TUGAS TRIBOLOGI

Oleh:

SIHAR F LUBIS (03061005090)

JURUSAN MESINFAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA2010

1) Jelaskan jenis-jenis keausan dan cara pengujiannya?

Jb: 1. Keausan adhesive (Adhesive wear)

Terjadi bila kontak permukaan dari dua material atau lebih mengakibatkan adanya

perlekatan satu sama lainnya (adhesif) serta deformasi plastis dan pada akhirnya

terjadi pelepasan/ pengoyakan salah satu material, seperti diperlihatkan pada Gambar

4. 2 di bawah ini :

Gbr.keausan metode adhesive

Faktor yang menyebabkan adhesive wear :

1. Kecenderungan dari material yang berbeda untuk membentuk larutan padat atau

senyawa intermetalik.

2. Kebersihan permukaan.

Jumlah wear debris akibat terjadinya aus melalui mekanisme adhesif ini dapat

dikurangi dengan cara ,antara lain :

1. Menggunakan material keras.

2. Material dengan jenis yang berbeda, misal berbeda struktur kristalnya

2. Keausan Abrasif (Abrasive wear)

Terjadi bila suatu partikel keras (asperity) dari material tertentu meluncur pada

permukaan material lainyang lebih lunak sehingga terjadi penetrasi atau pemotongan

material yang lebih lunak , seperti diperlihatkan pada Gambar 3 di bawah ini. Tingkat

keausan pada mekanisme ini ditentukan oleh derajat kebebasan (degree of freedom)

partikel keras atau asperity tersebut. Sebagai contoh partikel pasir silica akan

menghasilkan keausan yang lebih tinggi ketika diikat pada suatu permukaan seperti

pada kertas amplas, dibandingkan bila pertikel tersebut berada di dalam sistem slury.

Pada kasus pertama, partikel tersebut kemungkinan akan tertarik sepanjang

permukaan dan akhirnya mengakibtakan pengoyakan. Sementara pada kasus terakhir,

partikel tersebut mungkin hanya berputar (rolling) tanpa efek abrasi.

Faktor yang berperan dalam kaitannya dengan ketahanan

material terhadap abrasive wear antara lain:

1. Material hardness

2. Kondisi struktur mikro

3. Ukuran abrasif

4. Bentuk abrasif

Bentuk kerusakan permukaan akibat abrasive wear, antara

lain :

1. Scratching

2. Scoring

3. Gouging

Gbr.keausan metode abrasive

3. Keausan Lelah (Fatigue wear)

Merupakan mekanisme yang realtif berbeda dibandingkan dengan dua mekanisme

sebelumnya, yaitu dalam hal interaksi permukaan. Baik keausan adhesive maupu

abrasif melibatkan hanya satu interaksi, sementara pada keausan fatik

dibutuhkan interaksi multi.

Keausan ini terjadi akibat interaksi permukaan dimana permukaan yang mengalami

beban berulang akan mengarah pada pembentukan retak-retak mikro. Retak-retak

mikro tersebut pada akhirnya menyatu dan menghasilkan pengelupasan material.

Tingkat keausan sangat bergantung pada tingkat pembebanan. Gambar 4 memberikan

skematis

mekanisme keausan lelah :

Gbr.Mekanisme keausan lelah

4. Keausan Oksidasi/Korosif (Corrosive wear)

Proses kerusakan dimulai dengan adanya perubahan kimiawi material di permukaan

oleh faktor lingkungan. Kontak dengan lingkungan ini menghasilkan pembentukan

lapisan pada permukaan dengan sifat yang berbeda dengan material induk. Sebagai

konsekuensinya, material akan mengarah kepada perpatahan interface antara lapisan

permukaan dan material induk dan akhirnya seluruh lapisan permukaan itu akan

tercabut.

Gambar 5 mekanisme keausan oksidative

5. Keausan Erosi (Erosion wear)

Proses erosi disebabkan oleh gas dan cairan yang membawa partikel padatan yang

membentur permukaan material. Jika sudut benturannya kecil, keausan yang

dihasilkan analog dengan abrasive. Namun, jika sudut benturannya membentuk sudut

gaya normal (90o), maka keausan yang terjadi akan mengakibatkan brittle failure

pada permukaannya, skematis pengujiannya seperti terlihat pada gambar di bawah ini

:

Beberapa Pengujiannya dapat dilihat pada gambar-gambar 3.11 dan gambar 3.12. Dari hasil tersebut dapat dilihat bahwa jumlah kehilangan material berbanding lurus dengan beban dan jarak tempuh atau jarak gesekan. Hal ini sesuai dengan perkiraan yang diperoleh dari model pada gambar 3.3 . Pada gambar 3.13 dapat diliuhat hasil pengujian yang menunjukkan hubungan antara ketahanan arus dengan kekerasan material. Ketahanan aus didefinisikan sebagai kebalikan dari laju keausan. Laju keausan adalah besarnya volume aus per satuan beban per satuan jarak tempuh. Dari gambar 3.13 tersebut terlihat bahwa ketahanan aus berbanding lurus dengan kekerasan (H) terutama untuk daerah kekerasan antara 100 sampai 300 kg/mm . Dengan demikian hubungan yang menyatakan bahwa volime aus berbanding terbalik dengan kekerasan adalah benar, paling tidak untuk daerah kekerasan tersebut.

Beberapa hasil pengujian lain juga ditunjukkan pada gambar 3.14 , 3.15 dan 3.16 . Pada gambar tersebut dapat dilihat pengaruh factor-faktor seperti ukuran partikel abrasive, kecepatan gesek dan jenis material terhadap laju keausan abrasi.

Dengan menggunakan data-data tersebut ataupun kecendrungan yang ada, maka performans suatu material terhadap keausan dapat diperkirakan. Secara umum, untuk meningkatkan ketahanan aus atau memperkecil maka beban dan jarak tempuh harus diperkecil atau kekerasan material harus ditingkatkan. Namun demikian masih banyak factor lain perlu diperhatiakn seperti halnya factor paduan material, struktur material, lingkungan, dan sebagainya

2) Sebutkan factor-faktor yang mempengaruhi besar kecil keausan?

Jb: Keausan didefinisikan sebagai kehilangan material secara progresif atau

pemindahan sejumlah material dari suatu permukaan sebagai hasil pergerakan relatif

antara permukaan tersebut dan permukaan lainnya.

Keausan bukan merupakan sifat dasar material, melainkan respon material

terhadap sistem luar (kontak permukaan). Material apapun dapat mengalami keausan

disebabkan mekanisme yang beragam.

Faktor utama yang mempengaruhi karakteristik keausan pada material dapat

dikelompokan sbb:

1. Variabel Metalurgi seperti: kekerasan (hardness), ketangguhan,

komposisi kimia dan struktur mikro.

2. Variabel di lapangan (Service) yang meliputi kontak material,

kecepatan gesek, temperatur, kehalusan permukaan, pelumasan, dan

lingkungan korosi.

3) Spesifikasi, sifat, fungsi dipasaran tentang minyak oli dan minyak gemuk yang

ada?

Jb:

Minyak oli banyak beberapa jenis dan fungsi sebagai berikut:

Pencegah Korosi

Tambahan ini digunakan untuk mencegah korosi kimia dan karat. Biasanya

diperuntukkan untuk oli pelumas mesin.

Anti Oksidasi

Tambahan ini untuk mencegah oli peroksidasi. Hal ini didapat pada oli yang bekerja

pada suhu yang tinggi. Contoh: Oli heat treatment

Tambahan anti keausan

Tambahan ini terdapat pada oli yang dipergunakan untuk nok dan bagian-bagian yang

bergeseran. Sering terdapat pada oli pada umumnya, untuk memperbaiki sifat anti

keausan.

Tambahan untuk tekanan berat

Tambahan ini membentuk lapisan oli diantara permukaan-permukaan yang saling

menekan. Sebagai contoh tambahan ini terdapat pada oli yang dipergunakan untuk

melumasi roda-roda gigi yang menerima beban berat.

Tambahan untuk memperbaiki indeks kekentalan

Tambahan ini mengurangi banyaknya perubahan kekentalan oli karena adanya

perubahan suhu. Seringkali dipergunakan untuk oli-oli mesin motor bakar.

Oli hydraulic

Oli ini digunakan untuk memindahkan daya. Yang dipakai adalah oli khusus dan

jangan dicampur dengan macam oli lain atau cairan hydraulic macam yang berbeda.

Minyak Pemotongan

Oli ini digunakan untuk memperbaiki pemotongan logam. Oli ini melumasi dan

mendiginkan alat potong.

Lapisan pencegah korosi

Lapisan ini mencegah kelembapan pada permukaan yang dilapisi. Lapisan ini

dipergunakan untuk melindungi permukaan logam suatu mesin apabila bagian

tersebut akan disimpan. Umumnya lapisan ini harus dihilangkan dengan suatu cairan

sebelum komponen tersebut akan dipakai.

Oli pembilas

Digunakan untuk membersihkan system sirkulasi oli apabila:

Pada pemasangan pertama suatu perlengkapan

Peralatan akan dipakai

Oli akan diganti (khususnya apabila mempergunakan merek lain)

Apabila memerlukan pemakaian oli pembias khusus maka spesifikasi oli harus

diperhatikan.

Minyak gemuk

Gemuk dibuat dengan menegntalkan oli, yaitu dengan mempergunakan jenis

tambahan khusus. Sifat-sifat gemuk sesuai dengan tipe tambahan.

Gemuk dengan kalsium

Gemuk ini sangat tahan air akan tetapi titik cairnya rendah. Dapat dipergunakan

untuk bantalan golong dan bantalan biasa pada beban menengah.

Gemuk dengan lithium

Gemuk mempunyai titik cair tinggi dan tahan air. Biasanya digunakan untuk bantalan

golong.

Gemuk ini dengan aluminium

Gemuk ini tidak larut dalam air dan sangat lekat pada logam, sehingga gemuk ini

dipergunakan untuk nok-nok yang bergerak cepat dan bagian-bagian berayun.

Pengisi gemuk

Beberapa gemuk mempunyai sedikit tambahan bubuk yang halus untuk memperbaiki

sifat-sifatnya. Biasanya digunakan molybdenum disulphide atau graphite sebagai

pengisi. Hal ini memperbaiki sifat pelumasan gemuk apabila bekerja dibawah beban

berat yang bergerak.

Tujuan pelumasan adalah mengurangi gesekan, keausan, dan kepanasan dari

bagian mesin yang bergerak relative satu terhadap lainnya. Pelumas adalah zat yang

bila dimasukkan diantara permukaan-permukaan yang bergerak,menyelesaikan tujuan

ini.

Jenis-jenis pelumasan ada lima bentuk dapat dikenal secara jelas:

1. Hidrodinamika

2. Hidrostatika

3. Elastohidrodinamika

4. Batas (boundary)

5. Lapisan padat tipis (solid film)

Pelumasan Hidrodinamika ( hydrodynamic lubrication) berarti bahwa permukaan

penerima beban dari bantalan dipisahkan oleh pelumas yang agak tebal,sedemikian

rupa untuk menjaga persinggungan logam dengan logam dan bahwa stabilitas yang

dicapai dapat dijelaskan oleh hokum-hukum mekanika fluida. Pelumasan

hidrodinamika tidak bergantung pada pemberian pelumas dengan tekanan, walaupun

hal itu mungkin terjadi tetapi yang jelas ia memerlukan adanya penyediaan pelumas

yang cukup setiap waktu. Tekanan lapisan terjadi dengan sendirinya dengan gerakan

permukaan yang menarik pelumas kepada suatu zona berbentuk baji pada suatu

kecepatan yang cukup tinggi untuk menghasilkan tekanan yang seperlunya untuk

memisahkan permukaan-permukaan terhadap beban pada bantalan. Pelumasan

hidrodinamika disebut juga lapisan tipis penuh (full film), atau pelumasan fluida

(fluid lubrication).

Pelumasan hidrostatika (hydrostatic lubrication) didapat dengan memasukkan

pelumas, yang kadang-kadang berupa udara atau air, kedalam bidang bantalan beban

pada suatu tekanan yang cukup untuk memisahkan permukaan-permukaan dengan

suatu gerakan dari satu permukaan relative terhadap yang lain tidak diperlukan.

Pelumasan elastohidrodinamika (Elastohydrodynamic lubrication) adalah terjadi

bila suatu pelumasan dimasukkan diantara permukaan-permukaan yang berkontak

secara menggelinding, seperti pasangan roda gigi atau bantalan rol.

Luas permukaan yang tidak memadai, suatu penurunan kecepatan dari permukaan

yang bergerak, suatu pengurangan jumlah pelumas yang dimasukkan ke suatu

bantalan, kenaikan beban bantalan, atau kenaikan suhu pelumas yang terjadi karena

penurunan viskositas yaitu salah satunya dapat menjaga terbentuknya suatu lapisan

tipis yang cukup tebal untuk membentuk pelumasan lapisan tipis penuh. Bila ini

terjadi, pada keadaan yang paling jelek mungkin dipisahkan oleh lapisan tipis

pelumas hanya dalam ketebalan beberapa ukuran molekul saja. Ini disebut pelumasan

batas ( boundary lubrication).

Bila bantalan harus beroperasi pada suhu yang sangat tinggi, suatu pelumas

lapisan padat tipis (solid film lubricant) seperti graphit atau molybdenum disulfide

harus dipakai karena minyak mineral biasa tidak sesuai. Banyak penelitian akhir-

akhir ini sedang dilakukan dalam tujuan itu, juga untuk mencari bahan campuran

bantalan dengan nilai keausan yang rendah dan juga koefisien gesek yang kecil.