Pemanfaatan Uap untuk Mesin dan Perkakas

20121027-080518.jpg
Perkembangan Uap, Mesin dan Perkakas.

Pekembangan tehnologi saat ini membuat hidup manusia menjadi tambah sempurna. Salah satu tehnologi yang begitu pesat perkembangannya adalah tehnologi permesinan dan perkakas. Namun siapa sangka mesin dan perkakas yang kita kenal sangat canggih saat ini, awal mulanya tercipta dari pemanfaatan uap. Lokomotif uap yang kini sebagian besar digantikan oleh diesel adalah lambang masa silam yang makin penuh nostalgia. Tidak ada kemajuan tehnolpgi yang dapat menyangkal peranan yang amat penting dalam Revolusi Industri.

Perkembangan Uap.

Secara sederhana uap adalah gas yang dihasilkan dari suatu benda cair (air). Ternyata uap hasil pemanasan air oleh api ini memerlukan ruangan 2000 kali yang ditempati air. Laporan ini ditulis pada tahun 1685 oleh Sir Samuel Morland, Kepala Ahli Mekanik Raja Charles II. Laporan ini tentang reaksi air terhadap panas. Uap yang terbelenggu dan dipadati dapat meledak seperti bom, namun apabila terkendali, uap dapat amat bermanfaat bagi manusia. Laporan ini seperti mengandung ramalan tentang akan datangnya mesin uap, dan lebih jauh lagi adalah akan tibanya lokomotif yang mendaki jurang.

Namun sayang laporan diatas terbenam lebih dari seribu tahun lamanya dimana tidak ada yang memperhatikan tentang uap. Barulah pada abad ke 17 oleh De Caus, Galileo dan Torricelli. Mereka mengkokohkan fakta yang secara singkat dilaporkan Sir Samuel ;

  1. Air, jika dididihkan akan menjadi uap.
  2. Uap mengembang, satu liter air yang dididihkan akan menjadi uap sekitar 1.500 liter.
  3. Pengembangan ini mengandung tenaga kasar yang dahsyat dan dapat meledakkan ketel semudah mengangkat tutupnya.
  4. Jika mendingin, uap akan mengembun, artinya kembali ke keadaan asalnya yaitu air.
  5. Bila proses ini (pemanasan red) berlansung di dalam wadah tertutup, maka didalam wadah terjadi vakum.

Perkembangan Mesin dan Perkakas.

Sebelum ditemukan mesin bertenaga uap. Manusia sudah banyak menciptakan mesin atau perkakas untuk bisa membantu mempermudah, mempercepat dalam pekerjaannya. Pada saat itu untuk menggerakan mesin atau perkakas kerja, mereka mempergunakan tenaga manusia, hewan, air atau angin. Banyak sudah mesin dan perkakas yang telah diciptakan oleh manusia seperti Katrol pengangkat, dayung, meja putar tukang tembikar, palu udara kempa, dongkrak dan masih banyak lagi.

Mesin dan perkakas tersebut dapat bergerak secara mekanis, itu dapat disederhanakan menjadi gabungan lima “Mesin Sederhana” yang telah diketahui orang Yunani kuno yakni :

  1. Tuas, dengan Tuas manusia dapat bekerja menjadi lebih ringan dibanding jika hanya menggunakan tangan. Alat yang bekerja dengan sistim tuas seperti Tang, Linggis, Tangkai pompa, Timbangan dll.
  2. Roda dan Poros, adalah tuas yang dapat berputar. Dengan tuas yang berbentuk lingkaran ini manusia dapat memindahkan beban yang berat sekali dari suatu tempat ketempat lain. Namun juga ada yang kita lupakan yaitu keran air dan anak kunci yang berputar dalam lubangnya.
  3. Katrol, dengan mempergunakan tali yang satu ujungnya diikatkan pada beban dan tali melintasi balok dimana ujung tali satunya kita tarik, maka berpindahlah beban tersebut.
  4. Bidang miring dan baji, sebagai contoh jalur melandai, jalan menanjak, pahat, ketam tukang kayu adalah contoh mesin yang berbentuk miring dan baji. Semua perkakas untuk memotong dan menembus disebut baji. Bidang miring tidak bergerak yang bergerak adalah benda (yang dibaji) yang didorong bergerak, sedang baji bergerak untuk memotong, membelah. Kombinasi bidang miring dan baji inilah yang dapat menghemat tenaga manusia sebagai tenaga penggeraknya.
  5. Sekrup, merupakan landasan dari mesin dasar yang paling muda usianya yaitu tahun 200 sebelum masehi. Mekanis skrup tidak dapat bekerja sendiri, ia masih bergantung pada mesin lain yaiu Tuas. Sekrup dapat dibayangin sebagai silinder yang dililiti bidang miring, namun bekerjanya bukan dengan pukulan, tapi dengan putaran tuas. Contoh yang gampang adalah dongkrak mobil yang bekerjanya dengan tenaga manusia dengan diputar dengan bantuan tuas, bukan diangkat dengan tenaga angin (kompresor).

Pompa Uap Pertama.
Di Inggris, vacum yang timbul karena pengembunan ternyata menjadi daya khayal. Orang yang mendapat penghargaan atas penemuan pompa uap pertama untuk mencoba penggunaanya adalah Kapten Thomas Savery, seorang insinyur militer. Alat savery dibuat sekitar tahun 1698 dan disebut “Sahabat Penambang”. Disebut demikian karena alat ini digunakan dipertambangan untuk menyedot air bawah tanah menggantikan pompa yang menggunakan tenaga kuda, yang ongkosnya hampir tak terbayar. Namun menempatkan api dan uap dalam sel bawah tanah cukup membahayakan pekerja. Harus ada cara lain.

Panci Masak Bertekanan Tinggi.
Ahli fisika Perancis, Denis Papin, terpesona dengan kemampuan uap. Ia membuat alat dapur yang selalu siap dipakai, alat ini dikenal baik pada zaman sekarang yaitu panci masak bertekanan tinggi. Untuk mencegah bahaya dari ledakan, ia pula yang menemukan katup pengaman pertama kalinya.

Mesin Bahang Sejati Pertama.
Ternyata jasa pokok Denis Papin dalam sejarah uap diperoleh dengan jalan lain. Pada tahun 1690 ia menggagaskan menyatukan vakum buatan yang ditimbulkan uap yaitu mekanisme penghisap dan silinder. Memperkerjakan uap untuk menggerakan torak. Inilah cara mesin uap hampir selama satu abad, sampai James Watt menggunakan gaya kembang uap untuk mendorong torak terus sampai bisa torak ke langkah kembali. Sehingga torak bisa maju dan mundur, atau torak naik dan turun.

Mesin Api
Pada tahun 1712, Thomas Newcomen pedagang barang besi dari Dartmouth Inggris, membuat mesin bahang baru. Mesin ini dibuat untuk memenuhi kebutuhan memompa air keluar dari tambang bersumur dalam. Mesin pertama disatu ujungnya dan satunya lagi pada pompa air yang dihubungkan dengan balok yang kuat. Kedua mesin secara bergantian memasukkan uap, lalu mengembunkannya dengan menyiram air dingin, dan torakpun naik turun. Tapi mesin ini banyak memerlukan bahan bakar batu bara. Kekurangan inilah yang terus menjadi pemikiran James Watt.

Roda Gigi Matahari dan Planet.
Pada suatu hari ditahun 1763, Watt pembuat perkakas di Universitas Glasgow ingin tahu kenapa mesin kecil Newcomen model bangku memerlukan begitu banyak uap dan bahan bakar untuk menghasilkan tenaga yang relatif begitu kecil. Ketidak efisiennya mesin tersebut ternyata berpusat pada bahwa silendernya terus menerus dipanasi, didinginkan, dipanasi lagi, didinginkan lagi. Adakah cara lain untuk mengembunkan uap ?. Terlintas dalam pikirannya, mengapa uapnya tidak disalurkan ketempat pengembunan terpisah, sehingga tempat ini dapat didinginkan terus tanpa menggangu silinder, jadi silindernya tetap panas terus sepanas uapnya selama seluruh langkah. Dengan demikian kehilangan panas dapat ditiadakan untuk selamanya.

Mesin uap semakin banyak digunakan untuk berbagai kebutuhan, seperti menggerakan penggilingan atau pembubut, setelah gerak naik turunnya diubah menjadi gerak putar. Alat pengubah gerak Watt pertama adalah “Roda Gigi Matahari dan Planet”, yang terdiri dari dua roda bergerigi “matahari” dan “planet” yang tangkap menangkap . Selagi balok berjungkat jungkit mengayunkan poros naik turun, planetnya bergerak mengitaris matahari. Gerakan inilah yang memutar sumbu mataharinya.

Walaupun bukan pemula mesin uap, James Watt adalah penemu banyak perkakas yang sangat mensukseskan mesin uap. Seorang profesor dari Glassgow memujinya untuk “kekayaan penemuannya”, Watt menolak pujian itu : ” Aku tidak secepat lainnya,” katanya.

Semua hal diatas saya pelajari dengan membeli buku “Mesin” dari Pustaka Ilmu Life, begitu saya mulai dapat penghasilan dari bekerja. Buku ini aku hadiahkan untuk Anak dan cucuku.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s