BAB II LANDASAN TEORI

BAB II

LANDASAN TEORI 2.1. Pelumasan

Menurut A.R Lansdown (2003) “Pelumas adalah salah satu penopang utama dari kerja sebuah mesin. Pelumas juga menentukan performance dan endurance dari mesin, maka semakin baik kualitas pelumas yang digunakan, semakin baik pula performance dan endurance mesin”. Fungsi utama pelumas ada dua, yaitu untuk mencegah terjadinya kontak langsung antara komponen yang terbuat dari logam dan sebagai pendingin. Pelumas harus mampu mengurangi panas yang ditimbulkan oleh gesekan antar komponen yang bergerak pada mesin. “Dengan melakukan penerapan prinsip-prinsip pelumasan/tribologi maka industri dapat menghemat biaya perawatan. Berdasarkan data dari British Lubrication Engineering Work Group, 1990. Industry di Inggris dapat melakukan penghematan sebesar US$ 800 millions/tahun, sedangkan di Amerika Serikat sebesar US$ 2,8 billions/tahun”.

Interaksi antar permukaan padat yang saling bergerak relatif yang dialami pada komponen mesin.

Gambar 1 . Interaksi antar permukaan padat[1]                    

Pada komponen yang saling berpasangan, adanya beban dan kontak permukaan menimbulkan gaya gesek sehingga terjadi panas. Pelumas, disamping berfungsi sebagai pemisah agar koefisien gesekan rendah, juga harus berfungsi sebagai pendingin. Disamping itu pelumas juga berfungsi sebagai pembersih dan pembawa butiran keausan keluar dari permukaan kontak kedua komponen. Adanya panas dapat mengakibatkan perubahan struktur pada material.

Ada dua jenis/tipe gesekan antara dua permukaan padat, yaitu : 2.1.1. Gesekan Statis

Bila gaya aksi yang diterapkan tidak mampu untuk menggerakkan benda, sehingga benda tetap diam/statik. Besar gaya gesek :

Ff = fs Fn, dimana fs adalah koefisien gesek statik

2.1.2. Gesekan Dinamis

Bila gaya aksi yang diterapkan mampu untuk menggerakkan benda, sehingga benda bergerak. Besar gaya gesek :

Ff = fd Fn, dimana fd adalah koefisien gesek dinamik

Pada komponen mesin, perhatian lebih diarahkan pada gesakan dinamik seperti pada dua kasus utama berikut:

2.1.2.1. Gesekan Luncur

Gesekan yang terjadi pada sebuah permukaan meluncur pada permukaan yang lain. Gesekan tipe ini terjadi pada plain bearings, cylinders, slides, cross heads, etc.

2.1.2.2. Gesekan rol

Gesekan yang terjadi pada sebuah permukaan yang melakukan gerakan rol pada permukaan yang lain dan dapat menyebabkan terjadinya deformasi (swell) dan dapat menghambat gerakan. Untuk memperbaiki/mengurangi kondisi ini maka dipilih material yang keras.

Harga f

_d

≤ f

_s

Harga f

_d

≥ f

_s                    

Gambar 2 . Gesekan luncur (kiri) dan gesekan rol (kanan)[2]

2.2. Oil Film

Pelumasan yang berada diantara dua benda bergesek, membentuk lapisan pelumas tipis dan disebut lubricating oil film . Bentuk bentuk dari lubricating oil film adalah sebagai brikut :

2.2.1. Thick hydrodynamic film

Pada thick hydrodynamic films memiliki ketebalan film ±25 micron dan dipergunakan untuk beban yang ringan dan area kontak permukaan pelumasan yang agak luas.

2.2.2. Elasto hydrodynamic (EHD) film

Menurut arti bahasa “elasto” berarti deformasi elastis pada kedua permukaan harus terjadi sebelum lapisan film terbentuk. Tekanan diantara permukaan pelumas dan logam sangat tinggi, karena pelumas dipaksa masuk kedalam contact area. Lapisan film sangat tipis,0.25-1.25 micron. Biasanya terjadi pada journal bearing dan mesin gears.

2.2.3. Solid films

Dapat disebut juga dengan „Boundary lubrication‟. Dipakai jika pelumas minyak atau grease tidak bisa dipakai karena masalah sealing, masalah lingkungan dsb. Umumnya memakai pelumas padatan seperti PTFE, MoS2, polyethylene. Contoh : fan kecil, mesin jam tangan/beker/dinding.

2.3. Tipe Pelumas

Didalam dunia industri telah diproduksi jenis pelumasan sebagai berikut :

1. Lubricating oil adalah Pelumas yang berbentuk cairan 2. Lubricating grases adalah pelumas yang berbentuk semi cair

3. Synthetic lubricants adalah pelumasan buatan atau rekayasa teknologi                    

Adapun hasil dari proses pemurnian / refinery dari virgin oil, minyak mentah atau crude oil adalah sebagai brikut :

1. Light products : gas gasoline, kerosene, solvents, fuel oil, diesel fuel, chemicals, dan asphalts

2. Heavy products : lubricating oil dan waxes 2.4. Pompa

Pompa merupakan peralatan utama yang sangat penting dalam dunia industri. Pemakaian pompa yang pada awalnya hanya terbatas pada penyediaan air untuk keperluan sehari-hari, tetapi seiring dengan berkembangnya teknologi di industri saat ini, pompa banyak digunakan untuk kebutuhan di berbagai sektor industri terutama di industri proses, industri kimia, industri tekstil, industri minyak, industri pembangkitan tenaga listrik, irigasi, perusahaan air bersih, untuk pelayanan gedung dan lain-lain.

2.4.1. Pengertian dan Fungsi Pompa

Pompa berfungsi mengkonversikan energi mekanis poros dari penggerak mula menjadi energi potensial atau tekanan fluida (zat) cair. Pompa digunakan untuk mengangkat zat cair dari tempat yang lebih rendah ke tempat yang lebih tinggi atau mengalirkan cairan ke tempat yang menghasilkan tekanan atau ketinggian tertentu, dimana tidak dimungkinkannya cairan tersebut mengalir secara alami. Pompa juga dapat digunakan untuk mensirkulasikan cairan, misalnya air pendingin atau pelumas yang melewati mesin-mesin dan peralatan.

Penggunaan pompa yang demikian luas dengan berbagai macam jenis dan bentuknya, memerlukan pengetahuan yang cukup tentang penerapan dan pemilihan jenis atau tipe pompa yang tepat sesuai dengan kebutuhan, kondisi dan lingkungan operasi yang dilayaninya. Pengetahuan yang diperlukan tersebut mulai dari tujuan penggunaannya, jenis dan sifat zat cair yang dipompakan, keadaan lingkungan, head dan kapasitasnya, pemilihan penggeraknya, bahkan sampai pada konstruksi, pemasangan/instalasi dan perawatannya.

2.4.2. Klasifikasi Pompa

Pompa bekerja karena adanya perbedaan tekanan antara sisi masuk dan sisi keluar oleh elemen bergerak pada pompa seperti piston, plunger, lobe, impeler dan lain-lain. Berdasarkan kepada mekanisme konversi energinya, pompa                    

secara umum diklasifikasikan menjadi dua kelompok seperti ditunjukkan pada Gambar 8, yaitu:

1) Pompa tekanan statik atau pompa perpindahan positip (positive displacement pump)

2) Pompa tekanan dinamik atau pompa dinamik (dynamic pump)

Pada prinsipnya, cairan apapun dapat ditangani oleh berbagai jenis pompa. Pompa sentrifugal biasanya yang paling ekonomis diikuti oleh pompa rotari dan bolak-balik/resiprok. Meskipun pompa perpindahan positif biasanya lebih efisien daripada pompa sentrifugal, namun keuntungan efisiensi yang lebih tinggi tersebut cenderung diimbangi dengan meningkatnya biaya perawatan.

Gambar 3 . Klasifikasi pompa [3] 2.5. Control Timer

Timer adalah alat penghitung waktu, jika waktu yang telah diterapkan pada set point tercapai maka output kontaknya akan tercapai. Ada dua macam jenis timer yang pertama timer on delay dan yang kedua adalah timer off delay. Timer on delay bekerja ketika tegangan suplai masuk sedangkan timer off delay bekerja pada saat tegangan suplai terputus atau off.

2.5.1. Timer Omron H3CR - A8

Timer Omron H3CR – A8 adalah jenis timer analog yang dapat digunakan pada sumber tegangan AC/DC besar suplai tegangan yang dapat diberikan antara 100 sampai 240 VAC dan 100 sampai 125 VDC, dan memiliki                    

range waktu dari 0.05 detik hingga 300 jam. Timer ini memiliki delapan pin dengan empat mode pengoprasiaan seperti brikut:

2.5.1.1. Mode pengopresian A

Pada mode ini memiliki siklus seperti berikut. ketika power on, maka output yang dihasilkan timer akan delay sesuai dengan pengaturan waktu delay yang telah diatur sampai power suplai terhenti. Dan ketika power suplai kembali on maka kinerja timer akan kembali seperti siklus tersebut.

Gambar 4 . diagram timer mode A Omron H3CR – A8 [8] 2.5.1.2. Mode pengoprasian B2

Pada mode ini memiliki siklus seperti brikut. ketika power on, maka output yang akan dihasilkan timer akan langsung on dalam kurun waktu yang telah diatur kemudian akan off atau delay dalam beberapa waktu kemudian akan on kembali sesuai waktu yang telah di atur dalam timer dan siklusnya akan terus seperti itu sampai power suplai terhenti, Dan ketika power suplai kembali on maka kinerja timer akan kembali seperti siklus tersebut.

Gambar 5 . diagram timer mode B2 Omron H3CR – A8 [8] 2.5.1.3. Mode pengoprasian E

Pada mode ini memiliki siklus seperti berikut. Ketika power on, maka output yang akan dihasilkan oleh timer akan langsung on selama interval waktu                    

tertentu sesuai dengan waktu yang telah diatur, sampai power suplai terhenti. Dan ketika power suplai kembali on maka kinerja timer akan kembali seperti siklus tersebut.

Gambar 6 . diagram timer mode E Omron H3CR – A8 [8] 2.5.1.4. Mode pengoprasian J

Pada mode ini memiliki siklus seperti berikut. ketika power on, maka output yang dihasilkan timer akan delay sesuai dengan pengaturan waktu delay yang telah diatur. Kemudian akan on selama 1 detik (±0.6 sec) dan akan langsung off kembali sampai power suplai terhenti. Waktu pengaktifan selama 1 detik telah diatur oleh pabrik pembuat, sehingga tidak dapat diatur secara manual. Dan ketika power suplai kembali on maka kinerja timer akan kembali seperti siklus tersebut.

Gambar 7 . diagram timer mode J Omron H3CR – A8 [8]

                   

Gambar 8 . timer Omron H3CR – A8 [8] 2.5.2. Timer Theben

Timer Theben SYN 161 h adalah jenis timer analog yang dapat digunakan pada sumber tegangang AC besar suplai tegangan yang dapat diberikan antara 220 sampai 240 VAC, dan memiliki range waktu dari 30 menit hingga 24 jam. Fungsi timer ini adalah dapat mengaktifkan power suplai pada jam tertentu sesuai pengaturan waktu yang telah diatur dalam jangka waktu 24 jam. Dan memiliki batrai cadangan hingga 72 jam atau 3 hari.

Gambar 9 . Diagram timer Theben SYN 161 h [9]

Pada diagram timer diatas timer Theben dapat diatur beberapa kali dalam kurun waktu 24 jam sesuai dengan aplikasi penggunaanya.

                   

2.6. Katup

Salah satu komponen penting dalam sistem pemipaan adalah Katup (Valves), yang berperan sebagai pengatur, pengarah, sekaligus pengontrol aliran fluida dalam sistem perpipaan. Pemasangan katup yang ditempatkan pada satu titik dalam instalasi pemipaan, berfungsi :

1. Untuk membuka atau menutup aliran fluida 2. Untuk mengatur debit fluida

3. Untuk memindahkan rute aliran

4. Untuk mengeluarkan fluida dari suatu sistem instalasi 2.6.1. Konstruksi dan Operasi Katup

Konstruksi katup disesuaikan dengan sifat pelayanan dan metode operasinya, adapun jenis katup adalah sebagai berikut :

1. Gate Valve : Digunakan untuk mengatur aliran dengan cara membuka atau menutup, sesuai dengan kebutuhan aliran tersebut. Pengoperasiannya dengan memutar sebuah roda.

2. Globe Valve : Digunakan untuk membuka seluruh aliran, atau menutup sama sekali dari aliran tersebut. Pengoperasiannya dengan memutar sebuah roda.

3. Check Valve : Digunakan hanya untuk mengalirkan aliran kesatu arah saja, dan mencegah terjadinya aliran balik. Katup ini sering disebut juga dengan nama one way valves.

Ada 3 jenis katup menurut fungsinya dengan operasi menutup-membukanya dapat dilakukan dengan cepat, ke 3 Katup tersebut adalah :

1. Butterfly Valve : memiliki yang tingkap tipis dan ringan, digunakan untuk menutup dan membukakan aliran air.

2. Ball Valve : Digunakan untuk menutup dan membukakan aliran gas atau berbagai macam fluida yang terkompresikan. 3. Plug Valve : Digunakan untuk menutup dan membukakan aliran

minyak dan pelumas kental (fluida viscositas rendah).                    

2.6.2. Jenis-jenis Katup : 1. Gate Valve 2. Ball Valve 3. Globe Valve 4. Check Valve 5. Butterfly Valve 6. Diaphragma Valve 7. Knife Gate Valve 8. Needle Valve 9. Plug Valve

10. Water Check Valve

2.6.3. Bahan atau Material Katup

Dalam rancangan sistem, Bahan atau Material Katup sangat penting untuk menjadi bahan pertimbangan.

1. Katup dengan bahan dari kuningan ; beroperasi pada suhu dibawah 450ºF, bila suhu operasi lebih besar dari 550ºF maka katup yang dipakai harus berbahan Perunggu, yang biasanya berdiameter minimum 3”, dan tekanan dapat lebih besar dari 330 PSI.

2. Katup dengan bahan dari Besi ; jenisnya mulai dari Katup yang berbahan Cast Iron untuk ukuran kecil sampai dengan yang berbahan High Strength Metal Alloy Cast untuk ukuran besar, katup yang kedua tersebut tidak diperuntukan bagi suhu diatas 450ºF.

3. Katup dengan bahan dari Baja ; khusus digunakan untuk tekanan dan suhu kerja yang tinggi.

4. Katup dengan bahan dari Stainless Steel ; hanya digunakan untuk suhu opersi rendah, dengan tingkat kekorosifan aliran fluida yang tinggi.