MAKALAH TENTANG BANTALAN Disusun Untuk Memenuhi Tugas Elemen Mesin
RISKA AFRILIANTI 0220110063
POLITEKNIK MANUFAKTUR ASTRA
JL. Gaya Motor Raya No. 8 Sunter II, Jakarta 14330 Telp.(021)651-9555 , Fax(021)651-9821 e-mail :
[email protected]
KATA PENGANTAR
Puji syukur atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan hidayatnya saya dapat menyelesaikan makalah ini. Penulis mengucapakan terima kasih kepada teman-teman, orang tua dan dosen pembimbing karena tanpa bantuannya makalah ini tidak dapat selesai dengan baik. Selain itu dengan bantuan teman-teman, orang tua, penulis mendapatkan data yang bagus dan akurat. Pada kesempatan ini penulis akan membahas mengenai Bantalan. Penulis membuat makalah ini untuk memenuhi tugas Elemen Mesin. Makalah ini masih banyak kekurangan, untuk itu bagi para pembaca mohon memberikan kritik dan saran yang membangun agar makalah ini menjadi lebih baik.Semoga makalah ini dapat memberikan manfaat yang baik bagi para pembaca.
Jakarta, Oktober 2012
Penulis
Page | 2
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ………………………………………………………………….. 1 KATA PENGANTAR ………………………………………………………………… 2 DAFTAR ISI……………………………………………………………………………. 3 BAB I PENDAHULUAN ……………………………………………………………… 4 1.1 Definisi Bantalan……………………………………………………………. 1 1.2 Prinsip Kerja Bantalan………………………………………………………. 2 BAB II ISI ……………………………………………………………………………... 4 2.1 Klasifikasi Bantalan………………………………………………………….. 5 2.2 Sifat- Sifat Bantalan Yang Baik ……………………………………………. 11 2.3 Sistem Pelumasan Pada Bantalan…………………………………………… 15 2.4 Penyebab Kerusakan Pada Bearing…………………………………………
17
2.5 Manfaat Penggunaan Bearing ……………………………………………...
20
BAB III PENUTUP ……………………………………………………………………. 21 3.1 Kesimpulan………………………………………………………………….. 21 DAFTAR PUSTAKA ………………………………………………………………….. 23
Page | 3
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Definisi
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. 1.2
Prinsip Kerja Bantalan
Apabila ada dua buah logam yang bersinggungan satu dengan lainnya saling bergeseran maka akan timbul gesekan , panas dan keausan . Untuk itu pada kedua benda diberi suatu lapisan yang dapat mengurangi gesekan , panas dan keausan serta untuk memperbaiki kinerjanya, ditambahkan pelumasan sehingga
kontak
langsung
antara
dua
benda
tersebut
dapat
dihindarai.
Page | 4
BAB II ISI
2.1
Klasifikasi Bantalan Pada umumya bantalan dapat diklasifikasikan menjadi 2 bagian yaitu :
1. Berdasarkan gerakan bantalan terhadap arah Poros a. Bantalan Luncur
Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantaraan lapisan pelumas.
1) 2) 3)
Gambar 1.1 Bantalan Luncur
1) Berdasarkan konstruksinya bantalan luncur dibedakan menjadi: a) Bantalan Luncur Radial
Bantalan ini untuk mendukung gaya radial dari batang torak saat berputar. Konstruksinya terbagi / terbelah menjadi dua agar dapat dipasang pada poros
Page | 5
engkol
b) Bantalan luncur aksial
Bantalan ini menghantarkan poros engkol menerima gaya aksial yaitu terutama pada saat terjadi melepas / menghubungkan plat kopling saat mobil berjalan. Konstruksi bantalan ini juga terbelah / terbagi menjadi dua dan dipasang pada poros jurnal bagian paling tengah.
Bahan Bantalan luncur
Bahan untuk bantalan luncur harus memenuhi persyaratan berikut:
Mempunyai kekuatan yang cukup (tahan beban dan kelelahan)
Dapat menyesuaikan diri terhadap lenturan poros yang tidak terlalu besar atau terhadap perubahan bentuk yang kecil
Mempunyai sifat anti las (tidak dapat menempel) terhadap poros jika terjadi kontak dan gesekan antara logam dan logam
Sangat tahan karat
Dapat membenamkan kotoran atau debu kecil
Page | 6
Murah harganya
Tidak terlalu terpengaruh oleh temperature
Berdasar bahannya batalan luncur dibedakan menjadi : a) Bantalan satu bahan
Yaitu bantalan yang terbuat dari satu jenis bahan saja seperti besi tuang kelabu atau perunggu. Jenis ini hanya digunakan pada motor dengan beban ringan
b) Bantalan dua bahan
Bantalan ini mempunyai dua bahan untuk pendukung dan untuk bagian luncurnya.Untuk bagian pendukungnya terbuatdari Cuprum ( Cu) , Plumbum ( Pb), Sn atau paduan alumunium , sedanng bagian luncurnya biasanya terbuat dari : Pb atau Sn. Jenis ini mempunyai sifat luncur yang baik serta daya dukungnya lebih besar
Keuntungan:
a.
Tidak peka terhadap beban kejut dan goncangan, karena bantalan luncur memiliki bidang penopang dan bidangpelumasan yang lebar.
b. Bantalan luncur tidak terlalu peka terhadap debu / kotoran, maka dari itu kurang membutuhkan seal. c. Tinggi angka putaran tidak terbatas karena tidak ada gesekan langsung antara logam dengan logam, tetapi yangada berupa gesekan antara logam dengan pelumas. d. Bantalan luncur konstruksi belahan memungkinkan pembongkaran dan pemasangan kembali dari poros dapatdilakukan dengan mudah. e. Bantalan luncur yang dapat diatur kembali kelonggarannya memungkinkan dicapainya karakter putaran yang presisi.
Kerugian :
a. untuk memulai putaran dibutuhkan momen awal yang besar Page | 7
b. Membutuhkan banyak pelumas c. Rendamen lebih kecil dibandingkan bantalan gelinding
d. Bantalan Gelinding
Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola, rol, dan rol bulat.
Gambar 1.2 Bantalan gelinding Berdasarkan Konstruksi bantalan ini disesuaikan dengan beban yang diterimanya Bantalan Gelinding dibagi menjadi 3, yaitu :
a. Bantalan gelinding aksial ( mengatasi gaya aksial ) b. Bantalan gelinding Radial ( mengatasi gaya radial ) c. Bantalan gelinding kontak sudut ( mengatasi gaya aksial dan radial )
Page | 8
Keuntungan :
a. Momen awalan dan momen kerja hampir sama besar b. Kebutuhan pelumas sedikit c. Pemeliharaan mudah d. Ukuran yang standart, mudah diganti e. Dapat menahan beban Kejut sesaat Kerugian :
a. Sangat peka terhadap beban kejut, terutama pada posisi diam atau berputar lambat b. Umur pakai dan tingginya angka putaran terbatas c. Sangat peka terhadap debu / kotoran
Macam – macam Bantalan Gelinding
Bantalan yang beredar sekarang terdiri dari berbagai macam bentuk dengan kelebihan dan kekurangan masing - masing. Hal yang perlu diketahui dalam pemilihan bearing antara lain:
1.
mengetahui kemungkinan penyebab terjadinya kesalahan dan akibatnya. Bearing yang telah rusak mempunyai suara yang berisik. dengan mengetahui dan memahami penyebab kesalahan, dan kesalahanya dapat digunakan sebagai dasar untuk mengatasi masalah selanjutnya.
2. Mengetahui standar bearing. Hal ini penting agar memudahkan dalam pemesanan atau pembelian dalam kasus penggantian bearings. Jenis-jenis bearing 1. Single Row Groove Ball bearings
Bearings ini mempunyai alur dalam pada kedua cincinya. Karena memiliki alur, maka jenis ini mempunyai kapasitas dapat menahan beban secara ideal pada arah radial dan aksial. Maksud dari beban Page | 9
radial adalah beban yang tegak lurus terhadap sumbu poros, sedangkan beban aksial adalah beban yang searah sumbu poros
2. Double Row Self Aligning Ball B earings
Jenis ini mempunyai dua baris bola, masing-masing baris mempunyai alur sendiri-sendiri pada cincin bagian dalamnya. Pada umunya 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 sebaris.
3. Single Row Angular Contact Ball Bearings
Berdasarkan konstruksinya jenis ini ideal untuk beban radial. Bearing ini biasanya dipasangkan dengan bearing lain. Baik itu dipasang secara pararel maupun bertolak belakang. Sehingga mampu juga untuk menahan beban aksial.
4. Double Row Angular Contact Ball Bearings
Disamping dapat menahan beban radial, jenis ini juga dapat menahan beban aksial dalam dua arah. Karena konstuksinya juga, jenis ini dapat Page | 10
menahan beban torsi. Jenis ini digunakan untuk mengganti dua buah bearing jika ruangan yang tersedia tidak mencukupi.
5. Double Row Barrel Roller Bearings
Bearing ini mempunyai dua baris elemen roller yang pada umumya mempunyai alur berbentuk bola pada cincin luarnya. Jenis ini memiliki kapasitas beban radial yang besar sehingga ideal untuk menahan beban kejut.
6. Single Row Cylindrical Bearings
Jenis ini mempunyai dua alur pada satu cincin yang biasanya terpisah. Efek dari pemisahan ini cincin dapat beregerak 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 menyesuaaikan posisinya. Jenis ini mempunyai kapasitas beban radial yang besar dan juga cocok untuk kecepatan tinggi. 7. Tapered Roller Bearings
Dilihat dari konstruksinya, jenis ini ideal untuk beban aksial maupun radial. Jenis ini dapat
dipisah,dimana
cincin
dalamnya
Page | 11
dipasang bersama dengan rollernya dan cincin luarnya terpisah.
8. Single Direction Thrust Ball Bearings
Bearing jenis ini hanya cocok untuk menahan beban aksial dalam satu arah saja. elemenya dapat sipisahkan sehingga mudah melakukan pemasangan. beban aksial minimum yang dapat ditahan tergantung dari kecepatannya. Jenis
ini
sangat
ketidaksebarisan
sensitif
terhadap
(misalignment)
poros
terhadap sumbunya.
9.Double Direction Thrust Bearings
Jenis ini sama seperti point 8, hanya saja bearings jenis ini dapat diberi beban aksial dalam dua arah. Bagianbagianya pun juga dapat dipisahkan sehingga mudah bongkar dan pasangya.
2. Menurut bentuk dan letaknya bagian poros yang ditumpu bantalan yaitu bagian yang disebut jurnal dapat diklasifikasikan sebagai berikut: a. Bantalan Radial, yang dapat berbentuk silinder, belahan silinder, elips. b. Bantalan Aksial, yang dapat berbentuk bola, kerah, michel. c. Bantalan Khusus, yang berbentuk bola. Page | 12
2.2
Dalam pemilihan bantalan perlu diketahui sifat-sifat yang harus dipertimbangkan agar
diperoleh bahan yang terbaik, sifat-sifat bantalan yang baik yaitu: 1. Tahan Tekanan
Bahan bantalan harus memiliki kekuatan tekan yang tinggi untuk menahan tekanan maksimum sehingga ekstrusi dan deformasi permanen pada bantalan. 2. Kekuatan fatigue
Bahan bantalan harus memiliki kekuatan fatigue yang tinggi sehingga ketika terjadi beban berulang tidak menghasilkan retak pada material. 3. Conformability
Adalah kemampuan bahan bantalan untuk mengakomodasi lendutan poros dan ketidakakuratan bantalan oleh deformasi plastik (creep). 4. Embeddability
Adalah kemampuan bahan bantalan untuk mengakomodasi partikel kecil dari
Page | 13
debu, pasir dan lain-lain. 5. Tahan Korosi
Bahan bantalan tidak boleh menimbulkan korosi akibat pelumasan. Properti ini sangat penting di dalam mesin pembakaran dimana pelumas yang sama digunakan untuk melumasi dinding silinder dan bantalan. Di dalam silinder, pelumas dapat saja teroksidasi dan menghasilkan endapan karbon. 6. Thermal Konduktivitas
Bahan bantalan harus memiliki konduktivitas panas yang tinggi sehingga memungkinkan perpindahan panas yang cepat yang dihasilkan saat terjadi gesekan. 7. Ekspansi Termal
Bahan bantalan harus memiliki koefisien ekspansi termal rendah, sehingga ketika bekerja dengan suhu yang berbeda-beda. tidak ada perubahan bahan yang diakibatkan perubahan suhu. Untuk mendapatkan semua sifat di atas sulit ditemukan dalam bantalan tertentu. Dimana bahan yang digunakan pada prakteknya tergantung pada kebutuhan dan kondisi pemanfaatan bantalan. Sehingga pemilihan bahan untuk setiap aplikasi harus berdasarkan hasil analisis. Tabel berikut menunjukan perbandingan dari beberapa sifat yang lebih umum bahan bantalan logam.
Bearing Material Tin base babbit Lead base babbit Lead Bronze Copper Lead Allumunium
Fatigue Strenght poor
Comformability good
Embeddability excellent
Corrosion Resistance excellent
Thermal Conductivity poor
Poor to fair fair
good
good
Fair to good
poor
poor
poor
good
fair
fair
Poor
Poor to fair
Poor to fair
Fair to good
good
poor
excellent
fair
Silver
Excellent
Poor to fair Almost
poor
excellent
excellent Page | 14
Silver lead deposited
excellent
none excellent
poor
excellent
excellent
2.3 Sistem Pelumasan Pada Bantalan
Penggunaan bantalan pada suatu mesin, haruslah memperhatikan sistem pelumasan yang aklan digunakan. Sehingga konstruksi, kondisi kerja, dan letak bantalan menjadi pertimbangan dalam pemilihan. Berikut ini macam-macam metode pelumasan yaitu :
a. Metode Lubrikasi 1. Manual Lubrication
Manual Lubrication dapat dilakukan menggunakan pompa oli.
2.Automatic Lubrication
Lubrikasi menggunakan control timer untuk mengatur supply oli/grease secara otomatis yang didorong dengan menggunakan pompa
Page | 15
3. Gravity System
Pelumas diletakkan pada sebuah reservoir, kemudian dibiarkan menetes karena grafitasi melalui needle valve dengan laju yang sudah ditentukan sebelumnya. 4. Pressure System
Sirkulasi oli ini merupakan sistem tertutup yang menggunakan pompa, reservoir dan filter.
5. Splash Lubrication
Oli berada reservoir yang tersedia dan equipment yang akan dilubrikasi tercelup di dalam oli.
Page | 16
6. Ring Lubrication
Lubrikasi dilakukan dengan cara membiarkan ring berputar pada shaft 7. Mist Lubrication
Lubrikasi ini menggunakan disc yang terpasang pada shaft. Pelumas mengalir karena perputaran disc dalam bentuk mist.
2.4 Penyebab-penyebab kerusakan pada bearing: 1. Kesalahan bahan a. Faktor produsen:
Page | 17
yaitu retaknya bantalan setelah produksi baik retak halus maupun berat, kesalahan toleransi, kesalahan celah bantalan. b. Faktor konsumen:
yaitu kurangnya pengetahuan tentang karakteristik pada bearing.
2. Penggunaan bearing melewati batas waktu penggunaannya (tidak sesuai dengan petunjuk buku fabrikasi pembuatan bearing).
3. Pemilihan jenis bearing dan pelumasannya yang tidak sesuai dengan buku petunjuk dan keadaan lapangan (real).
4. Pemasangan bearing pada poros yang tidak hati -hati dan tidak sesuai standart yang ditentukan.
Kesalahan pada saat pemasangan, diantaranya: a. Pemasangan yang terlalu longgar, akibatnya cincin dalam atau cincin luar yang berputar yang menimbulkan gesekan dengan housing/poros. b. Pemasangan yang terlalu erat, akibatnya ventilasi atau celah yang kurang sehingga pada saat berputar suhu bantalan akan cepat meningkat dan terjadi konsentrasi tegangan yang lebih. c. Terjadi pembenjolan pada jalur jalan atau pada roll sehingga bantalan saat berputar akan tersendat-sendat.
5. Terjadi misalignment
Dimana kedudukan poros pompa dan penggeraknya tidak lurus, bearing akan mengalami vibrasi tinggi. Pemasangan yang tidak sejajar tersebut akan menimbulkan guncangan pada saat berputar yang dapat merusak bearing. Kemiringan dalam pemasangan bearing juga menjadi faktor kerusakan bearing, karena bearing tidak menumpu poros dengan tidak baik, sehingga timbul getaran yang dapat merusak komponen tersebut.
6. Karena terjadi unbalance (tidak imbang)
Seperti pada impeller, dimana bagian-bagian pada impeller tersebut tidak balance (salah satu titik bagian impeller memiliki berat yang tidak seimbang). Sehingga ketika berputar, Page | 18
mengakibatkan putaran mengalami perubahan gaya disalah satu titik putaran (lebih terasa ketika putaran tinggi), sehingga berpengaruh pula pada putaran bearing pada poros. Unbalance bisa terjadi pula pada poros, dan pengaruhnya pun sama, yaitu bisa membuat vibrasi yang tinggi dan merusak komponen.
7. Bearing kurang minyak pelumasan karena bocor atau minyak pelumas terkontaminasi benda asing dari bocoran seal gland yang
mempengaruhi daya pelumasan pada minyak tersebut.
Cara mengatasi kerusakan pada bearing:
1. Melakukan penggantian bearing sesuai umur waktu kerja yang telah ditentukan. 2. Mengganti bearing yang sesuai dengan klasifikasi kerja pompa tersebut. 3. Melakukan pemasangan bearing dengan hati-hati sesuai standar yang telah ditentukan. 4. Melakukan alignment pada poros pompa dan penggeraknya. 5. Melakukan tes balancing pada poros dan impeller. 6. Memasang deflektor pada poros dan pemasangan rubber seal pada rumah bantalan dan perbaikan pada seal gland, untuk mengantisipasi kebocoran.
Proses pemasangan bearing.
1. Proses balancing. Pemasangan bearing pada komponen mesin, komponen tersebut pertama-tama harus benar-benar balance agar bearing dapat bertahan dengan baik. 2. Alignment (pengaturan sumbu poros pada mesin harus benar-benar sejajar). 3. Proses pemberian beban. Pemberian beban ini harus sesuai dengan jenis bearing yang digunakan apakah itu beban radial atau beban aksial. 4. Pengaturan posisi bearing pada poros. 5. Clearance bearing. Metode pemasangan dan peralatan yang digunakan. 6. Toleransi dan ketepatan yang diperlukan. Pada saat pemasangan bearing pada
Page | 19
poros, maka toleransi poros pada proses pembubutan harus diperhatikan karena hal tersebut mempengaruhi keadaan bearing.
2.5 Macam – Macam Contoh Penggunaan Bantalan
1. Bantalan Poros Engkol
2.Bantalan pada Kereta Api 3. Bantalan Utama pada Perkakas
Page | 20
BAB III PENUTUP
3.1
Kesimpulan
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. Pada umumya bantalan dapat diklasifikasikan menjadi 2 bagian yaitu:
a. Berdasarkan gerakan bantalan terhadap poros 1.
Bantalan luncur
Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantaraan lapisan pelumas. 2. Bantalan gelinding
Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola, rol, dan rol bulat. b. Berdasarkan arah beban terhadap poros 1. Bantalan radial Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus sumbu. 2. Bantalan aksial Arah beban bantalan ini sejajar dengan sumbu poros. 3. Bantalan gelinding khusus Bantalan ini dapat menumpu beban yang arahnya sejajar dan tegak lurus sumbu poros. Meskipun bantalan gelinding menguntungkan, Banyak konsumen memilih bantalan luncur dalam hal tertentu, contohnya bila kebisingan bantalan menggangu, pada kejutan yang kuat dalam putaran bebas. Page | 21
Dalam membuat bearing juga perlu diperhatikan sifat-sifat bahan yang akan digunakan. Dalam pembuatan bearing sendiri terdapat standar-standar yang harus dipenuhi oleh suatu bahan agar dapat dihasilkan suatu bearing yang berkualitas baik. Standar – standar tersebut diantaranya adalah, tahan beban, tahan korosi,embaddibility,conformability, kekuatan fatigue, konduktifitas termal,ekspansi termal.
Selain itu, dalam pemasangan bearing pun harus benar, jika tidak juga dapat menimbulkan kerusakan. Pelumasan pada bearing juga factor yang dapat menentukan umur dan tingkat keausan sebuah bearing. Terdapat bermacam –macam jenis pelumasan yaitu diantaranya Pelumasan Tangan, Pelumasan Tetes, Pelumasan Sumbu, Pelumasan Percik , Pelumasan Cincin , Pelumasan Pompa , Pelumasan Gravitasi, Pelumasan Celup. Bantalan juga banyak bermanfaat pada kehidupan kita misalnya pada, perkakas mesin bubut, bantalan kereta api, poros engkol, dll.
Page | 22
DAFTAR PUSTAKA
Sularso.2004.Elemen Mesin.Jakarta : Pradnya Paramita www.scribd.com www.vista-bearing.com
Page | 23
