BAB III
TINJAUAN PUSTAKA
3.1 PENDAHULUAN
PT Kereta Api Indonesia (Persero) adalah Badan usaha milik negara (BUMN) yang bergerak dalam bidang transportasi kereta api. Kereta Api Indonesia atau KAI merupakan satu-satunya perusahaan penyedia layanan transportasi darat dengan menggunakan jalur rel. PT Kereta Api Indonesia atau PT KAI merupakan perusahaan jasa angkutan barang maupun penumpang dengan biaya murah, tepat waktu serta bebas dari kemacetan lalu lintas.
Sarana Kereta Api merupakan alat produksi untuk menghasilkan jasa angkutan kereta api yang terdiri dari. Lokomotif, kereta Rel Listrik (KRL), Kereta Rel Disel (KRD), kereta penumpang dan Gerbong barang. Berdasarkan mesinnya, lokomotif terbagi menjadi (Jaka,2015) :
3.2 PENJELASAN DAN KOMPONEN AIR BRAKE
Setelah beberapa postingan sebelumnya membahas sistem Traksi atau tenaga yang digunakan kereta untuk bisa bergerak dan melaju diatas Rel, sekarang kita membahas sistem pengereman yaitu sistem yang digunakan untuk mengurangi atau menghentikan laju dari kereta atau kebalikannya dari sistem Traksi. Sistem pengereman juga mengalami perkembangan semenjak di ciptakan pertama kalinya.
akan saya bahas yang paling umum digunakan hingga saat ini yaitu Sistem Pengereman Udara Bertekanan (biasa disebut "AirBrakes")
Air Brakes merupakan sistem pengereman yang memanfaatkan udara tekan atau udara terkompresi untuk menggerakkan kampas rem. Prinsip pengereman airbrake memanfaatkan gaya tekan udara. Pada AirBrakes terdapat beberapa komponen utama yaitu :
o Kompresor Udara o Pipa Pengereman
o Distributor Valve / Triple Valve o Auxilliary Reservoir
o Brake Cylinder o Brake Lever
Gambar 3.1 Blok Diagram Komponen dasar Pengereman udara /"Air Brakes"
3.2.1 Kompresor Udara
Merupakan komponen yang memampatkan atau mengkompresi udara biasa menjadi udara bertekanan. Udara pada tekanan normal akan di pompa dan di mampatkan hingga tekanannya naik sekitar 5 bar atau 10 bar, tergantung sistem pengereman yang di gunakan. Kompresor udara ini dapat digerakkan oleh motor listrik, Sistem Hidrostatik atau di kopel langsung dengan mesin diesel.Di Indonesia, aplikasi Kompresor yang digerakkan oleh Motor Listrik dapat di sistem Hidrostatik ada pada lokomotif CC300 sedangkan kompresor yang dikopel langsung dengan lokomotif banyak dijumpai di loko seri CC20x.
Gambar 3.2 Kompresor yang dikopel langsung dengan Mesin Diesel pada Lokomotif
Pada proses pemampatan, udara juga melalui proses pengeringan menggunakan suatu AirDryer yang berguna agar mengurangi uap air yang muncul selama proses pemampatan sehingga dihasilkan udara bertekanan yang bebas atau sedikit mengandung uap air.
3.2.2 Pipa Pengereman
Pipa Pengereman (Brake Pipe) merupakan jalur pipa yang digunakan untuk menyalurkan udara bertekanan dari kompresor ke tiap-tiap Distributor valve di seluruh rangkaian KA. Berbicara soal Brake Pipa, sebenarnya ada 2 sistem pengereman udara berdasarkan pipa udara yang di pakai yaitu Single Pipe dan Double PipeAirBrake.
3.2.3 Single Pipe Air Brake
Merupakan sistem pengereman udara yang menggunakan satu pipa saja yaitu Brake Pipe. Tekanan pada Brake Pipe adalah sekitar 5 Bar. Sistem ini banyak di gunakan di kereta konvensional ditarik lokomotif terutama di Indonesia. Udara bertekanan di hasilkan dari kompresor yang terletak di lokomotif kemudian di salurkan ke seluruh rangkaian hingga ujung paling belakang.
Gambar 3.3 Single Pipe Air Brake
3.2.4 Double Pipe Air Brake
Merupakan sistem pengereman udara yang menggunakan dua jalur pipa berisi udara bertekanan. satu pipa disebut sebagai main reservoirpipe sedangkan yang satunya adalah Brake Pipe. Yang membedakan adalah tekanan udara pada Main Pipe bisa mencapai 10 Bar. Kompresor juga terhubung dengan Main Pipe bukan dengan Brake Pipe. Main pipe selain digunakan untuk sistem pengereman , juga digunakan untuk sistem lain seperti Sistem Penggerak Pintu atau Suspensi Udara. Aplikasi sistem brake ini digunakan pada kereta barang di U.S. Di Indonesia, sistem ini digunakan pada sistem pengereman KRDI maupun KRDE. Selain pada KRD, sistem ini juga terdapat pada rangkaian KA Argo Anggrek dengan bogie K9 dimana terdapat Suspensi udara. Oleh karena itu pada kereta pembangkit (BP) Argo Anggrek, terdapat Kompresor tambahan yang digunakan untuk mensuplai udara bertekanan hingga 10 bar.
3.2.5 Triple Valve / Distributor Valve
Pengoperasian rem pada Kereta dikendalikan oleh "Triple Valve", disebut demikian karena awalnya terdiri tiga katup - sebuah "slide valve" yang menggabungkan "Graduating valve" dan "Regulator Valve". Triple Valve melakukan tiga fungsi yaitu : Pengisian udara ke dalam sebuah tangki udara auxilliary reservoir, Brake applied, dan Brake release. Distributor valve pada prinsipnya merupakan penyempurnaan Triple Valve. Pada masa sekarang Distributor valve banyak di gunakan pada pengereman kereta. Baik triple valve maupun Distributor Valve mempunyai kerja sbb:
Saat tekanan pada pipa pengereman lebih tinggi dari auxilliary (kurang lebih 5 bar), maka akan terjadi pengisian kembali tanki AuxilliaryReservoir dan membuka lubang exhaust silinder rem (Brake Cylinder) sehingga rem akan rilis. Saat tekanan turun dan lebih rendah dari auxilliary maka akan menutup lubang
exhaust Silinder rem dan melewatkan udara dari tanki auxilliary reservoir ke silinder rem sehingga terjadi proses pengereman.
Apabila tekanan pipa pengereman sama, maka akan menahan tekanan pada tanki auxlilliary reservoir dan silinder pada suatu level/tingkat tekanan tertentu.
Gambar 3.5 Distributor Valve
3.2.6 Auxilliary Reservoir
Merupakan tabung / tanki penyimpan udara yang berfungsi untuk mengisi silinder rem saat terjadi proses pengereman. tanki ini akan diisi kembali dari pipa
pengereman saat rem dalam kondisi rilis. Karena tangki ini butuh diisi kembali maka apabila kereta dibiarkan dalam kondisi pengereman dalam jangka waktu yang lama, seperti kereta Off/parkir, maka silinder rem akan kehilangan tekanan dan sepatu rem akan merenggang sehingga tidak terjadi pengereman lagi. Oleh karena itu, pada kereta selalu dilengkapi rem parkir baik itu menggunakan silinder terpisah dengan prinsip yang berkebalikan dengan slinder rem atau rem tangan manual yang dipasang pada ujung kereta.
Gambar 3.6 Tabung Auxilliary reservoir
2.3.7 Brake Cylinder / Silinder Pengereman
Merupakan komponen yang mendorong sepatu rem untuk menekan roda atau cakram pengereman / disk brake sehingga terjadi pengereman. Silinder pengereman pada dasarnya merupakan suatu slinder udara dengan tipe Single acting Spring return air. Sepatu rem akan terdorong oleh udara bertekanan yang masuk ke dalam silinder yang berasal dari tangki auxilliary Reservoir. Sementara itu untuk silinder rem parkir merupakan silinder udara dengan tipe single acting spring extend air yang bekerja dengan sistem sebaliknya, yaitu sepatu rem akan terdorong jika tidak ada udara bertekanan yang masuk.
Gambar 3.7 Macam silinder udara
Gambar 3.8 Brake Cylinder
3.2.8 Brake Lever / Tuas Rem
Merupakan komponen berupa tuas yang berada pada kabin masinis yang berfungsi untuk mengatur tekanan udara yang di masukkan ke dalam pipa pengereman. dari Brake lever inilah masinis mengatur tingkat pengereman agar di dapat pengereman yang sesuai harapan.
Gambar 3.9 Tuas Rem Rangkaian pada lokomotif
3.3 MEKANISME PENGEREMAN 3.3.1 Brake applied / Rem Ikat
Apabila masinis menggeser tuas rem ke posisi brake dan terjadi penurunan tekanan pada pipa pengereman, maka distributor valve/Tripple Valveakan membuka jalan dari tangki auxilliary reservoir ke silinder pengereman sehingga udara akan masuk ke silinder dan sepatu rem akan terdorong sehingga terjadi pengereman.
3.3.2 Brake Release
Apabila masinis menggeser tuas rem ke posisi release maka tekanan udara pada pipa pengereman akan naik hingga mencapai 5 Bar. Distributor valve akan bekerja membuka jalan dari pipa pengereman ke tangki auxilliary reservoir sekaligus membuka jalan dari silinder pengereman ke udara bebas, sehingga udara pada silinder terbuang dan sepatu rem akan mundur pada posisi semula dan rem akan release. Selain itu juga pengisian kembali tangki auxlilliary sehingga siap digunakan untuk proses pengereman lagi.
Gambar 3.11 Brake Release
3.3.3 Brake Lapp
Apabila masinis menggeser tuas rem, sehingga terjadi tekanan yang sama antara pipa pengereman dengan tangki auxilliary reservoir, maka Distributor valve akan menutup semua jalan untuk Tangki auxilliary reservoir maupun silinder pengereman. Hal ini menyebabkan udara bertekanan terperangkap dalam silinder pengereman pada nilai tertentu sehingga tuas rem terdorong pada jarak tertentu dalam kondisi tetap pada interval waktu tertentu.
Gambar 3.12 Brake Lapp
3.4 SISTEM PENGEREMAN UDARA TEKAN PADA KERETA API
Fungsi pengereman pada gerbong adalah merubah tenaga gerak (kinetik) menjadi tenaga panas, melalui gesekan antara blok rem dengan roda.
3.4.1 Jenis rem pada gerbong
Jenis rem yang di guankan pada gerbong yaitu:
a. Rem tangan (hand brake)
Rem tangan masih banyak digunakan pada gerbon barang, terutama pada gerbong bergandar dua. Gaya pengereman antara blok rem dengan permukaan bidang alan roda di bangkitkan dengan memutar handle rem tangan. Handle rem tangan akan memutar batang yang mempunyai roda gigi untuk meneruskan momen yang dapat menimbulkan daya Tarik pada batang rem. Batang rem akan menggerakan tuas-tuas rem untuk menerik blok rem sehingga menekan bidang jalan roda.
Gambar 3.13 Hand Brake
b. Rem udara tekan (compressed air brake)
Rem udara tekan merupakan jenis rem yang standar pada kendaraan rel di Indonesia ( PT Kereta Api Persero ). Pada saat pengedaan kereta atau gerbong baru dalam spesifikasi teknik disyaratkan jenis rem udara tekan. Rem uadara tekan ini dalai pengganti dari jenis rem vakum yang sebelum era 60an dipergunakan di perkeretaapian Indonesia.
3.4.2 Komponen utama pengereman pada gerbong a. Control Valve ( Distributor Valve )
Control valve ini merupakan satu unit yang mengubungkan pipa rem dengan tangki bantu (Auxiliary Reservoir), tangka bantu dengan silinder rem (BrekeCylinder), dan silinder rem dengan udara luar. Hubungan antara bagian tersebut terjadi pada saat proses pengereman dan saat proses pelepasan dikendalikan oleh handle brake valve di lokomotif dengan perantara udara tekan. Fungsi dari control valve adalah mengatur tekanan udara yang berasal dari tangka utama yang kemudian di distribusikan ke tangka pemmbantu dan silinder brake dengan tekanan tertentu.
b. Tangki Bantu (Auxiliary Reservoir)
Tangki bantu berfungsi sebagai tepat penyimpanan udara tekan yang akan di suplai ke silinder rem pada saat aplikasi proses pengereman.
Gambar 3.14 Auxiliary Reservoir
c. Silinder Rem (Brake Cylinder)
Silinder rem merupakan tabung yang berisi piston, batag penekan dan pegas ulir pengembali. Diameter silinder rem memiliki ukuran 10 dan 12. Silinder berfungsi untuk mengubah gaya tekan udara menadi gaya tekan mekanik.
d. Pengatur Kerenggangan (Slack Adjuster/Jurson)
Berfungsi secara otomatis untuk menyetel rem, mengatur arak antara blok rem dengan permukaan roda agar tetap dapat melakukan pengerempan pada berbagai kondisi keausan blok rem.
e. Pipa Rem (Brake Pipe)
Pipa rem adalah pipa utama yang di pasng memanjang pada rangka dasar dengan ukuran diameter 1, yang berfungsi untuk menyalurkan udara bertekanan 5kg/cm2 atau 70psi.
f. Plug Kran (Isolating Cock)
Plug kran yang terletak di ujung pipa rem berfungsi untuk menginterupsi aliran udara tekan dari main reservoir pipa ke silinder rem parker dan untuk membuang udara tekan yang terdapat didalam silinder rem.
g. Selang Pengubung (Hose Coupling)
Selang peghubung (sering juga disebut selang air brake) berupa pipa karet fleksibel, berfungsi untuk mengubungkan instalasi pipa rem pada gerbong yang satu dengan yang lainnya. Salah satu ujung terpasang pada plug kran dan ujung lainnya berupa kopel untuk dapat disambungkan dengan gerbong lain.
h. Brake “On-Off” Device and Change Over Device “G – P”
Brake On-Off Device (Tumbengan) berfunsi untuk mematikan kontrol valve, dengan mengeluarkan udara pengereman yang berada dalam brake silinder melalui kontrol valve.
Change over device berfungsi untuk merubah jenis pengereman dari “G (Good / barang)” ke “P (Passenger/penumpang)” atau sebaliknya.
i. Alat pengtur kosong – isi ( Empty - Load Device )
Alat pengtur kosong – isi (Empty - Load Device ) digunakan pada gerbong barang dimana perbedaan antara berat kosong dan berat isi sangat besar fungsi alat ini untuk mengatur gaya pengereman yang timbul tetap sebanding dengan berat gerbong dalam kondisi kosong atau isi.
3.4.3 Prinsip kerja rem udara tekan a. Proses pengisian (Charging Position)
Posisi pengisian terjadi pada saat pertama rangkaian kereta api disambung dengan lokomotif atau pada posisi release (setiap melepas rem). Pada saat pelepasan rem, udara tekan ditangki utama dengan tekanan 10kg/cm2 (dilokomotif) disalurkan ke
pipa utama pada rangkaian kereta api melalui handle brake valve diruang masinis. Tekanan udara yang masuk di rangkaian KA sudah melalui reducing valve sehingga tekanan udaranya menadi 5kg/cm2. Udara tekan ini akan mengisi tangki bantu, pipa
utama, dan kontrol valve. Pada posisi pengisian ini blok rem dalam posisi lepas, tidak menekan bidang jalan roda.
b. Posisi pengereman/rem terikat (Breaking Application)
Pengereman teradi pada saat masinis menggerakan handle rem ke posisi “mengerem” sehingga udara dalam pipa utama dirangkaian KA akan megalir ke udara lain. Tekanan udara pada pipa utama akan turun dari 5kg/cm2 ke tekanan tertentu
(dikurangi 1,4 – 1,6 kg/cm2) dan pada saat itu kontrol valve akan bekerja secara
otomatis mengalirkan udara tekan dari tangka bantu (AR) menuju silinder rem (BC) dengan tekanan 3,8kg/cm2 sehingga mendorong batang torak BC, diteruskan ke
batang pengereman, slack adjuster, brake rigging dan teradi pengereman.
3.5 PEMELIHARAAN (MAINTENANCE)
Pemeliharaan Mesin merupakan hal yang sering dipermasalahkan antara Bagian Pemeliharaan dan Bagian Produksi. Karena Bagian Pemeliharaan dianggap yang memboroskan biaya, sedang bagian produksi merasa yang merusakkan tetapi juga yang membuat uang (Soemarno, 2008). Pada umumnya sebuah produk yang dihasilkan oleh manusia, tidak ada yang tidak mungkin rusak, tetapi usia penggunaannya dapat diperpanjang dengan melakukan perbaikan yang dikenal dengan pemeliharaan. (Corder, Antony, K. Hadi, 1992). Oleh karena itu, sangat dibutuhkan kegiatan pemeliharaan yang meliputi kegiatan pemeliharaan dan perawatan mesin yang digunakan dalam proses produksi.
3.5.1 Tujuan Pemeliharaan
Suatu kalimat yang perlu diketahui oleh orang pemeliharaan dan bagian lainnya bagi suatu pabrik adalah pemeliharaan (maintenance) murah sedangkan perbaikan (repair) mahal. (Setiawan F.D, 2008). Menurut Daryus A, (2008) dalam bukunya manajemen pemeliharaan mesin Tujuan pemeliharaan yang utama dapat didefenisikan sebagai berikut:
Untuk memperpanjang kegunaan asset
Untuk menjamin ketersediaan optimum peralatan yang dipasang untuk produksi dan mendapatkan laba investasi maksimum
Untuk menjamin kesiapan operasional dari seluruh peralatan yang diperlukan dalam keadaan darurat setiap waktu
Untuk menjamin keselamatan orang yang menggunakan sarana tersebut.
Sedangkan Menurut Sofyan Assauri, 2004, tujuan pemeliharaan yaitu:
Kemampuan produksi dapat memenuhi kebutuhan sesuai dengan rencana produksi
Menjaga kualitas pada tingkat yang tepat untuk memenuhi apa yang dibutuhkan oleh produk itu sendiri dan kegiatan produksi yang tidak terganggu
Untuk membantu mengurangi pemakaian dan penyimpangan yang di luar batas dan menjaga modal yang di investasikan tersebut
Untuk mencapai tingkat biaya pemeliharaan serendah mungkin, dengan melaksanakan kegiatan pemeliharaan secara efektif dan efisien
Menghindari kegiatan pemeliharaan yang dapat membahayakan keselamatan para pekerja
Mengadakan suatu kerja sama yang erat dengan fungsi-fungsi utama lainnya dari suatu perusahaan dalam rangka untuk mencapai tujuan utama perusahaan yaitu tingkat keuntungan (return on investment) yang sebaik mungkin dan total biaya yang terendah.
3.5.2 Fungsi Pemeliharaan
Menurut pendapat Agus Ahyari, (2002) fungsi pemeliharaan adalah agar dapat memperpanjang umur ekonomis dari mesin dan peralatan produksi yang ada serta mengusahakan agar mesin dan peralatan produksi tersebut selalu dalam keadaan optimal dan siap pakai untuk pelaksanaan proses produksi. Keuntungan-keuntungan yang akan diperoleh dengan adanya pemeliharaan yang baik terhadap mesin adalah sebagai berikut (Agus Ahyari, 2002):
Mesin dan peralatan produksi yang ada dalam perusahaan yang bersangkutan akan dapat dipergunakan dalam jangka waktu panjang
Pelaksanaan proses produksi dalam perusahaan yang bersangkutan berjalan dengan lancar
Dapat menghindarkan diri atau dapat menekan sekecil mungkin terdapatnya kemungkinan kerusakan-kerusakan berat dari mesin dan peralatan produksi selama proses produksi berjalan
Peralatan produksi yang digunakan dapat berjalan stabil dan baik, maka proses dan pengendalian kualitas proses harus dilaksanakan dengan baik pula
Dapat dihindarkannya kerusakan-kerusakan total dari mesin dan peralatan produksi yang digunakan
Apabila mesin dan peralatan produksi berjalan dengan baik, maka penyerapan bahan baku dapat berjalan normal
Dengan adanya kelancaran penggunaan mesin dan peralatan produksi dalam perusahaan, maka pembebanan mesin dan peralatan produksi yang ada semakin baik.
3.5.3 Jenis Jenis Pemeliharaan a. Preventive Maintenance
Pemeliharaan pencegahan (preventive maintenance) adalah inspeksi periodic untuk mendeteksi kondisi yang mungkin menyebabkan produksi berhenti atau berkurangnya fungsi mesin dikombinasikan dengan pemeliharaan untuk menghilangkan, mengendalikan, kondisi tersebut dan mengembalikan mesin ke kondisi semula atau dengan kata lain deteksi dan penanganan diri kondisi abnormal mesin sebelum kondisi tersebut menyebabkan cacat atau kerugian. Ruang lingkup pekerjaan preveventi termasuk: inspeksi, perbaikan kecil, pelumasan dan penyetelan, sehingga peralatan atau mesin-mesin selama beroperasi terhindar dari kerusakan.
b. Predictive Maintenance
Predictive maintenane merupakan suatu kegiatan pemeliharaan yang dalam melakukannya dengan cara prediksi, dalam hal ini merupakan evaluasi dari perawatan berkala. Pendeteksian ini dapat dievaluasi dari indikator-indikator yang terpasang pada suatu alat dan juga dapat melakukan pengecekan dan alignment untuk menambah data dan tindakan perbaikan selanjutnya.
c. Corrective Maintenance
Corrective maintenance merupakan suatu kegiatan pemeliharaan yang telah direncanakan yang didasarkan pada kelayakan waktu operasi yang telah ditentukan pada buku petunjuk alat tersebut. Pemeliharaan ini meliputi pemeriksaan, perbaikan dan penggantian terhadap setiap bagian-bagian alat yang tidak layak pakai lagi, baik karena rusak ataupun batas maksimum penggunaan yang telah ditentukan.
d. Breakdown Maintenance
Breakdown maintenance merupakan suatu kegiatan perbaikan yang dilakukan tanpa adanya rencana terlebih dahulu. Dimana kerusakan terjadi secara mendadak pada alat/mesin yang sedang beroperasi, sehingga mengharuskan perbaikan secara menyeluruh ataupun menggantinya.
3.5.4 Pengaplikasian Pemeliharaan pada Sistem Pengereman di Pt. Kereta Api Indonesia (Persero)
Pt. Kereta Api Indonesia (Persero) melakukan perawatan kereta setiap bulannya. Perawatan lokomotif dibagi menjadi 4 bagian yaitu P1 (periodik per 1 bulan), P3 (periodik per 3 bulan),P6 (periodik per 6 bulan) danP12 (periodik per 12 bulan). Jadwal perawatan kereta bisa dilihat pada gambar 3.10.
Gambar 3.15 Jadwal Perawatan Kereta Pertahun
Perawatan pada sistem pengereman dilakukan pada P1 (periodik per 1 bulan) P3 (periodik per 3 bulan),P6 (periodik per 6 bulan) danP12 (periodik per 12 bulan). P1 (periodik per 1 bulan)
Badan dan bogie Roda
Rubber bellow Pengereman
Bagian dalam / interior kereta
P3 (periodik per 3 bulan) Bogie
Roda
Alat perangkai Pengereman
Interior kereta (ruang penumpang dan toilet)
P6 (periodik per 6 bulan)
Angkat persegi Pengukuran roda Pelumasan bogie
Pengukuran alat perangkai Percobaan pengereman
Interior kereta (ruang penumpang dan toilet)
P12 (periodik per 12 bulan)
Angkat persegi Pengukuran roda Pelumasan bogie
PengukuranPercobaan pengereman
Interior kereta (ruang penumpang dan toilet) alat perangkai
