A

ELEMEN MESIN IIBANTALAN ( BEARING)Bantalan (bearing) adalah bagian mesin yang dipasang pada poros agar operasi poros menjadi lancar , dan berfungsi untuk menurunkan gesekan poros.Macam bantalanA. BANTALAN LUNCUR (JOURNAL BEARING)Bantalan luncur biasa disebut bushing merupakan bentuk tabung yang berfungsi sebagai bantalan.

Macam bantalan luncur dibedakan menjadi bantalan Radial dan bantalan Axial.*Bantalan Radial : Adalah bantalan yang khusus menahan gaya yang tegak lurus sumbu poros.(beban radial).Hal hal yang penting dalam perencanaan bantalan radial

Mampu menahan gaya radial yang tinggi.

Biasanya dipakai untuk bantalan pada poros engkol, bantalan ini harus terdiri dari dua belahan yang merupakan bagian dari bentuk tabung silinder.Kemampuan menyerap panas dan melepas /membuang panas tinggi.

Mudah dalam pembuatan dengan kehalusan tinggi.dll.Bantalan luncur mempunyai sifat khusus antara lain:

1. Mempunyai kekuatan cukup

2. Dapat menyesuaikan diri pada lenturan poros yang kecil

3. Mempunyai sifat anti las (tidak dapat menempel)pada poros

4. Tahan karat

5. Tahan aus

6. Murah harganya

7. Tidak terpengaruh suhu karena timbulnya panas. Bahan untuk bantalan luncur antara lain:

1. Babbit metal

Tekanan maksimal pada proyeksi luasan bantalan yaitu 70 140 kg/cm2.Apabila diaplikasikan pada auto mobil, biasanya babbit dipakai sebagai lapisan tipis setebal 0.05 0.15 mm dan dilapiskan pada baja. Komposisi babbit metal antara lain:a. Bahan dasar timah : 90% tin,4,5% Cu, 5% antimon,0.5 % lead

b. Bahan dasar lead :84% lead, 6% tin, 9.5% antimon, 0.5 % Cu2. Bronze

Yaitu campuran antara Cu, tin, Zn, biasa dipakai dalam permesinan yang dilapiskan pada bahan lain. Untuk bantalan yang menerima tekanan tinggi ( P< 100 kg/cm2) dan kecepatan tinggi biasanya 88% Cu, 10% tin, 2% Zn, untuk bantalan dengan tekanan sangat tinggi (100 P 140 kg/cm2 ) biasanya 80% Cu, 10 % tin, 9% lead.3. Cast iron

Biasanya dipakai untuk menumpu poros baja (journal baja). Tekanan bantalan sampai 35 kg/cm2 dan kecepatan 40 m/menit

4. Non metalik bearing

Misalnya: rubber (karet),kayu,plastic

Perhitungan kekuatan / perencanaan

Bantalan luncur sering juga disebut sebagai journal bearing. Dalam perencanaan bantalan luncur kita harus memperhatikan hal-hal sebagai berikut:1. : koefisien gesek antara elemen yang bersinggungan

2. z : viskositas absolut bahan pelumas (centipoise)

3. n : kecepatan journal (rpm).4. p : Tekanan bantalan pada luasan proyeksi (kg/cm2)

= gaya radial

d x l5. d : diameter journal (cm)

6. l: panjang journal (cm)

7. c : jarak clearance antara diameter poros dan diameter dalam bantalan (cm)

Dari rumus empiris kita dapatkan :33

1010

zn

P

d

c

+k

( =

( =(33/1010) (zn/p) (d/c) + k....coba untuk soal nanti,kanan = 0,009...kiri = 0,007k = faktor koreksi

= 0,002 untuk (l/d) = 0,75 2,8 diperlukan tabel dari buku Sularso.Dipertimbangkan untuk menjaga agar tidak terjadi kontak antara bantalan dan poros maka bantalan tidak dioperasikan pada k = (zn/p)Dimana k disebut bearing modulus. Sebab dalam kondisi ini pengurangan sedikit saja kecepatan atau perubahan tekanan ( penambahan ) akan menyebabkan journal akan mengadakan kontak dengan poros. Hal ini akan menimbulkan gesekan yang tinggi dan panas. Untuk mengatasi hal ini maka bantalan direncanakan : 3k = (zn/p)

Apabila bantalan diutamakan untuk beban berubah yang tinggi ( large fluktuaction load ) dan impact berat maka : 15k = (zn/p)

Boundry lubrication : daerah operasi yang menyebabkan timbulnya batas pelumasan ( putus-putus )Partial lubrication : pelumasan sebagian / pelumasan tidak sempurna.

Film lubrication : daerah yang menyebabkan timbulnya lapisan pelumas yang merata di seluruh permukaan (perlumasan sempurna).

Catatan :

1. Tekanan pada lapisan minyak yang terputus-putus menyebabkan mulai terjadinya kontak antara logam / antara poros dan bantalan. Hal ini disebut tekanan kritis / tekanan operasi minimal. Dalam hal ini besarnya tekanan (p) di dapat dari rumus empiris :

p = (zn/ 475.106) (d/c)2 (l/ d+l)2. Untuk maksud maksud perencanaan dianjurkan rumus :

(zn/p)(d/c)2 = 1,43.109 Harga ini disebut angka somefeld.

3. Clearance di dalam perencanaan industri mesin adalah c = 0,025 mm tiap cm dari diameter journal.

Ketebalan minimal dari lapisan minyak = (c/4) mmSedangkan harga (c/d) dapat dilihat dari tabel.

Diameter dalam bantalan luncur = d + 2cPanas yang dibangkitkan dalam journal bearing.(Hg) = heat generatedPanas yang timbul pada bantalan luncur pada pelumas sempurna disebabkan oleh gesekan antara minyak pelumas dan bagian yang berputar.

Hg = ( F v (kg.m/menit) = daya yang hilang menjadi panas...........= watt;

1 Hp =75 kgm/det., 1 Hp=736 w. = ( ( F v/J) kkal/menit

= (( F v/ 427) kkal/menitDimana :

Hg = Heat generated / panas yang dibangkitkan

F = Beban pada bantalan (kg) = p ( 1 x d ) ....el kali dv = Kecepatan keliling journal = ((. d. n/ 1000) ..(m/menit)d = Diameter journal dalam mmn = kecepatan journal dalam Rpm

J = angka konversi dari kg.m menjadi kkal

1 kg.m= (1/ 427) kkal Setelah keseimbangan panas tecapai, panas akan dirambatkan atau dipindahkan pada permukaan luar dari bantalan pada kecepatan yang sama seperti pada pembangkitan yang sama dalam lapisan pelumas.

Jumlah panas yang dipindahkan tergantung pada suhu sekitar, ukuran, dan masa permukaan yang memancarkan panas dan jumlah udara yang bersirkulasi disekitar bantalan.

Hd=C.A. (Tb-Ta) kkal/min

Dimana:

Hd = Heat dissipated (panas yang dipindahkan) kkal/min

C = Koefisien perambatan panas dari bahan kkal/min atau cm2/c(kenaikan tiap derajad celcius pada luasan 1 cm2)A = Proyeksi luasan bantalan cm

Tb = Suhu permukaan bantalan cTa = Suhu udara di sekitar bantalan

Harga C didapatkan dari percobaan O lasche yang tergantung pada tipe bearing, jenis ventilasi, dan selisih suhu.

Untuk Logam : C = 0.0002 0.0006 (tanpa ventilasi)

C = 0.0007 0.002 (dengan ventilasi)

Dari percobaan, juga didapatkan bahwa suhu bantalan kira-kira terletak di tengah-tengah, antara suhu udara luar (ta) dan suhu minyak pelumas (to). Sehingga didapatkan

Tb-Ta = 0.5 (to - ta)

Untuk perencanaan yang baik diusahakan suhu lapisan pelumas tidak lebih dari 60C yaitu 26.5C batasan p=14, maka l/d = 1 tdk memenuhi sayarat, sehingga l/d = 1,5 (direncanakan). p= 11,85.............ok zn/p = 1594,94 60 m/min tekanan bantalan p e=0,44 maka dipilih baris tunggal sehingga x=0,56 dan y=1,0Peq =(x.v.Fr+ y. Fa)ks ........ks=1,5 = 2B....435..kg = 4350 N...2 CLh = (C/Peq)k .106(rev = putaran) KHURMI HAL

Untuk ball bearing k=3

Untuk roller bearing k=10/3

Lh umur bearing dalam putaran. =3 th x 52 mg/th x 40 jam/mg = 6240 jam=374400 min untuk n= 1000Rpm maka Lh= 374 400 000 put.C = 3135,22 kg = 31352,2 N dari tabel C = 33200 N : Co = 19000N

hal 222 d=35mm seri 61807

Seri bearing adalah 6308-2RS1Untuk d > 25 mm tidak ada bearing yang mampu menahan beban 31352 N maka d dinaikkan .......Dari tabel x=0,56, y = 1,55 ; Peq = 558,75 kg = 5587,5 N, C = 4027,13 kg = 40271,3 N maka seri bearing 6308-2RS1 d= 40 mmMenentukan harga x dan y:1. Siapkan table.

2. hitung Fa/v Fr= bandingkan dengan e= 0,44 (lihat table)

3. Tentukan baris tunggal atau baris ganda

4. Tentukan harga x dan y sesuai table.

Harga ks sesuai kondisi kerja terhadap beban, missal beban kejut ringan (light shock load) maka ks = 1,5. akhirnya Peq dapat dihitung.

Lh = (C/Peq)k .106(rev = putaran)Lh = 3 th x 52 mg/th x 40 jam/mg x 60 menit/jam x 1000 Rpm = 374 400 000 (rev)

C = beban statis dapat dihitung, lihat table SKF maka Co dapat dilihat dalam tableUlangi penyelesaian di atas sampai selesai dengan data Co yang baru, sampai menemukan harga C yang baru dan seri bearing yang ada. Silakan meneruskan penyelesaian kasus di atas sampai selesai.

Co19000N , maka Fa/Co = 1500 N / 19000 N = 0, 08 ,dlm table 0,08 maka e =0,28

X=0,56 ; y = 1,55Soal 3 a: kerjakan di buku catatan/kertas kosong ??

A ball bearing is to carry a radial load of 250 kg and a thrust load of 150 kg. The service impose light shock and the bearing is to operate 40 hours/week for three years.The speed of the shaft is 1000 Rpm. Determine the size of the medium series ball bearing to be used. Tambahan data : Dari tugas terdahulu C = 3135,3kg = 31353 N ( 33200N table) Co =21600 NMaka Fa/C0 = dan seterusnya.

Soal 3 b: Kuis atau tugas di rumah?????

A ball bearing is to carry a radial load of 250 kg , a thrust load of 150 kg and to transmit 40 Hp.power. The service impose light shock and the bearing is to operate 40 hours/week for three years.The speed of the shaft is 1000 Rpm. Determine the size of the medium series ball bearing to be used. Tambahan data : Bahan poros St.40 v = 4 ; Co = .

SELAMAT BEKERJA1.) Mt = 30000.P/((n) N mm Diameter pros d3> 16 Mt/((. ( ijin) d = ? mm\Untuk( ijin = 50 s/d 80 n/mm2 diameter poros = 26,16 s/d 30,06 mm. d = 26,16 mmm = 30 mm makam C=4490; 7280; 11200; 13300; 19500; 28100; 43600

seri 6406untuk d 30,06 d = 35 mm; C =4750; 9560; 12400; 15900; 25500; 33200; 55300

Karena seri bearing belum ada maka Fa/Co ditentukan harga terbesar...= 0,56..& e= 0,44 (lihat tabel)

Dirancang inner ring yang berputar maka v = 1.

Peq =(x.v.Fr+ y. Fa)ks ........ks=1,5

Peq = 4350 N(hitungan) Dari perhitungan C = 31352,2 N ari table C = 33200 N, Co =19000NUnjtuk C0 = 19000N dst maka. C= 40271,35 N dari table C=55300NCo = 31000 seri bearing = 64072) Untuk Fa/co = 0,56 dstDari 1 dan 2 ketemu seri bearing.

Design value for journal bearings: ini masih salah ketik.MachineryBearingMaxium bearing pressure (p)kg/cmOperating values

Absolute viscosity ( z) centipoises

Automobile and air craft enginesMain Crank pin Wrist pin56-120105-245

106-3507-8210140

112-0,8-1,8

0,7-1,4

1,5-2,2

Main Crank pin Wrist pin56-120105-245

160-35020-65280140

700,0010,6-20,6-1,5

1,5-2

Main Crank pin Wirst pin50-8598-126

126-15420-65350180

1400,0010,6-20,6-1,5

1,5-2

Main Crank pin Wrist pin35-5670-105

84-1263040

30280210

1400,0010,7-1,50,7-1,2

1,2-1,7

Main crank pin Wrist pin3542

4056080

6028084

700,0011-20,9-1,3

1,2-1,5

Main Crank pin Wrist pin28405

1261530

2535084

700,0011,5-30,9-1,5

1,3-1,7

Main Crank pin Wrist pin17,542

12630-80420280

1400,0011-2,20,9-1,71,5-2,0

Driving axle Crank pin Wrist pin17,542

7010040

3042070

700,0011,6-1,80,7-1,1

0,8-1,3

Axle38,5140

2801007000,0011,8-2

Main357-202-614000,0011-2

Rotor

7-142528000,0011-2

Light,fixed,Selft aligning Heavy1,7510,5

10,525-60700210

2100,0012-32,5-4

2-3

Main2140140,0011-4

Main Crank pin280560100-0,0011-2

Main210501400,00151-1,5