BANTALAN LUNCUR ( SLEEDING CONTACT BEARING ) BANTALAN LUNCUR ( SLEEDING CONTACT BEARING )
I.Pengertian Bantalan Luncur. I.Pengertian Bantalan Luncur.
Bantalan merupakan salah satu bagian
Bantalan merupakan salah satu bagian daridari elemen mesinelemen mesin yangyang memegang peranan cukup penting karena fungsi dari bantalan yaitu untuk memegang peranan cukup penting karena fungsi dari bantalan yaitu untuk menumpu sebuah poros agar poros dapat berputar tanpa mengalami menumpu sebuah poros agar poros dapat berputar tanpa mengalami gesekan yang berlebihan. Bantalan harus cukup kuat untuk memungkinkan gesekan yang berlebihan. Bantalan harus cukup kuat untuk memungkinkan poros serta
poros serta elemen mesin laelemen mesin lainnya bekerjainnya bekerja dengan dengan baik. baik.
II.Klasi
II.Klasifikasi fikasi bantalan.bantalan.
Pada umumya bantalan dapat diklasifikasikan menjadi 2 bagian yaitu :
Pada umumya bantalan dapat diklasifikasikan menjadi 2 bagian yaitu :
A.Berdas
A.Berdasarkan gerakan bantalan arkan gerakan bantalan terhadap poros.terhadap poros. 1.
1. Bantalan Gelinding.Bantalan Gelinding.
Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan
dengan yang diam myang diam melalui elemelalui elemen gelinding sen gelinding seperti bola, roleperti bola, rol, dan rol bulat, dan rol bulat..
Gbr.1.Contoh Bantalan gelinding. Gbr.1.Contoh Bantalan gelinding.
2.Bantalan Luncur. 2.Bantalan Luncur.
Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena permuka
permukaan an poros ditumpu poros ditumpu oleh oleh permukapermukaan an bantalan dengan bantalan dengan perantaraperantaraan an lapisanlapisan pelumas
pelumas..
Pada bantalan ini : Pada bantalan ini :
-Bekerja pada permukaan pelumasan yang besar -Bekerja pada permukaan pelumasan yang besar -Peredaman ayunan
-Peredaman ayunan -Kejutan dan kebisingan -Kejutan dan kebisingan
-Kurang peka terhadap goncangan dan kemasukan debu
-Kurang peka terhadap goncangan dan kemasukan debu (pelumasan gemuk(pelumasan gemuk sebagai pencegah debu).
sebagai pencegah debu).
Keuntungan Bantalan Luncur : Keuntungan Bantalan Luncur : - Mudah dipasang
- Mudah dipasang
- Pada putaran tinggi Mudah dibuat - Pada putaran tinggi Mudah dibuat - Pada goncangan dan getaran kuat - Pada goncangan dan getaran kuat
- Jauh lebih murah dari bantalan gelinding - Jauh lebih murah dari bantalan gelinding
- Memerlukan diameter pemasangan yang lebih kecil. - Memerlukan diameter pemasangan yang lebih kecil.
Pada bantalan luncur tidak ada elemen lain antara bantalan dengan bagian Pada bantalan luncur tidak ada elemen lain antara bantalan dengan bagian yang bergerak.
yang bergerak. Bantalan
Bantalan ini ini dipakai dipakai pada pada poros-poros poros-poros yang yang berputar berputar dengan dengan kecepatankecepatan tinggi dan contoh pemakaiannya adalah pada
B.Berda
B.Berdasarkan arah beban sarkan arah beban terhadap poros.terhadap poros. 1.bantalan Radial.
1.bantalan Radial.
Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus sumbu. Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus sumbu.
2.Bantala
2.Bantalan n Aksial.Aksial.
Arah beban bantalan ini sejajar dengan sumbu poros. Arah beban bantalan ini sejajar dengan sumbu poros.
III.Jenis bantalan luncur. III.Jenis bantalan luncur. Berdasar
Berdasarkan konstruksinya, bantalan luncur terbagi menjadi 3 kan konstruksinya, bantalan luncur terbagi menjadi 3 Jenis, yaitu:Jenis, yaitu: 1. Bantalan luncur radial (Jurnal bearing)
1. Bantalan luncur radial (Jurnal bearing)
Bantalan ini untuk mendukung gaya radial dari batang torak saat berputar. Bantalan ini untuk mendukung gaya radial dari batang torak saat berputar. Konstruksinya terbagi / terbelah menjadi dua agar dapat dipasang pada Konstruksinya terbagi / terbelah menjadi dua agar dapat dipasang pada poros engkol.
poros engkol. 2.
2. Bantalan luncur aksial (Thrust Bantalan luncur aksial (Thrust bearing)bearing)
Bantalan ini menghantarkan poros engkol menerima gaya aksial yaitu Bantalan ini menghantarkan poros engkol menerima gaya aksial yaitu terutama pada saat terjadi melepas / menghubungkan plat kopling saat terutama pada saat terjadi melepas / menghubungkan plat kopling saat mobil berjalan. Konstruksi bantalan ini juga terbelah / terbagi menjadi dua mobil berjalan. Konstruksi bantalan ini juga terbelah / terbagi menjadi dua
Berdasar
Berdasarkan sudut kontak kan sudut kontak bantalan dengan jurnal :bantalan dengan jurnal : 1.Full Journal Bearing.
1.Full Journal Bearing.
Ketika sudut kontak bantalan dengan jurnal aalah 360 derajat. Ketika sudut kontak bantalan dengan jurnal aalah 360 derajat. 2.Partial Journal Bearing.
2.Partial Journal Bearing.
Ketika sudut kontak bantalan dengan jurnal adalah 120 derajat. Jenis Ketika sudut kontak bantalan dengan jurnal adalah 120 derajat. Jenis bantalan ini me
bantalan ini memiliki gesekmiliki gesekan yang lebih kecil daran yang lebih kecil dari full journal beari full journal bearing, daning, dan hanya dapat digunakan untuk beban satu arah.
hanya dapat digunakan untuk beban satu arah.
Bantalan jurnal parsial umumnya ditemukan pada as kereta api dan Bantalan jurnal parsial umumnya ditemukan pada as kereta api dan mobil.
mobil.
Bantalan Jurnal penuh dan parsial dapat disebut sebagai bantalan izin Bantalan Jurnal penuh dan parsial dapat disebut sebagai bantalan izin karena diameter jurnalnya lebih rendah dari bantalannya.
karena diameter jurnalnya lebih rendah dari bantalannya. 3.Fitted Bearing.
3.Fitted Bearing.
Ketika bantalan jurnal parsial tidak memiliki izin yaitu diameter jurnal Ketika bantalan jurnal parsial tidak memiliki izin yaitu diameter jurnal dan bantalan yang sama , maka bantalan disebut bantalan pas ( Fitted dan bantalan yang sama , maka bantalan disebut bantalan pas ( Fitted Bearing).
Bearing).
menurut ketebalan lapisan pelumas antara bantalan dan
menurut ketebalan lapisan pelumas antara bantalan dan jurnal, bantalanjurnal, bantalan luncur juga dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
luncur juga dapat diklasifikasikan sebagai berikut : 1.Bantala
1.Bantalan film n film tebal (Thick film bearing).tebal (Thick film bearing).
Bantalan film tebal adalah dimana permukaan kerja bantalan Bantalan film tebal adalah dimana permukaan kerja bantalan
benar- benar-benar terpisah dari satu benar terpisah dari satu sama lain dengan pelumas. Jenis sama lain dengan pelumas. Jenis bantalan inibantalan ini juga sering
juga sering disebut bantaladisebut bantalan pelumas hidn pelumas hidrodinamik.rodinamik. 2.Bantala
2.Bantalan film n film tipis (Thin film bearing).tipis (Thin film bearing).
Bantalan film tipis adalah bantalan yang dilapisi pelumas, tapi sebagian Bantalan film tipis adalah bantalan yang dilapisi pelumas, tapi sebagian permukaan
permukaan kerja kerja masih masih saling saling menghubungi. menghubungi. Bantalan Bantalan ini ini juga juga seringsering disebut bantalan dilumasi terbatas.
disebut bantalan dilumasi terbatas.
3.Bantalan tanpa film (zero film bearing). 3.Bantalan tanpa film (zero film bearing).
Bantala
Bantalan ini n ini beroperasi tanpa pelumas apapun.beroperasi tanpa pelumas apapun. 4.Bantala
4.Bantalan dengan n dengan pelumas bertekanan hidrostatik atau eksternal.pelumas bertekanan hidrostatik atau eksternal. Bantalan ini
Bantalan ini dapat mendukung beban yang stabil tanpa gerak relatif antaradapat mendukung beban yang stabil tanpa gerak relatif antara
jurnal
jurnal dan dan bantalan. bantalan. Hal Hal ini ini dicapai dicapai dengan dengan cara cara memaksa memaksa pelumaspelumas
bertekanan e
IV.Hidrodinamika pelumasan bantalan. IV.Hidrodinamika pelumasan bantalan.
Berikut ini adalah asumsi dasar yang digunakan dalam teori Berikut ini adalah asumsi dasar yang digunakan dalam teori hidrodinamika pelumasan Bantalan :
hidrodinamika pelumasan Bantalan :
1.Pelumas mematuhi hukum newton tentang viskositas aliran fluida. 1.Pelumas mematuhi hukum newton tentang viskositas aliran fluida. 2.Tekanan disumsikan konstan sepanjang ketebalan film.
2.Tekanan disumsikan konstan sepanjang ketebalan film. 3.Pelumas disumsikan bersifat incompressible Fluid. 3.Pelumas disumsikan bersifat incompressible Fluid. 4.Viskositas diasumsikan konstan sepanjang film. 4.Viskositas diasumsikan konstan sepanjang film.
5.Alirannya satu dimensi (dengan kemungkinan kebocoran samping 5.Alirannya satu dimensi (dengan kemungkinan kebocoran samping diabaikan).
diabaikan).
V.Faktor penting untuk Pembentukan tebal Oli Film . V.Faktor penting untuk Pembentukan tebal Oli Film .
Menurut Reynold, faktor-fak
Menurut Reynold, faktor-faktor ini tor ini sangat penting dalam pembentukansangat penting dalam pembentukan tebal oli film dalam hidrodinamika pelumasan bantalan, yaitu :
tebal oli film dalam hidrodinamika pelumasan bantalan, yaitu : 1.Suplai oli
1.Suplai oli yang berkelanjutan (terus-menerus ada).yang berkelanjutan (terus-menerus ada). 2.gerak relatif antara dua permukaan dalam arah
2.gerak relatif antara dua permukaan dalam arah tangensial kepermukaatangensial kepermukaan.n. 3.Kemampuan salah satu permukaan untuk mengambil kecenderungan 3.Kemampuan salah satu permukaan untuk mengambil kecenderungan kecil ke permukaan lain diarah gerak relatif .
kecil ke permukaan lain diarah gerak relatif .
4.Garis aksi tekanan minyak yang dihasilkan harus sesuai dengan garis 4.Garis aksi tekanan minyak yang dihasilkan harus sesuai dengan garis kerja dari beban eksternal antara permukaan.
VI.Tipe Pelumasan. VI.Tipe Pelumasan.
Berdasarkan derajat pemisahan permukaan oleh pelumas, secara umum Berdasarkan derajat pemisahan permukaan oleh pelumas, secara umum modus pelumasan dapat dibedakan menjad
modus pelumasan dapat dibedakan menjadi 3 jenis, i 3 jenis, yaitu :yaitu : full-film lubricati
full-film lubrication, mixed on, mixed film lubrication, dan boundary film lubrication, dan boundary lubrication.lubrication.
1.Pada full film lubrication, permukaan sliding sepenuhnya dipisahkan 1.Pada full film lubrication, permukaan sliding sepenuhnya dipisahkan lapisan pelumas sehingga tak ada kontak sama sekali antara kedua lapisan pelumas sehingga tak ada kontak sama sekali antara kedua permukaan.
permukaan. Beban Beban yang yang cenderung membuat cenderung membuat kedua kedua permukaan berkontakpermukaan berkontak ditahan oleh pelumas bertekanan diantara dua permukaan.Jadi secara ideal ditahan oleh pelumas bertekanan diantara dua permukaan.Jadi secara ideal tidak terjadi keausan dan rugi gesekan hanya terjadi pada pelumas yang tidak terjadi keausan dan rugi gesekan hanya terjadi pada pelumas yang mengalami geseran. Koefisien gesekan pada full film biasanya antara 0,002 mengalami geseran. Koefisien gesekan pada full film biasanya antara 0,002 sampai 0,010, sedangkan tebal fil pelumas antara 0,008 sampai 0,02 mm. sampai 0,010, sedangkan tebal fil pelumas antara 0,008 sampai 0,02 mm.
2.Pada mixed film lubrication beberapa puncak permukaan bersentuhan dan 2.Pada mixed film lubrication beberapa puncak permukaan bersentuhan dan pada bagian
pada bagian lain lain terbentuk lapisan terbentuk lapisan pelumas, Koefisien pelumas, Koefisien gesekan pada gesekan pada modemode ini antara 0,004 sampai 0,10.
ini antara 0,004 sampai 0,10.
3.Pada boundary lubricaton terjadi kontak terus menerus antara kedua 3.Pada boundary lubricaton terjadi kontak terus menerus antara kedua permukaan,
permukaan, tetapi tetapi pelumas pelumas juga juga terus terus menerus menerus melumuri melumuri permukaanpermukaan.. Dengan demikian koefisie gesekan menjadi rendah. Koefisien gesekan Dengan demikian koefisie gesekan menjadi rendah. Koefisien gesekan untuk mode ini biasanya sekitar 0,05 sampai 0,20.
untuk mode ini biasanya sekitar 0,05 sampai 0,20.
VII. Teori pelumasan Hidrodinamik. VII. Teori pelumasan Hidrodinamik. Consentric journal bearing
Consentric journal bearing
Seperti dijelaskan sebelumnya, bahwa hydrodynamic bearing adalah Seperti dijelaskan sebelumnya, bahwa hydrodynamic bearing adalah jenis bantalan slidi
jenis bantalan sliding bearing yang paling banyang bearing yang paling banyak digunakan saat ini. Disinik digunakan saat ini. Disini kita akan membahas teori pelumasan hidrodinamik dan aplikasinya pada kita akan membahas teori pelumasan hidrodinamik dan aplikasinya pada journal
journal bearing. bearing. Pertama Pertama kita kita akan akan membahas membahas journal journal bearing bearing konsentriskonsentris yang belum mendapat bebas antara journal dan bearing sangatlah kecil. yang belum mendapat bebas antara journal dan bearing sangatlah kecil. Biasanya sekitar 1/1000 kali diameter journal. Karna itu kita dapat Biasanya sekitar 1/1000 kali diameter journal. Karna itu kita dapat memodelkannya sebagai 2 buah permukaan datar sebab gap h sangat kecil memodelkannya sebagai 2 buah permukaan datar sebab gap h sangat kecil
Jika permukaan bawah dijaga tetap diam dan permukaan atas digerakkan Jika permukaan bawah dijaga tetap diam dan permukaan atas digerakkan dengan kecepatan U, maka pelumas akan mengalami geseran. Gradient dengan kecepatan U, maka pelumas akan mengalami geseran. Gradient kecepatn akan menyebabkan distorsi sebesar β=dx/dy. Tegangan geser yang kecepatn akan menyebabkan distorsi sebesar β=dx/dy. Tegangan geser yang terjadi pada elemen fluida pelumas. Adalah proporsional dengan laju terjadi pada elemen fluida pelumas. Adalah proporsional dengan laju geseran
geseran yaitu yaitu ::
Dimana n(efisiensi cari dewek) adalh viskositas jika tebal film h konstan Dimana n(efisiensi cari dewek) adalh viskositas jika tebal film h konstan maka gradient kecepatan du/dy = u/h= konstan jadi gaya yang diperlukan maka gradient kecepatan du/dy = u/h= konstan jadi gaya yang diperlukan untuk menggerakkan plat adalah tegangan diklikan luas
untuk menggerakkan plat adalah tegangan diklikan luas permukaan yaitu :permukaan yaitu :
Pada gambar 11.14 ditunjukan bantalan luncur dengan sitem kordinat yang Pada gambar 11.14 ditunjukan bantalan luncur dengan sitem kordinat yang pusatnya
pusatnya terletak terletak pada pada tepi tepi bantalan. bantalan. dalam dalam analisis analisis ini ini dianggap dianggap bahwabahwa bantalan
kecepatan tangensial t
kecepatan tangensial t22 untuk jurnal. Perhatikan bahwa arahnya berbeda untuk jurnal. Perhatikan bahwa arahnya berbeda
akibat adanya eksentrisitas. T
akibat adanya eksentrisitas. T22 kemudian diurai menjadi 2 komponen yaitu kemudian diurai menjadi 2 komponen yaitu
U
U22 pada arah x dan V pada arah x dan V22 pada arah y. karena sudut antara T pada arah y. karena sudut antara T22dan Udan U2s2ssangatsangat
kecil sehingga nilai kosinusnya mendekati 1 maka dapat diasumsikan kecil sehingga nilai kosinusnya mendekati 1 maka dapat diasumsikan bahwa U
bahwa U22= = TT22adapun adanya komponen Vadapun adanya komponen V22 pada arah y diakibatkan oleh pada arah y diakibatkan oleh
menutup atau membukanay celah h pada saat berotasi sehingga V
menutup atau membukanay celah h pada saat berotasi sehingga V22= delta= delta
h/delta x h/delta x
Dengan menggunakan asumsi diatas dapat dituliskan persamaan Reynold Dengan menggunakan asumsi diatas dapat dituliskan persamaan Reynold yang menghubungkan tebal celah h, kecepatan relative antara bantalan dan yang menghubungkan tebal celah h, kecepatan relative antara bantalan dan journal V2 dan
journal V2 dan U1-U2 dan tekanan U1-U2 dan tekanan fluida t sebagai fluida t sebagai fungsi 2 dimensi fungsi 2 dimensi x danx dan z, serta dengan mengasumsikan bahwa journal dan bantalan adalah parallel z, serta dengan mengasumsikan bahwa journal dan bantalan adalah parallel pada arah z da
pada arah z dan viskositas n an viskositas n adalah konstadalah konstan.n.
Dimana U = Ut + U2 Dimana U = Ut + U2
Solusi long bearing : Solusi long bearing :
Persamaan diatas hanya bisa dipecahkan secara numeric. Raimondi dan Persamaan diatas hanya bisa dipecahkan secara numeric. Raimondi dan boyd
boyd menemukan menemukan metode metode pemecahannya pemecahannya yang yang menggunakan menggunakan berbagaiberbagai grafik. Namun reynold kemudian menemukan solusi pendek untuk
grafik. Namun reynold kemudian menemukan solusi pendek untuk
permasala
permasalahan tersebut dengan mengasumsikan bahwa bantalan mempunyaihan tersebut dengan mengasumsikan bahwa bantalan mempunyai panjang
panjang tak tak hingga hingga pada pada arah arah z. z. asumsi asumsi ini ini mengakibatkan aliran mengakibatkan aliran menjadimenjadi nol dan ditribusi tekanan sepanjang arah z konstan. Dengan nol dan ditribusi tekanan sepanjang arah z konstan. Dengan penyederhanaa
penyederhanaan ini persaman ini persamaan reynold man reynold menjadi :enjadi :
Solusi tersebut memberikan tekanan p pada lapisan pelumas sebagai fungsi Solusi tersebut memberikan tekanan p pada lapisan pelumas sebagai fungsi posisi angular
posisi angular sekeliling bntalan sekeliling bntalan untuk duntuk dimensi tertentu imensi tertentu dari radius dari radius journaljournal r. radial clearance c, rasio eksentrisitas, kecepatan permukaan U, dan r. radial clearance c, rasio eksentrisitas, kecepatan permukaan U, dan viskositas . ro 0 merupakan tekanan suplai pada posisi =
viskositas . ro 0 merupakan tekanan suplai pada posisi = 00
Jika p dihtung untuk rentang = 0 sampai 2pi. Karena fluida tidak dapat Jika p dihtung untuk rentang = 0 sampai 2pi. Karena fluida tidak dapat menahan tekanan negative yang besar tanpa kapitasi, persamaan tersebut menahan tekanan negative yang besar tanpa kapitasi, persamaan tersebut biasanya
biasanya dievaluasi dievaluasi hanya hanya untuk untuk rentang rentang =0 =0 sampai sampai pi pi sementara sementara tekanantekanan pada
pada belahan belahan sisi sisi yang yang laindiasumlaindiasumsikan sikan sebagai sebagai ro ro 0. 0. Somerfeld Somerfeld jugajuga menentukan persamaan untuk beban total P pada long bearing sebagai menentukan persamaan untuk beban total P pada long bearing sebagai berikut
Solusi Short
Solusi Short BearingBearing
Dalam dunia modern, bantalan panjang (long bearing) sangat jarang Dalam dunia modern, bantalan panjang (long bearing) sangat jarang digunakan karena beberapa alas an seperti batasan dimensi, pengangkutan, digunakan karena beberapa alas an seperti batasan dimensi, pengangkutan, dsb. Rasio I/ d pada bantalan modern biasanya adalah sekitar seperermpat dsb. Rasio I/ d pada bantalan modern biasanya adalah sekitar seperermpat sampai satu. Solusi long bearing mengasumsikan bahwa tidak ada sampai satu. Solusi long bearing mengasumsikan bahwa tidak ada kebocoran pelumas samping pada bantalan, namun pada rasio I/d, yan kecil kebocoran pelumas samping pada bantalan, namun pada rasio I/d, yan kecil ini, kebocoran samping dapat merupakan faktor yang sangat signifikan. ini, kebocoran samping dapat merupakan faktor yang sangat signifikan. Ocvirk dan Dubois, memecahkan persamaan reynold yang melibatkan Ocvirk dan Dubois, memecahkan persamaan reynold yang melibatkan faktor kebocoran samping.
faktor kebocoran samping.
Persamaan ini juga dapat
Persamaan ini juga dapat diintegrasikdiintegrasikan untk an untk memberikan persamaamemberikan persamaan dalamn dalam bentuk tekan
Persamaan ini disebut sebagai solusi ocvirk atau solusi short bearing. Persamaan ini disebut sebagai solusi ocvirk atau solusi short bearing. Persamaan ini biasanya dievaluasi untuk
Persamaan ini biasanya dievaluasi untuk teta cari dewek teta cari dewek =0=0 sampai πsampai π dengan mengasumsi
dengan mengasumsikan tekana sama dengan 0npada belahan sisi kan tekana sama dengan 0npada belahan sisi yang lain.yang lain. Distribusi tekana p pada arah z adalah parabolik dan puncaknya pada Distribusi tekana p pada arah z adalah parabolik dan puncaknya pada tengah panjang bantalan l dan 0 pada z kurang lebih 1/2 . tekana p tengah panjang bantalan l dan 0 pada z kurang lebih 1/2 . tekana p bervariasi secara non linear pada seluruh
bervariasi secara non linear pada seluruh tetateta dan memuncak pada kuadrandan memuncak pada kuadran 2.
2.
Nilai teta
Nilai teta maks pada p mamaks pada p maks dapat dihiks dapat dihitung denaga pertung denaga persamaan :samaan :
Dan nilai p maks dapat ditemukan dengan mensubstitusikan z=0 dan
Dan nilai p maks dapat ditemukan dengan mensubstitusikan z=0 dan teta= teta= teta maks
teta maks pada solusi short pada solusi short bearingbearing
Sudut antara arah gaya p dengan sumbu teta=π digambarkan sebagai Sudut antara arah gaya p dengan sumbu teta=π digambarkan sebagai diameter
diameter besar sudut lambing besar sudut lambing diameterdiameter dapat dicari dengandapat dicari dengan menggunakan persamaan:
Dan besarnya gaya resultan p sebgai fungsi parameter bantalan sebagai Dan besarnya gaya resultan p sebgai fungsi parameter bantalan sebagai berikut:
berikut:
Dimana kc adalah parameter tak berdimensi yang merupakan fungsi dari Dimana kc adalah parameter tak berdimensi yang merupakan fungsi dari rasio eksentrisitas:
rasio eksentrisitas:
Kemudian dengan mensubtitusikan U=πdn, dan c sama dengan c2/2, dapat Kemudian dengan mensubtitusikan U=πdn, dan c sama dengan c2/2, dapat diperoleh:
diperoleh:
RUGI-RUGI DAYA DAN TORSI PADA BANTALAN LUNCUR RUGI-RUGI DAYA DAN TORSI PADA BANTALAN LUNCUR
Gambar 11.15 menunjukan lapisan fluida yang mengalami geseran antara Gambar 11.15 menunjukan lapisan fluida yang mengalami geseran antara jurnal
jurnal dengan dengan bantalan bantalan gaya gaya gesera gesera yang yang bekerja bekerja pada pada tipa tipa elemenelemen menimbulkan torsi yang saing berlawanan T1 ada elemen yang berputar menimbulkan torsi yang saing berlawanan T1 ada elemen yang berputar dan Ts pada elemen yang diam. Namun kedua torsi ini tidak sama besar dan Ts pada elemen yang diam. Namun kedua torsi ini tidak sama besar karena danya eksentrisitas. Pasangan gaya p, 1. Bekerja pusat journal Ol karena danya eksentrisitas. Pasangan gaya p, 1. Bekerja pusat journal Ol dan yang lainnya bekerja pada pusat banlan Ox. Membentuk kopel dengan dan yang lainnya bekerja pada pusat banlan Ox. Membentuk kopel dengan besar PE sin
Perhatikan bahwa persamaan diatas = persamaan petrof untuk journal Perhatikan bahwa persamaan diatas = persamaan petrof untuk journal konsentrik, torsi tanpa beban, T
konsentrik, torsi tanpa beban, T00. Dapat dibentuk rasio torsi stasionery pada. Dapat dibentuk rasio torsi stasionery pada
bantalan ek
bantalan eksentrik terhasentrik terhadap torsi tanpa dap torsi tanpa beban sebagai beban sebagai berikut.berikut.
Rugi-rugi daya
Rugi-rugi daya tetateta pada bantalan dapat dihitung dari rota pada bantalan dapat dihitung dari rotating rokoe Tr danting rokoe Tr dan kecepatan rotasi n’
kecepatan rotasi n’
Adapun koefisien gesekan pada bantalan dapat ditentukan pada rasio antar Adapun koefisien gesekan pada bantalan dapat ditentukan pada rasio antar gaya geser tangensial dan gaya normal yang bekerja P.
gaya geser tangensial dan gaya normal yang bekerja P.
Perancangan Bantalan Hidrodinamik Perancangan Bantalan Hidrodinamik
Perancangan bantalan dilakukan untuk menemukan kombinasi Perancangan bantalan dilakukan untuk menemukan kombinasi diameter bantalan dan ataupun panjang yang dapat beropasi dengan diameter bantalan dan ataupun panjang yang dapat beropasi dengan viskositas tertentu, mempunyai clearance yang masuk akal dan dapat viskositas tertentu, mempunyai clearance yang masuk akal dan dapat dibuat, serta mempunyai ratio eksentrisitas yang akan mencegah metal to dibuat, serta mempunyai ratio eksentrisitas yang akan mencegah metal to
metal contact. Pada kondisi pembebanan yang ditentukan. Faktor beban metal contact. Pada kondisi pembebanan yang ditentukan. Faktor beban design- bilangan OCVIRK.
design- bilangan OCVIRK.
Pendekatan yang baik untuk memecahkan persoalan perancangan ini Pendekatan yang baik untuk memecahkan persoalan perancangan ini dilakukan dengan melakukan faktor beban. Tak berdimensi dengan yang dilakukan dengan melakukan faktor beban. Tak berdimensi dengan yang digunakan untuk memplot dan menghitung parameter bantalan yang lain. digunakan untuk memplot dan menghitung parameter bantalan yang lain. Persamaan gaya resulltan pada solusi short bearing dapat disusun ulang Persamaan gaya resulltan pada solusi short bearing dapat disusun ulang untuk memyediakan faktor beban ini, sebagai berikut
untuk memyediakan faktor beban ini, sebagai berikut ::
Dengan menganti faktor gaya resultan dengan tekanan rata-rata diperoleh : Dengan menganti faktor gaya resultan dengan tekanan rata-rata diperoleh : Suku yang berada ( adalah faktor beban yang tidak berdimensi atau Suku yang berada ( adalah faktor beban yang tidak berdimensi atau bilangan OV
bilangan OVRICKRICK
Gambar dibawah ini menunjukan grafik ratio eksentrisitas sebagai fungsi Gambar dibawah ini menunjukan grafik ratio eksentrisitas sebagai fungsi dari bilangan Ovrick dan juga menunjukan data eksperimental. Kurva dari bilangan Ovrick dan juga menunjukan data eksperimental. Kurva hubungan antaran rasio eksentrisitas dengan bilangan ovrick diuat dengan hubungan antaran rasio eksentrisitas dengan bilangan ovrick diuat dengan melakukan kurva vitting pada data yang ada. Adapun kurva empiric dapat melakukan kurva vitting pada data yang ada. Adapun kurva empiric dapat diaproksima
Adapun perhitungan parameter-parameter bantalan lain dapat dihitung Adapun perhitungan parameter-parameter bantalan lain dapat dihitung dengan menggunakan
dengan menggunakan persamaan-pepersamaan-persamaan diatas.rsamaan diatas.
Prosedur perancangan beban dan kecepatan biasanya sudah diketahui, jika Prosedur perancangan beban dan kecepatan biasanya sudah diketahui, jika poros sudah dirancang untuk beban dan defleksi tertentu maka diameternya poros sudah dirancang untuk beban dan defleksi tertentu maka diameternya akan diketahui. Adapun panjang atau rasio I/d harus dipilih dengan akan diketahui. Adapun panjang atau rasio I/d harus dipilih dengan pertimbang
pertimbangan an pengemasannya. pengemasannya. Semakin Semakin besar besar rasio rasio I/d I/d maka maka akanakan memberikan tekanan lapisan pelumas yang lebih rendah. Rasio clearance memberikan tekanan lapisan pelumas yang lebih rendah. Rasio clearance didefisinikan sebagai Cd/d. biasanya rasio clearance ini berkisar antara didefisinikan sebagai Cd/d. biasanya rasio clearance ini berkisar antara 0,001-0,002 dan kadang kadang sampai mencapai 0,003. Semakin besar 0,001-0,002 dan kadang kadang sampai mencapai 0,003. Semakin besar rasio clearance akan meningkatkan faktor beban. Semakin besar bilangan rasio clearance akan meningkatkan faktor beban. Semakin besar bilangan ovrick akan memberikan eksentrisitas, tekanan, dan torsi yang lebih besar ovrick akan memberikan eksentrisitas, tekanan, dan torsi yang lebih besar tetapi peningkatannya akan semakin kecil pada bilangan nilai ovrick yang tetapi peningkatannya akan semakin kecil pada bilangan nilai ovrick yang
Keuntungan rasio clearance adalah aliran pelumas yang semakin besar yang Keuntungan rasio clearance adalah aliran pelumas yang semakin besar yang akan megakibatkan pendinginan yang semakin cepat. Adapun rasio I/d yang akan megakibatkan pendinginan yang semakin cepat. Adapun rasio I/d yang semakin besar akan memerlukan rasio clearance yang lebih besar untuk semakin besar akan memerlukan rasio clearance yang lebih besar untuk mencegah metal to metal contact akibat defleksi poros. Bilangan ovrick mencegah metal to metal contact akibat defleksi poros. Bilangan ovrick dapat dipilih, sedangkan viskositas pelumas yang diperluka dapat dihitung dapat dipilih, sedangkan viskositas pelumas yang diperluka dapat dihitung dengan persamaan-persamaan yang sesuai. Jika dimensi poros belum dengan persamaan-persamaan yang sesuai. Jika dimensi poros belum ditentukan, diameter dan panjang bantalan dapat diliterasi dengan ditentukan, diameter dan panjang bantalan dapat diliterasi dengan menggunakan bilangan ovrick yang diasumsikan. Jenis pelumas dipilih menggunakan bilangan ovrick yang diasumsikan. Jenis pelumas dipilih dengan trial and error dan viskositasnya dicari dengan menggunakan dengan trial and error dan viskositasnya dicari dengan menggunakan temperatu
temperature operasi re operasi yang diasumsikan dengan menggunakan grafik yang diasumsikan dengan menggunakan grafik padapada
gambar 11.7 . setelah bantalan dirancang analisi aliran fluida dan gambar 11.7 . setelah bantalan dirancang analisi aliran fluida dan perpindahan panas
perpindahan panas dapat dilakukan dapat dilakukan dengan menentukan dengan menentukan laju pelumas laju pelumas yangyang diperlukan. Analisis ini dilakukan menggunakan beberapa metode seperti diperlukan. Analisis ini dilakukan menggunakan beberapa metode seperti pada machi
Rasio tekanan dan rasio torsi vs bilangan orvick untuk bantalan pendek. Rasio tekanan dan rasio torsi vs bilangan orvick untuk bantalan pendek.
Pemilihan bilangan ovrick mempunyai efek yang signifikan terhadap Pemilihan bilangan ovrick mempunyai efek yang signifikan terhadap rancangan. Untuk itu B.B Dubois telah menawarkan beberapa panduan rancangan. Untuk itu B.B Dubois telah menawarkan beberapa panduan dengan menyarankan nilai bilangan orvick O
dengan menyarankan nilai bilangan orvick O N N= 30(epsilon 0,82) sebagai= 30(epsilon 0,82) sebagai
batas
batas atas atas untuk untuk pembebanapembebanan n moderate Omoderate O N N= 60( epsilonnya 0,90) sebagai= 60( epsilonnya 0,90) sebagai
batas untuk
batas untuk kondisi pembebanan Heavy kondisi pembebanan Heavy dan Odan O N N= 90(epsilon 0,93) sebagai= 90(epsilon 0,93) sebagai
batas
batas untuk untuk kondisi kondisi pembebanpembebanan an Severe.pada Severe.pada bilangan bilangan ovrick ovrick yang yang lebihlebih besar dari
besar dari 30 30 harus harus diberikan perhatian diberikan perhatian ekstra untuk ekstra untuk mengcontrol toleransimengcontrol toleransi pembuatan,
pembuatan, defleksi defleksi dan dan surface surface finishing. finishing. untuk untuk pembuatan pembuatan bantalanbantalan secara umum akan lebih baik bila bilangan ovrick dijaga dibawah 30.
VII. Sifat Pelumas VII. Sifat Pelumas
Meskipun terdapat banyak sifat prinsip yang sebuah pelumas sebaiknya Meskipun terdapat banyak sifat prinsip yang sebuah pelumas sebaiknya lolos, tetapi berikut ini penting dari
lolos, tetapi berikut ini penting dari titik pandang subjek yang dilumasi.titik pandang subjek yang dilumasi. 1.
1. ViskositasViskositas
Ini adalah ukuran penting derajat fluiditas (daya alir) dari sebuah Ini adalah ukuran penting derajat fluiditas (daya alir) dari sebuah cairan. Ini adalah sifat fisik melalui bentuk dimana sebuah oli cairan. Ini adalah sifat fisik melalui bentuk dimana sebuah oli membentuk, mempertahankan dan memberikan ketahanan terhadap membentuk, mempertahankan dan memberikan ketahanan terhadap pemisahan
pemisahan lapisan lapisan bantalan bantalan di di bawah bawah tekanan tekanan dan dan panas. panas. SemakinSemakin besar
besar panas panas dan dan tekanan, tekanan, semakin semakin besar besar pula pula viskositas viskositas diperlukandiperlukan dari sebuah pelumas untuk mencegah penipisan dan penyemprotan dari sebuah pelumas untuk mencegah penipisan dan penyemprotan keluar dari pelapisan. Viskositas pelumas diukur oleh saybolt keluar dari pelapisan. Viskositas pelumas diukur oleh saybolt universal viscometer. Ini menentukan waktu yang di tentukan untuk universal viscometer. Ini menentukan waktu yang di tentukan untuk sebuah volume standar dari oli pda temperature tertentu untuk sebuah volume standar dari oli pda temperature tertentu untuk mengalir dibawah ketinggian tertentu melalui sebuah tube (tabung) mengalir dibawah ketinggian tertentu melalui sebuah tube (tabung) diameter dan panjang standar. Untuk mengubah saybolt universal diameter dan panjang standar. Untuk mengubah saybolt universal viscositas dalam second keviskositas absolut (dalam centipoise) viscositas dalam second keviskositas absolut (dalam centipoise) rumusan berikut ini bisa digunakan.
rumusan berikut ini bisa digunakan.
Dimana : Z = viskositas absolut pada temperatur t, dalam centipoise. Dimana : Z = viskositas absolut pada temperatur t, dalam centipoise.
S = saybolt universal viscosity, dalam seconds. S = saybolt universal viscosity, dalam seconds.
ρ.t = spesifik gravity dari pelumas pada temperature t ρ.t = spesifik gravity dari pelumas pada temperature t
Catatan : dapat dilihat pada tabel di atas bahwa viskositas oli Catatan : dapat dilihat pada tabel di atas bahwa viskositas oli menurun ketika temperaturnya meninggkat. Satuan viskositas menurun ketika temperaturnya meninggkat. Satuan viskositas absolut adalah poise, tetapi biasanya digunakan sebagai centipoise, absolut adalah poise, tetapi biasanya digunakan sebagai centipoise, 1 centipoise sama dengean 0,01 poise sama dengan 0,01 1 centipoise sama dengean 0,01 poise sama dengan 0,01 dyne.sec/cm2.
dyne.sec/cm2.
Poise adalah gaya dalam dyne yang diperlukan untuk menggerakan Poise adalah gaya dalam dyne yang diperlukan untuk menggerakan salah satu muka dari 1 cm3 cairan dengan sebuah kecepatan/detik salah satu muka dari 1 cm3 cairan dengan sebuah kecepatan/detik
2.
2. Oilines (kebasahan oleh oli)Oilines (kebasahan oleh oli)
Ini adalah sifat kesatuan dari pelumas dan permukaan bantalan Ini adalah sifat kesatuan dari pelumas dan permukaan bantalan dalam kon-tak. Ini adalah ukuran kualitas pelumas dibawh kondisi dalam kon-tak. Ini adalah ukuran kualitas pelumas dibawh kondisi batas
batas dimana dimana metal metal dasar dasar terhadap terhadap metal metal dicegah dicegah hanaya hanaya oleholeh lapisan yang terserap. Tidak ada ukuran yang mutlak daru oiliness. lapisan yang terserap. Tidak ada ukuran yang mutlak daru oiliness. 3.
3. Spesifik grafitySpesifik grafity
Saat ini tidak mempunyai hubungan terhadap nilai pelumasan tetapi Saat ini tidak mempunyai hubungan terhadap nilai pelumasan tetapi berguna
berguna dalam dalam mengubah mengubah viskositas viskositas kinematic kinematic ke ke viskositasviskositas absolut. Secara matematika viskositas absolut = ρ x viskositas absolut. Secara matematika viskositas absolut = ρ x viskositas kinematic (dalam centistokes)
kinematic (dalam centistokes)
Dimana : ρ = spesifik grafity dari oli Dimana : ρ = spesifik grafity dari oli
Spesifik grafity dari kebanyakan oli pada 15.5
Spesifik grafity dari kebanyakan oli pada 15.5 c bervariasi dari 0,86c bervariasi dari 0,86 sampai 0.95. spesifik grafity pada tiap temperature yang lain t bisa sampai 0.95. spesifik grafity pada tiap temperature yang lain t bisa diperoleh dari persamaan berikut ini :
diperoleh dari persamaan berikut ini :
4.
4. Viscositas index (VI)Viscositas index (VI)
Istilah viskositas indekx digunakan untuk menandai drajad variasi Istilah viskositas indekx digunakan untuk menandai drajad variasi viscosi-tas dengan temperature.
viscosi-tas dengan temperature. 5.
5. Flash pointFlash point
Ini adalah temperature terendah pada mana oli untuk memberikan Ini adalah temperature terendah pada mana oli untuk memberikan penguapan
penguapan yang yang cukup cukup untuk untuk mendukung mendukung penyalaan penyalaan sesaat sesaat tanpatanpa secara nyata menyalakan api terhadap oli ketika sebuah api dibawa secara nyata menyalakan api terhadap oli ketika sebuah api dibawa sekitar 6 [mm] pada permukaan oli.
sekitar 6 [mm] pada permukaan oli. 6.
6. Titik apiTitik api
Ini adalah temperature dimana sebuah oli memberikan penguapan Ini adalah temperature dimana sebuah oli memberikan penguapan yang cukup untuk membakarnya secara terus menerus ketika yang cukup untuk membakarnya secara terus menerus ketika dinyalakan.
dinyalakan. 7.
7. Titik tuang atau titik pembekuanTitik tuang atau titik pembekuan
Ini adalah temperature dimana sebuah oli akan berhenti untuk Ini adalah temperature dimana sebuah oli akan berhenti untuk mengalir ketika didinginkan.
Angka karakteristik dan modulus
Angka karakteristik dan modulus bantalan journalbantalan journal
Koefisien gesek dalam design bantalan adalah sangat penting, Koefisien gesek dalam design bantalan adalah sangat penting, karena ini memberikan sebuah cara untuk menentukan kerugian karena ini memberikan sebuah cara untuk menentukan kerugian tenaga (power) karena gesekan bantalan. Ini telah ditunjukan oleh tenaga (power) karena gesekan bantalan. Ini telah ditunjukan oleh percobaan bahwa
percobaan bahwa koefisen koefisen gesek gesek untuk untuk bantalan bantalan jurnal jurnal berpelumasberpelumas penuh adalh s
penuh adalh sebuah fungsi dari ebuah fungsi dari tiga variabtiga variabel yaitu:el yaitu: i) ZN / p i) ZN / p Ii) d /c Ii) d /c Iii) l / d Iii) l / d
Oleh karena itu koefisien gesek bisa
Oleh karena itu koefisien gesek bisa dinyatakan sebagai,dinyatakan sebagai, μ = Ø [ ZN /p, d /c l / d ] μ = Ø [ ZN /p, d /c l / d ] Dimana : Dimana : μ = koefisien gesek μ = koefisien gesek Ø = hubungan fungsional Ø = hubungan fungsional Z =
Z = viscositas absolut pelumas dalam centipoiseviscositas absolut pelumas dalam centipoise N = kecepat
N = kecepatan journal dalam an journal dalam rpmrpm
P = tekanan bantalan pada luasan proyeksi bantalan P = tekanan bantalan pada luasan proyeksi bantalan L = panjang bantalan [ cm ]
L = panjang bantalan [ cm ] D = diameter bantalan [ cm ] D = diameter bantalan [ cm ]
C = perbedaan diameter bishing dan diameter journal [ cm ] C = perbedaan diameter bishing dan diameter journal [ cm ]
Besaran ZN/p, diistilahakan sebagai angka karakteristik bantalan Besaran ZN/p, diistilahakan sebagai angka karakteristik bantalan (bearing characteristic number) dan adalah anka tanpa dimensi. (bearing characteristic number) dan adalah anka tanpa dimensi. Boundary lubrication atau pelumasan tidak sempurna berada antara Boundary lubrication atau pelumasan tidak sempurna berada antara r dan s pada kurva. Ini adalah daerah dimana viskositas berhenti r dan s pada kurva. Ini adalah daerah dimana viskositas berhenti untuk menjadi sebuah ukuran karakteristik gesekan kecuali oilness untuk menjadi sebuah ukuran karakteristik gesekan kecuali oilness pelumas
pelumas adalah adalah efektif efektif dalam dalam mencegah mencegah kontak kontak metal metal ke ke metalmetal sempurna dan mengauskan suku cadang.
sempurna dan mengauskan suku cadang.
Ini mungkin bisa dicatat bahwa bagian pq dari kurva Ini mungkin bisa dicatat bahwa bagian pq dari kurva menggambarkan kondisi operasi stabil, karena dari tiap titik menggambarkan kondisi operasi stabil, karena dari tiap titik stabilitas sebuah penurunan dalam viskositas z akan mengurang stabilitas sebuah penurunan dalam viskositas z akan mengurang
yang diikuti oleh sebuah penurunan tempeatu bantalan yang akan yang diikuti oleh sebuah penurunan tempeatu bantalan yang akan mengangkat viskositas z
mengangkat viskositas z
Koefisien gesek bantalan journal Koefisien gesek bantalan journal
Untuk menentukan koefisen gesek untuk bantalan jurnal penuh yang Untuk menentukan koefisen gesek untuk bantalan jurnal penuh yang dilumasi dengan baik hubungan emprik berikut ini didasarkan pada dilumasi dengan baik hubungan emprik berikut ini didasarkan pada data eksperimental biasa digunakan.
data eksperimental biasa digunakan. Koefisien gesek,
Koefisien gesek, Μ = 33 / 10
Μ = 33 / 101010[ ZN / p ] [ d / c ] + k[ ZN / p ] [ d / c ] + k
Dimana Z, N, p, d, dan c mempunyai arti yang sama seperti yang Dimana Z, N, p, d, dan c mempunyai arti yang sama seperti yang didiskusikan didepan.
didiskusikan didepan.
K = faktor koreksi untuk kebocoran ujung. K = faktor koreksi untuk kebocoran ujung. Nilai operasi dari ZN / p
Nilai operasi dari ZN / p sebaiknya dibandisebaiknya dibandingkan dengan nilai ngkan dengan nilai yangyang diberikan dalam tabel untuk memastikan batas aman antara kondisi diberikan dalam tabel untuk memastikan batas aman antara kondisi operasi dan titik pecahnya lapisan pelumas.
operasi dan titik pecahnya lapisan pelumas. Catatan :
Catatan : 1)
1) Tekanan pada mana lapisan oli pecah sehingga memicu kontakTekanan pada mana lapisan oli pecah sehingga memicu kontak metal ke metal diketahui sebagai tekanan kritis atau
metal ke metal diketahui sebagai tekanan kritis atau tekanan operasitekanan operasi minimum. Hal ini diperoleh melalui hubungan empiris berikut : minimum. Hal ini diperoleh melalui hubungan empiris berikut : P = ZN / 475 x 10
P = ZN / 475 x 1066 [ d /c ] [ d /c ] 22 [ l / l+ d] [ l / l+ d] 2)
2) Untuk tujuan desainUntuk tujuan desain ZN / p [ d/ c ]
ZN / p [ d/ c ]22 = 1,43 x 10 = 1,43 x 1099disebut sebagai sommrfeld numberdisebut sebagai sommrfeld number 3)
3) Kelonggaran diametral c dalam sebuah bantalan sebaiknya cukup kecilKelonggaran diametral c dalam sebuah bantalan sebaiknya cukup kecil untuk menghasilkan gradient kecepatan yang diperlukan sehingga tekanan untuk menghasilkan gradient kecepatan yang diperlukan sehingga tekanan yang terbentuk akan mendukung beban. Juga kelonggaran yang kecil yang terbentuk akan mendukung beban. Juga kelonggaran yang kecil keuntungan penurunan kebocoran sisi. Bagaimanapun kelebihan harus keuntungan penurunan kebocoran sisi. Bagaimanapun kelebihan harus dibuat untuk toleransi manufaktur dalam journal dan bantalan bushing. dibuat untuk toleransi manufaktur dalam journal dan bantalan bushing. Kelonggaran yang umum digunakan dalam mesin -mesin industri adalah Kelonggaran yang umum digunakan dalam mesin -mesin industri adalah 0,025 [mm] per cm diemeter journal. Ketebalan minimum lapisan oli bisa 0,025 [mm] per cm diemeter journal. Ketebalan minimum lapisan oli bisa diasumsikan
diasumsikan sebagai sebagai c/ c/ 4.4. 4)
4) Ratio kelonggaran diametral dan diameter journal [ c/d] dikenal sebagaiRatio kelonggaran diametral dan diameter journal [ c/d] dikenal sebagai ratio kelonggaran
5)
5) Jika panjang journal sama dengan diameter journal maka bantalanJika panjang journal sama dengan diameter journal maka bantalan dikatakan sebagai bantalan persegi (square bearing ). Sebaliknya jika I/D < dikatakan sebagai bantalan persegi (square bearing ). Sebaliknya jika I/D < 1 maka disebut short bearing dan jika
1 maka disebut short bearing dan jika I/D>1 maka disebut long bearing.I/D>1 maka disebut long bearing. 6)
6) Karena kebocoran samping pelumas dari bantalan, maka tekanan dalamKarena kebocoran samping pelumas dari bantalan, maka tekanan dalam lapisan adalah atmosfer pada ujung bantalan. Tekana rata-rata akan menjadi lapisan adalah atmosfer pada ujung bantalan. Tekana rata-rata akan menjadi lebih tinggi untuk bearing panjang dari pada bearing pendek atau square. lebih tinggi untuk bearing panjang dari pada bearing pendek atau square. Oleh karna itu dari titik pandang kebocoran samping sebuah bearing Oleh karna itu dari titik pandang kebocoran samping sebuah bearing dengan ratio I/D yang besar lebih disukai. Bagaiomanapun persyaratan dengan ratio I/D yang besar lebih disukai. Bagaiomanapun persyaratan ruang, toleransi, manufaktur dan defleksi poros lebih baik dipenuhi dengan ruang, toleransi, manufaktur dan defleksi poros lebih baik dipenuhi dengan bearing
bearing pendek. pendek. Nilai Nilai i/d i/d bisa bisa diambil diambil 1 1 sampai sampai 2 2 untuk untuk mesin mesin industriindustri umum. Dalam bantalan poros engkol ratio sering diambil kurang dari 1. umum. Dalam bantalan poros engkol ratio sering diambil kurang dari 1. Panas yang dibangkitkan dalam bantalan journal
Panas yang dibangkitkan dalam bantalan journal
Panas yang dibangkitkan dalam sebab bantalan adalah karena gesekan Panas yang dibangkitkan dalam sebab bantalan adalah karena gesekan cairan dan gesekan suku cadang yang mempunyai gerakan relatif. Secara cairan dan gesekan suku cadang yang mempunyai gerakan relatif. Secara matematik
matematika panas a panas yang dibangkitkan bantalan,yang dibangkitkan bantalan, Hg = Hg = μ W V [Kg.m/menit]μ W V [Kg.m/menit] Hg = μ W V / J [kcal/menit] Hg = μ W V / J [kcal/menit] μ = koefisien gesek μ = koefisien gesek W = beban pada bantalan W = beban pada bantalan V = keceatan penggesekan V = keceatan penggesekan N = kecepa
N = kecepatan journaltan journal
J = persamaan panas mekanik = 427
J = persamaan panas mekanik = 427 [Kg.m/kca[Kg.m/kcal]l]
Setelah kesetimbangan panas tercapai panas akan dilepas pada permukaan Setelah kesetimbangan panas tercapai panas akan dilepas pada permukaan luar bantalan dengan pada laju yang sama ketika panas tersebut luar bantalan dengan pada laju yang sama ketika panas tersebut dibangkitkan dalam lapisan oli. Jumlah panas yang dibuang akan dibangkitkan dalam lapisan oli. Jumlah panas yang dibuang akan tergantung pada perbedaan temperatur, ukurna, massa dari permukaan yang tergantung pada perbedaan temperatur, ukurna, massa dari permukaan yang menyebarkan dan pada jumlah udara yang mengalir pada sekeliling menyebarkan dan pada jumlah udara yang mengalir pada sekeliling
bantalan. Bagai
bantalan. Bagaimanapun untuk desain bantalan yang baik luas pembuanganmanapun untuk desain bantalan yang baik luas pembuangan panas sebenar
panas sebenarnya dapat dinynya dapat dinyatakan dalam atakan dalam istilah luas pistilah luas proyeksi dari royeksi dari journal.journal. Panas yang dibuang oleh bantalan
Panas yang dibuang oleh bantalan Hd = C.A (tb-ta) [ kcal/ment] Hd = C.A (tb-ta) [ kcal/ment] C =
C = koefisien pembuangan panas.koefisien pembuangan panas. A = luasan proyeksi bantalan A = luasan proyeksi bantalan Tb =
Tb = temperatur permukaatemperatur permukaan bantalann bantalan Ta = temperatur udara sekeliling Ta = temperatur udara sekeliling
Nilai C telah ditentukan secara eksperimental oleh O.Lasche. Nilai tersebut Nilai C telah ditentukan secara eksperimental oleh O.Lasche. Nilai tersebut jenis bantal
jenis bantalan, ventilasian, ventilasinya, dan perbednya, dan perbedaan temperturaan tempertur.. Nilai rat
Nilai rata-rata dari C a-rata dari C untuk bantalan untuk bantalan journal bisa dijournal bisa diambil sebagaambil sebagai beriukuti beriukut Bantalan tidak berventilasi : 0,0002 sampai 0,0006
Bantalan tidak berventilasi : 0,0002 sampai 0,0006 Bantalan berventila
Bantalan berventilasi baik : si baik : 0,0007 sampai 0,00200,0007 sampai 0,0020
Ini telah ditunjukan dalam percobaan bahwa temperatur dari bantalan (tb) Ini telah ditunjukan dalam percobaan bahwa temperatur dari bantalan (tb) kira-kira ditengah tengah antara temperatur lapisan oli (t0) dan temperatur kira-kira ditengah tengah antara temperatur lapisan oli (t0) dan temperatur udara luar udara luar tb-ta = 1/2 [t0-ta] tb-ta = 1/2 [t0-ta] Catatan: Catatan:
1.Untuk deasin bantalan yang baik temperatir lapisan oli sebaiknya tidak 1.Untuk deasin bantalan yang baik temperatir lapisan oli sebaiknya tidak lebih dari 60 derajat celcius jika tidak viskositas oli menurun secara cepat lebih dari 60 derajat celcius jika tidak viskositas oli menurun secara cepat dan operasi bantalan akan menderita. Temperatur lapisan oli sering kali dan operasi bantalan akan menderita. Temperatur lapisan oli sering kali disebut operating temperatur bantalan.
disebut operating temperatur bantalan.
2.Jika temperatur lapisan oli lebih tinggi maka bantalan tersebut 2.Jika temperatur lapisan oli lebih tinggi maka bantalan tersebut didinginkan oleh sirkulasi air melaui lilitan yang dibentuk dalam
didinginkan oleh sirkulasi air melaui lilitan yang dibentuk dalam bantalan.bantalan. 3.Massa oli untuk embuang panas yang dibangkitkan pada bantalan dapat 3.Massa oli untuk embuang panas yang dibangkitkan pada bantalan dapat diperoleh melaui penyamaan panas yang dibangkitkan terhadap panas yang diperoleh melaui penyamaan panas yang dibangkitkan terhadap panas yang dikeluarkan oleh oli.
Prosedur desain bantalan journal Prosedur desain bantalan journal
Prosedur ini dapat dipakai dalam mendesain bantalan journal ketika beban Prosedur ini dapat dipakai dalam mendesain bantalan journal ketika beban bantalan, di
bantalan, diameterameter, dan kecepatan po, dan kecepatan poros dketahui.ros dketahui.
1.Tentukan panjang bantalan dengan memilih ratio I/d dari tabel. 1.Tentukan panjang bantalan dengan memilih ratio I/d dari tabel.
2.Periksa tekana bantalan p= W/id dari tabel untuka angka yang mungkin 2.Periksa tekana bantalan p= W/id dari tabel untuka angka yang mungkin memenuhi.
memenuhi.
3.Asumsikan sebuah pelumas dari tabel dan temperatur operasinya. 3.Asumsikan sebuah pelumas dari tabel dan temperatur operasinya.
4.Temperatur ini sebaiknya berada diantara 26,5 dan 60 derajat celcius 4.Temperatur ini sebaiknya berada diantara 26,5 dan 60 derajat celcius dengan 82 derajat celcius sebagai temperatur tinggi untuk seperti turbin dengan 82 derajat celcius sebagai temperatur tinggi untuk seperti turbin uap.
uap.
5.Tentukan nilai operasi dari ZN/p untuk temperatur bantalan yang 5.Tentukan nilai operasi dari ZN/p untuk temperatur bantalan yang diasumsikan dan periksa nilai ini dengan nilai
diasumsikan dan periksa nilai ini dengan nilai yang berhbungan dalam tabelyang berhbungan dalam tabel untuk menentukan kemungkinan menjaga operasi lapisan fluid.
untuk menentukan kemungkinan menjaga operasi lapisan fluid. 6.Asumsikan
6.Asumsikan kelonggaran kelonggaran ratio ratio c/dc/d
7.Tentuika koefisien gesek dengan menggunakan hubungan yang 7.Tentuika koefisien gesek dengan menggunakan hubungan yang didiskusikan dalam paragraf sebelumnya.
didiskusikan dalam paragraf sebelumnya.
8.Tentuikan panas yang dibangkitkan dengan persamaan dalam paragraf 8.Tentuikan panas yang dibangkitkan dengan persamaan dalam paragraf sebelumnya.
sebelumnya.
9.Tentukan panas yang dibuang dengan memenuhi persamaan pada 9.Tentukan panas yang dibuang dengan memenuhi persamaan pada paragraf se
paragraf sebelumnya.belumnya.
10.Tentukia kesetimbangan thermal untuk melihat bahwa panas yang 10.Tentukia kesetimbangan thermal untuk melihat bahwa panas yang dibuang menjadi paling tidak sama dengan panas yang dibangkitkan. dibuang menjadi paling tidak sama dengan panas yang dibangkitkan. Dalam kasus panas yang dibangkitkan lebih besar dari
Dalam kasus panas yang dibangkitkan lebih besar dari panas yang dibuang,panas yang dibuang, maka bearing harus dirancang ulang atau secara artifisial didinginkan maka bearing harus dirancang ulang atau secara artifisial didinginkan dengan air.
dengan air.
Bantalan journal Solid Bantalan journal Solid
Bantalan solid adalah bentuk palimnhg sedrhana dari bantalan journal. Ini Bantalan solid adalah bentuk palimnhg sedrhana dari bantalan journal. Ini dari sebuah blok besi tuang dengan lubang utnukmporos yang memberikan dari sebuah blok besi tuang dengan lubang utnukmporos yang memberikan running fit (suaian jalan putar). Bagian bawah dari blok tersebut diperlebar running fit (suaian jalan putar). Bagian bawah dari blok tersebut diperlebar untuk embentuk plat dasar atau alas dengan dua lubang untuk rumah baut untuk embentuk plat dasar atau alas dengan dua lubang untuk rumah baut untuk mengencangkannya pada rangka mesin. Kerugian utama dari
1.Tida
1.Tidak ada k ada bagian penyesuaian jika aus.bagian penyesuaian jika aus. 2.Poros harus lolos masuk
2.Poros harus lolos masuk kedalam bearing secara aksial.kedalam bearing secara aksial.
Karena tidak ada bagian penyesuaian keausan, oleh karena itu
Karena tidak ada bagian penyesuaian keausan, oleh karena itu tipe bantalantipe bantalan ini digunakan jika kecepatan poros tidak sangat tinggi dan poros hanya ini digunakan jika kecepatan poros tidak sangat tinggi dan poros hanya membawa beban ringan.
membawa beban ringan. Bantalan Bushing Bantalan Bushing Bantalan
Bantalan bushing bushing adalah adalah bantalan bantalan solid solid yang yang diperbaiki diperbaiki denga denga disediakandisediakan sebuah bush dari perunggu atau metal gun. Sisi luar dari bush adalah sebuah bush dari perunggu atau metal gun. Sisi luar dari bush adalah suiaian yang bergerak dalam lubang dari casting, sementara itu sisi suiaian yang bergerak dalam lubang dari casting, sementara itu sisi dalamnya adalah suaian jalan putar untuk poros. Ketika bush terauskan, dalamnya adalah suaian jalan putar untuk poros. Ketika bush terauskan, maka akan mudah digantikan. Dalam bantalan kecil, gaya geseknya sendiri maka akan mudah digantikan. Dalam bantalan kecil, gaya geseknya sendiri menahan bantalan pada posisinya tetapi utnuk poros yang memindahkan menahan bantalan pada posisinya tetapi utnuk poros yang memindahkan power
power yang yang tinggi tinggi digunakan digunakan baut baut tanam tanam untuk untuk mencegah mencegah rotasi rotasi dandan pergeser
pergeseran dari bushinan dari bushing.g.
Bantalan belah (split) atau plummer blok Bantalan belah (split) atau plummer blok
Sebuah bantalan split digunakan untuk poros yang
Sebuah bantalan split digunakan untuk poros yang berputar pada kecepatanberputar pada kecepatan tinggi dan membawa beban berat.
tinggi dan membawa beban berat.
Sebuah bantalan split terdiri dari landasan besi tuang yang disebut juga blok Sebuah bantalan split terdiri dari landasan besi tuang yang disebut juga blok atau pedestal, metal senjata atau phosphor bronze brasses, bushing yang atau pedestal, metal senjata atau phosphor bronze brasses, bushing yang dibuat dalam dua bagian dan sebuah tutup besi tuang. Dua bagian dari dibuat dalam dua bagian dan sebuah tutup besi tuang. Dua bagian dari perunggu
perunggu ditahan ditahan bersama bersama oleh oleh sebuah sebuah tutup tutup dengan dengan baut baut baja baja dan dan murmur.. Kadang kadang shim / ganjal tipis disisipkan antara tutup dan landasan Kadang kadang shim / ganjal tipis disisipkan antara tutup dan landasan untuk mengatur penyesuaian karena keausan. Ketika bagian bawah aus, untuk mengatur penyesuaian karena keausan. Ketika bagian bawah aus, satu atau dua
satu atau dua shim dilepaskan dan kemudian ditutup dikencangkan melauimshim dilepaskan dan kemudian ditutup dikencangkan melauim baut.
baut.
Brases disediakan dengan collar atau flange pada kedua sisi untuk Brases disediakan dengan collar atau flange pada kedua sisi untuk mencegah gerakan aksial. Untuk mencegah putarannya bersama poros, mencegah gerakan aksial. Untuk mencegah putarannya bersama poros, empat metoda berikut biasa digunakan :
1.Penyempit
1.Penyempitan diberikan pada an diberikan pada sisi.sisi.
2.Sebuah tonjolan sempit dibuat pada bagian atas , yang pas bagian dalam . 2.Sebuah tonjolan sempit dibuat pada bagian atas , yang pas bagian dalam . Lubang oli ditembuskan melaui snug atau
Lubang oli ditembuskan melaui snug atau tonjolan menggunakan bortonjolan menggunakan bor..
3.Dibuat tangga segi empat pada sisi luar dan mereka dibuat untuk sesuai 3.Dibuat tangga segi empat pada sisi luar dan mereka dibuat untuk sesuai dengan bagian dalam lubang yang berkaitan .
dengan bagian dalam lubang yang berkaitan .
4.Tangga dibuat oktagonal pada sisi luar dan mereka dibuat untuk sesuai 4.Tangga dibuat oktagonal pada sisi luar dan mereka dibuat untuk sesuai dengan bagian dalam lubang berkaitan.
dengan bagian dalam lubang berkaitan.
Desain tutup dan bantalan baut Desain tutup dan bantalan baut
Ketika digunakan bantalan split, tutup bantalan dikencangkan pada bagian Ketika digunakan bantalan split, tutup bantalan dikencangkan pada bagian atas. Beban biasanya dibawa oleh bantalan , bukan tutup, teteapi dalam atas. Beban biasanya dibawa oleh bantalan , bukan tutup, teteapi dalam beberapa
beberapa kasus, kasus, misalnya misalnya ujung ujung bantalan bantalan penghubung penghubung split split dalam dalam mesinmesin uap kerja ganda, beban dapat dipertimbangkan datang pada tutup ari uap kerja ganda, beban dapat dipertimbangkan datang pada tutup ari bantalan.
bantalan. Oleh Oleh karena karena itu itu tutup tutup dan dan baut baut yang yang menahan menahan kebawah kebawah harusharus didesain untuk beban penuh. Tutup bantalan umunya diarahkan sebagai didesain untuk beban penuh. Tutup bantalan umunya diarahkan sebagai beam
beam yang yang didukung didukung secara secara sederhana sederhana , , didukung didukung olehg olehg penahan penahan bautbaut kebawah dan dibebani pada pusat.
kebawah dan dibebani pada pusat. Pastikan
Pastikan
W = beban yang didukung pada pusat. W = beban yang didukung pada pusat.
A = jarak antara pusat untuk penahan kebawah A = jarak antara pusat untuk penahan kebawah L = panjang bantalan
L = panjang bantalan T = ketebalan tutup T = ketebalan tutup
Kita tahu bahwa momen bending pada pusat Kita tahu bahwa momen bending pada pusat M = W.a/4
M = W.a/4
Dan modulus penampang tutup Dan modulus penampang tutup Z = 1/6 l.t
Catatan: Catatan:
Ketika sebuah lubang oli dibuat pada tutup, maka diameter lubang tersebut Ketika sebuah lubang oli dibuat pada tutup, maka diameter lubang tersebut sebaiknya dikurangkan dari panjang bantalan.
sebaiknya dikurangkan dari panjang bantalan.
Tutup bantalan tersebut sebaiknya juga diteliti untuk kekakuannya. Tutup bantalan tersebut sebaiknya juga diteliti untuk kekakuannya.
Kita tahu unutk beam yang didukung sederhana yang dobebani pada pusat Kita tahu unutk beam yang didukung sederhana yang dobebani pada pusat maka defleksinya
maka defleksinya Δ = W.A
Δ = W.A33 48 E.I48 E.I T = 0,63 a
T = 0,63 a33 √W / Ei√W / Ei δδ
Defleksi
Defleksi tutup tutup sebaiknya sebaiknya dibatasi dibatasi sekitar sekitar 0,025 0,025 [mm][mm]
Untuk mendesain baut penahan kebawah, beban pada masing-masing baut Untuk mendesain baut penahan kebawah, beban pada masing-masing baut diambil 33% lebih tinggi dari pada beban normal pada tiap baut.
diambil 33% lebih tinggi dari pada beban normal pada tiap baut.
Bantalan pivot atau foot step Bantalan pivot atau foot step
Sebuah tupe sederhana dari bantalan footstep sesuaimuntuk boros beban Sebuah tupe sederhana dari bantalan footstep sesuaimuntuk boros beban ringan yang berputar pelan. Jika poros poros tersebut terbuat dari baja, ringan yang berputar pelan. Jika poros poros tersebut terbuat dari baja, ujungnya harus dipaskan dengan permukaan baja. Poros tersebut dipandu ujungnya harus dipaskan dengan permukaan baja. Poros tersebut dipandu dalam sebuah bushing gunmetal, dipres ke dalam pedestal dan doicegah dalam sebuah bushing gunmetal, dipres ke dalam pedestal dan doicegah dalam perputaran dengan peralatan pin.
dalam perputaran dengan peralatan pin.
Karena keausan proporsional terhadap kecepatan penggoresan permukaan, Karena keausan proporsional terhadap kecepatan penggoresan permukaan, dimana (mis, kecepatan penggoresan ) meningkat dengan jarak dari sumbu dimana (mis, kecepatan penggoresan ) meningkat dengan jarak dari sumbu (radius) dari bantalan , oleh karena itu keausan akan berbeda pada radius (radius) dari bantalan , oleh karena itu keausan akan berbeda pada radius yang berbeda. Karena keausan ini, distribusi dari tekanan diatas yang berbeda. Karena keausan ini, distribusi dari tekanan diatas permukaaan
permukaaan bantalan bantalan adalah adalah seragam. seragam. Ini Ini bisa bisa dicatat dicatat bahwa bahwa keausankeausan adalah maksimum pada radius luar dan nol pada pusat. Untuk adalah maksimum pada radius luar dan nol pada pusat. Untuk mengkompe
mengkompensasi keausan ujung, dua nsasi keausan ujung, dua metode ini bida metode ini bida diterapkan.diterapkan. 1.Poros dilubangi pada ujungnya.
1.Poros dilubangi pada ujungnya.
2.Poros didukung pada sebuah tumpukan cakram, ini praktik biasa untuk 2.Poros didukung pada sebuah tumpukan cakram, ini praktik biasa untuk memberikan cakram pengganti dari material yang berbeda seperti baja dan memberikan cakram pengganti dari material yang berbeda seperti baja dan perunggu, seh
Ini
Ini bisa dicatat bisa dicatat bahwa bantalan bahwa bantalan footstep sulit footstep sulit untuk melumasi untuk melumasi ketika oliketika oli terhisap keluar dari pusat oleh
terhisap keluar dari pusat oleh gatya sentrifugal.gatya sentrifugal.
Dalam merancang, ini dianggap bahwa tekanan adalah
Dalam merancang, ini dianggap bahwa tekanan adalah tersebar seragam ketersebar seragam ke seluruh permukaan bantalan.
seluruh permukaan bantalan. Pastikan :
Pastikan :
W = beban yang dipindahkan diatas permukaan bantalan W = beban yang dipindahkan diatas permukaan bantalan R = radius permukaan bantalan / poros
R = radius permukaan bantalan / poros A = luas penampang permukaan bantalan A = luas penampang permukaan bantalan P = tekanan bantalan per
P = tekanan bantalan per satuan luas permukaan bantalan antara permukaansatuan luas permukaan bantalan antara permukaan yang menggores
yang menggores μ = koefisien gesek μ = koefisien gesek N = kecepa
N = kecepatan poros [rpm]tan poros [rpm]
Ketika tekana didistribusikan secara merata diatas luasan bantalan maka Ketika tekana didistribusikan secara merata diatas luasan bantalan maka P = W /A
P = W /A P = W / π R P = W / π R 22
Dan total torsi gesekan Dan total torsi gesekan T = 2/3 μ WR
T = 2/3 μ WR
Jadi tenaga kuda yang hilang dalam gesekan Jadi tenaga kuda yang hilang dalam gesekan P = 2π NT / 4500 [Hp] P = 2π NT / 4500 [Hp] Dimana T = torsi [Kg.m] Dimana T = torsi [Kg.m] Bantalan collar Bantalan collar
Dalam sebiah bantalan collar, poros memanjang melewati bantalan. Poros Dalam sebiah bantalan collar, poros memanjang melewati bantalan. Poros tersebut bisa vertikal maupun horisontal dengan collar tunggal atau collar tersebut bisa vertikal maupun horisontal dengan collar tunggal atau collar banyak.
banyak. Collar Collar adalah adalah juga juga bagian bagian integral integral dari dari poros poros atau atau dipasangkandipasangkan secara kuat ke poros. Diameter luar collar biasanya diambil 1,4 sampai 1,8 secara kuat ke poros. Diameter luar collar biasanya diambil 1,4 sampai 1,8 kali diameter dalam collar (diameter dalam poros).
kali diameter dalam collar (diameter dalam poros).
Ketebalan collar terjaga 1 /6 diameter poros dan kelonggarannya antara Ketebalan collar terjaga 1 /6 diameter poros dan kelonggarannya antara collar 1 / 3 diameter poros. Dalam merancang, ini diasumsikan bahwa collar 1 / 3 diameter poros. Dalam merancang, ini diasumsikan bahwa tekanan disebarkan secara merata diatas permukaan bantalan.
Pastikan : Pastikan :
W= beban yang dipindahkan diatas permukaan bantalan W= beban yang dipindahkan diatas permukaan bantalan N= jumlah c
N= jumlah collarollar R= radius luar collar R= radius luar collar r = radius dalam collar r = radius dalam collar
A = penampang permukaan bantalan A = penampang permukaan bantalan
P= tekanan bantalan, per satuan luas permukaan bantalan antara bantalan P= tekanan bantalan, per satuan luas permukaan bantalan antara bantalan yang bergesekan.
yang bergesekan. N = kecepa
N = kecepatan poros [rpm]tan poros [rpm] μ= koefisien gesek
μ= koefisien gesek
VIII.Ba
VIII.Bahan bantalan luncur han bantalan luncur dan sifatnya.dan sifatnya.
Beberapa sifat yang dicari pada material bantalan adalah relative Beberapa sifat yang dicari pada material bantalan adalah relative softness, kekuatan yang cukup, machinabillity, lubricity, ketahanan softness, kekuatan yang cukup, machinabillity, lubricity, ketahanan temperatu
temperatur dan r dan korosi, dan pada korosi, dan pada beberapa kasus, porositas (untuk beberapa kasus, porositas (untuk menyerapmenyerap pelumas).
pelumas).
Kekerasan material bantalan tidak boleh melebihi sepertiga kekerasan Kekerasan material bantalan tidak boleh melebihi sepertiga kekerasan material yang bergesekan dengannya untuk mempertahankan embedability material yang bergesekan dengannya untuk mempertahankan embedability dari partikel abrasiv.
Ringkasan Ringkasan
Bantalan luncur (sliding bearing) atau bantalan journal bekerja dengan Bantalan luncur (sliding bearing) atau bantalan journal bekerja dengan gesekan luncuran, beban yang bekerja bisa radial ataupun aksial (trust), bila gesekan luncuran, beban yang bekerja bisa radial ataupun aksial (trust), bila luncuran berbentuk lingkaran (mengelilingi) maka biasa disebut sebagai luncuran berbentuk lingkaran (mengelilingi) maka biasa disebut sebagai bushing
bushing atau atau bantalan journal. bantalan journal. Factor Factor yang yang berpengaruh dalam berpengaruh dalam merancangmerancang bantalan
bantalan journal journal antara antara lain lain beban beban yang yang bekerja bekerja koefisien koefisien gesek gesek antaraantara material bantalan dan journal atau poros, pelumasan dan system material bantalan dan journal atau poros, pelumasan dan system pelumasanny
pelumasannya, a, dimensi dimensi bantalan, bantalan, panas panas yang yang dibangkitkan dibangkitkan akibat akibat gesekangesekan dan laju pembuangan panas, kerugian power
dan laju pembuangan panas, kerugian power akibat gesekan.akibat gesekan.
Contoh Soal Contoh Soal 1.
1. Rancanglah sebiah bantalan journal untuk pompa sentrifugal dariRancanglah sebiah bantalan journal untuk pompa sentrifugal dari data-data
data-data berikut berikut ini ini ::
Beban pada journal = 4300 [kg] Beban pada journal = 4300 [kg] Diameter
Diameter journal journal = = 15 15 [cm][cm] Kecepatan
Kecepatan = = 900 900 [rpm][rpm]
Temperatur sekeliling = 15,5 derajat celcius Temperatur sekeliling = 15,5 derajat celcius Jenis
Jenis oli oli = = SAE SAE 1010 Jawab :
Jawab : Diketahui
Diketahui : : Beban Beban pada jpada journal ournal = 4300 = 4300 [kg][kg] Diameter
Diameter journal journal = = 15 15 [cm][cm] Kecepatan
Kecepatan = = 900 900 [rpm][rpm]
Temperatur sekeliling = 15,5 derajat celcius Temperatur sekeliling = 15,5 derajat celcius a.
a. Menentukan panjang bantalan, kita temukan dari tabel 5.3 bahwaMenentukan panjang bantalan, kita temukan dari tabel 5.3 bahwa rasio
rasio I/d I/d untuk untuk pompa pompa sentrifugal sentrifugal dari dari 1 1 sampai sampai 2 2 diasumsikan diasumsikan == 1,6 1,6 Jadi Jadi I I = = 1,6 1,6 x x dd = 1,6 x 15 = = 1,6 x 15 = 24 [cm]24 [cm] b.
b. Kita tahu bahwa tekanan bnatalan,Kita tahu bahwa tekanan bnatalan, p = W
Karena tekanan bantalan untuk pompa sentrifugal bervariasi dari 7 Karena tekanan bantalan untuk pompa sentrifugal bervariasi dari 7 sampai
sampai 14 14 [kg/cm[kg/cm22], oleh karena itu ini ], oleh karena itu ini aman.aman. c.
c. Asumsikan bahwa temperature lapisan oli pelumas (t0) = 55Asumsikan bahwa temperature lapisan oli pelumas (t0) = 55 derajat
derajat celcius. celcius. Dari tabel Dari tabel 5.2, kita temukan 5.2, kita temukan bahwa pada 55 bahwa pada 55 derajatderajat celcius
celcius viskositas viskositas absolut absolut oli oli SAE SAE 10 10 adalah adalah 17 17 [centipoise][centipoise] d.
d. Jadi nilai, ZN/p = 17 x 900/11,1 = 1378Jadi nilai, ZN/p = 17 x 900/11,1 = 1378
Dari tabel 5.3, kita temukan bahwa nilai operasi dari ZN/p = 2800 Dari tabel 5.3, kita temukan bahwa nilai operasi dari ZN/p = 2800 Dalam diskusi pada paragraph sebelumnya bahwa nilai minimum Dalam diskusi pada paragraph sebelumnya bahwa nilai minimum dari
dari modulus modulus bantalan bantalan dimana dimana lapisan lapisan oli oli akan akan pecah pecah ditetapkanditetapkan oleh.
oleh.
3K = Zn/p 3K = Zn/p
Jadi modulus bantalan pada titik
Jadi modulus bantalan pada titik gesekan minimum,gesekan minimum, K = 1/3 {ZN/p} = 1/3 x 2800
K = 1/3 {ZN/p} = 1/3 x 2800 = 933,3= 933,3 Karena nilai modulus bantalan terhitung,
Karena nilai modulus bantalan terhitung,
ZN/p = 1378 adalah > dari pada 933,3 ZN/p = 1378 adalah > dari pada 933,3 Maka bantalan akan
Maka bantalan akan beroperasi dibawah kondisi hidrodinamik.beroperasi dibawah kondisi hidrodinamik. e.
e. Dari tabel 5.3, kita temukan bahwa untuk pompa sentrifugal ratioDari tabel 5.3, kita temukan bahwa untuk pompa sentrifugal ratio kelonggaran,
kelonggaran,
c/d = 0,0013 c/d = 0,0013 f.
f. Kita tahu bahwa koefisien gesek,Kita tahu bahwa koefisien gesek, µ = 33 / 10 µ = 33 / 101010{ZN/p} {d/c} + k{ZN/p} {d/c} + k = 33 / 10 = 33 / 101010 x 1378 x 1/0,0013 + 0,002 x 1378 x 1/0,0013 + 0,002 = 0,0055 = 0,0055 g.
g. Panas yang dibangkitkanPanas yang dibangkitkan H Hgg = µ x W x V / J [kcal/menit] = µ x W x V / J [kcal/menit] = µ x W / J = µ x W / J {π x d x{π x d x N / 100} [kcal/menit] N / 100} [kcal/menit] = 21,85 = 21,85 [kcal/menit[kcal/menit]] Dimana : V = π x d x N / 100 [m/menit] Dimana : V = π x d x N / 100 [m/menit] h.
h. Panas yang dibuangPanas yang dibuang H
Hdd= C x A (t= C x A (t b b - t - taa) [kcal/menit]) [kcal/menit]
= C x l x d (t
tt b b - t - taa= ½ (t= ½ (too - t - taa))
= 1/2 (55
= 1/2 (55 – – 15,5) = 15,5) = 19,75 derajat celcius19,75 derajat celcius Dan untuk bantalan
Dan untuk bantalan berventilasi,berventilasi,
C = 0,00176 kcal / menit.cm
C = 0,00176 kcal / menit.cm22. derajat celcius. derajat celcius Jadi, Hd = 0,00176 x 24 x
Jadi, Hd = 0,00176 x 24 x 15 x 19,75 = 12,51 [kcal / menit]15 x 19,75 = 12,51 [kcal / menit]
Ternyata panas yang dibangkitkan lebih besar dari pada panas yang dibuang Ternyata panas yang dibangkitkan lebih besar dari pada panas yang dibuang sehingga menunjukan bahwa bantalan menjadi panas. Oleh karena itu sehingga menunjukan bahwa bantalan menjadi panas. Oleh karena itu bantalan
bantalan sebaiknya sebaiknya dirancang dirancang ulang ulang dengan dengan mengambil mengambil t0 t0 = = 65 65 derajatderajat celcius atau bantalan sebaiknya didinginkan secara artifisial oleh air.
