Desain Rakitan Selang Hidraulik:Panduan Lengkap untuk Insinyur

Oleh Josh Cosford, Editor Kontributor

Seperti halnya fitting dan adaptor, rakitan selang hidrolik sering kali menjadi hal yang tidak penting bagi perancang hidrolik. Saya lebih suka mengerjakan pembuatan sirkuit hidraulik yang unik juga, namun kita tidak boleh melupakan pentingnya pendekatan holistik terhadap desain alat berat. Teknisi tenaga fluida Anda adalah bagian penting dari teka-teki untuk memastikan selang dibuat dan dipasang dengan ahli, namun pemikiran Anda akan sangat membantu dalam menghemat biaya, memudahkan pemasangan, dan meningkatkan keandalan.

Dengan asumsi Anda adalah perancang hidrolik, bukan insinyur yang bertanggung jawab atas alat berat itu sendiri, ada banyak pertimbangan saat merencanakan rakitan selang. Umumnya, Anda harus mempertimbangkan tiga hal saat memilih dan merencanakan perakitan selang mesin Anda:konstruksi selang, pemilihan ujung selang, dan opsi perutean.

Hal pertama yang pertama:konstruksi selang

Memilih gaya konstruksi selang yang tepat memainkan peran paling penting dalam menyediakan mesin hidrolik yang efektif dan aman kepada pelanggan. Kompatibilitas tekanan adalah faktor utama yang harus Anda pertimbangkan saat memilih selang, dan titik awal Anda harus berdasarkan tabel standar selang hidrolik SAE J517 di bawah ini.

Konstruksi Selang Hidrolik Standar SAE J517

Anda harus memilih selang hidrolik berdasarkan kisaran tekanan kerja maksimum yang dialami alat berat Anda. Kisaran ini mempertimbangkan diameter terbesar (tekanan terendah) dan diameter terkecil (tekanan tertinggi), yang merupakan inti dari hidrolika. Berdasarkan sifatnya, selang kecil lebih mudah menangani tekanan tinggi dibandingkan selang berdiameter besar, jadi tanyakan kepada penyedia selang Anda untuk mengetahui peringkat tekanan dari diameter yang Anda perlukan untuk laju aliran mesin Anda.

Semua selang hidrolik dinilai berdasarkan tekanan kerjanya, yaitu setengah dari tekanan tahan dan setengahnya lagi setinggi tekanan pecah. Jika sistem Anda rentan terhadap lonjakan tekanan, Anda mungkin perlu memilih selang yang memiliki nilai sedikit lebih tinggi dari tekanan kerja nominal Anda. Bukti tekanan menggambarkan titik di mana selang hidrolik dapat mengalami kerusakan permanen, jadi sebaiknya hindari menandai batas tersebut pada pengukur tekanan.

Dalam banyak kasus, Anda mungkin ingin menghindari standar 100R1 dan 100R2 jika mesin Anda memiliki berbagai ukuran selang saat beroperasi setidaknya 3.000 psi. Banyak produsen mesin yang melakukan standarisasi pada salah satu sebutan selang isobarik, seperti 100R17, di mana setiap selang dari 3/16 hingga 1 inci diberi nilai 3.000 psi. Meningkatnya popularitas selang ini telah mengurangi biaya produksi, karena banyak produsen selang yang meningkatkan skalanya ke desain ini.

Sangatlah penting untuk menggunakan selang dengan diameter dalam yang benar, karena mengganti ID selang akan menyebabkan masalah. dapat mengubah tekanan sistem. Jika selang pengganti terlalu kecil untuk mengalir, Anda telah menerapkan batasan baru. Tekanan sistem akan meningkat.
Gambar milik Sesi LunchBox

Jika Anda memerlukan selang lubang besar dan tekanannya lebih dari 3.000 psi, Anda harus mencari opsi seperti 100R12, 100R13, dan 100R15, yang menggunakan kabel penguat spiral dengan empat atau enam lapisan. Beberapa orang menyarankan Anda memilih selang dengan tingkat tekanan 25-50% di atas tekanan kerja Anda, namun kenyataannya, pedoman selang yang ketat sudah memperhitungkan lonjakan tekanan, dan produsen membuat produk yang sesuai.

Pertimbangan alur

Setelah menentukan jenis konstruksi selang, Anda memerlukan diameter yang paling sesuai dengan aliran. Ingatlah untuk memperhitungkan situasi unik, seperti silinder diferensial dan aliran aditif yang dihasilkan dari port penutup selama retraksi. Jika rasio area tinggi, Anda mungkin mengamati laju aliran lebih dari dua kali lipat, jadi pastikan ukuran selang tepat.

Tidak ada gambaran pasti mengenai kapasitas aliran untuk selang hidrolik karena empat skenario menentukan kecepatan fluida maksimum, yang biasanya merupakan faktor pembatas kita dibandingkan sesuatu yang lebih sulit untuk dihitung, seperti penurunan tekanan. Mulai dari yang paling rendah, cegah kecepatan berlebihan melalui saluran hisap, karena vakum dapat mengakibatkan pembentukan gelembung gas secara spontan yang kita sebut kavitasi. Sebagai aturan praktis, jangan biarkan garis hisap melebihi 3-4 kaki/detik; lebih rendah selalu lebih baik, jadi tidak ada salahnya membidik 1 kaki/detik jika ruang memungkinkan.

Di sebelah kiri adalah radius tikungan minimum yang diperbolehkan untuk selang ini. Di sebelah kanan, tekukan selang (ditandai dengan warna merah) jauh lebih sempit daripada radius tekukan minimum yang diizinkan oleh pabrikan (ditunjukkan dalam warna hijau).
Gambar milik Sesi LunchBox

Selain itu, pastikan case drain dan jalur pilot dibatasi pada kecepatan 1 kaki/detik atau lebih lambat. Dalam situasi apa pun Anda tidak ingin mengambil risiko kerusakan pada bagian dalam atau kontrol pompa. Anda bisa menjadi lebih liberal dengan kecepatan tekanan dan jalur balik, untuk sebagian besarnya. Garis tekanan, seperti tekanan pompa dan garis kerja, dapat berkisar antara 20 hingga 30 kaki/detik dan bergantung pada tekanan. Sistem bertekanan tinggi lebih cocok untuk kecepatan yang lebih tinggi karena lebih sedikit fluida yang hilang akibat penurunan tekanan relatif terhadap tekanan maksimum. Misalnya, berlari dengan kecepatan 30 kaki/detik dalam sistem 4.000 psi tidak terlalu bermasalah dibandingkan berlari dengan kecepatan 30 kaki/detik dalam sistem 1.000 psi.

Perhatikan bahwa jalur balik juga harus berukuran untuk membatasi kecepatan, meskipun tidak sebesar jalur hisap. Masuk akal untuk mengoperasikan sekitar 6-10 kaki/detik dalam kasus ini, dan tujuan utamanya adalah untuk membatasi tekanan balik di saluran tangki katup dan saluran pembuangan, namun juga mencegah tekanan berlebihan pada rumah filter balik. Beberapa pertimbangan harus diberikan pada ukuran garis meskipun kecepatan fluida ideal. Saluran kecil secara alami lebih rentan terhadap penurunan tekanan, jadi pastikan untuk menghindari saluran hisap, tekanan, dan balik yang sangat kecil meskipun berada dalam kisaran kecepatan ideal.

ID selang kecil terkena gaya gesekan yang lebih tinggi dari fluida yang mengalir secara tidak proporsional melalui lapisan batas. Sebaliknya, selang yang lebih besar memungkinkan aliran melalui bagian tengah dan menjauhi dinding ban dalam. Selain itu, saluran balik dan saluran tekanan lebih mungkin mengalami aliran turbulen dan disipasi energi, yang menyebabkan penurunan tekanan. Jika ragu, jangan terlalu murah dalam hal diameter dan ambil risiko masalah akibat ukuran rakitan selang yang terlalu kecil. Dalam praktiknya, saat membuat satu set rakitan selang untuk mesin hidrolik, biasanya terlihat selang hisap 2 inci, selang tekanan 3/4 inci, selang balik 1 inci, dan selang pembuangan wadah 1/2 inci.

Jangan mengabaikan ujung selang

Kami kini telah menyelesaikan jenis konstruksi yang paling sesuai dengan tekanan hidrolik alat berat kami dan menyempurnakan diameter internal agar sesuai dengan aliran sistem; kita sekarang harus memilih ujung selang kita. Anda adalah seorang desainer hidrolik pada tahun 2025, jadi mari kita selesaikan saja; kami hanya akan memilih sambungan bebas bocor menggunakan segel karet sintetis. Maaf, NPT dan JIC — Anda luar biasa, dan saya menghargai semua kenangan kita, tapi itu Anda dan bukan saya. Wajah O-ring, Bos O-ring, dan flensa menawarkan lebih banyak hal dalam hubungan ini.

ORFS dengan cepat menjadi sambungan pilihan, menawarkan semua keunggulan gaya JIC dengan sambungan bebas kebocoran. Tersedia dalam berbagai ukuran, dengan tikungan ujung selang 45° dan 90°, dan ujung betina dilengkapi dengan alat putar untuk kemudahan pemasangan. Cincin-O yang mudah diganti terletak di bagian depan ujung jantan, sehingga servis dapat bekerja dengan cepat ketika terjadi kebocoran.

Perlengkapan flensa, seperti gaya SAE Kode 61 dan Kode 62 yang umum, biasanya digunakan untuk sambungan bertekanan tinggi dan/atau aliran tinggi. Sambungan flensa terpisah memungkinkan teknisi menyelaraskan ujung selang dengan tepat untuk menghindari pengikatan atau puntiran, dan, seperti fitting ORFS, cincin-O berada di ujung jantan (tidak ada flensa “betina” karena jantan menempel pada permukaan sambungan datar tempat port berada).

Biasanya, fitting tipe bos O-ring digunakan sebagai sambungan perantara ke ujung selang. Mirip dengan BSPP atau Metric, ini menggunakan segel polimer yang terletak di bagian atas ulir port, disegel oleh rongga di dalam ulir port (ORB) atau melalui mesin cuci berikat (BSPP dan Metric). Namun, ORB jarang digunakan sebagai ujung selang karena fitting jantan memerlukan alat putar aktif yang mahal. Sambungan selang ini tersedia dalam bentuk lurus atau 90°, namun banyak desainer lebih memilih sambungan selang betina.

Untuk mengurangi surat kebencian, saya harus menyebutkan bahwa beberapa mesin dengan senang hati menggunakan perlengkapan JIC dan NPT, dan itu tidak masalah. Namun, panduan perancang ini condong ke arah teknologi yang unggul, dan saya akan lalai jika tidak memaksakan apa pun selain ujung selang dengan segel yang dapat diganti. ORFS dan alat kelengkapan flensa lebih baik, jadi ikuti perkembangan zaman dan gunakanlah. Jadi, meskipun JIC mudah digunakan dengan sistem pembakaran tabung, banyak produsen menawarkan sambungan tabung dua bagian untuk ORFS, dan alat kelengkapan flensa juga dapat dilas ke tabung. Selain itu, artikel ini sebenarnya membahas tentang rakitan selang, bukan pipa ledeng.

karena panjang selang dapat berubah akibat lonjakan tekanan tinggi, penting untuk memberikan kelonggaran yang cukup untuk pemuaian.
Gambar milik Sesi LunchBox

Tata letak dan perutean

Pertimbangan terakhir bagi perancang hidrolik berkaitan dengan tata letak fisik rakitan selang pada alat berat itu sendiri. Selang berhak mendapatkan yang lebih baik daripada sekadar menyambung titik A ke titik B. Orientasi, tata letak, dan pemasangannya harus mencegah keausan akibat gesekan, tekanan sambungan yang berlebihan, dan gaya puntir/torsi. Dalam gambar adalah berbagai metode yang salah dan benar untuk memasang rakitan selang hidrolik untuk mencegah pembengkokan pada sambungan crimp. Berat selang tidak boleh menyebabkan pembengkokan pada titik di mana ujung selang baja menjepit penutup selang. Jika berat selang menyebabkan kendur, gunakan ujung selang 90° untuk menopang lengkungan dan biarkan selang menggantung secara alami.

Panjang selang harus cukup untuk mencegah tekanan selama penyambungan dan pengencangan, namun tidak terlalu panjang sehingga dapat bergesekan atau bergetar pada selang atau permukaan lainnya. Selang jangka panjang harus dijepit pada mesin menggunakan salah satu dari banyak teknologi. Produsen menawarkan balok, sadel, klem, dan berbagai teknologi, yang dilas atau dibaut ke mesin, untuk menjepit selang dengan rapi.

klem harus digunakan untuk menopang selang dengan benar. ini mencegahnya menggapai-gapai saat diberi tekanan dan tidak ada tekanan yang tidak perlu pada alat kelengkapan. Gambar milik Sesi LunchBox

Saat memasang panjang selang pada sistem tersebut, pastikan untuk menghindari pengencangan yang berlebihan pada klem atau selang di antara sambungan. Untuk mengatur siklus tekanan dan suhu, harus ada sedikit kelonggaran antara setiap titik sambungan sekaligus mencegah penjepitan berlebihan yang dapat merusak lapisan penutup atau penguat. Jika selang tidak dapat dicegah bergesekan dengan permukaan keras atau selang lainnya, pasang setiap selang dengan lapisan pelindung yang dirancang untuk mengurangi keausan dan gesekan. Ini juga dapat melindungi terhadap kerusakan lingkungan atau lingkungan, seperti dampak industri atau sinar UV, dan juga harus digunakan ketika selang dialirkan ke dalam saluran atau balok.

Ketika perancang hidraulik memandang peran mereka sebagai hal yang komprehensif, setiap lapisan desain mesin — mulai dari skema asli hingga produk jadi — harus direncanakan dan diatur dengan cerdas untuk mendapatkan desain yang paling efisien, ekonomis, dan efektif. Rakitan selang terlihat sederhana, namun bagian lain dari alat berat tidak terlalu berarti jika selang yang pecah atau rusak mengganggu sistem hidraulik Anda.

Anda mungkin juga menyukai: