Gear pump adalah pompa perpindahan positif yang memindahkan cairan memakai sepasang roda gigi. Cairan terperangkap di antara gigi dan dinding rumah pompa, lalu terbawa berputar dari sisi isap menuju sisi keluar. Setiap putaran memindahkan volume yang hampir tetap, berapa pun tekanan di jalur keluarnya.
- Kebocoran Dalam: Kunci Memahami Gear Pump
- Jalur Keluar Tidak Boleh Ditutup
- Cairan Itu Sendiri yang Melumasi
- Sisi Isap: Bagian yang Paling Sering Diabaikan
- Semakin kental cairannya, semakin pelan putarannya
- External dan Internal Gear Pump
- Gear Pump Hidrolik pada Alat Berat
- Komponen Gear Pump dan Bagian yang Aus
- Cairan yang Tidak Cocok
- Gangguan yang Sering Terjadi
- Perawatan Berkala
- Data yang Perlu Disiapkan Sebelum Membeli
- Apa yang Menentukan Harganya
- Pertanyaan yang Sering Diajukan
- Apa itu gear pump dan bagaimana cara kerjanya?
- Apa beda external dan internal gear pump?
- Apakah cairan kental menjadi masalah?
- Kenapa debit menurun padahal setelan tidak diubah?
- Bolehkah menutup katup di sisi keluar untuk mengurangi aliran?
- Apakah pompa roda gigi bisa untuk cairan berpasir?
- Kesimpulan
Sifat itulah yang membuatnya berbeda dari pompa sentrifugal, dan yang menjelaskan hampir semua hal tentang pemakaiannya: kenapa cairan kental justru menguntungkan, kenapa jalur keluar tidak boleh ditutup, dan kenapa debit bisa menurun perlahan tanpa ada yang terlihat rusak.
Kebanyakan halaman yang membahas topik ini berhenti pada pengertian, komponen, dan daftar jenis. Artikel ini membahas bagian yang menentukan di lapangan namun jarang dijelaskan, yaitu kebocoran dalam, sisi isap, dan pemilihan putaran.
Kebocoran Dalam: Kunci Memahami Gear Pump
Roda gigi tidak menempel rapat pada rumah pompa. Selalu ada celah sangat kecil di ujung gigi dan di sisi samping, dan melalui celah itu sebagian cairan mengalir balik dari sisi tekanan ke sisi isap. Aliran balik inilah yang disebut kebocoran dalam.
Memahami satu hal ini menjelaskan banyak gejala sekaligus:
| Kondisi | Pengaruh pada kebocoran dalam | Akibat pada debit |
|---|---|---|
| Tekanan keluar naik | Kebocoran bertambah | Debit sedikit menurun |
| Cairan lebih kental | Kebocoran berkurang | Debit lebih mendekati teoretis |
| Cairan lebih encer | Kebocoran bertambah | Debit menurun, terutama pada tekanan tinggi |
| Suhu cairan naik | Cairan mengencer, kebocoran bertambah | Debit menurun |
| Celah melebar karena aus | Kebocoran bertambah banyak | Debit turun perlahan dari waktu ke waktu |
| Putaran lebih tinggi | Kebocoran relatif mengecil | Efisiensi volumetrik membaik |
Dari sini muncul kesimpulan yang sering mengejutkan: cairan kental bukan masalah bagi pompa jenis ini, melainkan justru menguntungkan. Kekentalan menutup celah internal sehingga kebocoran berkurang dan debit yang keluar lebih mendekati angka teoretis.
Ini kebalikan dari pompa sentrifugal, yang justru kehilangan banyak kemampuan ketika cairannya kental. Prinsip kerja sentrifugal dibahas pada panduan sentrifugal.
Baris kelima juga penting untuk pemeliharaan. Debit yang menurun perlahan selama berbulan-bulan hampir selalu berarti celah internal sudah melebar akibat keausan, bukan berarti motornya melemah.
Jalur Keluar Tidak Boleh Ditutup
Karena volume yang didorong tiap putaran hampir tetap, menutup jalur keluar tidak menghentikan cairan yang masuk. Tekanan akan naik terus sampai ada bagian yang gagal, entah sambungan yang pecah, poros yang patah, atau motor yang terbakar.
Karena itu katup pelepas tekanan wajib ada pada setiap instalasi. Namun ada satu hal yang perlu diluruskan dan jarang disebut.
Katup pelepas bawaan adalah pengaman, bukan alat pengatur. Fungsinya melindungi saat terjadi penyumbatan mendadak, bukan untuk dipakai membuang kelebihan cairan terus-menerus. Bila katup itu membuka sepanjang waktu, cairan yang berputar di dalam pompa akan memanas dengan cepat, dan pada oli maupun bahan bakar hal itu mempercepat penuaan cairan sekaligus merusak penyekat.
- Untuk membuang kelebihan aliran secara terus-menerus, pakai jalur pengembalian tersendiri yang kembali ke tangki, bukan katup bawaan.
- Untuk mengurangi debit, turunkan putaran dengan mengganti puli atau memakai pengatur putaran variabel.
- Jangan mencekik katup di sisi keluar sebagai cara mengatur aliran, karena itu hanya menaikkan tekanan.
- Pasang pengukur tekanan agar kondisi kerja bisa dibaca setiap saat.
Prinsip yang sama berlaku pada semua mesin perpindahan positif, termasuk blower, sebagaimana diuraikan pada panduan jenis pompa.
Cairan Itu Sendiri yang Melumasi
Pada pompa roda gigi, permukaan gigi dan bantalan dilumasi oleh cairan yang dipompa. Tidak ada sistem pelumasan terpisah pada sebagian besar rancangan.
Konsekuensinya tegas: berputar tanpa cairan merusak pompa dalam hitungan detik. Goresan yang terjadi melebarkan celah internal secara permanen, dan sekali celah melebar, debit tidak akan kembali seperti semula.
| Situasi yang menyebabkan kerja kering | Cara mencegahnya |
|---|---|
| Menguras drum atau tangki sampai benar-benar habis | Hentikan sebelum dasar, sisakan sedikit cairan |
| Katup sisi isap tertutup saat pompa dijalankan | Buat urutan pengoperasian yang tetap |
| Saringan isap tersumbat total | Bersihkan berkala, pasang pengukur di sisi isap |
| Pompa dijalankan sebelum jalur terisi | Isi jalur lebih dulu pada pemasangan baru |
| Kebocoran udara pada sambungan isap | Periksa kekencangan dan kondisi paking |
Untuk cairan yang daya lumasnya rendah, seperti sebagian pelarut dan air, pilih rancangan yang memang ditujukan untuk cairan tersebut. Memakai pompa yang dirancang untuk oli pada cairan yang tidak melumasi akan memperpendek umurnya secara drastis.
Sisi Isap: Bagian yang Paling Sering Diabaikan
Pompa jenis ini memang mampu memancing sendiri, tetapi kemampuan itu ada batasnya, dan batas tersebut mengecil seiring bertambahnya kekentalan cairan.
Cairan kental sulit mengalir masuk mengisi ruang antar gigi. Bila ruang itu tidak terisi penuh, yang terjadi adalah pengisian tidak sempurna: pompa berputar normal tetapi debitnya kurang, disertai suara kasar dan getaran.
| Aturan sisi isap | Alasannya |
|---|---|
| Pipa isap lebih besar daripada pipa keluar | Cairan kental butuh penampang lebih lega untuk masuk |
| Sependek dan selurus mungkin | Setiap belokan menambah hambatan |
| Hindari katup cekik di sisi isap | Pengaturan dilakukan di sisi keluar, tidak pernah di sisi masuk |
| Saringan berukuran lega dan rutin dibersihkan | Saringan halus cepat buntu pada cairan kental |
| Pastikan tidak ada kebocoran udara | Udara yang terisap menimbulkan suara dan merusak |
| Bila cairan sangat kental, letakkan pompa di bawah tangki | Cairan mengalir masuk dengan bantuan gravitasi |
Baris terakhir adalah solusi paling ampuh untuk cairan yang sangat kental. Menempatkan pompa lebih rendah dari sumber membuat cairan mengalir sendiri ke dalamnya, sehingga pompa tidak perlu bekerja keras menariknya.
Semakin kental cairannya, semakin pelan putarannya
Ini aturan yang sering dilanggar. Pada cairan encer, pompa bisa bekerja pada putaran penuh. Pada cairan kental, putaran harus diturunkan agar ruang antar gigi sempat terisi penuh sebelum berpindah.
Memaksakan putaran tinggi pada cairan kental menghasilkan gejala yang khas: suara berderak, getaran, debit di bawah harapan, dan keausan yang cepat. Menurunkan putaran justru sering menaikkan debit yang benar-benar keluar, karena pengisiannya menjadi sempurna.
Karena itu untuk cairan kental, unit yang lebih besar berputar pelan hampir selalu lebih baik daripada unit kecil berputar cepat, meski harga awalnya lebih tinggi.
External dan Internal Gear Pump
| Aspek | External gear pump | Internal gear pump |
|---|---|---|
| Susunan | Dua roda gigi sejajar berputar berlawanan | Roda gigi dalam berputar di dalam roda gigi luar |
| Denyut aliran | Lebih terasa | Lebih halus |
| Kemampuan cairan kental | Baik | Lebih baik, termasuk cairan sangat kental |
| Tekanan kerja | Tersedia sampai tekanan tinggi | Umumnya menengah |
| Kebersihan dan pembongkaran | Lebih rumit dibersihkan | Lebih mudah, sering dipakai industri pangan |
| Kemampuan dibalik arah | Umumnya bisa | Umumnya bisa pada rancangan tertentu |
| Pemakaian umum | Hidrolik, bahan bakar, oli | Cairan kental, cokelat, resin, aspal, pangan |
Untuk sistem hidrolik dan pemindahan bahan bakar, versi external paling banyak dipakai karena ringkas dan sanggup menahan tekanan tinggi. Untuk cairan yang sangat kental atau yang menuntut aliran halus tanpa denyut, internal gear pump lebih sesuai.
Penerapannya pada pemindahan bahan bakar dibahas pada panduan pompa solar.
Gear Pump Hidrolik pada Alat Berat
Pada sistem hidrolik, misalnya pada ekskavator dan alat berat lain, gear pump hidrolik dipakai dengan cara berbeda dari pemindahan cairan biasa. Di sini yang dihasilkan bukan sekadar aliran, melainkan tenaga.
Beberapa istilah yang perlu dipahami:
| Istilah | Artinya |
|---|---|
| Perpindahan per putaran | Volume yang dipindahkan tiap satu putaran, biasanya dalam sentimeter kubik |
| Debit | Hasil perkalian perpindahan per putaran dengan putaran mesin |
| Tekanan kerja | Tekanan yang dibolehkan secara terus-menerus |
| Tekanan puncak | Tekanan yang hanya boleh terjadi sesaat |
| Arah putaran | Sebagian unit hanya boleh berputar satu arah |
Karena debit adalah hasil perkalian perpindahan dengan putaran, gerakan alat berat menjadi lebih lambat ketika putaran mesin diturunkan. Ini normal, bukan tanda kerusakan.
Pada sistem hidrolik, tiga hal berikut menentukan umur pompa jauh lebih besar daripada merek unitnya:
- Kebersihan oli. Partikel halus adalah penyebab keausan terbesar. Saringan yang jarang diganti sama dengan mengamplas bagian dalam pompa secara perlahan.
- Suhu oli. Oli yang terlalu panas mengencer, kebocoran dalam bertambah, dan tenaga terasa menurun.
- Udara dan air dalam oli. Keduanya menimbulkan suara kasar dan mempercepat kerusakan permukaan.
Gejala khas unit hidrolik yang mulai aus: gerakan melambat terutama saat beban berat, oli lebih cepat panas, dan suara pompa berubah. Karena kebocoran dalam bertambah seiring tekanan, gejalanya paling terasa justru ketika alat sedang bekerja berat, bukan saat menganggur.
Komponen Gear Pump dan Bagian yang Aus
| Bagian | Perannya | Tanda perlu diperiksa |
|---|---|---|
| Roda gigi | Memindahkan cairan | Debit menurun, permukaan gigi tergores |
| Rumah pompa | Membentuk celah rapat dengan ujung gigi | Alur bekas gesekan di dinding dalam |
| Pelat samping | Menjaga kerapatan sisi | Keausan yang melebarkan celah samping |
| Bantalan atau bus | Menahan poros | Suara kasar, poros bergoyang |
| Penyekat poros | Menahan kebocoran keluar | Rembesan di sekitar poros |
| Katup pelepas | Melindungi dari tekanan berlebih | Membuka terlalu sering atau tidak membuka sama sekali |
Pelat samping layak diperhatikan khusus karena sering luput. Celah di sisi samping gigi sama pentingnya dengan celah di ujung gigi, dan keausan di situ menurunkan debit tanpa gejala mencolok lain.
Saat memesan suku cadang, sebutkan tipe lengkap dan nomor seri dari pelat nama, bukan hanya nama pompanya. Prinsip pemesanan komponen dibahas pada panduan sparepart pompa air.
Cairan yang Tidak Cocok
Pompa roda gigi unggul pada cairan kental dan melumasi, tetapi ada beberapa jenis cairan yang justru memperpendek umurnya secara drastis.
| Jenis cairan | Kecocokan | Alasannya |
|---|---|---|
| Oli, pelumas, gemuk cair | Sangat cocok | Kental dan melumasi |
| Bahan bakar solar | Cocok | Melumasi, kekentalannya memadai |
| Cairan pangan kental seperti sirup | Cocok dengan rancangan yang sesuai | Pilih tipe yang mudah dibersihkan |
| Cairan mengandung pasir atau partikel keras | Tidak cocok | Celah rapat, partikel langsung melebarkan celah |
| Cairan encer tanpa daya lumas | Kurang cocok | Kebocoran dalam besar, pelumasan kurang |
| Cairan yang mengeras saat dingin | Perlu pemanas | Sisa yang membeku menghalangi saat dinyalakan |
| Cairan mengandung gas terlarut | Perlu perhatian khusus | Gelembung mengganggu pengisian ruang antar gigi |
Baris keempat adalah penyebab kerusakan yang paling cepat. Karena seluruh kemampuannya bergantung pada celah yang sangat rapat, partikel abrasif sekecil apa pun langsung mengikis permukaan dan menurunkan debit secara permanen.
Untuk cairan dengan kandungan padatan, jenis pompa yang sesuai berbeda sama sekali, dan pembahasannya ada pada panduan slurry pump.
Gangguan yang Sering Terjadi
| Gejala | Penyebab yang paling mungkin | Langkah pemeriksaan |
|---|---|---|
| Debit menurun perlahan berbulan-bulan | Celah internal melebar karena aus | Bandingkan dengan catatan saat unit baru |
| Debit turun drastis setelah satu kejadian | Pernah berputar kering atau kemasukan benda keras | Buka dan periksa permukaan gigi |
| Suara berderak dan getaran | Pengisian tidak sempurna di sisi isap | Periksa saringan, kebocoran udara, dan turunkan putaran |
| Cairan cepat panas | Katup pelepas membuka terus-menerus | Telusuri hambatan di hilir, jangan naikkan setelan |
| Rembesan di sekitar poros | Penyekat menua atau tidak tahan cairannya | Ganti dengan material yang sesuai |
| Motor berat dan arus naik | Tekanan kerja bertambah atau cairan mengental saat dingin | Baca pengukur tekanan, periksa suhu cairan |
| Pompa tidak mau memancing | Kebocoran udara di sisi isap atau pompa benar-benar kering | Isi jalur, periksa sambungan isap |
Perhatikan perbedaan dua baris teratas. Penurunan yang perlahan menandakan keausan normal, sedangkan penurunan mendadak menandakan ada satu kejadian tertentu yang merusak. Keduanya menuntut penanganan berbeda.
Perawatan Berkala
| Interval | Yang dilakukan | Yang dicari |
|---|---|---|
| Harian | Dengar suara, rasakan getaran, amati rembesan | Perubahan dari kondisi biasanya |
| Mingguan | Baca pengukur tekanan sisi keluar | Kenaikan yang menandakan hambatan di hilir |
| Bulanan | Bersihkan saringan sisi isap | Saringan buntu yang membuat pompa kekurangan cairan |
| Tiga bulanan | Ukur arus motor tiap fasa | Kenaikan yang menandakan beban bertambah |
| Berkala | Ukur debit pada kondisi yang sama | Penurunan yang menandakan celah melebar |
| Berkala | Periksa kelurusan kopling | Pergeseran yang membebani bantalan |
| Sesuai anjuran | Periksa setelan katup pelepas | Setelan yang bergeser dari nilai semula |
Pengukuran debit secara berkala adalah cara paling jujur menilai kondisinya. Karena keausan menunjukkan dirinya sebagai penurunan debit, tren angka itu memberi peringatan jauh sebelum pompa benar-benar berhenti berguna.
Catat pula tekanan dan arus motor pada hari pertama pemasangan. Tanpa angka acuan, setiap pengukuran berikutnya sulit ditafsirkan.
Data yang Perlu Disiapkan Sebelum Membeli
- Nama cairan dan kekentalannya pada suhu kerja, bukan pada suhu ruang.
- Suhu cairan, termasuk suhu terendah saat pertama dinyalakan.
- Debit yang dibutuhkan.
- Tekanan kerja yang harus dilawan.
- Ada tidaknya kandungan padatan, meski hanya sedikit.
- Letak pompa terhadap sumber cairan: di bawah atau di atasnya.
- Panjang dan diameter jalur isap.
- Sumber tenaga yang tersedia dan apakah dibutuhkan pengatur putaran.
Poin pertama paling menentukan dan paling sering disampaikan setengah-setengah. Kekentalan berubah besar mengikuti suhu, sehingga menyebut nama cairan saja tidak cukup. Cairan yang mudah dipompa pada siang hari bisa jauh lebih kental saat pertama dinyalakan pagi hari.
Apa yang Menentukan Harganya
- Ukuran dan debit. Menentukan seluruh konstruksi unit.
- Tekanan kerja. Tekanan tinggi menuntut bahan dan bantalan yang lebih kuat.
- Material bagian basah dan penyekat. Harus sesuai cairannya.
- Jenis penyekat poros. Penyekat mekanis, gland packing, atau rancangan tanpa kebocoran.
- Kelengkapan. Katup pelepas, pemanas selubung, dan dudukan lengkap.
- Penggerak dan pengatur putaran. Termasuk penurun putaran bila cairannya kental.
Untuk cairan berbahaya atau yang tidak boleh bocor sama sekali, tersedia rancangan berpenggerak magnet yang tidak memiliki penyekat poros. Pilihan ini lebih mahal tetapi menghilangkan jalur kebocoran, sebagaimana dibahas pada panduan pompa SIHI.
Pada pompa sentrifugal, bagian berputarnya dibahas pada panduan impeller.
Penyekat poros pada pompa roda gigi mengikuti prinsip yang sama, lihat panduan mechanical seal pompa.
Alternatif untuk cairan kental dengan aliran lebih halus dibahas pada panduan screw pump.
Untuk cairan berbahaya yang tidak boleh bocor, pilihan lain adalah pompa diafragma.
Kelompok pompa tempat jenis ini bernaung dibahas pada panduan positive displacement pump adalah.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Apa itu gear pump dan bagaimana cara kerjanya?
Gear pump adalah pompa perpindahan positif yang memakai sepasang roda gigi. Cairan terperangkap di antara gigi dan dinding rumah pompa, lalu terbawa berputar dari sisi isap ke sisi keluar. Setiap putaran memindahkan volume yang hampir tetap, berapa pun tekanan di jalur keluarnya.
Apa beda external dan internal gear pump?
Versi external memakai dua roda gigi sejajar yang berputar berlawanan arah, sedangkan versi internal memakai roda gigi yang berputar di dalam roda gigi lain. Susunan internal menghasilkan aliran lebih halus dan lebih sesuai untuk cairan sangat kental serta lebih mudah dibersihkan.
Apakah cairan kental menjadi masalah?
Tidak, justru menguntungkan. Kekentalan menutup celah internal sehingga kebocoran dalam berkurang dan debit lebih mendekati angka teoretis. Yang perlu disesuaikan adalah putarannya, karena cairan kental butuh waktu lebih lama mengisi ruang antar gigi.
Kenapa debit menurun padahal setelan tidak diubah?
Bila menurun perlahan selama berbulan-bulan, penyebabnya biasanya celah internal yang melebar akibat keausan. Bila turun mendadak, kemungkinan pompa pernah berputar tanpa cairan atau kemasukan partikel keras. Keduanya menurunkan kemampuan secara permanen.
Bolehkah menutup katup di sisi keluar untuk mengurangi aliran?
Tidak boleh. Karena volume tiap putaran hampir tetap, mencekik sisi keluar hanya menaikkan tekanan sampai ada bagian yang gagal. Untuk mengurangi debit, turunkan putaran atau sediakan jalur pengembalian tersendiri ke tangki.
Apakah pompa roda gigi bisa untuk cairan berpasir?
Sebaiknya tidak. Seluruh kemampuannya bergantung pada celah yang sangat rapat, sehingga partikel abrasif langsung mengikis permukaan dan melebarkan celah. Untuk cairan berpadatan, pilih jenis pompa yang memang dirancang menoleransi padatan.
Kesimpulan
Hampir semua hal tentang pompa ini bisa dijelaskan dari satu konsep: kebocoran dalam melalui celah antara roda gigi dan rumah pompa. Kekentalan menutup celah itu sehingga menguntungkan, tekanan memperbesar kebocoran, dan keausan melebarkannya secara permanen.
Dari pemahaman itu muncul tiga aturan praktis: jangan pernah menjalankan pompa tanpa cairan, jangan pernah menutup jalur keluar, dan semakin kental cairannya semakin pelan putarannya beserta sisi isap yang lebih lega.
Untuk kebutuhan pemindahan oli, bahan bakar, maupun cairan proses di industri, tim kami siap membantu menelaah data cairan dan menentukan spesifikasi yang sesuai dengan kondisi instalasi Anda.
