Analisa GAngguan R.Arm Mesin SWD di PLTD Trisakti

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Dalam pengoperasian suatu unit mesin pembangkit

listrik, baik itu Pusat Listrik Tenaga Diesel (PLTD),

Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA), Pusat Listrik Tenaga

Gas (PLTG), maupun Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU).

Masalah keandalan operasi dan efisiensi produksi adalah

merupakan hal pokok yang harus mendapatkan perhatian

khusus. Karena baik dan tidaknya kinerja (performance)

dari mesin pembangkit listrik sangat ditentukan oleh

keandalan operasi dan efisiensi produksi dari mesin

pembangkit listrik tersebut. Kedua hal tersebut umumnya

sangat dipengaruhi oleh beberapa unsur yang diantaranya

adalah umur mesin, cara pengoperasian dan

pemeliharaannya.

Untuk mendapatkan kinerja mesin yang baik, maka

antara keandalan dan efisiensi harus benar-benar

1

seimbang. Menjaga keseimbangan antara keandalan operasi

dan efisiensi produksi suatu unit pembangkit diperlukan

monitoring yang meliputi pengamatan, perkembangan, dan

mengevaluasi baik pada sisi keandalan maupun sisi

efisiensinya, yang kemudian dari hasil evaluasinya

dapat memberikan suatu produk yang dapat lebih

meningkatkan kinerja dari mesin tersebut. Tetapi

umumnya untuk kelistrikan di Kalimantan Selatan dan

Kalimantan Tengah antara kebutuhan listrik masyarakat

dan suplai listriknya masih seimbang, bahkan terkadang

masih kurang. Maka untuk unit-unit pembangkit listrik

di daerah Kalimantan Selatan dan Kalimantan Tengah

khususnya untuk Pusat Listrik Tenaga Diesel (PLTD)

masalah keandalan operasi cenderung lebih diutamakan

daripada efisiensi, karena sistem kelistrikan yang

masih sangat membutuhkan beroperasinya pembangkit

listrik secara kontinyu.

Untuk itulah dalam pengoperasian suatu Pusat

Listrik Tenaga Diesel (PLTD) masalah keandalan operasi

harus mendapat perhatian yang sangat serius, tanpa

2

harus mengesampingkan segi efisiensi produksinya.

Karena itulah sebisa mungkin keandalan operasi harus

benar-benar dijaga konstan atau bahkan bisa

ditingkatkan.

Langkah-langkah untuk menjaga keandalan operasi

tersebut diantaranya adalah dengan cara melaksanakan

pemeliharaan dan pengoperasian dengan tepat dan benar,

serta tentunya tetap memperhitungkan faktor ekonomis

dari biaya operasi.

Adapun salah satu indikator utama daripada

keandalan dari unit Pusat Listrik Tenaga Diesel (PLTD)

adalah faktor ketersediaan unit pembangkit listrik

untuk menghasilkan listrik yang dalam kinerja di PT PLN

(Persero) disebut Equivalent Availability Factor (EAF). Nilai

EAF suatu pembangkit listrik di PT PLN (Persero) sangat

dipengaruhi oleh keandalan beroperasinya mesin. Semakin

jarang terjadinya gangguan pada mesin PLTD, maka

semakin tinggi nilai kinerja EAF PLTD tersebut. Begitu

juga sebaliknya semakin sering terjadinya gangguan

mesin yang menyebabkan tidak bisa beroperasinya mesin

3

PLTD, maka semakin rendah nilai kinerja EAF pembangkit

listrik tersebut.

Salah satu gangguan yang terjadi pada mesin PLTD

khususnya mesin PLTD Trisakti yang membuat mesin shut

down / tidak bisa beroperasi adalah gangguan pada sisi

cylinder head mesin. Adapun gangguan - gangguan yang

terjadi pada sisi cylinder head yang menyebabkan mesin

PLTD shut down / trip antara lain :

Kebocoran pendingin exhaust housing

Kebocoran pendingin pada rumah cylinder head

Gangguan pada distributor pelumas cylinder head

Gangguan pada distributor pelumas exhaust housing valve

Gangguan pada distributor Pelumas inlet valve

Gangguan pada rocker arm

Untuk gangguan yang disebutkan terakhir, yaitu

gangguan pada rocker arm sering terjadi pada mesin -

mesin di PLTD Trisakti khususnya mesin Stork Wartsila Diesel

(SWD) yang berdampak pada shut down unit / tripnya mesin

4

PLTD. Sehingga akan mengganggu pasokan listrik ke

sistem kelistrikan Kalimantan Selatan dan Kalimantan

Tengah.

Oleh karena itu, penulis akan mengupas serta

menganalisa penyebab – penyebab yang menjadikan

gangguan rocker arm pada mesin Stork Wartsila Diesel (SWD) di

PLTD Trisakti, yaitu dengan melakukan “Analisa Penyebab

Gangguan Rocker Arm untuk Mesin Stork Wartsila Diesel (SWD)

di PLTD Trisakti”.

1.2. Identifikasi Masalah

Di PLTD Trisakti khususnya untuk mesin Stork Wartsila

Diesel (SWD) setiap silinder terdiri dari satu set rocker

arm, yaitu rocker arm inlet valve dan rocker arm exhaust valve.

Kemudian tiap sisi rocker arm mempunyai needle bearing,

terdiri dari 2 buah needle bearing inlet valve dan 2 buah

needle bearing exhaust valve yang totalnya menjadi 4 buah

needle bearing tiap silinder.

5

Belakangan ini di PLTD Trisakti, khususnya untuk

mesin Stork Wartsila Diesel (SWD) baik untuk mesin SWD 16TM

410R maupun SWD 9TM 620C untuk sisi needle bearing rocker

arm sangat sering terjadi gangguan aus (biasa disebut

kocak). Dengan ausnya (kocak) needle bearing rocker arm

tersebut, maka gerak rocker arm untuk menekan inlet valve

dan exhaust valve tidak simetris atau lurus secara

vertikal lagi. Gerak rocker arm yang seharusnya simetris

lurus vertikal tadi berubah menjadi gerak tidak

simetris seperti gelombang.

Hal ini berdampak terhadap pembukaan inlet valve

untuk masuknya bahan bakar ke dalam ruang bakar tidak

berlangsung sempurna, serta untuk pembukaan exhaust valve

untuk keluarnya gas buang dari hasil pembakaran di

ruang bakar juga tidak sempurna. Jika hal ini dibiarkan

secara terus – menerus, maka lama - kelamaan akan

mengganggu performance mesin PLTD itu sendiri. Tindakan

penanggulangan yang dilakukan biasanya yaitu dengan

cara break down maintenance (dilakukan pemeliharaan jika

terjadi gangguan) dengan mengganti needle bearing rocker arm

6

yang tentunya memerlukan shut down mesin beberapa jam

setiap ada gangguan rocker arm tersebut.

Berdasarkan data gangguan mesin Stork Wartsila Diesel

(SWD) PLTD Trisakti selama satu tahun di tahun 2014,

dapat dilihat sebagai berikut :

Gambar 1.1 Data Gangguan Mesin Stork Wartsila Diesel (SWD)PLTD Trisakti Tahun 2014

Sumber : Form Kinerja Pembangkit PLTD Trs 2014

Dari diagram di atas dapat disimpulkan bahwa

gangguan yang paling sering terjadi adalah gangguan

rocker arm. Agar keandalan operasi mesin di PLTD

7

JumlahGangguan

Trisakti dapat terjaga, maka perlu dilaksanakan

penanganan masalah gangguan yang berulang pada rocker

arm, sehingga topik ini kemudian dijadikan penulis

sebagai judul skripsi, kemudian bersama rekan kerja di

kantor akan melaksanakan Focus Group Discussion (FGD) untuk

membahas dalam mencari akar permasalahan (Root Cause

Problem Solving) penyebab seringnya terjadi gangguan rocker

arm di PLTD Trisakti.

1.3. Perumusan Masalah

Dari uraian di atas, maka dirumuskan masalah

sebagai berikut:

1. Apa yang menjadi penyebab sering terjadinya gangguan

rocker arm khususnya untuk mesin Stork Wartsila Diesel (SWD)

di PLTD Trisakti?

2. Tindakan - tindakan apa saja yang harus dilakukan

untuk menanggulangi seringnya terjadi gangguan rocker

arm di PLTD Trisakti?

1.4. Tujuan Penelitian

8

Sesuai dengan permasalahan di atas, maka tujuan

dari penelitian ini adalah

1. Untuk mengetahui apa saja yang menjadi penyebab

seringnya terjadi gangguan rocker arm untuk mesin Stork

Wartsila Diesel (SWD) di PLTD Trisakti

2. Dapat melakukan action / tindakan pencegahan

berulangnya terjadi gangguan di mesin PLTD Trisakti

Sektor Pembangkitan Barito

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari analisis ini adalah

1. Sebagai bahan kajian dalam menganalisis penyebab

sering terjadinya gangguan rocker arm pada mesin Stork

Wartsila Diesel (SWD) di PLTD Trisakti Sektor

Pembangkitan Barito.

2. Dapat melakukan tindakan lebih lanjut untuk ide

perbaikan dalam mengurangi terjadinya gangguan rocker

arm pada mesin Stork Wartsila Diesel (SWD) yang nantinya

bertujuan meningkatkan keandalan operasi mesin di

9

PLTD Trisakti dalam menyuplai listrik ke Kalimantan

Selatandan Kalimantan Tengah secara kontinyu.

3. Pemadaman listrik khususnya di wilayah Kalimantan

Selatan dan Kalimantan Tengah akan berkurang.

4. Sebagai referensi penelitian lanjutan.

1.6. Parameter dan Variabel

Dalam penelitian ini parameter yang ingin dicapai

oleh penulis yaitu pengaruh gangguan rocker arm terhadap

keandalan operasi mesin PLTD Trisakti khususnya mesin

Stork Wartsila Diesel (SWD) di PLTD Trisakti yang berdampak

keluarnya mesin PLTD Trisakti dalam menyuplai sistem

kelistrikan di sistem Kalimantan Selatan dan Kalimantan

Tengah.

Oleh karena itu, penulis menetapkan variabel

sebagai fokus dalam penelitian. Variabel yang diambil

adalah sebagai berikut :

- Jam operasi mesin

- Data gangguan rocker arm

- Frekuensi terjadinya gangguan rocker arm

10

- Durasi (lamanya) gangguan rocker arm

Variabel – variabel di atas, akan diambil dalam 2

kali tahapan, yaitu :

1. Tahapan pertama yaitu pengambilan variabel / data

sebelum dilakukannya analisa penyebab masalah.

2. Tahapan kedua pengambilan variabel atau data setelah

dilakukan analisa dan action – action perbaikan dari

hasil analisa masalah tadi.

1.7. Batasan dan Ruang Lingkup

Batasan permasalahan ini dibatasi pada

1. Mengacu pada satu pokok bahasan, yaitu menganalisa

penyebab – penyebab apa saja yang menyebabkan sering

terjadinya gangguan rocker arm untuk mesin Stork Wartsila

Diesel (SWD) di PLTD Trisakti Sektor Pembangkitan

Barito.

2. Bagian mesin yang ditinjau sebagai objek penelitian

adalah bagian utama yang terdapat pada kepala

silinder (cylinder head) yaitu pada kepala pelatuk

(rocker arm) mesin Stork Wartsila Diesel (SWD di PLTD

Trisakti Sektor Pembangkitan Barito.

11

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Prinsip Kerja Mesin Diesel

2.1.1. Proses Kerja Mesin Diesel

12

Proses kerja mesin diesel, khususnya mesin 4

langkah mempunyai proses kerja yang merupakan 1 (satu)

siklus kerja mesin diesel yaitu :

Langkah pengisian.

Langkah kompressi.

Proses pengabutan bahan bakar.

Langkah usaha.

Proses pembilasan.

Langkah pembuangan.

Pada mesin 4 langkah kerja pengisian, kompressi,

usaha dan pembuangan masing-masing mempunyai langkah.

Kemudian proses injeksi bahan bakar terjadi saat piston

sebelum mencapai Titik Mati Atas (TMA) pada langkah

kompresi dan proses pembilasan terjadi saat piston

sebelum mencapai Titik Mati Atas (TMA) pada langkah

pembuangan.

Dari penjelasan di atas untuk menghasilkan usaha

diperlukan bahan bakar yang dikabutkan pada derajat

13

tertentu dalam ruang bakar sebelum torak mencapai Titik

Mati Atas (TMA) agar bahan bakar terbakar seluruhnya

dan mendapatkan tekanan pembakaran tinggi. Proses

pembilasan pada mesin 4 (empat) langkah pembilasan

terjadi beberapa derajat sebelum torak mencapai Titik

Mati Atas (TMA) pada akhir langkah pembuangan dan awal

langkah pengisian.

2.1.2. Proses Kerja Mesin 4 Langkah

Mesin Diesel merupakan mesin yang proses penyalaan

bahan bakarnya terbakar sendiri tanpa bantuan alat

untuk penyalaan. Proses ini terjadi akibat tekanan

kompresi yang tinggi, sehingga temperatur dalam ruang

bakar naik, kemudian bahan bakar dikabutkan, dan bahan

bakar mudah menyala dengan sendirinya. Mesin diesel

disebut compression ignition engine (motor dengan bahan

bakar penyalaan sendiri).

Pada mesin diesel 4 langkah dengan jumlah silinder

lebih dari 1 (satu), proses kerja yang terjadi pada

14

silinder nomor 1 (satu) dengan silinder yang lainnya

mempunyai urutan proses kerja yang sama seperti

silinder nomor 1 (satu) tetapi mempunyai urutan waktu

proses kerja yang terjadi berbeda sesuai dengan urutan

yang telah ditentukan oleh pabrik pembuat mesin

tersebut

Proses kerja mesin diesel 4 langkah adalah proses

kerja mesin untuk menghasilkan 1 (satu) kali pembakaran

(kerja / usaha) torak bergerak 4 (empat) kali. Gerakan

torak dalam mesin dinamakan langkah torak yang

mempunyai titik berhenti torak bawah dan titik berhenti

torak atas gerakan torak tersebut, secara umum disebut

Titik Mati Bawah (TMB) dan Titik Mati Atas (TMA).

15

Gambar 2.1 Gerakan Torak (Piston) Dalam MesinSumber : Buku Diklat PLTD Besar, Mesin Diesel hal 4

Karena gerakan torak yang menghasilkan kerja atau

usaha berlangsung secara berurutan dan terus menerus

maka kegiatan untuk menghasilkan kerja / usaha disebut

siklus.

Untuk menyalurkan tenaga hasil pembakaran di atas

permukaan torak maka torak yang mempunyai gerakan lurus

dirubah menjadi gerakan putar dengan menggunakan poros

engkol.

Dari penjelasan diatas dapat diuraikan sebagai

berikut :

16

Satu) siklus kerja mesin diesel 4 langkah mempunyai 4

(empat) kali gerakan torak dihubungkan dengan gerakan

poros engkol terdiri dari :

T.M.B. - T.M.A. poros engkol berputar 180 0

T.M.A.- T.M.B. poros engkol berputar 180 0

T.M.B.- T.M.A. poros engkol berputar 180 0

T.M.A.- T.M.B. poros engkol berputar 180 0

Urutan langkah proses kerja torak adalah :

1. Langkah pengisian (langkah isap)

2. Langkah kompresi (langkah pemampatan)

3. Langkah kerja (langkah usaha)

4. Langkah pembuangan (langkah buang)

Gambar 2.2. Proses Kerja Torak (Piston)

Sumber : Buku Diklat PLTD Besar, Mesin Diesel hal 5

17

Proses kerja mesin 4 langkah untuk tiap silinder

terlihat pada gambar dibawah ini

\

18

Langkah Pengisian

Katup Isap membuka

Katup Buang menutup

Torak bergerak dari TMA – TMB

Langkah Kompresi

Katup Isap menutup

Katup Buang menutup

Torak bergerak dari TMB – TMA

Langkah Usaha

Katup Isap menutup

Katup Buang menutup

Torak bergerak dari TMA – TMB

langkah Pembuangan

Katup Isap menutup

Katup Buang membuka

Gambar 2.3. Proses Kerja Mesin 4 Langkah


Pengaturan masuk udara dan keluarnya gas bekas

diatur oleh katup (valve), yang disesuaikan dengan

langkah torak. Jumlah katup (valve) pada tiap silinder

ditentukan oleh pabrik pembuat mesin sesuai dengan

kebutuhan daya yang akan digunakan, hal ini dapat

terlihat pada mesin dengan jumlah silinder dan

kapasitas silinder yang sama tetapi ada yang

menggunakan 2 buah katup (valve) dan ada yang

menggunakan 4 buah katup (valve) pada tiap silinder.

Nama katup (valve) tidak tergantung dari jumlah katup

19

langkah Pembuangan

Katup Isap menutup

Katup Buang membuka

(valve) yang terdapat pada tiap silinder berapapun

jumlahnya katup (valve) tetap terdiri dari :

a. Katup isap (intake valve)

b. Katup buang (exhaust valve)

Jumlah masing-masing katup pada tiap silinder

dapat lebih dari 1 (satu) dengan maksud agar aliran

udara masuk dan gas buang lebih lancar. Yang dimaksud

aliran udara masuk dan gas buang lebih lancar adalah

volume udara masuk yang dibutuhkan lebih besar jika

dibandingkan dengan yang menggunakan 1 (satu) katup

(valve), kemudian untuk gas buang volume yang

dikeluarkan lebih besar sehingga kondisi dalam ruang

bakar lebih bersih dari sisa-sisa pembakaran.

Dari penjelasan diatas disimpulkan bahwa kebutuhan

udara bersih (oksigen) untuk proses pembakaran harus

sesuai dengan jumlah bahan bakar yang dipakai dan ruang

bakar harus bersih dari sisa-sisa pembakaran untuk

dapat menghasilkan daya mesin yang ideal waktu proses

pembakaran.

20

Blok diagram proses kerja mesin 4 langkah yang

dilengkapi dengan arah gerakan torak, putaran poros

engkol dan posisi katup (valve) :

Tabel 2.1. Proses Kerja Mesin Diesel 4 Langkah

No.

Proses

yang

terjadi

Arah

gerakan

torak

Derajat

putaran

poros

engkol

Posisi (Valve)

Katup

Isap Buang

1 Pengisian TMA – TMB 180 0 Buka Tutup

2 Kompresi TMB – TMA 180 0 Tutup Tutup

-

Pengabuta

n bahan

bakar

Derajat

sebelum

TMA

Sesuai

dengan

spesifikasi

mesin

Tutup Tutup

3 Usaha TMA – TMB 180 0 Tutup Tutup

4Pembuanga

nTMB – TMA 180 0 Tutup Buka

- Pembilasa Derajat Sesuai Buka Buka

21

n ruang

bakar

sebelum

TMA

dengan

spesifikasi

mesin


2.1.3. Diagram P-V Mesin 4 Langkah

Perubahan tekanan dan volume dalam silinder pada

mesin diesel 4 langkah, dijelaskan pada 2 (dua)

diagram P-V dibawah ini.

a. Diagram P-V - Ideal (Teoritis)

Diagram P-V Ideal (teoritis) menjelaskan proses

kerja mesin diesel 4 langkah secara ideal dan digunakan

oleh perencana mesin pada perhitungan thermodinamika

untuk menentukan besarnya daya mesin.

22

Gambar 2.4. Diagram P-V Ideal (Teoritis)


Uraian proses kerja mesin diesel 4 langkah tersebut

dapat kita jelaskan pada penjelasan dibawah ini :

Langkah 1 - 2 : Pengisian.

Yaitu udara luar masuk ke dalam silinder akibat

pergerakan torak dari TMA ke TMB sehingga ruang di

dalam silinder menjadi vakum.

Langkah 2 - 3 : Kompresi.

Udara di dalam silinder dimampatkan sehingga tekanan

udara dan temperatur naik.

23

Proses 3 - 4 : Penyalaan Bahan Bakar.

Pada akhir langkah kompressi, bahan bakar disemprotkan

ke dalam silinder melalui injektor dalam bentuk kabut

agar mudah terbakar, maka di dalam silinder terjadi

pembakaran dengan tekanan dan temperatur tinggi

Langkah 4 - 5 : Usaha.

Gas pembakaran dengan tekanan dan temperatur yang

tinggi, akan mendorong torak ke bawah dan menghasilkan

tenaga putar pada poros engkol.

Langkah 5 - 6 : Pembuangan.

Gas sisa pembakaran atau disebut gas buang di dorong

oleh torak keluar silinder.

Proses 6 – 1 : Pembilasan.

Terjadi saat katup isap (inlet valve) mulai terbuka dan

katup buang (exhaust valve) masih terbuka, udara masuk

terhisap ke dalam silinder akibat kecepatan.

24

b. Diagram P-V - Indikator ( Aktual ).

Diagram P-V Indikator (aktual) merupakan diagram

yang didapat dari pengukuran dengan alat pengukur

kondisi kerja dalam ruang bakar dan pengukurannya

dilakukan pada saat mesin diesel beroperasi. Alat ini

dapat mengetahui besamya tekanan udara masuk, tekanan

kompresi, tekanan pembakaran di dalam ruang bakar, dan

besanya daya indikator dapat dihitung melalui besaran

yang ada pada diagram tersebut.

25

Gambar 2.5. Diagram P-V Indikator (Aktual)


2.2. Bagian – Bagian Utama Mesin Diesel

26

6 7

Gambar 2.6. Bagian – Bagian Utama Mesin DieselSumber : Buku Diklat PLTD Besar, Mesin Diesel hal

44

Keterangan Gambar :

1. Piston & connecting rod assy.

2. Cylinder liner & engine block.

3. Crank shaft.

4. Cam shaft.

5. Transmission gear.

6. Cylinder head (Kepala Silinder)

2.2.1. Cylinder Head (Kepala Silinder)

Jenis - jenis kepala silinder (cylinder head) :

a. Kepala silinder (cylinder head) tunggal

27

Gambar 2.7. Kepala Silinder (Cylinder Head) TunggalSumber : Buku Diklat PLTD Besar, Mesin Diesel hal 45

b. Kepala silinder (cylinder head) majemuk

28

Gambar 2.8. Kepala Silinder (Cylinder Head) MajemukSumber : Buku Diklat PLTD Besar, Mesin Diesel hal 46

Fungsi kepala silinder :

1. Penutup silinder.

2. Menempatkan katup.

3. Menempatkan rocker arm.

4. Menempatkan injector.

5. Menempatkan valve starting (katup start).

6. Tempat saluran udara masuk & gas buang.

29

2.2.2. Komponen Yang Terdapat Pada Kepala Silinder

(Cylinder Head)

a) Injector (pengabut)

Gambar 2.9. Injector (Pengabut)Sumber : Buku Diklat PLTD Besar, Mesin Diesel hal 47

30

Kondisi kerja yang dibatasi pada injektor :

1. Tekanan pengabutan.

2. Besar butir bahan bakar yang dikabutkan.

3. Arah pengabutan

b) Rocker arm (pelatuk)

Gambar 2.10. Rocker Arm (Pelatuk)Sumber : Buku Diklat PLTD Besar, Mesin Diesel hal 48

31

Kondisi kerja yang dibatasi pada rocker arm :

1. Kerapatan dengan katup.

2. Keausan lubang dengan poros.

3. Kelonggaran arah aksial.

c) Intake valve & exhaust valve ( katup masuk & katup buang )

32

Gambar 2.11. Intake Valve & Exhaust Valve (katup masuk &katup buang)


Kondisi kerja yang dibatasi pada exhaust dan inlet valve :

1. Kerapatan rocker arm dengan katup.

2. Keausan lubang dengan poros.

3. Kelonggaran arah aksial.

4. Bidang kontak katup.

5. Kelonggaran bushing.

d) Starting valve & motor stater

33

Gambar 2.12. Starting Valve & Motor StaterSumber : Buku Diklat PLTD Besar, Mesin Diesel hal 50

Kondisi kerja yang dibatasi pada starting valve :

1. Kerapatan dudukan katup dengan katup.

2. Kekerasan pegas penekan katup.

3. Keausan bidang kontak

2.3. Rocker Arm

Rocker arm adalah bagian yang tidak bisa dipisahkan

dari mekanisme valve. Dengan tidak adanya rocker arm sudah

bisa dipastikan bahwa mekanisme valve tidak akan

bekerja, dan pembakaranpun tak akan bisa terjadi.

34

Ada beberapa hal yang harus kita ketahui tentang

rocker arm, beberapa orang bengkel menyebutnya ini

adalah komponen yang bernama pelatuk klep dan klepnya

tersebut tak lain adalah valve yang dikenal oleh dunia

ilmu teknik. Untuk penjelasan yang lebih mendalamnya,

silakan simak uraian berikut di bawah ini.

Gambar 2.13. Rocker Arm dan Rocker Arm ShaftSumber : http://www.gz-a.biz/2014/11/rocker-arm-dan-

rocker-arm-shaft.html

35

Rocker Arm

Struktur Fungsi Rocker Arm dan Rocker Arm shaft

Rocker arm terpasang pada rocker arm shaft dan

dihubungkan dengan push rod yang menggerakan intake valve

dan exhaust valve. Pergerakan vertikal dari push rod

mengikuti gerak putar cam shaft dan ditransfer melalui

rocker arm ke valve stem dengan arah yang berlawanan.

Kerenggangan antara rocker arm dan valve stem dirancang

untuk mengatasi pemuaian dari mekanisme penggerak.

Penyetelan valve clearance antara lain dilakukan dengan :

1. mengendorkan lock nut dan memasukkan feeler gauge antara

rocker arm dan valve stem dengan ketebalan sesuai ukuran

standar.

2. Menggunakan derajat lock nut sesuai ukuran standar

spesifikasi mesin

kemudian putar screw bolt untuk menyesuaikan

kerenggangan. Untuk penyetelan model empat valve, yang

distel kerenggangan antara rocker arm dengan cross head.

2.4. Bearings

36

Bearing adalah suatu komponen yang berfungsi untuk

mengurangi gesekan pada machine atau komponen-komponen

yang bergerak dan saling menekan antara satu dengan

yang lainnya.

Bila gerakan dua permukaan yang saling berhubungan

terhambat, maka akan menimbulkan panas. Hambatan ini

dikenal sebagai gesekan (friction). Gesekan yang terus

menerus akan menyebabkan panas yang makin lama semakin

meningkat dan menyebabkan keausan pada komponen

tersebut. Gesekan yang tidak terkontrol dapat

menyebabkan kerusakan pada komponen dan alat tidak bisa

bekerja.

Bearing digunakan untuk menahan / menyangga

komponen-komponen yang bergerak. Bearing biasanya

dipakai untuk menyangga perputaran pada shaft, dimana

terjadi sangat banyak gesekan.

Fungsi bearing:

Mengurangi gesekan, panas dan aus.

Menahan beban shaft dan machine.

37

Menahan radial load dan thrust load.

Menjaga toleransi kekencangan.

Mempermudah pergantian dan mengurangi biaya

operasional.

Pada gear shaft yang beroperasi pada machine, shaft

tersebut menahan beban machine yang bervariasi dan

beban tersebut harus ditanggung oleh bearing. Beban dari

berat shaft dan gear 90 derajat dari center line shaft

disebut radial load. Sedangkan arah dari gerakan shaft ke

kiri dan ke kanan karena putaran disebut thrust load.

Bearing menahan radial load dan thrust load untuk menjaga

supaya shaft tetap berputar.

Jenis-jenis bearing dibagi menjadi dua bagian yaitu:

Solid bearing

Anti-friction bearing

2.4.1. Solid Bearing

38

Pada solid bearing, shaft berputar pada permukaan

bearing. Antara shaft dan bearing dipisahkan oleh lapisan

tipis oli pelumas. Ketika berputar pada kecepatan

operasional shaft ditahan oleh lapisan tipis oli bukan

oleh bearing.

Yang termasuk solid bearing:

Sleeve / bushing bearing

Spit-half bearing.

a. Sleeve Bearing

Bentuk yang sangat sederhana dari solid bearing

adalah sleeve bearing atau juga disebut bushings. Sleeve

bearing umumnya dipakai pada shaft nya roda yang bergerak

dari awal.

Camshaft ditahan pada posisinya oleh sleeve bearing

pada engine block. shaft yang ditahan oleh bearing disebut

journal, dan penahanan ke bagian luarnya oleh sleeve. Bila

journal dan sleeve terbuat dari logam (steel), dengan

pelumasan yang bagus memungkinkan sangat sedikit kontak

39

yang terjadi antara dua permukaan. Sleeve dari bearing

kebanyakan dilapisi dengan bronze, atau babbitt metal.

Bronze sleeve bearing umumnya digunakan pada pompa dan

motor elektrik. Solid bearing dilapisi dengan metal yang

lebih lunak dari shaft sehingga apabila terjadi

perputaran antara keduanya, maka yang mengalami keausan

adalah bearing, dan bukan shaft. sleeve bearing umumnya

menggunakan pelumasan bertekanan yang melewati lubang

pada journal.

b. Split-half Bearing

Tipe lain dari solid bearing adalah split half bearing.

Split half bearing lebih banyak dipakai pada outomotive engine

yaitu pada crankshaft dan connecting rod. Crankshaft rod

bearing caps menggunakan split half bearing yang menempel pada

rod piston.

Bearing ini dapat diganti bila sudah aus. Split-half

bearing umumnya diberi tambahan lubang oli, sering

berupa alur yang berfungsi untuk mengalirnya oli yang

akan melumasi seluruh permukaan bearing. Split half bearing

40

juga mempunyai locking tabs (bagian yang menonjol) yang

akan ditempatkan pada notches (coakan) pada bearing caps.

Tabs ini berfungsi untuk mencegah bearing bergerak

horisontal pada shaft.

Split half bearing biasanya terbuat dari dua tipe

metal, permukaan bearing menggunakan aluminum yang lebih

lunak dari logam dan menghantarkan panas yang baik.

Manfaat dari solid bearing adalah:

Biaya penggantian lebih murah.

Menahan berat radial load.

2.4.2. Anti Friction Bearings

Anti friction bearing digunakan pada benda-benda yang

berputar, untuk mengurangi gesekan dan memperkecil

gesekan awal pada permukaan bearing yang rata / datar.

Anti friction bearing terdiri dari:

Ball bearing

Roller bearing,

41

Needle bearing

Anti friction bearing tersusun dari beberapa komponen yaitu:

inner race, outer race, balls atau roller, dan cage.

Inner race atau cone: cincin baja yang dikeraskan

dengan diberi alur untuk pergerakan roller atau ball di

bagian luarnya, sering dipasang pada shaft yang

berputar sebagai penyangga bearing.

Outer race: outer race hampir sama dengan inner race,

outer race adalah cincin baja yang dikeraskan dengan

alur untuk pergerakan ball atau roller di bagian dalam.

Balls atau rollers: di antara inner race dan outer race ada

komponen yang berfungsi mengurangi gesekan yang

dilakukan oleh balls, rollers atau tapered rollers. Balls dan

rollers ini terbuat baja yang dikeraskan. Balls atau

rollers bergerak bebas di antara inner dan outer race.

Cage: letak cage antara inner race dan outer race yang

digunakan untuk menjaga jarak ball atau roller yang

satu dengan yang lainnya.

42

Anti friction bearing mengurangi panas dengan cara

mengurangi kontak area yang saling bergesekan. Balls

mempunyai contact point antara inner dan outer race untuk

menahan beban sehingga memungkinkan berputar dengan

kecepatan tinggi. Lapisan oli lubrikasi berfungsi

memisahkan komponen yang saling berhubungan.

Yang termasuk anti friction bearing:

Straight roller, mempunyai line contact, yang memungkinkan

bisa menahan beban radial load yang lebih besar.

Tapered roller, cara kerjanya sama dengan straight roller.

Tapered bearing sering digunakan di bagian ujung shaft

yang berputar bersama untuk menahan radial load dan

menahan gerak ke arah kiri, kanan shaft (thrust load).

Needle bearing cara kerjanya sama dengan straight

bearing dan tapered bearing dengan line contact. Sebab

dengan diameter yang lebih kecil, needle bearing bisa

digunakan pada pengaplikasian di tempat-tempat

sempit.

43

Caged needle bearing mempunyai kemampuan beban yang

lehih tinggi dibandingkan dengan needle bearing dan

aplikasinya terbatas pada celah yang lebih kecil

dari 10 inch (245 mm).

Keuntungan anti friction bearing:

Tidak ada keausan pada shaft

Memperkecil tenaga yang terbuang.

Memungkinkan kecepatan yang lebih tinggi.

2.5. Trouble Shooting Mesin Diesel

Trouble shooting mesin diesel merupakan pengetahuan

yang mempelajari gejala -gejala penyimpangan kerja

komponen mesin selama mesin beroperasi dengan tujuan

agar para operator dapat mengetahui adanya penyimpangan

operasi saat sebelum mesin hidup maupun saat mesin

bekerja memikul beban.

Untuk lebih memahami kemungkinan gangguan suatu

unit Pusat Listrik Tenaga Diesel, para operator harus

44

memahami prinsip kerja pada sistem yang ada pada mesin

diesel tersebut dengan batasan-batasan operasi yang di

ijinkan oleh pabrik pembuat mesin diesel tersebut.

Pengoperasian sistem-sistem mempunyai batasan yang

terdiri dari temperatur, tekanan, yang terbaca pada

parameter yang terpasang pada setiap mesin untuk

memonitor kerja sistem-sistem tersebut

Pembahasan mengenai trouble shooting dipengaruhi oleh

sistem-sistem pada mesin diesel belum seluruhnya bisa

dilengkapi sesuai dengan banyaknya perubahan komponen

pada sistem-sistem yang selalu diperbaharui untuk

meningkatkan keandalan sistem-sistem tersebut

Secara keseluruhan prinsip kerja sistem-sistem

tidak banyak mengalami perubahan, untuk memperkuat

pengetahuan mengenai trouble shooting mesin diesel, kita

harus mempunyai dasar – dasar mengenai standar operasi

yang benar, agar setiap terjadi perubahan pada sistem-

sistem tersebut dapat diikuti dengan mudah.

45

2.5.1. Pengertian Trouble Shooting

Suatu proses pemikiran yang sistematis

dalam mengatasi gangguan mesin sehingga

diketahui sebab gangguan dan tindakan perbaikan

secara cepat dan tepat.

Untuk Pelaksanaan trouble shooting Perlu Memahami :

Sistem - sistem yang terdapat pada SPD.

Instalasi pemipaan dan instalasi kelistrikan.

Konstruksi dan bagian-bagian mesin.

Setting limit alat kontrol ( setting alarm dan

setting trip )

Pengertian dan pembacaan terhadap indikasi yang

timbul

2.5.2. Obyek Trouble Shooting

Obyek sistem – sistem yang terganggu :

1. Sistem udara masuk

2. Sistem gas buang

46

3. Sistem bahan bakar

4. Sistem pelumas

5. Sistem start

6. Sistem pendingin

7. Sistem kontrol

8. Sistem proteksi

Obyek mempunyai struktur yang bertingkat, misalnya

sistem bahan bakar mempunyai sub – sub sistem atau

komponen atau bagian – bagian sistem yang banyak dan

bertingkat pula. Untuk menentukan obyek yang terganggu

dipilih obyek yang paling luas ruang lingkupnya,

selanjutnya melakukan “lokalisir” untuk menuju ke obyek

yang terganggu.

Panduan yang dipakai untuk nilai dari

Indikator mesin yang sesuai dengan operation manual

book diantaranya :

1. Tekanan pelumas

2. Tekanan bahan bakar

3. Frekuensi

47

4. Putaran mesin

5. Tekanan udara start

6. Suhu bantalan

7. Suhu air pendingin

8. Tekana udara masuk

9. Timing injection

10. Kebisingan

Kemungkinan Sebab Adanya Trouble Pada Mesin

1. Pembakaran tidak sempurna Daya mesin turun

2. Heat transfer terganggu Suhu kerja mesin sangat

tinggi

3. Unbalance Kesin bergetar

9. Seal rusak Terjadi kebocoran

10. Eksitasi gagal Tegangan generator

tidak keluar

11. Saluran tersumbat Tekanan turun / tidak

mengalir

48

Harga – harga indikator mesin sesaat sebelum

terjadi gangguan / kejadian–kejadian pada mesin yang

tidak bisa terlihat pada indikator, tetapi dapat

didengar dan dirasakan oleh operator sebelum terjadi

gangguan.

Contoh :

Log sheet / catatan mesin setiap jam atau Suara, Asap,

Api, Cetuaka.

Pengambilan keputusan pada trouble shooting

Standar

Obyek penyimpangan

Kesimpulan / sebab gangguan

Kemungkinan

Sebab data

Kesimpulan merupakan hubungan yang logis antara

penyimpangan, standar, obyek, sebab, dan data. Seorang

trouble shooter harus mempunyai kemampuan untuk merangkai

49

suatu kejadian menjadi suatu kesimpulan yang tepat atas

suatu gangguan yang didukung oleh kemampuan menguasai

seluruh prosesnya maupun bagian – bagian unit

pembangkit diesel.

2.5.3. Sebab Kegagalan dalam Trouble Shoting

Kurang memahami dalam menyusun kemungkinan

penyebab gangguan sehingga penyebab gangguan

tidak termasuk dalam daftar kemungkinan gangguan.

Kurang mengenal sistem yang terganggu

Kekurangan data pada saat sebelum gangguan

terjadi.

Pencatatan data yang tidak sesuai dengan kondisi

operasi.

Kurang memahami prinsip kerja sistem-sistem yang

terdapat pada mesin yang dioperasikan.

Tidak ada perhatian terhadap perubahan nilai-

nilai yang terukur pada saat melakukan pencatatan

data operasi.

50

Belum memahami kondisi operasi secara

keseluruhan.

Kelengkapan peralatan ukur yang sudah rusak tidak

diperbaiki atau diganti.

Belum mampu membaca perubahan kondisi operasi

unit.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan Penelitian

Tempat dan waktu penelitian dilakukan di PLTD

Trisakti Sektor Pembangkitan Barito, Banjarmasin.

51

Jadwal penelitiannya direncanakan sebagai berikut:

Tabel 3.1. Rencana Kegiatan

Rencana

Kegiatan

Bulan

Des

201

4

Jan

201

5

Feb

201

5

Mar

201

5

Apr

201

5

Mei

201

5

Jun

201

5

Jul

201

5

Pengumpulan

Data Sebelum

Dilakukannya

Penelitian

Melakukan Studi

Literatur &

Focus Group

Discussion

Merumuskan Ide

Perbaikan

Melaksanakan

Perbaikan

52

(Action)

Seminar

Proposal

Pengumpulan

Data Setelah

dilakukannya

Tindakan

Perbaikan.

Pengolahan Data

dan Analisa

Hasil

Pengambilan

Kesimpulan

Sidang Akhir

3.2 Metode Penelitian

Adapun metodologi penelitian yang digunakan adalah

sebagai berikut:

1. Pengumpulan data sebelum dilakukannya penelitian

53

Pengumpulan data sebelum dilakukannya penelitian

ini bertujuan untuk pengumpulan data histori gangguan

apa saja yang menjadi penyebabnya tripnya mesin PLTD

Trisakti selama periode tahun 2014. Dari data tersebut

dikerucutkan gangguan yang paling sering adalah

ganggguan “Rocker Arm” , yang nantinya pembahasan

tersebut menjadi topik utama penulis dalam penyusunan

skripsi tugas akhir ini.

2. Melakukan studi literatur & focus group discussion

sehingga topik ini kemudian dijadikan penulis

sebagai judul skripsi, kemudian bersama rekan kerja di

kantor akan melaksanakan Focus Group Discussion (FGD) untuk

membahas dalam mencari akar permasalahan (Root Cause

Problem Solving) penyebab seringnya terjadi gangguan rocker

arm di PLTD Trisakti.

Kegiatan studi literatur ini bertujuan untuk

mengetahui secara teoritis permasalahan dari penelitian

ini. Didalam studi literatur untuk mengetahui dan

memperoleh beberapa konsep tersebut diperoleh dari

54

buku-buku referensi, jurnal, dan artikel. Kemudian

bersama rekan kerja di kantor akan melakukan Focus Group

Discussion untuk membahas dalam mencari akar permasalahan

(Root Cause Problem Solving) penyebab seringnya terjadi

gangguan rocker arm di PLTD Trisakti.

Sasaran utama studi literatur dan Focus Group

Discussion

adalah mengetahui gambaran secara spessifik dan

terperinci tentang penyebab apa saja yang menimbulkan

gangguan rocker arm pada mesin Stork Wartsila Diesel (SWD) di

PLTD Trisakti.

3. Merumuskan ide perbaikan

Setelah dilakukannya analisa penyebab – penyebab

gangguan rocker arm, maka akan ditemukan ide – ide

perbaikan untuk mencegah atau mengurangi frekuensi

gangguan rocker arm untuk tindakan kedepannya.

4. Melaksanakan perbaikan (action)

55

Melakukan action / tindakan dari hasil perumusan

ide – ide perbaikan yang sudah disepakati bersama.

5. Pengumpulan data setelah dilakukannya tindakan

perbaikan

Pengumpulan data ini dilakukan untuk melihat

hasil progress dari ide – ide perbaikan yang telah

dilakukan.

6. Pengolahan data dan analisa hasil

Penyusunan laporan disertai data berupa data

gangguan baik sebelum maupun setelah dilakukannya

tindakan perbaikan masalah, gambar, perhitungan, tabel,

dan grafik yang dapat membantu dalam penyampaian

informasi hasil analisis dari data-data yang didapat.

Sehingga akan terlihat manfaat dari dilakukannya

analisa penyebab masalah gangguan rocker arm tersebut.

6. Pengambilan kesimpulan

Akan disimpulkan dengan melihat hasil dari

progress dari data gangguan mesin PLTD khususnya

gangguan rocker arm, apakah mengalami penurunan gangguan

atau tidak setelah dirumuskannya analisa penyebab

56

START

Pengumpulan Data Sebelum Dilakukannya Penelitian

Merumuskan Ide Perbaikan

Melakukan Studi Literatur & Focus Group Discussion

Pengolahan Data dan Analisa Hasil

SELESAI

Melaksanakan Perbaikan (Action)

Pengumpulan Data Setelahdilakukannya Tindakan Perbaikan

Pengambilan Kesimpulan

gangguan serta dilakukannya tindakan – tindakan

perbaikan pada rocker arm untuk mesin Stork Wartsila Diesel

(SWD) PLTD Trisakti.

57

SELESAI

Gambar 3.1 Diagram Alir Metode Penelitian

3.3 Alat dan Bahan Penelitian

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah

sebagai berikut:

1. Mesin Stork Wartsila Diesel (SWD) 16 TM 410R di PLTD


58

Gambar 3.2. Mesin Stork Wartsila Diesel (SWD) 16 TM 410C

2. Mesin Stork Wartsila Diesel (SWD) 9 TM 620C di PLTD


Gambar 3.3. Mesin Stork Wartsila Diesel (SWD) 9 TM 620C

3. Rocker Arm Stork Wartsila Diesel (SWD) 16 TM 410R di PLTD


59

Gambar 3.4. Rocker Arm Mesin Stork Wartsila Diesel (SWD) 16

TM 410R

4. Rocker Arm Stork Wartsila Diesel (SWD) 9 TM 620C di PLTD


Gambar 3.5. Rocker Arm Mesin Stork Wartsila Diesel (SWD) 9

TM 620C

60

5. Data gangguan rocker arm mesin Stork Wartsila Diesel (SWD)

16TM 410R & 9 TM 620C sebelum dan setelah

dilakukannya analisis di PLTD Trisakti Sektor

Pembangkitan Barito.

61

Analisa GAngguan R.Arm Mesin SWD di PLTD Trisakti

Documents