Bantalan luncur

II. TEORI DASAR

A.    Pengertian-Pengertian

Bantalan adalah elemen mesin yang mempunyai poros sehingga putaran atau gesekan bolak-baliknya dapat berlangsung secara teratur, aman dan tahan lama. Secara umum, bantalan dapat dibagi menjadi 2 macam, yaitu bantalan  luncur dan bantalan  gelinding. Bantalan dapat diklasifikasikan menurut beberapa kategori, yaitu:

1. Menurut arah gaya terdiri dari bantalan radial (bantalan melintang, bantalan dukung) untuk gaya radial dan bantalan aksial (bantalan memanjang, bantalan spur) untuk gaya aksial.
2. Menurut penggunaan terdiri dari bantalan mesin perkakas, bantalan kotak roda gigi, bantalan motor, bantalan transmisi, bantalan turbin, bantalan pekerjaan gilas dan sebagainya.
3. Menurut desain terdiri dari bantalan mata, bantalan penutup, bantalan tetap, bantalan gantung, bantalan ayun, bantalan kotak, bantalan cakram, bantalan terpasang (building) dan sebagainya.
4. Menurut bahan terdiri dari bantalan logam putih, bantalan perunggu, bantalan besi tuang merah, bantalan logam ringan, bantalan logam sinter dan sebagainya.
5. Menurut pelumasan terdiri dari bantalan gemuk, bantalan minyak, bantalan air, bantalan udara, bantalan pelumasan cincin, bantalan pelumasan aliran, bantalan hidrostatis atau aerostatis

Perbedaan bantalan luncur dengan bantalan gelinding:

a)   Bantalan luncur, terjadinya gesekan luncur antara poros dan bantalan karena  adanya lapisan pelumas antara kedua permukaan.

b)   Bantalan gelinding, terjadinya gesekan menggelinding antara bagian yang berputar dengan bagian yang diam melalui elemen gelinding, seperti : bola, rol, rol jarum.

http://www.scribd.com/mobile/documents/search?query=bantalan&commit=Search

B.     Grafik viskositas dengan gaya gesek

aktual

teoritis

f

A

 

Dari gambar dapat dilihat bahwa adanya penyimpangan antara perbandingan koefisien gesek dengan viskositas pelumasan secara aktual dan teoritis. Secara teoritis, besar gaya gesek harus didukung dengan pertambahan kekentalan dari pelumasan agar perbandingan selalu berimbang. Namun pada kenyataannya, gaya gesek akan berkurang seiring dengan bertambahnya viskositas sampai pada titik tertentu (titik A) hingga akhirnya menyamai perbandingan teoritis. Di sinilah terlihat bahwa secara aktual, ada keadaan stabil dan tidak stabil. Keadaan tidak stabil adalah penyimpangan sebelum mencapai titik A dan keadaan stabil ketika melewati titik A.

            Arah pelumasan ada dua, yaitu:

1.      Radial, yaitu arah pelumasan yang tegak lurus dengan sumbu poros.

2.      Aksial, yaitu arah pelumasan yang sejajar dengan sumbu poros.

Gesekan kental pada umumnya terjadi antara poros dengan bantalannya. Pada waktu poros berputar, sebagian minyak pelumas yang melekat pada permukaan poros ikut terbawa berputar. Apabila kemudian celah di bawah poros menyempit menjadi lebih kecil daripada celah tempat minyak pelumas memasuki ruang bantalan, minyak pelumas yang terbawa berputar itu akan mengalir mengisi hambatan. Akibatnya, sebagian minyak pelumas akan mengalir kembali menimbulkan tekanan hidrodinamik di dalam lapisan minyak. Tekanan ini cukup kuat untuk mengangkat poros hingga menyentuh permukaan bantalan.

http://translate.google.co.id/translate?hl=id&langpair=en|id&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Viscosity

C.    Mekanisme Pelumasan

                    

Keterangan :

1.      Arah Putaran

2.      Beban

3.      Bantalan

4.      Pelumas

5.      Poros

Pada saat poros berputar, terjadi gesekan antara poros dengan bantalannya. Sebagian minyak pelumas yang melekat pada permukaan poros ikut berputar. Apabila sela antara poros dengan bantalan menjadi lebih kecil daripada selah tempat minyak jadi lebih kecil daripada sela tempat minyak pelumas yang terbawa berputar akan mengalami hambatan. Akibatnya sebagian akan mengalami kembali dan menimbulkan tekanan hidrodinamik didalam lapisan minyak pelumas. Tekanan itu cukup kuat, untuk mengangkat poros untuk tidak menyentuh permukaan bantalan, putaran poros pada kecepatan rendah akan bergesekan dengan dinding bantalan (putarannya tidak simetris dengan bantalan). Hingga pada kecepatan yang tinggi putaran poros akan stabil dan tepat berada di tengah bantalan.

Arah pelumasan ada dua, yaitu:

      Aksial, yaitu arah pelumasan yang tegak lurus dengan sumbu poros.

      Radial, yaitu arah pelumasan yang sejajar dengan sumbu poros.

http://m-edukasi.net/online/2008/pendingindanpelumasan/materi02c.html

D.    Kelebihan dan kekurangan bantalan luncur dan bantalan gelinding

Bantalan luncur.

Kelebihan:

a)Mampu menumpu poros berputaran tinggi dengan beban besar.

b)   Konstruksinya sederhana dan dapat dibuat serta dipasang dengan mudah.

c)Dapat meredam tumbukan dan getaran sehingga hampir tidak bersuara.

d)  Tidak memerlukan ketelitian tinggi sehingga harganya lebih murah.

Kekurangan:

a)Gesekan besar pada awal putaran.

b)   Memerlukan momen awal yang besar.

c)Pelumasannya tidak begitu sederhana.

d)  panas yang timbul dari gesekan besar sehingga memerlukan pendinginan khusus.

Bantalan gelinding.

Kelebihan:

a)Cocok untuk beban kecil.

b)   Gesekannya kecil.

c)Pelumasannya sederhana.

Kekurangan:

a)Harganya lebih mahal karena ketelitiannya tinggi.

b)   Pada putaran tinggi, bantalan ini agak ribut.

http://www.scribd.com/mobile/documents/search?query=bantalan&commit=Search

E.     Pelumasan

Dalam suatu mesin terdapat bagian-bagian yang bergerak seperti poros engkol, piston, batang torak, katup, dan sebagainya. Pelumasan dimaksudkan untuk menghindari hubungan (kontak) langsung dari dua bagian yang bergesekan.

1.      Fungsi minyak pelumas adalah:

1. Mengurangi terjadinya gesekan.
2. Mencegah terjadinya keausan.
3. Membersihkan mesin dari kotoran.
4. Menjaga temperatur dalam mesin (sebagai pendingin).

2.      Jenis- jenis minyak pelumas antara lain:

a.    Regulator motor oil.

b.   Merupakan straight material oil yang dipergunakan untuk mesin-mesin yang bekerja di bawah kondisi berat.

c.    Premium motor oil.

d.   Merupakan minyak pelumas pada mesin di mana telah ditambahkan aditif untuk menghambat korosi dan digunakan untuk kondisi yang kerjanya berat.

e.    Heavy duty motor oil.

3.      Sifat-sifat pelumasan:

a.       Kekentalan.

b.      Untuk keausan permukaan yang bergerak terutama pada bahan yang besar dan bantalan dengan putaran rendah, minyak pelumas tidak perlu terlalu kental karena akan sukar menyebar.

c.       Indeks kekentalan.

d.      Minyak pelumas yang baik tidak terlalu berpengaruh terhadap temperatur ruang sehingga indeks kekentalannya tidak perlu terlalu besar.

e.       Stabilitas.

f.       Beberapa minyak pelumas harus memiliki kestabilan pada temperatur tinggi agar tidak berubah struktur kimianya.

http://elearning.gunadarma.ac.id/docmodul/penggerak_mula_motor_bakar_torak/bab2_sistem_pelumasan.pdf

F.     Jenis-Jenis Pelumasan

a.       Pelumasan tangan.

Cara ini sesuai untuk beban ringan, kecepatan rendah atau kerja yang tidak terus-menerus. Kekurangannya bahwa aliran pelumas tidak selalu tetap atau pelumasan menjadi tidak teratur.

b.      Pelumasan tetes.

Dari sebuah wadah, minyak diteteskan dalam jumlah yang tetap dan teratur melalui sebuah katup jarum.

c.       Pelumasan sumbu.

Cara ini menggunakan sumbu yang dicelupkan dalam mangkok minyak sehingga minyak terisap oleh sumbu tersebut. Pelumasan ini dipakai seperti dalam hal pelumasan tetes.

d.      Pelumasan percik.

Dari suatu bak penampung, minyak dipercikkan. Cara ini dipergunakan untuk melumasi torak dan silinder motor bakar torak yang berputaran tinggi.

e.       Pelumasan cincin.

Pelumasan ini menggunakan cincin yang digantungkan pada poros sehingga akan berputar bersamaan dengan poros sambil mengangkat minyak dari bawah.

f.       Pelumasan pompa.

Di sini pompa digunakan untuk mengalirkan minyak ke dalam bantalan. Pelumasan pompa sesuai untuk keadaan kerja dengan kecepatan tinggi dan besar.

g.      Pelumasan gravitasi.

Dari sebuah tangki yang diletakkan di atas bantalan, minyak dialirkan oleh gaya beratnya. Cari ini dipakai untuk kecepatan sedang dan tinggi pada kecepatan keliling sebesar 10 – 15.

h.      Pelumasan celup.

Sebagian dari bantalan dicelupkan ke dalam minyak pelumas.      

http://staff.ui.ac.id/internal/131845371/material/kuliahteknologipelumas3.pdf

G.    Aplikasi Bantalan Luncur

Bantalan luncur digunakan pada :

1. Silinder piston,jenis bantalannya adalah bantalan luncur.

2. Roll kereta dorong,jenis bantalan adalah bantalan roll.

3. Roll kereta api,jenis bantalan adalah bantalan gelinding roll.

4. Bantalan dari poros ban mobil dan motor,menggunakan bantalan gelinding.

5. Bantalan dari poros penggerak sudu-sudu turbin dll.

H.    Klasifikasi Minyak Pelumas

Mutu pelumas secara fisik tidak dapat dilihat, oleh karena itu harus memahami bagaimana pelumas itu diformulasikan berdasarkan spesifikasi yang diberikan oleh lembaga komersial maupun militer. Spesifikasi disini berarti persyaratan/keputusan/ tujuan yang harus dipenuhi oleh jenis pelumas tertentu melalui pengujian kinerja yang mempergunakan pengujian khusus. Tinggi dan rendahnya mutu pelumas dapat diketahui dari salah satu spesifikasi sebagaimana yang tertera pada label yang dikeluarkan pabrikan. Umumnya pelumas dapat dibedakan       berdasarkan:
A.   BENTUK
Berdasarkan bentuknya, pelumas/lubricant dapat dibedakan atas 2 macam yaitu berbentuk cair yang lebih dikenal dengan sebutan ‘olie’ dan berbentuk padat yang disebut      ‘Grease/gemuk’.

B.   STANDARD
Standard pelumas yang dipakai di dunia umumnya mengacu kepada dua kutub yaitu Amerika dan Eropa, selain Jepang yang menghususkan pada standar pelumas pada kendaraan sepeda motor.

1.    Klasifikasi  API
Lembaga perminyakan Amerika (API = American Petroleum Institute), ASTM (American Society for Testing and Materials) dan SAE (Society of Automotive Engineers) secara bersama-sama membentuk sistem klasifikasi pelumas, yang disebut ‘API Service’ untuk pelumas otomotive. API Service terbagai atas 2 macam yaitu seri “S=Spark Ignitions =busi” yang umumnya digunakan kendaraan berbahan bakar bensin dan seri “C=Compression Ignition Engine” yang digunakan untuk kendaraan berbahan bakar solar.
Untuk    API   Service   berbahan     bakar   bensin:
Dimulai  dari:  SA"SB"SC"SD"SE"SF"SG"SH"SJ"SL"SM
Untuk    API   Service   berbahan     baka    rsolar:
Dimulai dari : CA"CB"CC"CD"CD-II"CE"CF"CF-2"CF-4"CG-4"CH-4"CI-4

2.    Klasifikasi    ILSAC
The American Automobile Manufacturers Association (AAMA) dan The Japan Automobile Manufacturers Association (JAMA) melalui suatu organisasi yang disebut The International Lubricant Standardization and Approval Committee (ILSAC), mengeluarkan standard ILSAC GF-1 dan ILSAC GF-2 dan ILSAC GF-3.   

3.    Klasifikasi  ACEA/CCMC       (Pelumas Eropa)
ACEA (Association des Constructeurs Europeens d’Automobiles) / CCMC (Comitte des Constructeurs D’Automobiles du Marche Commun adalah sebuah organisasi yang berbasis di Eropa yang mengeluarkan spesifikasi dalam 3 kelompok   besar,yaitu:
Untuk    pelumas    mesin   bensin    kendaraan      penumpang:
Dimulai  dari:  A1-98,   A2-96  issue         2   dan   A3-98
Untuk    pelumas    mesin   diesel     kendaraan                  penumpang:
Dimulai  dari:  B1-98,   B2-98  dan B3-98
Untuk    pelumas    mesin   diesel     tugas berat:
Dimulai dari : E1-96 issue 2, E2-96 issue 2, E3-96 issue 2 & E4-98
atau : CCMC D-1, CCMC D-2, CCMC D-3, CCMC D-4, CCMC D-5.

    

4.     Klasifikasi EMA (The Engine Manufacturers Association) [USA]
Kategori untuk klasifikasi pelumas mesin gas yang dinyalakan dengan sistem pengapian dan mesin gas alam (mesin yang dinyalakan dengan bahan bakar gas lainnya) umumnya merujuk pada standar klasifikasi yang ditetapkan oleh organisasi yang dinamakan ‘EMA’. Standard EMA didasarkan kepada tingkat abu     sulfat          dalam    pelumas,
Kategori abu yang didefinisikan oleh EMA adalah sbb :

    Kategori EMA banyak mendapatkan hambatan dalam aplikasi di lapangan,  yaitu :

• Kandungan abu pelumas tidak dapat digunakan untuk menetapkan tingkat kinerja pelumas.
• Kandungan abu pelumas tergantung pabrikan mesin individual, tipe operasional mesin dan pengawasan lingkungan.
• Kandungan abu pelumas tergantung juga pada penggunaan katalis pada saluran gas pembuangan.
• Kandungan abu pelumas tergantung pada metal dasar dan elemen lain seperti zinc, sulfur dan fosfor dalam formula pelumas.

5.    Klasifikasi JASO (Japanese Automobile Standars Organization)
Oli mesin motor yang ditetapkan oleh negara Jepang bersamaan dengan JAMA (Japanese Automobile Manufacturers Association) terbagi atas :

• MA, tidak ada kandungan friction Modifiers, sehingga kopling basah tidak slip.
• MB, ada ditambahkan sedikit kandungan Friction Modifiers, namun ditujukan untuk mesin-mesin motor yang Advance Wet Clutch (Kopling basah yang khusus).

6.    Klasifikasi LMOA (The Locomotive Maintenance Officers Association)
Lembaga di USA yang mengkhususkan pada spesifikasi pelumas mesin diesel lokomotif. Nomenklatur LMOA, dikenalkan dalam bentuk generation :

1. Generasi-1 diperkenalkan tahun 1940. Termasuk pelumas mineral dan pelumas lain yang disenyawakan dengan detergent dan antioxidant. Base Number-nya <>
2. Generasi-2 diperkenalkan tahun 1964. Memperkenalkan dispersan tidak berabu dan tingkat detergensi yang sedang (moderate). Pelumas dari performasi ini dikembangkan untuk menurunkan tingkat pembentukan lumpur pada mesin dan memperpanjang usia filter. Base Number-nya = 7.
3. Generasi-3 diperkenalkan tahun 1968.Pelumas dengan alkalinity retention, detergency dan dispersancy yang lebih baik, pelumas ini diperkenalkan untuk mengatasi keausan ring
   piston. Base Number-nya = 10.
4. Generasi-4 diperkenalkan tahun 1976.Pelumas generasi sebelumnya dengan ditambah aditif pelindung metal untuk kondisi operasi berat dan penggantian pelumas hingga 90 hari. Pelumas ini harus memenuhi klasifikasi API Service CD dengan Base Number-nya = 13.
5. Generasi-5 diperkenalkan tahun 1989.Disebut juga pelumas generasi-4 “long life”, pelumas ini didesain untuk hemat bahan bakar dan efisien pelumas serta interval 180 hari pergantian.

7.    KlasifikasiAPIAxledanManualTransmission
API, SAE dan ASTM membuat klasifikasi pelumas transmisi otomotif dan pelumas as roda (gardan) yang khusus berkemampuan menerima beban.
Spesifikasinya dilambangkan dengan API GL, dibagai dalam 7 kelas yaitu :

1. API GL-1 (masih berlaku). Pelumas transmisi manual yang bekerja dengan kondisi sedang dengan operasi tekanan unit rendah dan kecepatan luncur minimum. Friction modifiers dan extreme pressure tidak dipergunakan untuk aplikasi ini. Pada kecepatan dan beban berat, pelumas ini tidak ditambahkan aditif anti oksidasi dan aditif antu rust inhibitor.
2. API GL-2 (tidak berlaku lagi). Ditetapkan untuk roda gigi tipe worm-gear dan kecepatan luncur diatas GL-1. Produk ini ditambahkan aditif antiwear atau extreme presure dengan konsentrasi sedang.
3. API GL-3 (tidak berlaku lagi). Diperuntukkan untuk transmisi manual dan spiral bevel axles, dengan kondisi kecepatan dan beban ringan sampai sedang. GL-3 tidak direkomendasikan untuk aplikasi hypoid gear.
4. API GL-4 (masih berlaku). Dirancang untuk tugas spiral bevel dan hypoid gear yang bekerja pada kecepatan dan beban sedang. Pelumas ini dapat dipergunakan untuk transmisi manual dan aplikasi transaxle tertentu.
5. API GL-5 (masih berlaku). Dirancang untuk gear, khususnya hypoid yang bekerja dengan kondisi kecepatan tinggi dan atau rendah serta torsi tinggi (high torque). Pelumas ini lulus untuk kualifikasi MIL-L-2105D.
6. API GL-6 (tidak berlaku lagi). Dirancang untuk gear, dengan pinion offset yang sangat tinggi, karena kebutuhan pinion offset yang lebih ringan dan lain-lain sebab maka GL-6 saat ini tidak diproduksi lagi.
7. API MT-1 (masih berlaku). Dirancang untuk transmisi manual non synchronized yang dipergunakan dalam bis dan truck tugas berat. Pelumas ini mampu memberikan perlindungan terhadap degradasi thermal, component wear dan oil seal deterioration.

Klasifikasi Viscositas Pelumas

http://olinanoteknologi.blogspot.com/2009/08/mengenal-pelumas-oli.html

III.  METODOLOGI PERCOBAAN

A. Waktu dan Tempat Percobaan

   Waktu pelaksanaan percobaan bantalan luncur pada tanggal 25 maret 2011 di Laboratorium Mekanika Terpakai Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin, Makassar.

B. Prosedur Percobaan

1.      Mencatat datum.

2.      Mengatur porors dengan memutar penyeimbang poros.

3.      Mengeset pengatur putaran poros sampai menunjukkan titik nol.

4.      Menghidupkan motor, kemudian mengatur arah putaran poros searah jarum jam (CW).

5.      Mengatur kecepatan awal putaran poros.

6.      Mencatat besarnya tekanan yang dilihat pada manometer dari pipa 1-16 (dicatat pada saat fluidanya diam).

7.      Melanjutkan pengukuran pada putaran yang selanjutnya sampai pada putaran akhir yang telah ditentukan.

8.      Setelah selesai mengukur tekanan untuk CW, maka putaran poros dikembalikan ke posisi nol dan menunggu sampai fluida kembali ke posisi awal (datum).

9.      Mengatur arah putaran berlawanan arah jarum jam (CCW).

10.  Mengulangi prosedur di atas (prosedur 5, 6, dan 7).

11.  Mematikan dan membersihkan alat.

C. Alat dan Bahan

                                                   

Fungsi dari bagian-bagian alat :

1.      Reservoir, untuk menampung dan mengalirkan minyak pelumas.

2.      Selang reservoir, untuk mengalirkan minyak pelumas ke bantalan.

3.      Poros, sebagai bahan uji yang akan berputar.

4.      Penyeimbang, untuk menyeimbangkan bantalan.

5.      Bantalan, untuk menghaluskan perputaran motor.

6.      Motor, untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran.

7.      Manometer, untuk mengukur tekanan pada setiap posisi pada bantalan.