4/30/2013
TUGAS SURVEY DAN INSPEKSI KAPAL
Aris Febrianto Miftahuddin Miftahuddin Nur Syaiful Wijayantara
4208 100 009 4208 100 071 4209 100 103
MATERI TENTANG PISTON DAN CRANKSHAFT
Reparasi Mesin
Motor induk sebagai penggerak utama kapal harus dibuka lengkap len gkap (Overhaul ) sesuai jam kerja maksimum yang disyaratkan oleh pabrik mesin tersebut. Semua parts yang dibuka supaya di record terlebih dahulu kemudian dibersihkan dan diperiksa secara seksama dan di record lagi satu persatu. Jika bagian-bagian mesin tersebut rusak (aus, (aus, retak, dll) supaya segera diganti baru atau direkondisi persyaratan kelas, bagi kapal yang masuk kelas. Bagian – bagian utama dari dari mesin diesel yang sering di reparasi reparasi yaitu : 1. Cylinder Liner 2. Cylinder Head 3. Piston 4. Ring Piston 5. Crank Shaft 6. Cam Shaft 7. Connecting Rod 8. Valve 9. Timing Gear 10. Injector Untuk berikut ini kelompok kami akan menjelaskan tantang materi piston dan Crank Shaft.
A.
Piston
Piston adalah bagian dari mesin yang berfungsi untuk menerima tenaga pembakaran untuk diteruskan ke poros engkol dengan melalui batang torak serta untuk untuk menghisap dan memampatkan udara dan membuang gasgas sisa. Piston memiliki bentuk permukaan yang berbedabeda. Hal ini tergantung dari penggunaan dari piston tersebut. oleh karena itu piston harus dibuat oleh bahan yang ringan, kuat, tahan panas dan tahan aus. Piston biasanya terbuat dari bahan baja tuang (Cast Steel), baja tempa (Forged Steel) atau aluminium tuang campuran (Allow Cast Aluminium).
Fungsi dari piston :
Menerima tenaga pembakaran dan diteruskan ke poros engkol dengan melalui batang torak.
Untuk menghisap udara.
Untuk memampatkan udara
Untuk membuang gas – gas sisa pembakaran.
Konstruksi dari piston yang yang baik adalah harus memenuhi syarat-syarat berikut, yaitu antara lain:
Tahan terhadap tekanan dan suhu yang tinggi dan bekerja dengan kecepatan tinggi
Dibagian dalam diperkuat dengan rusuk-rusuk penguat.
Pada bagian badan torak terdapat lubang saluran 3 dan 4 buah pegas pe gas torak (ring piston)
Berikut ini merupakan komponen utama yang ada pada piston : 1. piston crown berfungsi menyerap panas pembakaran dan dipindahkan pada skirt sedemikian rupa sehingg skirt memperoleh semua gaya dorong samping. 2. piston skirt dibuat dengan panjang yang mencukupi agar dapat memberikan gaya samping (side thrust) tanpa goresan 3. Heat Plug (penyumbatan panas), berada dibagian tengah crown, menyerap panas pembakaran awal (api dari ruang bakar awal) 4. Ring land merupakan daerah ring atau daerah alur ring 5. ing grooves adalah merupakan tempat/alur cincing.ring 6. Oi holes adalah lubang masuknya minyak pelumas untuk melumasi silinder, ring, dan piston. 7. Snap ring groove adalah alur/tempat snap ring=ring pengunci 8. Pin bore adalah lubang untuk tempat pena piston.
Ring Piston Piston ring pada umumnya terbuat dari baja tuang kelabu dan disisipi dengan bronze berbutir halus. Piston ring pada motor bakar berfungsi sebagai perapat antara piston dengan liner mesin, selain itu juga berfungsi sebagai penghantar panas antara piston dengan liner mesin. Piston ring terdiri dari dua macam, yaitu piston ring kompresi dan piston ring oil scrap.
Piston ring kompresi berfungsi untuk menjaga agar tekanan gas yang dikompresikan piston tidak lari kebawah, sehingga rasio kompresi mesin tetap terjaga.
Piston ring oil scrap berfungsi untuk menyapu lapisan minyak pelumas yang menempel pada dinding cylinder liner agar tidak naik ke ruang bakar saat terjadi pembakaran.
Fungsi dari Ring Piston adalah sebagai perapat antara cylinder liner dengan piston sehingga tidak terdapat celah. Selain itu piston p iston ring juga berfungsi sebagai :
Pengikis minyak pelumas dari dinding silinder
Pencegah minyak pelumas masuk ke ruang bakar
Pemindah sebagian besar panas torak ke dinding-dinding silinder
Hal hal yang perlu diperhatikan pada ring piston adalah:
Faktor kekakuan (K) dari ring piston p iston yang diijinkan.
Jarak yang diijinkan dari sambungan ring piston dalam kondisi terpasang. Pengukuran jarak sambungan ini dilakukan dengan cara ring piston di pasang pada cylinder liner tanpa piston, yang dipasang tegak lurus. Kemudian celah sambungan ring piston diukur dengan plat tipis baja yang sesuai dengan ukurannya. u kurannya.
Ada berbagai macam kerusakan yang dapat terjadi pada piston, namun sebelum melihat kerusakan yang terjadi pada piston kita harus memeriksa cylinder linernya terlebih
dahulu. Karena kedua benda tersebut merupakan satu pasangan, dimana apabila cylinder linernya mengalami oversize, otomatis piston juga akan mengalami pergantian. Piston akan direparasi apabila kondisi cylinder liner dalam keadaan OK. Kerusakan – kerusakan yang biasa terjadi pada piston dan ring piston : 1. Aus Keausan dari piston diukur dengan micrometer diameternya, yang diambil pada bidang geser dalam dua arah (sepanjang dan melintang sumbu mesin) serta nomor dari piston. 2. Retak Keretakan biasanya terjadi karena pengkaratan pada sisi ruang pembakaran. Pada piston yang terbuat dari baja akan lebih mudah memperbaikinya dengan menlas listrik tanpa memperdulikan letak keretakan. Apabila keretakan ini berkumpul pada piston crown, keretakan dapat dihilangkan dengan membubutnya dan dibuat ulir. Setelah itu d ipasang baut ulir yang sesuai ukurannya. u kurannya. 3. Terbakar Terbakarnya piston crown disebabkan kontak langsung dan terus menerus dengan gas yang panas. Bisa juga disebakan karena ketidak tepatan waktu dan kesalahan kerja dari injector.Pemasukan bahan bakar yang berlebihan pada cylinder dan memperlambat waktu pembakaran serta terganggunya pengabutan bahan bakar pada beberapa bagian dari piston dapat pula menyebabkan terbakarnya piston crown.Besarnya daerah yang terbakar dapat diketahui dengan menggunakan alat yang disebut feeler gauge, yaitu celah antara pelat rambu dan permukaan atas piston crown. 4.
Piston ring putus Piston ring putus disebabkan adanya kesalahan dalam prosedur pemasangan piston ring baik posisi, celah dan elastisitas piston ring. Untuk hal ini piston ring harus segera diganti.
5.
Piston ring aus Piston ring merupakan bagian yang bergesekan dengan cylinder liner untuk menahan menahan kompressi dan untuk mentransfer panas dari piston ke dinding cylinder liner, sehingga sangat wajar jika piston ring mengalami aus. Akan tetapi jika jarak antara piston dengan dinding cylinder liner terlalu dekat, maka piston ring harus diganti karena fungsi piston ring sudah habis.
B.
Crank Shaft
Crankshaft atau porosengkol adalah bagian dari mesin yang berfungsi untuk mengatur dan mengubah pergerakan naik dan turun dari piston di dalam silinder mesin, menjadi gerakan berputar didalam mesin. Selain itu crankshaft juga juga berfungsi sebagai penerima tekanan gerak lurus dari piston. Bahan dari crankshaft yang berdar umum di pasaran adalah terbuat dari baja tuang. Bagian pada crankshaft :
Poros Utama Poros tempat berputarnya poros engkol pada blok motor. Poros utama berputar pada lapisan logam putih yang disebut Metal Duduk (main bearing insert)
Dudukan Engkol Tempat duduknya batang pemutar, dudukan engkol berputar juga pada lapisan logam putih yang disebut Metal Jalan.
Pipi Engkol Menghubungkan antara poros satu dengan poros yang lainnya.
Roda gigi timing poros engkol (Crank shaft sprocket) Memutarkan roda gila timing poros bubungan, roda idler dan roda gigi pompa bahan bakar.
Engine Bearing (Bantalan Mesin) Meneruskan gaya atau beban dari bagian yang bergerak kepada bagian yang stationer sehingga mendukung bagian yang bergerak.
Macam-macam kerusakan dan cara reparasi pada Crank Shaft :
Defleksi Defleksi yang terjadi pada crankshaft dapat digolongkan menjadi dua macam, yaitu : a.
Defleksi pada crank shaft yang diakibatkan karena pemasangan bantalannya yang tidak lurus, dan
b.
Defleksi yang terjadi karena memang crankshaftnya yang bengkok Oleh karena itulah perlu kehati-hatian bila menemui kerusakan berupa defleksi pada crank shaft. Sebelum melakukan tindakan perbaikan terlebih dahulu mengidentifikasi
penyebab defleksi pada crank shaft dengan melakukan pengukuran-pengukuran yang dianggap perlu. Pendeteksian, untuk mengetahui terjadinya kebengkokan pada crankshaft dilakukan dengan pengukuran terhadap jarak antarweb pada crankshaft. Biasanya alat yang digunakan untuk melakukan pengukuran web displacement adalah micrometerinside caliper gauge.
Langkah-langkah pengukuran 1. Mengukur jarak antarweb crankshaft crankshaft serta serta mencatat mencatat hasilnya dalam kondisi crankshaft masih terikat pada bantalan, poros trust masih tersambung dan dengan piston rod dan pistonya masih terpasang, 2. Putar crankshaft sehingga posisi crankshaft pada kondisi yang berlawanan dengan posisi sebelumnya kemudian ukur kembali jarak webnya seperti pada point 1. 3. Ukur jarak antarweb pada kondisi crankshaft terlepas dari ikatan bantalanya dan ikatan piston rod serta catat hasilnya. 4.
Defleksi terjadi bantalan crank shaft dan bukan pada crank shaftnya, jika hasil pengukuran web displacement pada langkah point 1 dan point 2 tidak sama tetapi pengukuran pada langkah point 3 menghasilkan pengukuran yang sama untuk beberapa posisi pengukuran yang berbeda pada sebuah web displacement. Jika hasil pengukuran pada point 1 dan 2 tidak sama serta pengukuran pada point 3 juga mamperoleh hasil yang tidak sama untuk beberapa posisi pengukuran web displacement pada sepasang web, maka disimpulkan defleksi terjadi pada crank shaft sedang posisi bantalanya tetap lurus. Defleksi pada crankshaft masih bisa ditolerir jika masih dalam batas yang diijinkan, allowance ini dapat dilihat pada instructional manual book atau jika tidak ada dapat dilihat dari grafik defleksi.
Reparasi kerusakan defleksi crank shaft : Defleksi (bengkok) yang terjadi pada crankshaft dapat diperbaiki dengan cold pressure atu cold bending dan dengan heat treatment.
Terpuntir
Pendeteksian twist (terpuntir) : Untuk mengetahui terjadinya twist maka dapat dilakukan pengukuran terhadap sudut yang dibentuk antarweb pada crank shaft dengan langkah-langkah sbb. : 1. Menembakan laser beam pada crank shaft yang akan diukur sudut kemiringanya (web acuan dan web yang akan diukur) dari arah yang sejajar sumbu poros. 2. Pada layar ukur sudut yang dibentuk kedua web (web acuan dan web yang diukur sudutnya terhadap acuan) dan catat hasil pengukuranya. 3. Jika hasil pengukuran tidak sama dengan sudut standar yang seharusnya maka berarti terjadi twist, allowence terjadinya twist kurang lebih 20. Jika crank shaft mengalami twist maka sudut yang dibentuk antarweb menjadi lebih lebar atau lebih kecil dari pada ukuran standarnya. Hal ini akan menggangu proses pembakaran dalam mesin, jika sudut antarweb menjadi lebih besar salah satu proses pembakaran akan mengalami keterlambatan injeksi bahan bakar akibat dari terlambatnya crank shaft menggerakan knock ash yang menggerakan valve melalui rocker arm dan batang knock. Keterlambatan injeksi bahan bakar ini akan mengakibatkan tidak sempurnanya proses pembakaran, dan juga akan menimbulkan bahan bakar semakin banyak dalam ruang silinder dimana jika saatnya terbakar maka akan menghasilkan tekanan yang sangat tinggi sehingga timbul suara ledakan, hal inilah yang disebut sebagai knocking. Reparasi twist (terpuntir) pada crankshaft : Untuk memperbaiki terjadinya twist dapat dilakukan dengan heat treatment. Heat treatment ini terutama dimaksudkan untuk meratakan tegangan-tegangan local yang terdapat pada struktur crank shaft.
Aus (scratch) keausan ini biasanya sering terjadi pada crank shaft journal, karena gesekan yang terjadi antara crank shaft journal dengan journal bearing relatif lebih besar oleh karenaya bagian ini sangat rentan terhadap terjadinya keausan Kaeusan ini mengakibatkan permukaan poros journal crank shaft menjadi kasar.
Reparasi keausan pada crank shaft : Untuk memperbaiki terjadinya keausan pada crankshaft dilakukan dengan pengelasan dengan langkah-langkah yang sama seperti las yang dilakukan pada perbaikan korosi dan crack pada cylinder head.
Retak Pada umumnya retak terjadi pada crankshaft karena tegangan yang tinggi. keretakan pada poros engkol dapat terjadi dari konsentrasi tegangan yang disebabkan tidak lurusnya kedudukan poros engkol pada bantalannya dan juga bisa diakibatkan oleh kurangnya pelumasan pada bantalan Cara mengetahuinya adalah ada gram-gram yang menempel.
Reparasi untuk crankshaft yang mengalami retak : Jika crack atau keretakan yang terjadi pada crank shaft masih dalam sekala yang kecil dan masih bisa diperbaiki maka crank shaft tidak perlu diganti dengan yang baru. Unttuk melakukan langkah perbaikan maka hal pertama dilakukan adalah menjaga agar keretakan tidak menjalar, caranya adalah dengan melakukan pengeboran untuk membuat lubang kecil pada ujung-ujung crank shaft dimana lubang ini dapat menghentikan laju perambatan keretakan. Selanjutnya untuk memperbaiki keretakan tersebut dilakukan pengelasan dengan las listrik. Bila crank shaft mengalami crack yang parah atau putus maka harus diganti dengan crank shaft yang baru.
Melentur/bengkok Pada saat crankshaft mengalami bengkok maka bentuk dari atas dan dari bawah akan berbeda. Apabila mengalami bengkok maka bengkok tersebut tidak dapat dilihat dengan mata telanjang, cara mengetahui terjadi bengkok adalah dengan mengukur diameter dalam pada titik a dan b, lalu diputar ke posisi c dan diukur apakah diameter dalam berubah. Titik a dan b merupakan lubang kecil untuk meletakkan alat pengukur diameter dalam. Besar bengkokan yang diperbolehkan ditampilkan dalam grafik.
Gbr. Grafik untuk melihat defleksi atau kebengkokan
