Materi. Undercarriage and Tyre ( DTAB 2207, 2 SKS) Konsentrasi Alat berat. Teknik mesin Sekolah Vokasi Universitas Gadjah Mada 2013

BAB 1 STEERING SYSTEM

STEERING SYSTEM : Adalah suatu mekanisme untuk mengontrol arah gerakan dari sebuah kendaraan MACAM-MACAM STEERING Mechanical steering & linkage Power steering & linkage Clutch & brake steering Articulated steering Hydraulic motor steering

Mechanical steering & linkage Digunakan pada unit yang mempunyai frame rigid yang berfungsi untuk menggerakkan unit berbelok ke kiri maupun ke kanan dengan merubah arah roda, yang di gerakkan oleh linkage secara mechanical, tanpa adanya power booster. 1.a. Recirculating ball steering

1.b. Rack and pinion steering

2. Power steering & linkage Digunakan pada unit yang mempunyai frame rigid yang berfungsi untuk menggerakkan unit berbelok ke kiri maupun ke kanan dengan merubah arah roda, yang di gerakkan oleh linkage secara mechanical, dengan bantuan hidraulik booster yang berfungsi untuk mengurangi tenaga pengendalian pada mesin. Detail Z Detail Z

Kelebihan penggunaan power steering : Mengurangi kelelahan operator, karena penggandaan tenaga saat memutar roda-ban Mudah dikendalikan sambil mesin diam Steering wheel, tetap stabil melawan shock/ goncangan dari jalanan, karena adanya reaksi otomatis dari tekanan oli dalam sistem. Kekurangan penggunaan power steering : Biaya tinggi dan sering terjadi kerusakan karena structur yang rumit. 2. Dibutuhkan, perbaikan kekuatan pada link dan keausan pada ban lebih cepat terjadi, kerana ringannya pengendalian saat stationery. CONTOH MESIN PENGGUNA : DUMP-TRUCK (RIGID) FORKLIFT MOTOR GRADER, dll. . . . . .

FORKLIFT : (pengendalian roda belakang) Umumnya digunakan dua tipe power steering : 1. Tipe KOMBINASI : Mempunyai cylinder hidrolik dan control valve dalam satu unit dan ditempatkan berjauhan dengan steering gear box. 2. Tipe SEMI INTEGRAL : Mempunyai cylinder hidrolik yang terpisah dengan control valve. Dan control valve menjadi satu dengan steering gear box.

KOMPONEN UTAMA : FORKLIFT : (pengendalian roda belakang) OLI PUMP (POMPA OLI) 2. FLOW DEVIDER VALVE 3. CONTROL VALVE 4. CYLINDER HIDROLIK 5. RELIEF VALVE.

FORKLIFT : (pengendalian roda belakang) STRUCTUR dan FUNGSI : SEMI INTEGRAL Dalam tipe ini, control valve berada dan bekerja-sama dalam gear box, cylinder hidrolik terpisah dan terpasang disebagian steering linkage, yang terdiri dari cylinder, piston dan piston rod. Cylinder terpasang tetap pada frame Ujung piston-rod tersambungkan ke bell-crank dan pada steering gear melalui drag link dan pitman arm. Control valve terdiri dari valve body, spool valve yang bergerak-geser didalam valve body, selama valve bekerja. Reaction spring adalah untuk menentukan posisi netral valve spool dan untuk menghasilkan respon saat steering bekerja dan plunger. Gear box, adalah dengan tipe recirculating ball screw, yang pada dasarnya sama dengan sistem steering manual.

FORKLIFT : (pengendalian roda belakang) FUNGSINYA : NETRAL Saat steering wheel posisi netral, spool valve tetapa berada ditengah valve body, karena daya tenaga dari reaction spring. Oli hidrolik dari flow devider, mengalir melalui celah di tengah valve body dan cekungan di spool, dan kembali ke tangki dari kedua celah-cekungan pada kedua ujung valve body, sehingga tidak ada oli yang mengalir ke power cylinder. Dengan kata lain, tekanan oli sangat rendah dan seimbang di chamber kiri dan kanan power cylinder. Yang menjadikan tidak ada posisi gerakan pada power cylinder

FORKLIFT : (pengendalian roda belakang) FUNGSINYA : BELOK ( KANAN ) Shaft ball-nut utama pada steering, menggunakan screw kiri, putaran steering wheel ke kanan menyebabkan ball-nut bergerak kebawah (pada gambar ke kiri). Ball-nut tidak dengan mudah bergerak karena dihubungkan pada roda belakang melalui cross shaft, pitman arm, drag link, bell-crank, tie rod dan steering knuckle, dikarenakan adanya tahanan pada roda-ban dari tanah. Dan menjadikan shaft bergerak keatas lagi, melawan daya reaction spring. Dalam gerakannya, dimana spool valve terpasang diujungnya shaft, juga akan bergerak keatas. Dan ini menjadikan oli mengalir kedalam satu chamber dan keluar dari chamber yang lainnya, sehingga cylinder bekerja (extend), untuk memutar roda melawan tahanan dari ground.

FORKLIFT : (pengendalian roda belakang) FUNGSINYA : KERJA SELANJUTNYA Dengan mempertimbangkan pada gerakan spool valve maka akan terjadi, sebagai berikut : Dengan ber-assumsi pada seperri pada gambar (steering belok kanan). Oli hidrolik mengalir kedalam power cylinder, untuk memulai gerakan piston rod. Dan karena valve body dalam keadaan tetap, maka oli yang mengalir masuk kedalam cylinder tidak akan berhenti, selama valve spool tidak di-kembalikan ke posisi netral. Yang berarti gerakan piston tidak akan berhenti, selama steering wheel tidak dikembalikan ke posisi aslinya, yang berarti berlawanaan dengan operasi yang aktual. Perhatikan hubungan dari sistem steer ini.

FORKLIFT : (pengendalian roda belakang) FUNGSINYA : KERJA SELANJUTNYA Spool valve, setelah digerakan oleh steering wheel, untuk mengalirkan oil kedalam piston cylinder untuk menggerakan piston, dan ini memungkinkan untuk spool kembali ke posisi netral karena gerakan piston. Celah ruang antara valve spool dan valve body, secepatnya mengkansel.

3. Clutch & brake steering Digunakan pada mesin yang mempunyai undercarriage/ kerangka bawah rigid dengan sekumpulan komponen, untuk bisa mendukung berat unit, dan membawanya untuk berbelok kiri dan kanan MESIN PENGGUNA : BULLDOZER TRACK LOADER DAN LAIN MESIN YANG MENGGUNAKAN KERANGKA BAWAH CRAWLER. 2 1 Ket: 1. Brake Q. Pinion 2. Cluth R. Bevel Gear

4. Articulateed Steering Digunakan pada mesin yang mempunyai frame depan dan frame belakang yang terpisah dan disambungkan dengan joint pin. CONTOH MESIN PENGGUNA : WHEEL LOADER SKIDDER DUMP-TRUCK (ARTICULATED) FORWARDER MOTOR GRADER, dll. . . . . .

SIRKUIT ARTICULATED Paralel LX100-2 LX120-2 LX150-2

KOMPONEN UTAMA : POMPA HIDROLIK (MAIN PUMP) 2. POMPA HIDROLIK (SECONDARY/ OPT.) 3. PRIORITY VALVE 4. STEERING VALVE 5. STEERING CYLINDER 6. STEERING WHEEL / LEVER

FUNGSI MAIN PUMP : Pompa utama (main pump), menggunakan pompa roda gigi (fixed dispalce-ment gear pump), yang mengambil oli dari tangki hidrolik, dan dialirkan masuk ke priority valve. Pompa digerakan oleh kecepatan putar engine, setelah ditransimissikan

FUNGSI PRIORITY VALVE : Adalah control valve tekanan yang menagtur pengaliran aliran dengan skala prioritas sesuai tekanan yang bekerja pada steering valve yang closed center. Oli yang dihasil-kan oleh pompa (main pump) mengalir masuk ke Priority Valve ( port D ), yang akan membagi aliran ke sistem LOADER (port EF / G) dan sistem STEER (port CF/ F), sesuai prioritas penggunaan.

NETRAL BEKERJANYA PRIORITY VALVE : Saat engine off (mati) spool (E) bergeser ke kanan karena kekuatan spring (B), sehingga saluran oli ke port G (sistem LOADER) tertutup, dan ke port F (sistem STEER) terbuka. NETRAL Saat pertama kali engine dihidupkan, oli dari pompa mengalir masuk ke steering valve, yang pada saat itu sedang netral, dimana aliran tidak digunakan (terblokir), dengan aliran yang tertahan, tekanan pada sisi steering naik, dan men-suplai tekanan pilot, melalui orifice (lobang kecil) ke sisi ujung kanan spool, yang selanjutnya spool akan memprioritaskan gerakan spool kearah kiri melawan kekuatan spring dan membuka port EF (sistem LOADER) Selama steering valve netral, tekanan dari steering valve, akan cukup untuk memprioritaskan agar valve spool berada dan bergeser ke kiri. Membuka aliran ke sistem LOADER.

BEKERJANYA PRIORITY VALVE : Dan sistem LOADER dapat bekerja dan tekanan kerjanya, serta tidak akan memberi efek apapun terhadap kerja priority valve, spool priority tidak akan bergeser, sampai steer dipergunakan. Aliran yang melalui spool priority valve lewat dari port CF (F) masuk melalui orifice (C ) didalam spool, mengalir kedalam port LS (H), dan mengalir masuk melalui saluran LS yang mengalir balik ke steering valve dan dengan demikian yang terjadi maka ini adalah untuk sirkuit pemanasan untuk mencegah jangan sampai terjadinya panas yang extreem.

MID TURN / SETENGAH JALAN BEKERJANYA PRIORITY VALVE : Bila sistem STEER digunakan (steering kiri atau kanan sesuai kebu-tuhan), tekanan yang diterima oleh aliran dari pompa akan menimbul-kan suatu load-sensing di steering valve dan mengalirkannya melalui orifice (saluran kecil) LS – masuk ke port H di priority valve dalam chamber spring B. MID TURN / SETENGAH JALAN Tekanan load-sensing ditambah kekuatan spring mendorong spool di priority valve kearah kanan, melawan tekanan pilot di ujung kanan spool, yang berarti menahan aliran yang masuk ke sistem LOADER, dan membuka aliran ke sistem STEERING. Sirkuit load sensing, adalah sirkuit pengontrol yang sesuai dengan tekanan kerja pada sistem steering untuk ke bagian spring di spool prority valve. Yang akan menjadikan spool priority valve bekerja sesuai ke dengan kebutuhan dari steer dengan berbagai kondisi.

BEKERJANYA PRIORITY VALVE : Dalam kondisi normal steering, oli yang masuk kedalam sirkuit load sensing dikur banyaknya, oleh orifice di steering valve. Bila steering dalam kedaan di-steer penuh (I) orfice terbuka untuk membuka saluran yang terhambat. Pada engine kecepatan rendah, spool akan bergeser ke posisi kanan kanan secara penuh, mengarahkan seluruh aliran oli ke steering valve, pada engine kecepatan Penuh, sistem steering menggunakan kira-kira hanya setengah dari jumlah aliran pompa. Dimana kelebihan oli akan menaglir ke loader control valve. Sirkuit load-sensing menerima sebagian besar dari aliran load-sensing orifice di steering valve. Sebagian aliran juga disuplai dari port CF, melaui orifice (C ) di priority valve spool.

BEKERJANYA PRIORITY VALVE : Ketika steer digunakan sampai langklah akhir (berbelok secara penuh) Penuh, sistem steering menggunakan kira-kira hanya setengah dari jumlah aliran pompa. Dimana kelebihan oli akan menaglir ke loader control valve. Sirkuit load-sensing menerima sebagian besar dari aliran load-sensing orifice di steering valve. Sebagian aliran juga disuplai dari port CF, melaui orifice (C ) di priority valve spool.

Steering Valve L,R = Cylinder Port P = Pump Port T = Tank Port Ls = Load Sensing Port Orbital Valve / Steering Vave lterdiri dari Control Valve dan Rotor Set Control Valve merupakan rotary valve yang menggerakkan Steering Cylinder

Pada saat Steering Wheel Netral Oli dari Port P mengalir ke rongga antara Spool (2) dan Shaft (3)melalui sleeve (1) dan spool (2).Oli dari rongga mengalir keluar menuju T Port melalui bagian atas dari Drive shaft , notch groove dari spool dan sleeve.Port R & L tertutup oleh spool.

Pada saat steering wheel diputar berlawanan arah jarum jam Saat steering wheel berputar berlawanan arah jarum jam spool (2) ikut berputar dan memberi respek pada sleeve (1) untuk menutup saluran netral. Oli dari Port P mengalir, change over sleeve terbuka,spool groove dan sleeve terbuka dan oli masuk ke housing (4) untuk memutar rotor (5). Oli setelah memutar rotor mengalir ke control valve dan mengalir ke Port L menuju ke Steering Cylinder melalui sleeve dan spool.

Saat rotor berputar,drive shaft dan sleeve ikut berputar bersama. Jika steering wheel diputar untuk memutar spool,sleeve juga ikut berputar dan meniadakan perpindahan spool.Konsekwensinya rotor berputar,terhubung ke putaran sudut dari steering wheel,oli keluar dari rotor mengalir ke steering cylinder.Untuk selanjutnya steering mengikuti gerakan dari rotor untuk memutar steering wheel lebih lanjut. 1.Sleeve 2.Spool 4.Housing 5.Rotor

Pada saat steering wheel diputar searah jarum jam Saat steering wheel diputar searah jarum jam ,putaran rotor adalah

Saat engine mati spool (1) dari priority valve berada pada posisi sebelah kiri seperti gambar samping, karena kekuatan spring (2),sehingga Port CF dalam kondisi terbuka dan Port EF dalam kondisi tertutup.

Pada saat engine running Steering dalam kondisi netral Oli bertekanan dari Main Pump mengalir menuju Port P dan Port CF Priority Valve, Orifice CO,T Port dan ke Tanki. Oli melewati orifice CO, mengakibatkan terjadi perbedaan tekanan antara Port A dan B,spool bergeser ke kanan,sehingga Port EF tertutup penuh dan Port CF terbuka.Semua Oli dari main pump akan mengalir ke Control Valve. Pada saat engine running Steering dalam kondisi netral

Pada saat engine running Roda Steering dalam kondisi bekerja Saat steering wheel diputar oli mengalir pada orbital valve ,masuk ke Port P menuju ke Orifice C1. Tekanan oli keluar C1 akan berpengaruh terhadap tekanan antara Port A dan Port B yang akan mempengaruhi pergeseran spool (1). Pergeseran pembukaan Orifice C1 tergantung dari kecepatan putar dari steering wheel ,makin cepat putaran steering wheel orifice makin lebar terbuka,makin lambat putaran steering wheel orifice makin kecil terbuka.Makin cepat steering wheel diputar makin lebar Orife terbuka sehingga Oli yang mengalir ke Port CF makin banyak dan pergerakan steering makin cepat.

Pada saat Roda Steering dalam kondisi akhir langkah Pada saat steering wheel diputar sampai akhir langkah ,tidak ada oli yang mengalir ke Orifice C1,sehingga tidak ada perbedaan tekanan . Hal ini mengakibatkan tekanan di Chamber B akan naik, tetapi jika sudah mencapai pada nilai tekanan tertentu,tekanan ini akan direlease oleh relief valve ( 3). Dalam kondisi seperti ini,tekanan di dalam Pressure Chamber A & B akan dikontrol oleh Orifice C2.Spool 1 akan bergeser ke kanan dan akan menutup Port CF dan oli akan mengalir semua ke Port EF untuk operasi unit.