mesin pengiling tebu memakai roll pencacah

Teori Dasar Governor

BAB I

PENDAHULUAN

1.1         Latar Belakang

Pada suatu mesin diperlukan sistem pengontrolan kecepatan putar penggerak mula karena daya yang dihasilkan oleh suatu mesin tidak selalu konstan, sedangkan penggerak mula sering kali harus beroperasi pada kecepatan konstan.

Untuk mengontrol penggerak mula bisaberoperasi pada kecepatan konstan, dapat dilakukan  dengan cara mengatur aliran masuk bahan bakar (fluida) pada mesin.Salah satu alat yang digunakan untuk mengatur aliran masuk bahan bakar adalah governor.

1.2         Tujuan Percobaan

1.  Mempelajari kecepatan naik dari slider pada governor

2.    Mempelajari pengaruh perubahan berat massa tambahan terhadap kerja governor

3.    Mempelajari kestabilan governor.

1.3         Manfaat

Mahasiswa dapat mengetahui sistem kerja dari suatu governor pada suatu mekanisme komponen mesin, sehingga dapat mengembangkan fungsi dari governor tersebut untuk tujuan lain.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1         Sejarah Governor

James Watt merancang governor pertamanya pada tahun 1788 berdasarkan saran dari rekan bisnisnya yaitu Matthew Boulton .Governor yang dirancang oleh James Watt disebut governor sentrifugal, yang digunakan pada mesin uap cipataannya. Governor sentrifugal hasil rancangan James Watt dan Matthew Boulton ditunjukkan oleh Gambar 2.1.

                                         

Gambar 2.1 Governor buatan James Watt dan Matthew Boulton

2.2         Pengertian Governor

Governor merupakan suatu mekanisme pengatur kecepatan yang bekerja berdasarkan keseimbangan gaya sentrifugal dengan gaya gravitasi atau gaya pegas seperti ditunjukkan oleh Gambar 2.2.

                                        

Gambar 2.2 Governor

2.3         Jenis-jenis Governor

Secara umum governor dapat diklasifikasikan atas 2, yaitu berdasarkan strukurnya dan cara kerjanya.

2.3.1   Governor berdasarkan strukturnya

a.    Mechanical Governor

Governor ini adalah jenis sentrifugal, keseimbangan dijaga oleh gaya sentrifugal dari flyball dan tegangan spring. Mechanical Governor ditunjukkan oleh Gambar 2.3.

                                            

Gambar 2.3 Mechanical Governor

Governor mekanik ini dibedakan lagi menjadi 2 tipe yaitu, model RSV dan model RQV.

i.     Model RSV

Governor sentrifugal model RSV adalah suatu governor yang dapat meregulasi putaran mesin (putaran idle sampai putaran maksimum). Huruf V (Verstell) berarti penyetel. Pada governor sentrifugal jenis RSV hanya terdapat satu pegas tarik sebagai pengatur yang terpasang diluar bobot sentrifugal. Governor sentrifugal model RSV ditunjukkan oleh Gambar 2.4.

Gambar 2.4 Governor Sentrifugal model RSV

ii.   Model RQV

Model ini biasanya di pasang pada pompa injeksi pada mesin-mesin yang besar. Governor ini dilengkapi dengan speedupgear untuk mendapatkan pengontrolan yang lebih akurat. Governor sentrifugal model RQV ditunjukkan pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5 Governor sentrifugal model RQV

b.    Pneumatic Governor

Governor ini bekerja menurut perbedaan tekanan antara tekanan vakum pada intakemanifold dan atmosfer yang dideteksi oleh sebuah diafragma. Pneumatic Governor ditunjukkan oleh Gambar 2.6.

                                             

Gambar 2.6 Pneumatic Governor

2.3.2   Governor berdasarkan cara kerjanya

a.    Governor Sentrifugal

Governor ini bekerja berdasarkan gaya sentrifugal, yakni suatu gaya yang dialami oleh benda yang bergerak secara rotasi yang arah gayanya selalu menjauhi pusat dari perputaran seperti ditunjukkan pada Gambar 2.7.

                                              

Gambar 2.7 Governor Sentrifugal

b.    Governor Inersia

Governor inersia seperti ditunjukkan oleh Gambar 2.8 bekerja berdasarkan  momen inersia yang timbul akibat terjadinya perputaran sudut, atau dapat juga dianggap sebagai penjumlahan hasil kali massa setiap partikel dalam suatu benda tegar dengan kuadrat jarak dari sumbu. Karena dipandang lebih rumit, governor jenis ini tidak banyak digunakan walaupun reaksi yang dihasilkannya lebih cepat.

                                   

Gambar 2.8 Governor Inersia

2.4         Rumus Kecepatan Sudut pada Governor

Pada Gambar 2.9 diperlihatkan model sebuah governor sentrifugal dan diagram benda bebas setengah bagian kiri governor tersebut. BD dan BC masing-masing menunjukkan panjang lengan atas dan bawah governor. BF adalah jarak dari sumbu putar governor ketitik pusat massa pemberat pada lengan kiri governor. Titik D dan C menunjukkan titik engsel sambungan antara pivot atas dengan lengan atas dan antara pivot bawah dengan lengan bawah. Berdasarkan hubungan gaya-gaya serta geometri pada Gambar 2.9 diperoleh hubungan antara kecepatan sudut governor dengan posisi ketinggian governor seperti pada persamaan 2.1

ω =                                            ..................(2.1)

Dimana, m adalah massa flyball governor, ms adalah massa dari sleeve, h adalah ketinggian sleeve,  g adalah kecepatan gravitasi,  α adalah sudut yang dibentuk oleh lengan atas governor terhadap poros governor dan β adalah sudut yang dibentuk oleh lengan bawah governor terhadap poros governor.

                                    

Gambar 2.9 Model dan diagram benda bebas governor

2.5         Aplikasi Governor

Beberapa aplikasi governor adalah :

1.    Pneumatic Hydraulic Speed Control

PadaPneumatic Hydraulic Speed Controlseperti ditunjukkan oleh Gambar 2.10.

                           Gambar 2.10 Pneumatic-Hydraulic Speed Control

Pada sistem ini, governor mengontrol beberapa keadaan, yaitu :

a.    Oil Supply

Pada sistem penyuplaian minyak terdiri dari tempat penyimpanan minyak, pompa roda gigi, dan aki. Minyak melumasi bagian yang bergerak dan mendukung beberapa parts untuk beroperasi. Kerja untuk penyuplaian minyak ini dilakukan oleh governor.

b.    Speed Control Coulumn

Berfungsi dalam pengubahan kecepatan mesin dengan adanya perubahan katup penghambat atau menjaga kecepatan mesin agar tetap konstan jika terjadi perubahan beban.

c.    Power Piston

Berfungsi mengatur besarnya injeksi yang diberikan ke piston pada berbagai jenis bukaan katup.

d.   Compesanting Mechanism

Merupakan mekanisme yang terjadi pada saat penggantian kecepatan, dimana terjadi perubahan posisi piston dan klep.

e.    Fuel Control

Governor berfungsi sebagai pengontrol besar bukaan katup minyak yang di supply ke mesin.

2.    Diesel Engine

Dengan mesin beroperasi, minyak dari sistem pemberian minyak mesin disediakan untuk persneling pompa yang terlihat pada Gambar 2.11.

                               

Gambar 2.11 Diesel Engine

Tekanan minyak diatur pada kedua piston penyangga dan tegangan di dua bidang penyangga sama danmenyalurkan minyak ke klep lainKetika pertambahan beban mesin, kecepatan mesin menurun akan dirasakan oleh box governor yang akanmenurunkan pengisap klep pilot. Gerakan naik servo-motor pada piston akan terus dipancarkan sehingga akan meningkatkan jumlah bahan bakar yang disuplai ke dalam mesin. Gerakan naik piston dimampatkan oleh penyangga bagian atas dan membebas tekanan di penyangga bagian bawah.

3.    Electro Hydraulic Speed Control

Setting kecepatan dengan electro-hydraulic governor seperti ditunjukkan oleh Gambar 2.12 dengan langkah-langkah kombinasi energizing dari empat solenoid "A" , "B", "C" dan "D" ke kecepatan mesin pertambahan, musim semi batas kecepatan harus dimampatkan atau tekanan dikurangi ke kecepatan berkurang. Kedudukan piston sesuai dengan batas kecepatan harus dirubah ke kondisi-kondisi tertentu. Dari batas kecepatan tertentu yang diawasi oleh solenoid, klep, pilot kontrol kecepatan, dan ring berputar.

                               

Gambar 2.12 Electro Hydraulic Speed Control

Ketika kombinasi beda "B" atau "C" solenoid memberi tenaga, piring bersegitiga turun dipaksa pada jarak tertentu tergantung saat solenoid memberi tenaga. Ini sebabkan klep pilot kontrol kecepatan untuk turun. Pelabuhan mengatur di ring berputar, tekanan bawah governor mengijinkan kekuatan turun ke piston sampai batas kecepatan minimum. Sebagai bagian yang mengatur batas kecepatan maka hubungan klep pilot kontrol kecepatan harus diatur lagi.

Mesin bisa bergerak, karena mendapatkan dari luar. Daya ini bisa dihasilkan oleh berbagai macam sumber, antara lain : motor bakar dan listrik. Daya yang dihasilkan ini harus dikontrol agar tetap konstan, dengan cara mengatur laju aliran bahan bakar yang masuk ke dalam silinder mesin.

Kecepatan governor di stel sesuai dengan kecepatan yang diinginkan dan tidak terdapat tekanan minyak yang masuk kedalam sisi silinder. Jika kecepatan sebenarnya turun dibawah harga yang diinginkan, maka gaya sentrifugal governor dan kecepatan akan mengecil sehingga katup pengontrol bergerak kebawah mencapai bahan bakar yang lebih banyak hingga kecepatan tadi menjadi besar sampai diperolehnya harga yang diinginkan.

Sebaliknya, jika kecepatan melebihi nilai yang diinginkan maka gaya sentrifugal dari governor memiliki kecepatan yang besar sehingga katup pengontrol akan bergerak keatas. Hal ini akan memperkecil catu bahan bakar, sehingga kecepatan mesin akan mengecil sampai dicapai nilai yang diinginkan.