BAB 10 BANTALAN LUNCUR
Bantalan Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu menumpu poros berbeban, berbeban, sehingga sehingga putaran putaran atau gerak bolak baliknya dapat berlangsung secara halus, aman dan panjang umurnya. 10.1 KLASIFIKASI BANTALAN LUNCUR
Berdasarkan arah beban terhadap poros, bantalan luncur dapat dibedakan menjadi 2, yaitu: bantalan radial dan bantalan aksial. Bantalan radial adalah bantalan yang mampu mendukung beban yang arahnya tegak lurus dengan sumbu poros. Jenis-jenis bantalan luncur antar lain: bantalan radial polos, bantalan radial bekerah, bantalan aksial berkerah, bantalan aksial, bantalan radial ujung, bantalan radial tengah. Sifat-sifat yang penting bantalan luncur yaitu: mampu mampu menump menumpu u beban beban poros poros dengan dengan putaran putaran tunggi tunggi dengan dengan beban beban besar besar,, konstru konstruksi ksi sederhana, dapat dibuat dan dipasang dengan mudah, memerlukan momen awal yang besar karena pengaruh gesekan, sistem pelumas tidak sederhana, tidak seteliti bantalan gelinding. 10.2 PERANCANGAN BANTALAN LUNCUR
al penting dalam rancangan bantalan luncur yaitu kekuatan bantalan, perbandingan !"d, tekanan bantalan, harga p.#, tebal minimum lapisan pelumas, koefisien gesek, panas yang timbul timbul,, panas panas yang yang dipanc dipancark arkan, an, kapasit kapasitas as pendin pendingin gin buatan buatan,, damn damn laju laju aliran aliran peluma pelumass minyak pelumas. 10.3 KEKUATAN KEKUATAN BANTALAN
$ada pembahasan ini dibatasi pada jenis bantalan radial ujung, dan ditunjukkan pada gambar berikut.
%a &
%b&
'ambar ().( Bantalan radial ujung dan tengah
keterangan: w * beban persatuan panjang ! * panjang bantalan, mm a * tega egangan lentur yang terj erjadi, kg"mm2
+ d b
egangan lentur yang terjadi b pada leher poros adalah : b
m
*
-
a
* momen lentur pada leher poros * +.!"2, untuk bantalan bantal an ujung /0
* beban total * w.!, kg * diameter poros, mm * teg lentur yang terjadi, kg"mm2.
* momen tahanan lentur poros, mm 1 * %"12&d1 Sehingga rumus diatas menjadi :
b
(
+.! " 2
(/.+.! 1 a atau d * atau ! 1 % " 12&d .a
*
.d 1 . a (/ .+
10.4 PEMILIHAN L/d
al-hal yang perlu diperhatikan dalam memilih harga !"d ialah: Semakin besar !"d mengakibatkan : semakin kuat menahan beban, tekanan tidak merata, panas yang timbul besar, /emperature yang timbul semakin besar. Semakin kecil !"d mengakibatkan: semakin rendah kemampuan menahan beban. 3engan demikian diambil harga , !"d* %),4 4,)& dan disesuaikan dengan penggunaannya masing-masing.
10.5 TEKANAN PADA BANTALAN
ekanan pada bantalan dapat ditentukan dengan persamaan : p
+ !.d
pa
dengan : $ * tekanan rata-rata, kg"mm2 d * diameter poros, mm
! pa
* panjang bantalan, mm * tekanan ijin bahan bantalan, kg"mm2
abel ().( Sifat-sifat bahan bantalan luncur Bahan bantalan
5ekerasan B
ekanan maks. 6ang diperbolehkan %kg"mm2&
emperatur maks. 6ang diperbolahkan %o7&
Beasi cor $erunggu 5uningan $erunggu fosfor !ogam putih berdasar Sn !ogam putih berdasar $b $aduan cadmium 5elmet $aduan ;luminium $erunggu timah hitam
(/) 8 (0) 9) 8 ()) 0) 8 (9) ()) 8 2)) 2) 8 1) (9 8 2) 1) 8 4) 2) 8 1) 49 8 9) 4) 8 0)
),1 8 ),/ ), 8 2,) ), 8 2,) (,9 8 /,) ),/ 8 (,) ),/ 8 ),0 (,) 8 (,4 (,) 8 (,0 2,0 2,) 8 1,2
(9) 2)) 2)) 29) (9) (9) 29) () ()) 8 (9) 22) 8 29)
10.6 TEBAL MINIMUM LAPISAN PELUMAS ebal minimum pelumas ritentukan dengan uraian berikut ini. isal
'ambar ().2 Jarak %h& terhadap %e&
10.7 KOEFISIEN GESEK /
5oefisien gesek pada bantalan luncur dapat ditentukan dengan persamaan :
3engan : < * n * p * d * l * c * k *
11 Z .n d
()() p c
k
#iskositas %kekentalan pelumas&, centipoise, = * ()-2 dyne.s"cm2> putaran poros, rpm tekanan bantalan pada proyeksi penampang bantalan, kg"cm2 diameter poros dalam, cm panjang bantalan, cm perbedaan ukuran antara diameter poros dan diameter bantalan, cm faktor koreksi kebocoran samping = * ),))2>
10. PANAS !ANG TER"ADI
$anas yang terjadi %g& akibat gesekan ditentukan dengan persamaan : g * .W .V kg"menit atau g dengan : * + * ? * * n *
*
.W .V
42:
kcal"menit % ( kcal * 42 kgm&
koefisien gesek beban normal, kg kecepatan keliling, . d. n =m"menit> putaran poros, rpm
10.# PANAS !ANG TERBUANG
$anas yang dibuang dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan: d * 7. ; %b 8 a& =kcal"menit> dengan: c * koefisien pemindahan panas %kcal"menit"cm2"o7& * koefisien kon#eksi enurut @A!asche harga c adalah: c * ),)))2 8 ),)))/, untuk bantalan tanpa #entilasi * ),))) 8 ),))2), untuk bantalan ; * luas proyeksi bantalan * l.d, m2 a * suhu udara sekitar, o7 b * suhu permukaan bantalan, o7 arga %a 8 b& berdasarkan percobaan dapat ditentukan dengan persamaan: b 8 a * ),9 %o 8 a& dengan: o * suhu lapisan pelumas 10. 10 KAPASITAS PENDINGINAN BUATAN
Jumlah kapasitas pendinginan buatan dapat ditentukan dengan persamaan: * g 8 d =kkal"menit> 10.11 KAPASITAS LA"U ALIRAN PELUMAS )
!aju aliran massa oli pendingin dapat ditentukan dengan persamaan: m m t S t
* * * * *
t
*
= kg"menit>
S. t
laju aliran minyak, kg"menit g * panas yang timbul panas yang diambil minyak panas jenis pelumas * ),44 ),4 = kkal"kg"o7> beda temperatur pelumas masuk dan keluar
CONTOH SOAL
(. Bantalan poros sudu turbin menerima beban radial sebesar (9 ))) kg. 3iameter poros turbin * 1) cm. $utaran poros, n * (0)) rpm. entukan %a& panjang bantalan, jika tekanan ijin bantalan, p * (/ kg"cm2, %b& panas yang timbul, jika temperatur kerja bantalan direncanakan /)o7 dan #iskositas pada temperatur tersebut 2) c$, clearance bantalan c * ),)29 cm. $enyelesaian: a. ekanan, p * C"; (/
*
(9))) L%1)&
! * 1(,29 cm b. $anas yang timbul, g: g
*
.W .V
, kkal"menit
42: 11 <.n d k ()() p c
11 2).(0)) 1) ),)29 ),)29 * ),)(( ()() (/
?
*
g
*
.d .n
%),1&%(0))& (//, 4/ m"menit
),)((%(9))) &%(//,4/&. 42:
/99,94 kkal"menit
2. Bantalan luncur panjang () cm, diameter poros 9 cm, tekanan ijin (4 kg"cm 2. $utaran poros n )) rpm. $erbandingan diameter dan clearance %d"c& * ())). emperatur oli to ) o7, #iskositas * (( c$. emperatur ruang ta * 19o7. entukan %a& panas yang harus didinginkan. %b& aliranmassa pelumas, jika perbedaan temperatur yang keluar dan yang masuk () o7. $anas jenis oli S * ),49 kcak"kgo7. 5oefisien perpindahan panas, 7 * ),)))4 kcal"menit"cm 2"o7. P$%&$'$()*)%+ a. $anas yangh arus didinginkan * panas yang timbul dikurangi panas yang dipancarkan * g - d
g
+
*
.+.?
42: 11 Zn d
, kkal"menit
k ()() p c 11 ((.)) ),))411 ())) ),))2 ()() (4
* p.d.! * (4 %9& %()& * )) kg (
* p.3.n * p %),)9& %))& * (4(,1 ),))41%:)) &%(4(,1: &.+.? (,))19 , kkal"menit g * 42: d * 7 . ; . %b 8 a& 7 * ),)))4 ; * !.d %b 8 a& * ),9 %o 8 a& * ),9 % 9 8 19& * 2) o7 d * ),)))4 %()& % 9& %2)& * ),4 kkal"menit Jadi panas yang harus didinginkan * g 8 d * (,))19 8 ),4 * ),/)19 kkal"menit ?
b. assa aliran pelumas, m: t * m . S . Dt . * m %),49& % ()& * 4,9 m kkal"menit t * g 4,9 m * (,))19 Jadi, m * ),220 kg"menit
SOAL,SOAL
=(> Bantalan luncur mendukung beban radial 9)) kg. $anjang bantalan () cm. 3iameter poros ,9 cm. $utaran kerja poros ())) rpm. 7learance diametral * ),)9 cm. Jenis pelumas S;D 4). emperatur maksimum direncanakan sampai ) o7. 3ari tabel #iskositas absolut didapat * 4) 7poise. itung daya yang terbuang akibat gesekan dalam p. =2> Erencanakan sebuah bantalan luncur pada roda gigi reduksi dari bahan bantalan kuningan untuk poros dengan putaran (9) rpm. Beban radial (9) kg. Bahan poros dari baja dengan tegangan tarik ijin, a * 4 kg"mm 2. 5oefisien gesek m * ),)4. entukan daya yang terpakai. abel ().2. ?iskositas pelumas pada berbagai suhu
abel ().1 ekanan maksimum ijin
2
'ambar ().1 ?iskositas pelumas pada berbagai suhu ubungan #iskositas absolut dan suhu pelumas ditunjukkan seperti gambar dibawah. Satuan #iskositas absolute milli $ascal detik %m$a-s&. Satuan suhu dalam o7. 1
'ambar ().4 'rafik ?FS5@SF;S - SGG
4
