Laporan Akhir

LAPORAN AKHIR ANALISA KERUSAKAN & PERAWATAN MESIN “Modus, Penyebab Kegagalan, dan Perawatan Bantalan Gelinding”

Oleh :

Kelompok II

Marco Adris

0810912084

Widodo Tirtana

0810911015

Risman P Simarmata

0810912025

Dosen : Dr. Eng. Meifal Rusli

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ANDALAS PADANG 2012

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Analisis kegagalan merupakan suatu usaha untuk mempelajari suatu kegagalan di berbagai aspek seperti aspek mekanik dan aspek manusia agar kegagalan tersebut tidak terulang lagi. Peralatan atau suatu komponen mesin akan mengalami suatu kegagalan dengan sebab yang berbeda-beda. Untuk itu sangat diperlukan suatu analisis kegagalan agar kita bisa lebih mengetahui faktor apa saja yang dapat menyebabkan kegagalan pada komponen tersebut sehingga kita dapat memikirkan perawatan yang harus dilakukan agar kegagalan tersebut tidak terjadi lagi dan komponen mesin tersebut memiliki umur yang panjang. Pada laporan ini, kita akan membahas tentang modus, kegagalan, dan perawatan pada bantalan gelinding (bearing). Bantalan gelinding merupakan suatu bagian atau komponen yang berfungsi untuk menahan atau mendukung poros agar tetap pada kedudukannya. Komponen ini sangat penting fungsinya. Untuk, kita perlu mengetahui kegagalan apa saja yang terjadi pada bearing dan perawatan yang harus dilakukan agar memperkecil kemungkinan terjadinya kegagalan pada bearing tersebut.

1.2 Tujuan 1. Untuk mengetahui modus, penyebab kegagalan pada bantalan gelinding (bearing) 2. Untuk dapat memahami perawatan yang harus dilakukan pada bearing

1.3 Manfaat Dengan mengetahui kegagalan yang terjadi pada bantalan gelinding, maka kita dapat memahami perawatan yang harus dilakukan pada bearinng tersebut. Perawatan tersebut akan berpengaruh terhadap umur pemakaian bantalan gelinding

(bearing)

sehingga

perusahaan

mengeluarkankan biaya yg cukup tinggi.

atau

industri

tidak

perlu

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Teori Dasar Bantalan 2.1.1 Bantalan Bantalan merupakan salah satu bagian elemen mesin yang memegang peranan penting karena fungsi dari bnatalan yaitu untuk menumpu sebuah poros agar poros dapat berputar tanpa mengalami gesekan yang berlebihan. Bantalan harus cukup kuat untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Pada umumnya bantalan dapat diklasifikasikan menjadi 2 bagian yaitu : 1.

Berdasarkan gerakan bantalan terhadap poros a. Bantalan luncur Bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantaraan lapisan pelumas.

Gambar 1. Bantalan Luncur

b. Bantalan Gelinding Pada bantalan gelinding ini terjadi gesekan antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola, rol, dan rol bulat.

Gambar 1. Bantalan Luncur

2.

Berdasarkan arah beban terhadap poros a. Bantalan radial (beban putar) Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus sumbu poros b. Bantalan aksial (beban tekan) Arah beban bantalan ini sejajar dengan sumbu poros

c. Bantalan Gelinding Khusus Arah beban yang dapat ditumpu oleh bantalan gelinding khusus adalah sejajar dan tegak lurus sumbu poros.

2.1.2

Bantalan Gelinding Pada bantalan gelinding ini terjadi gesekan antara bagian yang

berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola, rol, dan rol bulat. Bantalan gelinding pada umumnya lebih cocok untuk beban kecil dari pada bantalan luncur, tergantung bentuk elemen gelindingnya. Keuntungan dan Kerugian Bantalan Gelinding dibandingkan bantalan luncur adalah : Keuntungan a. Gesekan mula yang jauh lebih kecil dan pengaruh yang lebih kecil dari jumlah putaran terhadap tekanan. b. Gesekan kerja lebih kecil sehingga penimbulan panas lebih kecil pada pembebanan yang sama. c. Penurunan waktu pemasukan dan pengaruh dari bahan poros. d. Pelumasan terus-menerus yang sederhana dan hampir bebas pemeliharaan serta jumlah bahan pelumas yang jauh lebih sedikit. e. Ketelitian (presisi), pembebanan yang diijinkan dan perhitungan dari umur kerja, berhubungan dengan pembuatan yang bermutu tinggi dalam pabrik khusus sehingga memberikan keuntungan dalam penggunaan suku cadang. f. Kemampuan menahan beban kejut sesaat g. Kebersihan Kekurangan a. Lebih berisik pada kecepatan yang sangat tinggi b. Ketahanan rendah ke shock loading c. Biaya awal yang lebih tinggi

d. Desain yang lebih rumit Jenis-Jenis Bantalan Gelinding 1. Single row groove ball bearings Bearing ini mempunyai alur dalam pada kedua cincinnya. Karena memiliki alur, maka jenis ini mempunyai kapasitas dapat menahan beban secara ideal pada arah radial dan aksial. Maksud dari beban radial adalah beban yang tegak lurus terhadap sumbu poros , sedangkan beban aksial adalah beban yang searah dengan sumbu poros.

Gambar : Single row groove ball bearings

2. Double row self aligning ball bearings Jenis ini mempunyai dua bola, masing-masing baris mempunyai alur sendiri-sendiri pada cincin bagian dalamnya. Pada umumnya terdapat alur bola pada cincin luarnya. Cincin bagian dalamnya mampu bergerak sendiri untuk menyesuaikan posisinya. Inilah kelebihan dari jenis ini, yaitu dapat mengatasi masalah poros yang kurang sejajar (misalignment).

Gambar : Double row self aligning ball bearings

3. Single row angular contact ball bearings Berdasarkan konstruksinya, jenis ini ideal dengan beban radial. Bearing ini biasanya dipasangkan dengan bearing lain, baik itu dipasang secara paralel maupun bertolak belakang, sehingga mampu juga untuk menahan beban aksial.

Gambar : Single row angular contact ball bearings

4. Double row angular contact ball bearings Disamping dapat menahan beban radial, jenis ini juga dapat menahan beban aksial dalam dua arah. Karena konstruksinya juga, jenis ini dapat menahan beban torsi. Jenis ini juga digunakan untuk mengganti dua buah bearing jika ruangan yang tersedia tidak mencukupi.

Gambar : Double row angular contact ball bearings

5. Double row barrel roller bearings Bearing ini mempunyai dua baris elemen roller yang pada umumnya mempunyai alur berbentuk bola pada cincin luarnya. Jenis ini memiliki

kapasitas beban radial yang besar sehingga ideal untuk menahan beban kejut.

Gambar : Double row barrel roller bearings

6. Single row cylindrical bearings Jenis ini mempunyai dua alur pada satu cincin yang biasanya terpisah. Efek dari pemisahan ini, cincin dapat bergerak aksial dengan mengikuti cincin yang lain. Hal ini merupakan suatu keuntungan, karena apabila bearing harus mengalami perubahan bentuk karena temperatur, maka cincinnya akan dengan mudah menyesuaikan posisinya. Jenis ini mempunyai kapasitas beban radial yang besar pula dan juga cocok untuk kecepatan tinggi.

Gambar : Single row cylindrical bearings

7. Tapered roller bearings Dilihat dari konstruksinya, jenis ini ideal untuk beban aksial maupun radial. Jenis ini dapat dipisah, dimana cincin dalamnya dipasang bersama dengan rollernya dan cincin luarnya terpisah.

Gambar : Tapered roller bearings

8. Single direction thrust ball bearings Bearing ini hanya cocok untuk menahan beban aksial dalam satu arah saja. Elemennya dapat dipisah sehingga mudah melakukan pemasangan. Beban aksial minimum yang dapat ditahan tergantung dari kecepatanny. Jenis ini sangat sensitif terhadap ketidaksebarisan (misalignment) poros terhadap rumahnya.

Gambar : Single direction thrust ball bearings

9. Double direction thrust ball bearings Jenis ini sama seperti single direction thrust ball bearings, hanya saja bearings ini dapat diberi beban aksial dalam dua arah. Bagian-bagiannya pun juga dapat dipisahkan sehingga mudah dibongkar dan dipasang.

Gambar : Double direction thrust ball bearings

BAB III KERUSAKAN DAN PERAWATAN BEARING

3.1 Kerusakan Pada Bantalan Gelinding (bearing) Berikut adalah penyebab terjadinya kerusakan atau kegagalan pada bantalan gelinding serta cara mengatasinya :

1. Beban berlebih (Overloads) Penyebab  Fatique Premature

Solusi

Gambar

Mengurangi beban atau mendesain ulang bantalan dengan menggunakan bantalan kapasitas yang lebih besar

2. Perubahan Bahan atau Warna pada Rings, Balls, dan Cages Penyebab

Solusi

 Overheating

Bahan bantalan harus

 Perubahan suhu

memiliki koefisien ekspansi

Gambar

termal rendah, sehingga ketika bekerja dengan suhu yang berbeda, tidak timbul perubahan bahan

3. Adanya goresan pada permukaan lintasan cincin dalam Penyebab

Solusi

Gambar

 Pada saat

Bersihkan bantalan

pemasangan, terdapat

dengan menggunakan

kotoran pada bearing

kuas atau lap.

4. Normal Fatigue Failure Penyebab  Bearing sudah

Solusi

Gambar

Bearing harus diganti.

melebihi umur yang telah ditentukan

5. Retak Penyebab  Beban yang terjadi tidak ditumpu penuh oleh bearing (cincin luar dan cincin dalam tidak akan mampu menahan beban).  Fatigue

Solusi Bearing harus diganti.

Gambar

6. Pergeseran ketika berputar (Freeting) Penyebab  Porosnya lentur

Solusi

Gambar

Bearing harus diganti.

 Sebagian sisi cincin luar suaiannya longgar

7. Misalignment Penyebab  Poros Bengkok

Solusi

Gambar

Poros harus diganti.

8. Permukaan Lintasan Mengelupas (Flaking) Penyebab

Solusi

 Fatique

Mengurangi beban atau

 Overload

mendesain ulang bantalan dengan menggunakan bantalan kapasitas yang lebih besar

Gambar

3.2 Perawatan atau Pemeliharaan Bearing Untuk memastikan apakah bearing harus diganti atau tidak sangatlah diperlukan pemekriksaan yang akurat. Cara yang pealing mudah adalah mendengarkan suaranya ketika peralatan beroperasi atau bisa juga dengan membandingkan dengan yang baru. Langkah pemastian bisa dilakukan dalam 3 tahap yaitu : 1. Pemeriksaan Visual Pada pemeriksaan ini yang perlu diperiksa adalah sisi samping dan permukaan kerja dari tanda-tanda keausan. Disamping itu dapat juga memeriksa geram atau kotoran yang terjadi dengan meraba atau melihat grease yang ada di bearing.

Gambar : Pemeriksaan Visual 2. Pembersihan Sebelum pemeriksaan fisik dilakukan, perlu dibersihkan terlebih dahulu dengan cara menghilangkan semua kotoran yang ada di bearing. Pembersihan dapat dilakukan secara manual yaitu dengan kuas atau lap.

Gambar : Pembersihan Bearing 3. Pemeriksaan fisik Pemeriksaan fisik ini meliputi pemeriksaan tanda-tanda keausan dan tanda kerusakan fisik yang dibandingkan dengan bearing baru. Pemeriksaan tersebut antara lain :

 Bunyi Pemeriksaan dapat dilakukan dengan cara memegang cincin dalam kemudian diputar cincin luarnya. Rasakan dengan perasaan dan bandingkan dengan bearing baru.

Gambar : Pemeriksaan Bunyi pada Bearing  Pengukuran celah Pemeriksaan celah dapat dilakukan dengan perasaan dengan cara digoyang kearah aksial atau diukur dengan feeler gauge, kemudian bandingkan dengan standar aksial yang diijinkan.

Gambar : Pemeriksaan Celah pada Bearing  Tanda Kerusakan Normal Fatique Tanda ini menunjukkan bahwa bearing sudah melebihi umur yang telah ditentukan. Jika pada bearing sudah terdapat tanda normal fatique, maka bearing harus diganti.

Gambar : Pemeriksaan Normal Fatique  Kesalahan pemasangan pada rumah bearing Flaking (flek) yang terdapat pada sisi yang bertolak belakang, disebabkan oleh rumah bearing yang oval. Untuk mengatasinya, rumah bearing digerinda lagi.

Gambar : Kesalahan pemasangan pada rumah bearing  Tanda kerusakan karena kotoran pada rumah bearing Jika pada saat pemasangan terdapat kotoran pada bearing, maka permukaan lintasan cincin dalam akan terlihat tanda-tanda goresan.

Gambar : Tanda kerusakan karena kotoran pada rumah bearing  Tanda kerusakan keretakan Jika beban yang terjadi tidak ditumpu penuh oleh bearing, cincin luar dan cincin dalam tidak akan mampu menahan beban dan akan terjadi keretakan.

Gambar : Retak pada Bearing  Tanda kerusakan creep Kerusakan creep pada sisi bearing, terjadi karena ketidaktepatan toleransi suaian antara cincin dalam dengan poros atau cincin luar dengan lubangnya, hal ini menyebabkan bearing akan bergeser.

Gambar : Tanda kerusakan creep  Kerusakan freeting Freeting terjadi karena sebagian sisi cincin luar suaiannya longgar, sehingga terjadi pergeseran ketika berputar. Hal ini dapat disebabkan karena porosnya lentur.

Gambar : Kerusakan freeting Dibeberapa tempat, biasanya jika bearing sudah dilepas dari lubang atau porosnya sudah pasti bearing itu diganti. Hal ini sangat merugikan karena belum tentu bearing tersebut

rusak. Bisa saja bearing rusak bukan karena

pengoperasiannya, melainkan karena cara membukanya yang tidak tepat. Untuk itu diperlukan ketelitian dan skill dalam melepas bearing, jangan sampai juga poros atau lubang jadi rusak karena pelepasan yang salah.

BAB IV

Damage Wear

Appearance

Cause

Action

*Small

*Lack or

*Do not unpack

indentations

cleanliness

bearing until just

around

before

Before it is to be

The raceway and

And during

mounted. Keep

rolling element.

mounting

Workshop clean

Dull, worn

operation

and use clean

surfaces

*inffective

tools.

*Grease

seals

*Check and

discoloured green

*lubricant

possibly

contaminated

imporove the

by worn

sealing

Particles from

*always use

brass cage

fresh, clean lubricant. Wipe the grease nipples. Filter the oil

Indentations

*Indentations in

*Mounting

*applay the

the receways of

pressure to the

mounting

both rings with

wrong ring

pressure to the

spacing equal to

*excessively

ring with the

the distance

hard drive-up

interference fit

between

on tapered

*follow

The rolling

seating

carefully the

element

*overloading

SKF instructions

while not

concerning

running

mounting bearing on tapered seating

*avoid overloading or use bearings with higher basic static load ratings. Smearing

Scored and

Sliding under

More suitable

discoloured roller

heavy axial

lubricant

ends and flange

loading

faces

andwith inadequate lubrication

Surface

Initially the

Inadequate or

Improve

Distress

damage is not

improper

lubiction

visible to the

lubrication

naked eye. Amore advanced stage is marked by small, shallow creaters with crystalline fracture surfaces. Corrosion

Greyish black

Pressence of

Improve sealing,

streaks across the

water, moisture

use lubricant

raceways, mostly

or corrosive

with better

coinciding with

substances in

rustinhibiting

the rolling

the bearing

properties.

element spacing.

over a long

At a later stage,

period of time

pitting of raceways and other surfaces of

the bearing Damge

*dark brown or

*passage of

*Re-route the

caused by

grayish black

electric current

current to by-

the passage

fluiting or craters

through

pass the bearing.

of Electric

in raceways and

rotating bearing

Use insulated

current

roller. Balls have

*passage of

bearings

dark

electric current

*Re-route the

discolouration

through non-

current to by-

only. Sometimes

rotating bearing

pass the bearing.

zigzag burns in

When welding,

ball bearings

arrange earthing

raceways.

to prevent

*localized burns

current passing

in raceways and

through the

on rolling

bearing use

elements

insultated bearing

Flaking

*Heavily marked

*Preloding on

*after the fits or

path pattern in

account of fits

select bearing

raceways of both

being to tight

with larger

rings

*excessive

internal

*flaking usually

drive-up on a

clearance

in the most

tapered seating

*do not drive

heavily loaded

*single row

the bearing so

zone

angular contact

far up its tapered

ball bearings or

seating. Follow

taper roller

carefully the

bearings

instruction given

adjusted to give

by SKF.

excessive

*Re-adjust the

preload

bearingsto

*temperature

obtain lighter

differential

preload

between inner

*select bearing

and outer rings

with larger

to great

internal clearance

Cracks

Blows, with

Always use a

hammer or

soft drift or

hardened

mounting

chisel, have

sleeve. Never

been directed

subject the

against the ring

bearing to direct

when the

hits.

bearing was beaing mounted

Reference from : SKF ( Product Information 401)