Laporan Journal Bearing

I.

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Dalam dunia industri, sering dijumpai bermacam-macam jenis bearing . Dimana bearing   biasa digunakan sebagai bantalan poros supaya pada saat  perpindahan daya, mengurangi terjadinya kehilangan daya akibat gesekan. Dalam pemasangan dan pelepasan bearing harus dilakukan sesuai dengan  prosedur yang benar, agar tidak terjadi keausan/kerusakan pada poros dan  bearing. oleh karena itu, penulis melakukan praktek latihan kerja di laboratorium

perawatan

dan

perbaikan

supaya

mampu

melakukan

 pemasangan dan pelepasan bearing  dengan  dengan baik dan benar.

Bantalan merupakan salah satu bagian dari elemen mesin yang memegang  peranan cukup penting karena fungsi dari bantalan 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.

B. Tujuan praktikum

Adapun tujuan dari praktikum ini adalah sebagai berikut: 1. Mengetahui distribusi tekanan yang terjadi pada  journal  bearing   untuk  berbagai variasi kecepatan.

2. Mampu menganalisa pengaruh putaran poros terhadap distribusi tekanan  pada journal   pada journal bearing  bearing .

II.

TINJAUAN PUSTAKA

A. Bearing

 Bear  Be arin ing g  banya  ba nyak k

digu di guna naka kan n

dala da lam m

mende me ndesa sain in

suat su atu u

meka me kani nism smee

 berp  be rput utar ar.. Tuj uann ua nnya ya yai tu un t uk me m pe r ha l us ge r ak pu t a r da n mengurangi gesekan antara dua permukaan yang bergerak relatif satusama lain. Bearing lain. Bearing mempunyai beberapa jenis yaitu: 1.  Jour  Jo urnal  nal  bearing . 2.  Roll  Ro ller  er  bearing .

B.  Journal bearing 

 Journa  Jou rnall beari bea ring ng merupakan pendukung beban dalam kondisi radial. Penggunaannya dapat dipertimbangkan dari kemampuan menerima  be ba n yang ya ng s an gat ga t ti nggi ng gi .  Jo ur nal na l be ar i ng terdiri dari dua bagian utama, yaitu poros dan lubang silinder seperti pada gambar 1.Poros dikenal sebagai  journ  jo urnal al dan lubang silinder sebagai bearing. Poros yang  berbantalan luncur dapat menghasilkan putaran putaran yang sangat tinggi.

Gambar 1. Journal  1. Journal  Bearing  Bearing (https://docslide.net/documents/laporan-journal-bearing.html) Pada  jour  jo urnal nal bear be arin ing, g,  perm  pe rmuk ukaa aan n pelu pe luma masa sann nnya ya besa be sar, r, dapa da patt mere me reda dam m ayunan,kejutan maupun kebisingan. Untuk mengurangi gesekan antara poros dan lubang, silinder dapat dengan menggunakan pelumas. Pelumas yang digunakan dapat dalam bentuk cair, padat maupun gas. Jenis pelumas, akan mempengaruhi distribusi tekanan yang terjadi (Jala ludin, 2011).

Dalam aplikasi gerakannya dapat berupa: a.  Journal  berputar,  berputar, bearing  diam.  diam.  b.  Journal  diam,  diam, bearing  berputar.  berputar. c.  Journal  berputar,  berputar, bearing  berputar  berputar

Jenis journal Jenis journal bearing ada dua macam, yaitu: a.  Full journal bearing, Lingkaran luar journal dibuat dengan ukuran memenuhi lingkaran dalam bearing.  b.  Partial journal bearing, Lingkaran antara journal dan bearing mempunyai clearance.

Perbedaan dari full dari  full journal bearing dan partial dan  partial journal bearing dapat diiihat  pada Gambar 2 dan Gambar 3. 3.

Gambar 2.  Full  Journal   Journal  Bearing   Bearing  (https://docslide.net/documents/laporan-journal-bearing.html)

Gambar 3. Partial 3. Partial Journal Bearing (https://docslide.net/documents/laporan-journal-bearing.html) Tekanan dapat diukur dengan menggunakan manometer. Bagian utama dari manometer adalah tabung U yang terbuat dari plastik ataupun kaca yang berisi fluida. Fluida yang digunakan dapat berupa air raksa, alkohol, air dan oli. Perbedaan tekanan dapat diukur dengan :

ΔP = ρ g h

dimana : P

: beda tekanan (kPa)

ρ

: massa jenis fluida (kg,/m2)

. . . (1)

g

: percepatan gravitasi (m/s2)

h

: tinggi kolom (m)

C. Tekanan Pelumas

Distribusi tekanan pelumas untuk  journal bearing radial, dapat digambarkan seperti pada gambar 4. Pada putaran tinggi dengan beban rendah,  pu t a r a n ha r us s t a b i l . U n t u k mend me ndap apat atka kan n kon disi di si ini in i dapa da patt di gun aka n  perm  pe rmuk ukaa aan n l uncu un curr yang yan g lebi le bih h luas lu as sepe se pert rtii pada pa da gambar ga mbar 5 (Sitepu, 2010). 2010).

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

A

b

c

Gambar 5. Kemungkinan Pem bentukan Baji Pelumas dan Pengarahan Pengarahan Pdros

 pada Journal  pada Journal Bearing Bearing Radial (https://docslide.net/documents/laporan-journal-bearing.html) Kemungkinan-kemungkinan untuk pembentukan baji pelumas dan pengarahan  poros pada bantalan radial: radial: a)

Mangkok bantalan lingkaran bulat biasa dengan pembentukan baji pelumas melalui kelonggaran bantalan D bantalan D  —  d.  d.

 b)

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

c)

Mangkok dengan kelonggaran sitrun „berseling" menurut Klemencic (mangkoknya dibor eksentris dan terpasang dalam posisi yang berputar).

d)

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

e)

Bantalan permukaan empat

f)

Bantalan seginen miring radial.

D. Tekanan Permukaan Rata-rata

Untuk menghitung tekanan permukaan rata-rata dapat digunakan rumus

̅ =

 . 

...(2)

dimana :

 p   ̅

: tekanan permukaan rata-rata (n/m2)

F

: gaya (N)

 b

: lebar bantalan terpakai (m)

d

: diameter nominal journal bearing radial (m)

E.  Radial Clearance  Radial Clearance /  / Kelonggaran Bantal

Kelonggaran bantalan relatif  didapatkan dengan rumus :



= dd−d  = ds

…(3)

dimana : d2

: diameter bearing (m)

d1

diameter journal (m)

s

: kelonggaran bearing (m)

d = d1 : diameter nominal journal nominal journal bearing

Kelonggaran ini sangat dipengaruhi oleh karakteristik operasi  journal bearing radial. r adial. Bila kelonggaran kecil akan dapat mengakibatkan  pema  pe mana nasa sa n ting ti nggi gi pada pa da  jour  jo urna nall bear be arin ing. g.  Namu  Na mun n bila bi la kelo ke long ngga gara ran n  besa  be sar, r, memu me mung ngki kink nkan an adan ad anya ya peny pe nyim impa pang ngan an (Nag (N agaa ya, 2011 20 11). ).

F.

Angka Sommerfeld (So)

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

dua daerah S0> 1

untuk daerah beban berat

So < 1

untuk daerah kecepatan tinggi

Besar angka Sommerfeld adalah : 



 =     ƞ̅ ..ω = ƞ   .. ̅ . π.n

…(4)

dimana : 

: viskositas dinamis dalam operasi (Ns/m 2 )

n

: putaran (rps)

G. Gesekan

Untuk daerah beban berat menghasilkan angka gesekan  :

 = √ . ≈ √ . 



...(5)

Untuk daerah kecepatan tinggi angka gesekan :

 = . ≈ . 



…(6)

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

Pada putaran awal dari  jo  j o ur na l be ar i ng radial mengalami berbagai kondisi gesekan. Angka gesekan ditentukan dari momen gesek MR dengan:

  = . .

...(7)

Angka gesekan   menurun dari nilai gesek o  dari keadaan diam (gesekan  badan tetap) kedala ked alam m daerah dae rah geseka ges ekan n campura cam puran n dengan den gan cepat, cep at, mencap men capai ai nilai minimum min dan kembali meningkat perlahan dalam daerah gesekan cairan. Titik transisi dari gesekan campuran menjadi gesekan cairan terletak  pada putaran transisi. Sebuah  journal bearing dapat diukur dengan benar kalau bekerja cukup luas pada putaran transisinya, sehingga keausan karena tekanan oli sendiri yang mendukun g beban (Syarif, 2014).

H. Tebal Film Pelumas Tebal film pelumas minimal yang diijinkan adalah h min, seperti terlihat pada gambar 6 harus cukup besar dari tebal film pelumas h ou pada titik transisi, tr ansisi, h ou, selalu lebih besar daripada kedalaman kekasaran R t. Pada perlambatan maka  bantalan kembali memasuki daerah dae rah geseka ges ekan n campu ca mpuran ran.. Kemudi Kem udian an karena kar ena viskositas bahan pelumas yang rendah (bantalan panas) dan lamanya  proses perlambatan dapat diperlukan suatu pengereman.

Gambar 6. Nilai Standar Tebal Film Pelumas yang Diijinkan, Kedalaman Kekasaran dan Toleransi Bentuk menurut DIN 7182 (https://docslide.net/documents/laporan-journal-bearing.html)

Tebal film pelumas dapat dicari juga dengan menggunakan gambar 7. Di ma na karakt karakteri eristik stik dari dari bearing perlu bearing perlu terlebih dahulu untuk dicari dicari dengan:

  .  = (  ) . 

...(8)

dimana : S

: angka karakteristik bearing (tanpa dimensi)

r  j

:  jari-jari  jari-jari journal  journal (m)

c

: radial clearance (m)



: viskositas absolut (reyns) (gambar 8)

n

: kecepatan relatif antara journal antara  journal dan bearing (dalam beberapa kasus dinyatakan dalam rpm, namun akibatnya S'dalam detik/min, namun secara langsung dibuat tanpa dimensi.

P

: beban persatuan luas darijournal (Pa)

Besar P bisa dihitung dengan rumus :

 = .. dimana : W

: beban (N)

L

: panjang bearing (m)

...(9)

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

Gambar 8. Diagram Viskositas-Temperatur I.

(https://docslide.net/documents/laporan-journal-bearing.html) Hukum Petroff Persamaan Petroff dapat digunakan untuk menentukan kerugian gesek dalam

 journal bear be arin in g yang beroperasi tanpa beban.  Jour  Jo urna nall dan bearing yang digunakan adalah konsentrik. Jika beban yang terjadi kecil dan kecepatan putar cukup tinggi, nilai tertentu dapat dicapai. Dengan menggunakan persamaan Petroff untuk memperkirakan kerugian gesekan dilakukan beberapa langkah.

Hukum gesek:

 = .. .   

...(10)

Torsi akibat gesekan:

  = . .   = .  . .  .  

…(11)

Dimana:

 =  .    = 2.. 60   = 2. .  .  

...(12)

Sehingga:

  =  .  . 2. .  . .  .2.. 60. .  

 =

. 3.2.. 15.

Sehingga untuk mengetahui daya akibat gesekan menggunakan rumus:

...(13)

. ℎ =    Dimana: Tf 

= Torsi akibat gesekan (Nm)

μ

= Viskositas absolut (Reyns)

L

= Panjang bearing  (m)  (m)

r  j

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

n

= Kecepatan putaran journal (rpm)

c

= Clearance radial Clearance radial atau ketebalan film (m)

Fhp

= Daya akibat gesekan (Hp)

...(14)