlah force yang menekan plate terhadap ujung daripada gear.

b. Vane Pumps

 Pump output pada vane pump ada2  yaitu fixed dan variabel. Komponen-komponen vane pump yaitu : housing (1), Cartridge (2), mounting plate (3), mounting plate seal (4), cartridge seal (5), cartridge back-up rings (6), snap ring (7), serta input shaft dan bearing (8). Cartridge terdiri dari support plate (9), ring (10), flex plate (11), slotted rotor (12), dan vane (13). 

Slotted rotor diputar oleh input shaft. Vane bergerak masuk dan keluar pada slot yang ada di dalam rotor dan menge-seal pada ujung luarnya terhadap cam ring. Ring yang ada di dalam fixed pump displacement berbentuk elips, sedangkan ring yang ada didalam variable pump displacement berbentuk lingkaran/bundar. Flex plate menutup sisi dari rotor dan ujung-ujung vane-nya. Dalam beberapa design pressure rendah, support plates dan housing menge-seal sisi dari rotating rotor dan ujung-ujung vane. Support plate digunakan untuk mengarahkan ke passage-passage yang ada di dalm housing. Housing juga berfungsi sebagai support untuk komponen-komponen yang lain dari vane pump, mengarahkan flow masuk dan keluar vane pump.

Pada saat rotor berputar di dalam cam ring-nya, vane keluar masuk di dalam rotor slot untuk menjaga sealing terhadap ring-nya. Pada saat vane bergerak keluar dari slotted rotor, terjadi perubahan volume diantara vane-nya. Semakin besar jarak antara ring dan rotor, semakin besar pula volume yang ditimbulkan. Volume yang membesar akan menimbulkan sedikit ke-vaccum-an yang memungkinkan inlet oil ditekan menuju ke ruang di antara vane oleh tekanan atmosphere atau tank pressure. Bilamana rotor terus berputar, maka jarak antara ring dan rotor juga akan semakin kecil. Hal ini mengakibatkan volume yang ada juga akan semakin mengecil. Hal ini memungkinkan oil ditekan keluar dari segment rotor menuju ke outlet passage dari pompa.

c. Piston Pumps

Ada 2 jenis piston pump yang dikenal yaitu Axial Piston Pump, dan Radial Piston Pump. Pada fixed displacement Axial Piston Pump, piston bergerak lurus maju dan mundur parallel dengan shaft-nya. Pada variable displacement Axial Piston Pump atau motor, swashplate atau barrel dan port plate-nya juga bergerak maju dan mundur merubah sudutnya sendiri terhadap shaft-nya. Perubahan sudut ini membuat pump flow bervariasi antara minimum dan maksimum setting meskipun shaft speed-nya konstan.

Pompa bergerak maju mundur dalam garis linear yang hampir parallel dengan bagian tengah shaft-nya. Dalam pompa piston straight housing, piston berada pada swashplate yang berbentuk wedge tetap. Sudut dari swashplate ini mengendalikan jarak gerakan keluar masuk piston ke ruanggan barrel. Makin besar sudut wedge-shaped swashplate, maka makin besar pula jarak pergerakan piston dan makin besar pula output pompa untuk tiap revolusinya.

Dalam variable axial piston pump positive displacement, baik swashplate maupun barrel dan port plate-nya dapat berputar maju mundur untuk mengubah sudutnya terhadap shaft. Perubahan sudut ini menyebatkan aliran output bervariasi antara pengaturan minimal dan maksimal meskipun kecepatan shaft tetap konstan.

Cylinder Barrel diputar oleh shaft dan membawa piston masuk dan keluar. Pada saat piston masuk maka ruangan antara piston dan barrel semakin membesar. Perbesaran ini mengakibatkan terjadinya penurunan tekanan sehingga oli masuk kedalam pompa. Pergerakkan masuk piston ini adalah mengikuti kontur dari swashplate. Setengah putaran berikutnya piston bergerak keluar dan menekan oli ke luar pompa. Selama terjadi perbedaan ukuran ruang antara piston dan barrel maka piston selalu menghasilkan displacement oli. 

2. Non-Positive Displacement Pump

Aliran keluar dari pompa non positive displacement ter-gantung pada hambatan pada inlet dan outlet. Makin besar hambatannya pada outlet side, maka makin kecil aliran yang dikeluarkan pompa. Sentrifugal impeller merupakan contoh dari pompa non positive displacement dan terdiri dari dua bagian dasar, yaitu: impeller yang terpasang pada shaft input dan housing. Impeller ini memiliki solid disc dengan bilah lengkung/curved blades yang berada pada sisi inputnya. Zat cair memasuki bagian tengah housing dekat input shaft dan mengalir masuk ke impeller. Bilah lengkung impeller memutar zat cair ke arah luar melawan housing. Housing dibentuk untuk mengarahkan oli ke outlet port.

Non-positive displacement pump mempunyai efisiensi yang lebih rendah bila dibandingkan dengan positive displacement pump karena output flow dari pompa akan turun secara drastis bila outlet pressure naik.  Pompa jenis ini biasa digunakan pada aplikasi dengan pressure rendah seperti water pump.

Centrifugal impeller pump terdiri dari dua komponen dasar yaitu: impeller yang diikat pada input shaft  dan housing. Impeller mempunyai sebuah cakram dengan sudu-sudu yang melengkung yang dicetak pada sisi input-nya.

Demkian tentang jenis-jenis hydraulic pump pada alat berat, semoga bermanfaat.