Laporan Journal Bearing

(1)

I.

I. PENDAHULUANPENDAHULUAN

A.

A. Latar BelakangLatar Belakang

Dalam dunia industri, sering dijumpai bermacam-macam jenis

Dalam dunia industri, sering dijumpai bermacam-macam jenis bearing bearing .. Dimana

Dimana bearing bearing biasa digunakan sebagai bantalan poros supaya pada saat biasa digunakan sebagai bantalan poros supaya pada saat perpindahan

perpindahan daya, daya, mengurangi mengurangi terjadinya terjadinya kehilangan kehilangan daya daya akibat akibat gesekan.gesekan. Dalam pemasangan dan pelepasan bearing harus dilakukan sesuai dengan Dalam pemasangan dan pelepasan bearing harus dilakukan sesuai dengan prosedur

prosedur yang yang benar, benar, agar agar tidak tidak terjadi terjadi keausan/kerusakan keausan/kerusakan pada pada poros poros dandan bearing.

bearing. oleh oleh karena karena itu, itu, penulis penulis melakukan melakukan praktek praktek latihan latihan kerja kerja didi laboratorium perawatan dan perbaikan supaya mampu melakukan laboratorium perawatan dan perbaikan supaya mampu melakukan pemasangan dan pelepasan

pemasangan dan pelepasan bearing bearing dengan baik dan benar. dengan baik dan benar.

Bantalan merupakan salah satu bagian dari elemen mesin yang memegang Bantalan merupakan salah satu bagian dari elemen mesin yang memegang peranan

peranan cukup cukup penting penting karena karena fungsi fungsi dari dari bantalan bantalan yaitu yaitu untuk untuk menumpumenumpu sebuah poros agar poros dapat berputar tanpa mengalami gesekan yang sebuah poros agar poros dapat berputar tanpa mengalami gesekan yang berlebihan.

berlebihan. Bantalan Bantalan harus harus cukup cukup kuat kuat untuk untuk memungkinkan memungkinkan poros poros sertaserta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik.

elemen mesin lainnya bekerja dengan baik.

B.

B. Tujuan praktikumTujuan praktikum

Adapun tujuan dari praktikum ini adalah sebagai berikut: Adapun tujuan dari praktikum ini adalah sebagai berikut: 1.

1. Mengetahui distribusi tekanan yang terjadi padaMengetahui distribusi tekanan yang terjadi pada journal journal bearing bearing untuk untuk berbagai variasi kecepatan.

(2)

2.

2. Mampu menganalisa pengaruh putaran poros terhadap distribusi tekananMampu menganalisa pengaruh putaran poros terhadap distribusi tekanan pada

(3)

II.

II. TINJAUAN PUSTAKATINJAUAN PUSTAKA

A.

A. BearingBearing

Be

Bearariningg ba banyanyak k didigugunanakakan n dadalalam m memendendesasain in susuatatu u memekakaninismsmee be

berprpututarar. . TujTuj uauannnnya ya yaiyai tu tu unun ttuk uk meme mmpepe rrhaha llus us gege rrak ak pupu ttaar r dada nn mengurangi gesekan antara dua permukaan yang bergerak relatif mengurangi gesekan antara dua permukaan yang bergerak relatif satusama lain.

satusama lain. Bearing Bearing mempunyai beberapa jenis yaitu:mempunyai beberapa jenis yaitu: 1.

1. Jo Joururnal nal bearing bearing .. 2.

2. Ro Rollller er bearing bearing ..

B.

B. Journal bearing Journal bearing

Jou

Journarnal l beabeariringng merupakan pendukung beban dalam kondisi radial.merupakan pendukung beban dalam kondisi radial. Penggunaannya dapat dipertimbangkan dari kemampuan menerima Penggunaannya dapat dipertimbangkan dari kemampuan menerima be

be baba n n yayang ng ssanan gagat t titi ngnggigi .. Jo Jo urur nanal l bebe arar iingng terdiri dari dua bagianterdiri dari dua bagian utama, yaitu poros dan lubang silinder seperti pada gambar 1.Poros utama, yaitu poros dan lubang silinder seperti pada gambar 1.Poros dikenal sebagai

dikenal sebagai jo journurnalal dan lubang silinder sebagaidan lubang silinder sebagai bearing.bearing. Poros yangPoros yang berbantalan luncur dapat menghasilkan p

(4)

Gambar 1.

Gambar 1. Journal Journal Bearing Bearing

(https://docslide.net/documents/laporan-journal-bearing.html) (https://docslide.net/documents/laporan-journal-bearing.html) Pada

Pada jo joururnal nal bebeararining,g, pe permrmukukaaaan n pepelulumamasasannnnya ya bebesasar, r, dadapapat t memereredadamm ayunan,kejutan maupun kebisingan. Untuk mengurangi gesekan antara poros ayunan,kejutan maupun kebisingan. Untuk mengurangi gesekan antara poros dan lubang, silinder dapat dengan menggunakan pelumas. Pelumas yang dan lubang, silinder dapat dengan menggunakan pelumas. Pelumas yang digunakan dapat dalam bentuk cair, padat maupun gas. Jenis pelumas, akan digunakan dapat dalam bentuk cair, padat maupun gas. Jenis pelumas, akan mempengaruhi distribusi tekanan yang terjadi (Jala

mempengaruhi distribusi tekanan yang terjadi (Jalaludin, 2011).ludin, 2011).

Dalam aplikasi gerakannya dapat berupa: Dalam aplikasi gerakannya dapat berupa: a.

a. Journal Journal berputar, berputar, bearing bearing diam. diam. b.

b. Journal Journal diam, diam, bearing bearing berputar. berputar. c.

c. Journal Journal berputar, berputar, bearing bearing berputar berputar

Jenis

Jenis journal bearing journal bearing ada dua macam, yaitu:ada dua macam, yaitu: a.

a. Full journal bearing, Full journal bearing,

Lingkaran luar journal dibuat dengan ukuran memenuhi lingkaran dalam Lingkaran luar journal dibuat dengan ukuran memenuhi lingkaran dalam bearing.

bearing. b.

b. Partial journal bearing, Partial journal bearing, Lingkaran antara journal dan

Lingkaran antara journal dan bearingbearing mempunyaimempunyai clearance.clearance.

Perbedaan dari

Perbedaan dari full full journal journal bearingbearing dandan partial partial journal bearingjournal bearing dapat diiihatdapat diiihat pada Gambar 2 dan Gambar 3

(5)

Gambar 2.

Gambar 2. Full Full Journal Journal Bearing Bearing

(https://docslide.net/documents/laporan-journal-bearing.html) (https://docslide.net/documents/laporan-journal-bearing.html)

Gambar 3.

Gambar 3. Partial Journal Bearing Partial Journal Bearing

Tekanan dapat diukur dengan menggunakan manometer. Bagian Tekanan dapat diukur dengan menggunakan manometer. Bagian utama dari manometer adalah tabung U yang terbuat dari plastik utama dari manometer adalah tabung U yang terbuat dari plastik ataupun kaca yang berisi fluida. Fluida yang digunakan dapat berupa air ataupun kaca yang berisi fluida. Fluida yang digunakan dapat berupa air raksa, alkohol, air dan oli.

raksa, alkohol, air dan oli. Perbedaan tekanan dapat diukur dengan :Perbedaan tekanan dapat diukur dengan :

ΔP = ρ g h

. . . (1). . . (1)

dimana : dimana :



P P : : beda beda tekanan tekanan (kPa)(kPa)

ρ

(6)

g

g : : percepatan percepatan gravitasi gravitasi (m/s(m/s22)) h

h : : tinggi tinggi kolom kolom (m)(m)

C.

C. Tekanan PelumasTekanan Pelumas

Distribusi tekanan pelumas untuk

Distribusi tekanan pelumas untuk journal journal bearingbearing radial, dapat digambarkanradial, dapat digambarkan seperti pada gambar 4. Pada putaran tinggi dengan beban rendah, seperti pada gambar 4. Pada putaran tinggi dengan beban rendah, pu

pu ttaarraan n haha rrus us ssttaabbiill. . UUnnttuuk k memendndapapatatkakan n konkondidisi si inini i dadapapat t didi gungunakaaka nn pe

permrmukukaaaan ln l ununcucur r yanyang g lelebibih h luluas as sesepepertrti i papada da gagambar 5 (Sitepu, 2010mbar 5 (Sitepu, 2010).).

Gambar 4. Distribusi Tekanan Pelumas pada Radial

Gambar 4. Distribusi Tekanan Pelumas pada Radial Journal Bearing Journal Bearing (https://docslide.net/documents/laporan-journal-bearing.html) (https://docslide.net/documents/laporan-journal-bearing.html)

A

(7)

Gambar 5. Kemungkinan Pem

Gambar 5. Kemungkinan Pem bentukan Baji Pelumas dan Peng bentukan Baji Pelumas dan Pengarahan Pdros-- arahan Pdros pada

pada Journal Bea Journal Bearingring RadialRadial

Kemungkinan-kemungkinan untuk pembentukan baji pelumas dan pengarahan Kemungkinan-kemungkinan untuk pembentukan baji pelumas dan pengarahan poros pada

poros pada bantalan radbantalan radial:ial: a)

a) Mangkok bantalan lingkaran bulat biasa dengan pembentukan baji pelumasMangkok bantalan lingkaran bulat biasa dengan pembentukan baji pelumas melalui kelonggaran bantalan

melalui kelonggaran bantalan D D

_—

d. d. b)

b) MangkokMangkok

dengan „kelonggaran sitsun" menghasilkan suatu bantalan

permukaan ganda

permukaan ganda atau atau bantalan bantalan baji baji ganda (mangkoknya ganda (mangkoknya ditutup denganditutup dengan suatu penutup dalam sambungannya dan tanpa penutup yang terpasang di suatu penutup dalam sambungannya dan tanpa penutup yang terpasang di dalam, atau dibagi oleh sebuah bus yang tidak terpisah dengan penampang dalam, atau dibagi oleh sebuah bus yang tidak terpisah dengan penampang tebal).

tebal). c)

c)

Mangkok dengan kelonggaran sitrun „berseling" menurut Klemencic

(mangkoknya dibor eksentris dan terpasang dalam posisi yang berputar). (mangkoknya dibor eksentris dan terpasang dalam posisi yang berputar). d)

d) Bantalanpermukaan tiga, dicapai melalui dudukan pres dari bus yangBantalanpermukaan tiga, dicapai melalui dudukan pres dari bus yang semula lingkaran bulat di antara tiga beban menurut Mackensen.

semula lingkaran bulat di antara tiga beban menurut Mackensen. e)

e) Bantalan permukaan empatBantalan permukaan empat f)

f) Bantalan seginen miring radial.Bantalan seginen miring radial.

D.

D. Tekanan Permukaan Rata-rataTekanan Permukaan Rata-rata

Untuk menghitung tekanan permukaan rata-rata dapat digunakan rumus Untuk menghitung tekanan permukaan rata-rata dapat digunakan rumus

(8)

dimana : dimana :

p

̅ ̅

: : tekanan tekanan permukaan permukaan rata-rata rata-rata (n/m2)(n/m2) F

F : : gaya gaya (N)(N) b

b : lebar bantalan terpakai (m): lebar bantalan terpakai (m) d

d : : diameter diameter nominal nominal journaljournal bearingbearing radial (m)radial (m)

E.

E. Radial Radial ClearanceClearance / Kelonggaran Bantal / Kelonggaran Bantal

Kelonggaran bantalan relatif

Kelonggaran bantalan relatif  didapatkan dengan rumus : didapatkan dengan rumus :

 

==

dd



−d



dd



==

ss

dd

…(3)

dimana : dimana : d

d22 : : diameterdiameter bearingbearing (m)(m)

d

d11 diameter diameter journal journal (m)(m)

s

s : : kelonggarankelonggaran bearingbearing (m)(m) d = d

d = d11 : : diameter diameter nominalnominal journal bearing journal bearing

Kelonggaran ini sangat dipengaruhi oleh karakteristik operasi

Kelonggaran ini sangat dipengaruhi oleh karakteristik operasi journal journal bearing

bearing radial. Bila kelonggaran kecil akan dapat mengakibatkanradial. Bila kelonggaran kecil akan dapat mengakibatkan pe

pemamananasasa n n titingnggi gi papadada jo joururnanal l bebeararining.g. Na Namumun n bibila la kekelolongnggagararann be

besasar, r, mememumungngkikinknkan an adadananya ya pepenynyimimpapangngan an (N(Nagagaaya,ya,20201111).).

F.

F. Angka Sommerfeld (So)Angka Sommerfeld (So)

Angka ini merupakan besaran tanpa dimensi yang menunjukkan Angka ini merupakan besaran tanpa dimensi yang menunjukkan karakteristik gesekan total dari bantalan. Menurut Vogelpohl dibedakan karakteristik gesekan total dari bantalan. Menurut Vogelpohl dibedakan

(9)

dua daerah dua daerah

S

S00> > 1 1 untuk untuk daerah daerah beban beban beratberat

So

So < < 1 1 untuk untuk daerah daerah kecepatan kecepatan tinggitinggi Besar angka Sommerfeld adalah :

Besar angka Sommerfeld adalah :





==

 ̅ ̅..

ƞƞ

..

ωω



==

 ̅ ̅..

 



ƞ ƞ

..

ππ

.n.n

…(4)

dimana : dimana : 

 : : viskositas viskositas dinamis dinamis dalam dalam operasi operasi (Ns/m(Ns/m22)) n

n : : putaran putaran (rps)(rps)

G.

G. GesekanGesekan

Untuk daerah beban berat menghasilkan angka gesekan Untuk daerah beban berat menghasilkan angka gesekan  : :

  ==

..



√

√ 



≈

..

 

√

√ 



...(5)...(5)

Untuk daerah kecepatan tinggi angka gesekan Untuk daerah kecepatan tinggi angka gesekan ::

  ==

..





≈≈

..

 



…(6)

Faktor k = 3 yang merupakan angka rata-rata untuk bantalan tertutup. Faktor k = 3 yang merupakan angka rata-rata untuk bantalan tertutup.

Pada putaran awal dari

Pada putaran awal dari j joourur nana l l bebe arar iingng radial mengalami berbagairadial mengalami berbagai kondisi gesekan. Angka gesekan

kondisi gesekan. Angka gesekan ditentukan dari momen gesek Mditentukan dari momen gesek MRR

dengan: dengan:

(10)

  ==

.



.

...(7)...(7)

Angka gesekan

Angka gesekan  menurun dari nilai gesek menurun dari nilai gesek oo dari keadaan diam (gesekan dari keadaan diam (gesekan

badan

badan tetap) tetap) kedkedalaalam m daedaerah rah gesgesekaekan n camcampurapuran n dendengan gan cepcepat, at, menmencapcapaiai nilai minimum

nilai minimum minmin dan kembali meningkat perlahan dalam daerah gesekandan kembali meningkat perlahan dalam daerah gesekan

cairan. Titik transisi dari gesekan campuran menjadi gesekan cairan terletak cairan. Titik transisi dari gesekan campuran menjadi gesekan cairan terletak pada

pada putaran putaran transisi. transisi. SebuahSebuah journal journal bearingbearing dapat diukur dengan benardapat diukur dengan benar kalau bekerja cukup luas pada putaran transisinya, sehingga keausan karena kalau bekerja cukup luas pada putaran transisinya, sehingga keausan karena tekanan oli sendiri yang mendukun

tekanan oli sendiri yang mendukungg beban (Syarif, 2014). beban (Syarif, 2014).

H.

H. Tebal Film PelumasTebal Film Pelumas

Tebal film pelumas minimal yang diijinkan adalah h

Tebal film pelumas minimal yang diijinkan adalah hminmin, seperti terlihat pada, seperti terlihat pada

gambar 6 harus cukup besar dari tebal film pelumas h

gambar 6 harus cukup besar dari tebal film pelumas houou pada titik tr pada titik transisi, hansisi, houou,,

selalu lebih besar daripada kedalaman kekasaran R

selalu lebih besar daripada kedalaman kekasaran R tt. Pada perlambatan maka. Pada perlambatan maka

bantalan

bantalan kembali kembali memasuki memasuki daedaerah rah gesgesekaekan n cacampumpuranran. . KemKemudiudian an karkarenaena viskositas bahan pelumas yang rendah (bantalan panas) dan lamanya viskositas bahan pelumas yang rendah (bantalan panas) dan lamanya proses perlambatan dapat diperlukan suatu

proses perlambatan dapat diperlukan suatu pengereman.pengereman.

Gambar 6. Nilai Standar Tebal Film Pelumas yang Diijinkan, Gambar 6. Nilai Standar Tebal Film Pelumas yang Diijinkan, Kedalaman Kekasaran dan Toleransi Bentuk menurut

Kedalaman Kekasaran dan Toleransi Bentuk menurut DIN 7182DIN 7182 (https://docslide.net/documents/laporan-journal-bearing.html) (https://docslide.net/documents/laporan-journal-bearing.html)

(11)

Tebal film pelumas dapat dicari juga dengan menggunakan gambar 7. Tebal film pelumas dapat dicari juga dengan menggunakan gambar 7. Di

Di mama na na karkaraktakterieristik dstik dariari bearingbearing perlu terlebih dahulu untuk d perlu terlebih dahulu untuk dicari dengan:icari dengan:

  == ( (







))



..

.

_

...(8)...(8) dimana : dimana : S

S : : angka angka karakteristikkarakteristik bearingbearing (tanpa dimensi)(tanpa dimensi) r

r j j :: j jari-jariari-jari journal journal (m)(m)

c

c : : radial radial clearance clearance (m)(m) 

 : : viskositas viskositas absolut absolut (reyns) (reyns) (gambar (gambar 8)8) n

n : : kecepatan kecepatan relatif relatif antaraantara journal journal dandan bearingbearing (dalam beberapa kasus(dalam beberapa kasus dinyatakan dalam rpm, namun akibatnya S'dalam detik/min, namun dinyatakan dalam rpm, namun akibatnya S'dalam detik/min, namun secara langsung dibuat tanpa dimensi.

secara langsung dibuat tanpa dimensi. P

P : : beban beban persatuan persatuan luas luas darijournal darijournal (Pa)(Pa)

Besar P bisa dihitung dengan rumus : Besar P bisa dihitung dengan rumus :

  ==

_.



_

_..

...(9)...(9) dimana : dimana : W W : : beban beban (N)(N) L

(12)

Gambar 7. Tebal Film Minimum terhadap Karakteristik

Gambar 7. Tebal Film Minimum terhadap Karakteristik Bearing Temperature Bearing Temperature (https://docslide.net/documents/laporan-journal-bearing.html)

(https://docslide.net/documents/laporan-journal-bearing.html)

Gambar 8. Diagram Viskositas-Temperatur Gambar 8. Diagram Viskositas-Temperatur

(https://docslide.net/documents/laporan-journal-bearing.html) (https://docslide.net/documents/laporan-journal-bearing.html) I.

I. Hukum PetroffHukum Petroff

Persamaan Petroff dapat digunakan untuk menentukan kerugian gesek dalam Persamaan Petroff dapat digunakan untuk menentukan kerugian gesek dalam

(13)

journal

journal bebeararinin gg yang beroperasi tanpa beban.yang beroperasi tanpa beban. Jo Joururnanall dandan bearingbearing yang digunakan adalah konsentrik. Jika beban yang terjadi kecil dan yang digunakan adalah konsentrik. Jika beban yang terjadi kecil dan kecepatan putar cukup tinggi, nilai tertentu dapat dicapai. Dengan kecepatan putar cukup tinggi, nilai tertentu dapat dicapai. Dengan menggunakan persamaan Petroff untuk memperkirakan kerugian gesekan menggunakan persamaan Petroff untuk memperkirakan kerugian gesekan dilakukan beberapa langkah.

dilakukan beberapa langkah.

Hukum gesek: Hukum gesek:

 = 

 = .. ..



_

...(10)...(10) Torsi akibat gesekan:

Torsi akibat gesekan:





= 

= ..







==

.

...



_

..

 

…(11)

Dimana: Dimana:



 =

= 



..

 = 2..

 = 2.. 6060



 = 2.

= 2. .. 



..

...(12)...(12) Sehingga: Sehingga:





=

 ..22....

 

....

 

.2..

_60.

_{60. ..}

 





==

.

 33

..

22 _..

_..

15.

...(13)...(13) Sehingga untuk mengetahui daya akibat gesekan menggunakan rumus:

(14)



ℎ

==

_{}





.

...(14)...(14) Dimana:

Dimana: T

Tf f = = Torsi Torsi akibat akibat gesekan gesekan (Nm)(Nm)

μ

μ = = Viskositas Viskositas absolut absolut (Reyns)(Reyns)

L

L = = PanjangPanjang bearing bearing (m) (m) r

r j j = Jari-jari= Jari-jari journal journal (m) (m)

n

n = = Kecepatan Kecepatan putaran putaran journal journal (rpm)(rpm) c

c == ClearanceClearance radial atau ketebalan film (m) radial atau ketebalan film (m) F

(15)

(16)