4/30/2013

TUGAS SURVEY DAN INSPEKSI KAPAL

Aris Febrianto 4208 100 009 Miftahuddin Nur 4208 100 071 Syaiful Wijayantara 4209 100 103 MATERI TENTANG PISTON DAN CRANKSHAFT

Reparasi Mesin

Motor induk sebagai penggerak utama kapal harus dibuka lengkap (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, retak,

dll) supaya segera diganti baru atau direkondisi persyaratan kelas, bagi kapal yang masuk

kelas. Bagian – bagian utama dari mesin diesel yang sering di 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 gas-

gas sisa. Piston memiliki bentuk permukaan yang berbeda-

beda. 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 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 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 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.

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 dipasang

baut ulir yang sesuai ukurannya.

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

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 serta 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