-
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan berkembangnya zaman, semua hal atau kegiatan
dituntut
selesai lebih cepat dengan hasil yang maksimal serta tidak
membutuhkan tenaga
yang berlebih untuk menyelesaikannya. Untuk itu diperlukan
peningkatan sarana-
sarana atau peralatan yang berhubungan dengan kegiatan yang
dilakukan.
Dalam bidang pertanian atau perkebunan, gerobak
tangan/dorong
merupakan salah satu alat yang memegang peran yang cukup
penting. Sebagai
contoh dalam bidang perkebunan kelapa sawit, gerobak
tangan/dorong digunakan
untuk mengangkut atau memindahkan sawit yang telah dipanen dari
tempat iya
jatuh ke tempat pengumpulan sawit, atau langsung memindahkannya
ke truk-truk
pengangkut. Dengan adanya gerobak dorong/tangan, kegiatan
untuk
memindahkan sawit lebih cepat dan efisien. Namun ada beberapa
permasalahan
yang masih timbul pada penggunaan gerobak dorong/tangan ini,
diantaranya
bentuk ban yang tidak proporsional, ban yang mudah bocor, masih
dibutuhkannya
tenaga yang cukup besar untuk mendorong gerobak serta
menjungkirkan atau
menggulingkan gerobak agar sawit yang diangkut jatuh pada tempat
yang dituju.
Selain dalam bidang pertanian, gerobak tangan/sorong ini banyak
digunakan
dalam bidang kontruksi serta dalam kegiatan sehari-hari.
-
Dari perihal diatas, penulis terdorong untuk merancang sebuah
alat yang
merupakan modifikasi dari gerobak tangan/dorong yang biasa
digunakan dalam
kehidupan sehari-hari. Alat ini menggunakan motor sebagai
penggerak utama
serta dilengkapi suatu sistem hidroulik untuk menjungkirkan
gerobak, sehingga
tenaga manusia yang digunakan semakin sedikit dan manusia hanya
sebagai
operator pengendali.
Diharapkan dengan rancangan alat ini pekerjaan memindahkan
atau
mengangkut sesuatu terutama yang memiliki beban berat dapat
dilakukan dengan
lebih cepat dan lebih efisien.
1.2 Tujuan
Adapun tujuan perancangan ini adalah :
1. Menentukan dimensi dan desain yang tepat untuk perancangan
gerobak
tangan/dorong.
2. Memilih material yang tepat untuk perancanagan gerobak
tangan/dorong.
1.3 Manfaat
Adapun manfaat yang dapat diperoleh dari perancangan ini
adalah:
1. Bagi mahasiswa
a. Sebagai penerapan teori dan praktek kerja yang diperoleh
saat
dibangku perkuliahan.
b. Mengembangkan ide pembuatan alat yang tepat guna.
-
c. Sebagai model belajar aktif mengenai cara inovasi
teknologi
bidang teknik mesin.
2. Bagi dunia pendidikan
a. Menambah perbendaharaan dari modifikasi perancangan
kontruksi
gerobak pengangkut.
b. Membangun kerja sama dalam bidang pendidikan antara pihak
Universitas dengan Lembaga/Industri yang membutuhkan
rancangan alat gerobak pengangkut.
3. Bagi masyarakat
a. Membantu mempercepat penyelesaian pekerjaan mengangkut
suatu
benda.
b. Mengurangi tenaga atau energi yang dibutuhkan pada saat
mengangkut benda dengan beban yang cukup berat
4. Bagi dunia industri
Merupakan suatu rancangan alat yang memiliki potensial yang
tinggi untuk diproduksi dan dipasarkan.
1.4 Batasan Masalah
Pada perancanagan ini, terbatas pada perancangan kontruksi mesin
yang
meliputi desain alat secara umum serta detail desain
komponen-komponen pada
alat, perhitungan elemen mesin, serta pemilihan material
komponen alat.
-
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Gerobak Tangan/Sorong
Gerobak tangan/ kereta sorong adalah wahana kecil untuk
membawa
barang yang biasanya mempunyai satu roda saja. Gerobak didesain
untuk
didorong dan dikendalikan oleh seseorang menggunakan dua
pegangan dibagian
belakang gerobak. Pada masa lalu Gerobak juga dibantu dorongan
angin yang
ditangkap oleh sebuah layar yang dipasang dibagian atas gerobak.
Gerobak ini
membagi beban bawaan antara roda dengan penggunanya,
sehingga
memungkinkan seseorang membawa barang yang lebih berat dan lebih
besar
dibanding dia membawanya langsung tanpa gerobak tangan (mirip
cara
kerja pengungkit kelas dua) .Gerobak tangan tradisional cina
mempunyai satu
roda besar ditengah yang menyangga seluruh beban. Penggunaan
gerobak tangan
sangat umum di bidang Konstruksi dan Perkebunan. Kapasitas yang
umum dari
gerobak tangan adalah sekitar 170 liter.
Gerobak tangan beroda dua lebih stabil pada permukaan tanah,
sedangkan
gerobak tangan beroda tunggal mampu bermanuver lebih lincah di
tempat yang
terbatas atau pada tanah miring. Penggunaan gerobak roda satu
juga memudahkan
pengguna untuk mengosongkan isi muatan.
-
5
2.2 Hidrolik
A. Pengertian
Kata hidrolik berasal dari bahasa Inggris hydraulic yang berarti
cairan atau
minyak. Sistem Hidrolik adalah teknologi yang memanfaatkan zat
cair, biasanya
oli, untuk melakukan suatu gerakan segaris atau putaran. Sistem
ini bekerja
berdasarkan prinsip Jika suatu zat cair dikenakan tekanan, maka
tekanan itu akan
merambat ke segala arah dengan tidak bertambah atau berkurang
kekuatannya
Hukum Archimedes (+250 sebelum Masehi).
Komponen pembangkit aliran fluida bertekanan disebut pompa, dan
komponen
pengubah tekanan hidrolik menjadi gerak mekanik (lurus/rotasi)
disebut elemen
kerja (silinder/motor hidroulik).
B. Prinsip Kerja
Prinsip kerja yang digunakan adalah Hukum Pascal, yaitu : benda
cair
yang ada di ruang tertutup apabila diberi tekanan, maka tekanan
tersebut akan
dilanjutnya ke segala arah dengan sama besar.
Dalam sistem hidrolik fluida cair berfungsi sebagai penerus
gaya. Minyak
mineral adalah jenis fluida cair yang umum dipakai. Pada
prinsipnya mekanika
fluida dibagi menjadi 2 bagian yaitu.
a) Hidrostatik
Yaitu mekanika fluida dalam keadaan diam disebut juga teori
persamaan
kondisi dalam fluida diam. Energi yang dipindahkan dari satu
bagian ke bagian
lain dalam bentuk energi tekanan. Contohnya adalah pesawat
tenaga hidrolik.
-
6
b) Hidrodinamik
Yaitu mekanika fluida yang bergerak, disebut juga teori aliran
fluida yang
mengalir. Dalam hal ini kecepatan aliran fluida cair yang
berperan memindahkan
energi. Contohnya Energi pembangkit listrik tenaga turbin air
pada jaringan
tenaga hidro elektrik. Jadi perbedaan yang menonjol dari kedua
sistem diatas
adalah keadaan fluida itu sendiri.
Prinsip dasar dari hidrolik adalah sifat fluida cair yang sangat
sederhana dan sifat
zat cair tidak mempunyai bentuk tetap, tetapi selalu
menyesuaikan bentuk yang
ditempatinya. Karena sifat cairan yang selalu menyesuaikan
bentuk yang
ditempatinya, sehingga akan mengalir ke berbagai arah dan dapat
melewati dalam
berbagai ukuran dan bentuk, sehingga fluida cair tersebut dapat
mentransferkan
tenaga dan gaya. Dengan kata lain sistem hidrolik adalah sistem
pemindahan dan
pengontrolan gaya dan gerakan dengan fluida cair dalam hal ini
oli. Fluida yang
digunakan dalam sistem hidrolik adalah oli.
Syarat-syarat cairan hidrolik yang digunakan harus memiliki
kekentalan
(viskositas) yang cukup, memiliki indek viskositas yang baik,
tahan api, tidak
berbusa, tahan dingin, tahan korosi dan tahan aus, minimla
konpressibility.
C. Manfaat/keuntungan
Adapun sistem hidrolik adalah sebagai sumber kekuatan untuk
banyak
variasi pengoperasian. Keuntungan sistem hidrolik antara
lain:
1. Ringan
2. Mudah dalam pemasangan
3. Sedikit perawatan
4. Sistem hidrolik hampir 100% efisien, bukan berarti
mengabaikan
terjadinya gesekan fluida.
5. Tenaga yang dihasilkan sistem hidrolik besar sehingga
banyak
diaplikasikan pada alat berat seperti crane, kerek hidrolik
dll.
6. Oli juga bersifat sebagai pelumas sehingga tingkat kebocoran
lebih jarang
dibandingkan dengan sistem pneumatik.
7. Tidak berisik.
-
7
D. Macam-macam alat yang menggunakan sistem hidrolik
Adapun macam-macam alat angkat yang banyak digunakan adalah:
1. Dongkrak
Dongkrak adalah alat untuk menaikkan kendaraan guna
mempermudah
pekerjaan reparasi dibagian bawah kendaraan
Jenis jenis dongkrak :
a) Crocodile jack / dongkrak buaya paling banyak digunakan
dibengkel-
bengkel maupun digarasi kendaraan, sekarang ada yang ukuran
kecil
sehingga dapat dibawa di mobil. Keuntungan pemakaian crocodile
jack
dibandingkan yang lainnya adalah lebih mudah digunakan
karena
gampang menggesernya kearah posisi yang diinginkan, disamping
itu
waktu yang dibutuhkan untuk mengangkat kendaraan lebih cepat
dan
aman Didalam rumah yang dibuat dari baja tuang dapat berjalan
dan
berputar diatas empat roda, terdapat sebuah pompa minyak yang
toraknya
digerakkan oleh tuas panjang. Tuas tersebut dapat juga dipakai
untuk
mendorong atau menarik dongkrak.Perbandingan lengan-lengan
batang
pengangkat kira-kira 20 : 1
b) Bottle jack / dongkrak botol, dongkrak ini disebut bottle
jack karena
bentuknya seperti botol. Fungsi bottle jack sama seperti
crocodile jack,
yaitu untuk mengangkat kendaraan pada ketinggian tertentu untuk
dapat
melakukan perbaikan pada bagian bawah kendaraan. Perbedaannya
adalah
penggunaan bottle jack dapat dimasukkan kedalam kendaraan
sebagai
perlengkapan utama kendaraan yang mutlak dibutuhkan untuk
mengganti
roda (ban) sewaktu ban kempes/ bocor.Untuk mendongkrak
sebuah
kendaraan, dongkrak harus diletakkan tegak lurus pada torak
pengangkatnya supaya jangan sampai bengkok.
2. Car Lift
Car lift merupakan alat pengangkat kendaraan yang memberikan
keleluasan yang lebih besar kepada mekanik bengkel untuk
bergerak secara
-
8
leluasa dibawah kendaraan dalam memperbaiki hampir seluruh
komponen yang
ada di bawah kendaraan, karena mekanik dapat berdiri dan
berjalan di bawah
kendaraan sehingga perbaikan lebih mudah dilakukan.
3. Safety Stand
Safety stand adalah merupakan alat penopang dan pengaman
kendaraan
yang sudah diangkat dengan dongkrak. Khususnya dibengkael dan
garasi, safety
stand mutlak dibutuhkan karena dongkrak atau jack tidak dapat
menjamin
keamanan terhadap terjadinya slip antara dongkrak dengan titik
tumpu pada
kendaraan, terutama jika Cranes digunakan khusus untuk
mengangkat engine dan
transmisi yang akan diperbaiki dan sekaligus untuk
memasangkannya setelah
perbaikan. Untuk itu, cranes dilengkapi dengan roda agar bisa
memindahkan
engine ke tempat perbaikan.
2.3 Mesin Motor
2.4 Transmisi
2.4.1 Rantai Rol (Roller Chain)
Roller Chain adalah rantai yang dapat digunakan langsung dan
dengan cara
yang efisien untuk mentransmisikan daya antara poros poros yang
paralel.
A. Rantai rol dan Komposisinya
Dari sekian banyak jenis rantai, yang paling umum dipakai adalah
Roller
Chain dimana rol-rol pada tiap pin menghasilkan gesekan yang
kecil antara
rantai dan sproket. Rantai jenis rol ini diklasifikasikan
menurut jarak pitchnya,
yaitu jarak antara link terdekat. Biasanya, pitch diilustrasikan
sebagai jarak antara
dua pusat pin terdekat. Untuk berbagai ukuran, standar dari
rantai jenis rol
disajikan dalam tabel 2.1 dibawah ini (yang dipakai adalah nomor
40 hingga 240).
-
9
Tabel 2.1. Berbagai ukuran standar rantai rol nomor 40 hingga
240.
Nomor Rantai Pitch (in) Nomor Rantai Pitch (in)
25 100 1,25
35 3/8 120 1,5
41 140 1,75
40 160 2
50 5/8 180 2,25
60 0,75 200 2,5
80 1 240 3
( Sumber: Spott,M.F.Design of Mechine Element )
Digit nomor rantai (selain angka nol terakhir) menyatakan pitch
rantai bila
dibagi 8 (dalam inchi). Sebagai contoh rantai nomor 100 memiliki
pitch 10/8 =
1,25 in. Rantai dengan nomor 25, 35, dan 41 merupakan jenis
rantai lebih kecil
dan lebih ringan. (Lit. 2 hal 327)
Adapun bagian-bagian dari rantai roller yang terdapat pada
gambar 2.5
yakni:
Roller
Inner plate
Bus
Outer plate
Bearing pin
-
10
Gambar 2.5 Komponen rantai rol
(Sumber: Sumber:
http://motorplus.otomotifnet.com/read/2011/03/23/317332/213/27/Ganti-Rantai-
Perhatikan-Tipe-Bentuk-dan-Lubang-Gir )
Dimana nanti apabila kelima bagian itu digabungkkan maka
akan
menghasilkan rantai rol seperti pada gambar 2.6.
Gambar 2.6 Rantai rol
(Sumber:
http://motorplus.otomotifnet.com/read/2011/03/23/317332/213/27/Ganti-Rantai-
Perhatikan-Tipe-Bentuk-dan-Lubang-Gir )
-
11
B. Kelebihan dari Rantai Rol
Sebagai transmisi rantai memiliki keuntungan yang jauh lebih
baik dari
pada sabuk. Adapun beberapa keuntungan dari pada rantai
yaitu:
Tidak ada slip selama rantai digerakan sebab itu memperoleh
rasio
kecepatan yang baik
Rantai tidak selebar sabuk
Rantai dapat dipakai 2 buah sama panjang dengan jarak yang
pendek
Memiliki kemampuan untuk mentransmisikan gerakan kebeberapa
poros
oleh hanya 1 rantai
Dapat mentransmisikan daya yang jauh lebih besar dari pada
sabuk
Dapat memberikan kecepatan yang tinggi
Dapat dioperasikan pada temperatur dan atmosfer yang bebas
Dapat memberikan efesiensi transmisi yang tinggi
Dipakai bila diperlukan transmisi positif dan kecepatan sampai
600 m/min.
C. Kekurangan dari Penggunaan Rantai rol
Sekalipun rantai memilki keuntungan yang banyak sebagai suatu
elemen
transmisi tetapi rantai rol juga memilki kekurangan. Adapun
kekurangan
dari pada rantai rol yaitu:
Harganya lebih mahal dari pada sabuk
Rantai memerlukan pemasangan yang akurat dan hati-hati
Memilki kecepatan yang tidak konstan saat rantai kendor
Variasi kecepatan yang tidak dapat dihindari karena lintasan
busur pada
sproket yang mengait mata rantai
Suara dan getaran karena tumbukan antara rantai dan dasar kaki
gigi
sproket
-
12
Perpanjangan rantai karena keausan pena dan bushing yang
diakibatkan
oleh gesekan dengan sprocket.
D. Cara Kerja Rantai Rol
Secara singkat kinerja rantai roller dapat dideskripsikan
sebagai berikut:
Rol akan memutar bushing yang terpasang ketat pada bagian dalam
pelat
penghubung
Pin akan mencegah plat penghubung bagian luar berputar
dengan
pemasangan yang sangat ketat
Rantai akan mengait pada gigi sproket dan meneruskan daya tanpa
slip dan
menjamin perbandingan putaran yang tetap. (Lit. 2 hal 329)
2.5.2 Sproket
Sproket adalah roda bergerigi yang berpasangan dengan rantai,
track, atau
benda panjang yang bergerigi lainnya. Sproket berbeda dengan
roda gigi, sproket
tidak pernah bersinggungan dengan sproket lainnya dan tidak
pernah cocok.
Sproket juga berbeda dengan puli di mana sproket memiliki gigi
sedangkan puli
pada umumnya tidak memiliki gigi. Sproket yang digunakan pada
sepeda, sepeda
motor, mobil, kendaraan roda rantai, dan mesin lainnya digunakan
untuk
mentransmisikan gaya putar antara dua poros di mana roda gigi
tidak mampu
menjangkaunya seperti gambar 2.13.
-
13
Gambar 2.13 Derailleur gear pada sepeda
(Sumber:
http://sepedaku.com/forum/showthread.php?20678-dirt-cheap-
singlespeed-conversion!)
Pada sepeda, pengubahan rasio kecepatan putar secara
keseluruhan
dilakukan dengan memvariasikan diameter dari sproket. Perubahan
diameter
sproket akan mengubah jumlah gigi dari sproket. Ini adalah dasar
dari derailleur
gear. Misal, sepeda dengan 10 speed bisa didapatkan dengan
menggunakan dua
sproket pada poros penggerak dan 5 sproket pada poros roda.
Rasio kecepatan
yang rendah menguntungkan pengguna sepeda di jalan yang
menanjak, sedangkan
rasio kecepatan yang tinggi memudahkan untuk bergerak cepat di
jalan yang
datar. Pada sepeda motor, tidak ada pengubahan diameter sproket
ketika bergerak.
Namun perubahan diameter sproket secara manual mampu mengubah
tingkat
akselerasi dan kecepatan tertinggi dari sepeda motor.
Sproket juga digunakan pada kendaraan roda rantai. Pada
kendaraan jenis
ini, jumlah sproket yang terlibat banyak, namun sproket yang
menggerakan hanya
satu, dua, atau tiga. Sproket yang menggerakan, jika jumlahnya
satu, biasanya
berada di depan atau belakang kendaraan. Dengan dua sproket
penggerak, posisi
sproket ada di depan dan belakang. Sproket penggerak ketiga bisa
terletak di mana
saja dan biasanya posisinya lebih tinggi dari sproket penggerak
yang lain.
Untuk sepeda motor saat ini sebagian besar, daya dari mesin dan
transmisi
diteruskan ke roda belakang melalui rantai. Memang masih ada
beberapa model
-
14
menggunakan driveshafts (BMW dan beberapa tipe Honda), dan
lainnya
menggunakan sabuk bukan rantai (Harley). Kembali ke rantai,
untuk pengguna
rantai dan sprocket, jumlah gigi di sprocket depan dan belakang
menghasilkan
sebuah rasio final drive. Rasio ini dengan mudah dapat diubah
dengan mengubah
sprocket dengan penggantian yang memiliki jumlah gigi yang
berbeda.
Mengapa kita melakukan ini? Karena dengan penggantian rasio kita
bisa
mendapatkan tenaga (horse power) akhir yang efektif, torsi bawah
yang efektif
(memberikan akselerasi lebih cepat walau ada pengorbanan pada
kecepatan
akhir). Hal ini yang dapat diperoleh adalah kita dapat
menghitung RPM tertentu
yang diinginkan pada pada kecepatan jelajah sesuai pilihan
kita.
Misalnya, jika sepeda motor saat ini berjalan 5200 RPM pada 100
km/jam,
dengan mengubah jumlah gigi, kita dapat bisa meningkatkan RPM
lebih cepat
(power-band lebih baik) atau menurunkan RPM lebih rendah (untuk
mengurangi
getaran dan meningkatkan efisiensi bahan bakar jarak
tempuh).
Saat ini, berbagai jenis rantai dijual dalam berbagai ukuran dan
spesifik.
Jika kita menggunakan rantai dengan tipe #520, maka gunakan
sprocket yang juga
dirancang untuk bekerja dengan rantai #520 seperti pada gambar
dibawah ini.
Gambar 2.14 Rantai dan gir sproket
(Sumber: http://jualmotor.info/tag/gir )
-
15
Perbedaan utama antara sprocket-sproket yang ada adalah lebar
(seperti di
atas), jumlah mata gigi, dan material dari sproket itu sendiri.
Hampir semua
produsen sepeda motor memproduksi sprocket dengan bahan baja
sebagai
sprockets standar (OEM). Kenapa ? karena bahan baja relatif
murah dan tahan
lama. Kelemahan ini ditangkap oleh produsen sproket aftermarket
dengan
memproduksi sproket yang terbuat dari aluminum bermutu tinggi,
berlapis
pengerasan (hardening coating). Keuntungan dari bahan aluminium
ini adalah
ringan. Namun disamping keuntungan juga ada kelemahannya yaitu
lebih
mahal dan lebih cepat aus. Untuk mengurangi kelemahan ini
produsen
mengawinkan sproket ring (berbahan baja) dengan hub
aluminium
2.6 Poros
Poros adalah suatu bagian stasioner yang beputar, biasanya
berpenampang
bulat dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi (gear),
pulley, flywheel,
engkol, sprocket dan elemen pemindah lainnya. Poros bisa
menerima beban
lenturan, beban tarikan, beban tekan atau beban puntiran yang
bekerja sendiri-
sendiri atau berupa gabungan satu dengan lainnya. (Josep Edward
Shigley, 1983).
Salah satu jenis poros yang digunakan untuk memindahkan daya
mekanik
dari satu elemen mesin ke elemen mesin lainnya adalah poros
transmisi. Bentuk
dari poros transmisi dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
-
16
Gambar 2.1 Poros Transmisi (no name)
A. Jenis-jenis Poros
Poros untuk meneruskan daya diklasifikasikan menurut
perbedaannya, yaitu
sebagai berikut:
1) Poros transmisi
Poros transmisi lebih dikenal dengan sebutan shaft. Shaft akan
mengalami
beban puntir berulang, beban lentur berganti ataupun
kedua-duanya. Pada shaft,
daya dapat ditransmisikan melalui gear, belt pulley, sprocket
rantai, dll.Poros ini
mendapat beban puntir murni atau puntir dan lentur, daya yang
ditransmisikan
keporos ini melalui kopling, roda gigi, puli, dan sabuk.Poros
transmisi dapat
dilihat pada gambar 2.4 berikut.
2) Poros spindel
Poros ini relatif pendek dibandingkan dengan poros transmisi,
beban utama
poros ini berada pada puntiran.Syarat yang harus dipenuhi poros
ini adalah
deformasinya harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus
teliti. Poros spindel
dapat dilihat pada gambar 2.5 berikut.
Gambar 2.2Poros Transmisi [7]
-
17
Gambar 2.3Poros Spindel [7]
3) Poros gandar
Poros gandar merupakan salah satu jenis poros yang dipasang
diantara roda-
roda, dimana tidak mendapat beban puntir. Poros gandar tidak
menerima beban
puntir dan hanya mendapat beban lentur. Bahkan kadang-kadang
tidak boleh
berputar. Poros gandar dapat dilihat pada gambar 2.6
berikut.
B. Pembebanan Poros
Pada prinsipnya, pembebanan pada poros ada 2 macam, yaitu
puntiran
karena beban torsi dan bending karena beban transversal pada
roda gigi, puli atau
sproket. Beban yang terjadi juga bisa merupakan kombinasi dari
keduanya.
Karakter pembebanan yang terjadi bisa konstan, bervariasi
terhadap waktu,
maupun kombinasi dari keduanya. Perbedaan antara poros dan as
(axle) adalah
poros meneruskan momen torsi (berputar), sedangkan as tidak.
Pada pembebanan
konstan terhadap waktu, tegangan yang terjadi pada as dengan
roda gigi atau puli
yang berputar pada bantalan terhadap as tersebut adalah tegangan
statik. Pada
poros yang dibebani dengan bending steady akan terjadi tegangan
fully reversed
seperti pada gambar 2.4 (a). Tegangan yang terjadi karena beban
bending maupun
torsi biasa fully reversed, (b) repeated ataupun (c)
fluctuating.
Gambar 2.4 Poros Gandar [7]
-
18
2.7 Bantalan
Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban,
sehingga
putaran atau gerak bolak-balik dapat bekerja dengan aman, halus
dan panjang
umur. Bantalan harus kokoh untuk memungkinkan poros atau elemen
mesin
lainnya dapat bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak bekerja
dengan baik, maka
prestasi kerja seluruh sistem akan menurun atau tidak dapat
bekerja semestinya.
Pada bantalan Gelinding terjadi gesekan antara bagian yang
berputar
dengan yang diam melalui elemen gelinding bola (peluru).
Bantalan gelinding
pada umumnya cocok untuk beban kecil daripada bantalan luncur,
tergantung
pada bentuk elemen gelindingnya. Putaran pada bantalan ini
dibatasi oleh gaya
sentrifugal yang timbul pada elemen gelinding tersebut. Bantalan
gelinding
diproduksi menurut standar dalam berbagai ukuran dan bentuk.
Keunggulan
bantalan ini adalah pada gesekannya yang sangat rendah.
Pelumasannya pun
sangat sedeerhana, yaitu cukup dengan gemuk, bahkan pada jenis
yang memakai
sil sendiri tidak perlu pelumasan lagi.
Gambar 2.5(a). Tegangan yang terjadi karena beban bending
maupun
torsibisa fully reversed, repeated ataupun fluctuating.[8]
-
19
Gambar 2.6 Bantalan gelinding bola (no name)
A. Klasifikasi Bantalan
Pada dasarnya bantalan dapat diklasifikasikan menjadi 2 jenis,
yaitu
berdasarkan arah beban terhadap poros, dan berdasarkan Gerakan
Bantalan
Terhadap Poros [7]
1) Berdasarkan Arah Beban Terhadap Poros
a. Bantalan radial (Beban Putar)
Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah sejajar dengan sumbu
poros.
Untuk lebih jelasnya dapat melihat Gambar 2.9.
Gambar 2.7 Bantalan Radial / Beban Putar [7]
b. Bantalan aksial (Beban Tekan)
Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus dengan
sumbu
poros. Untuk lebih jelasnya dapat melihat Gambar 2.10.
-
20
Gambar 2.8 Bantalan Aksial / Beban Tekan [7]
2) Berdasarkan gerakan bantalan terhadap poros
Bantalan luncur (Sliding Contact Bearing)
Untuk jenis yang bantalan luncur mendapat gesekan yang besar
dan
biasanya dipasang pada poros engkol dan mampu memikul beban yang
besar.
B. Jenis dan fungsi dari bantalan luncur:
1) Bantalan luncur silinder penuh, digunakan untuk poros-poros
yang ukuran
kecil berputar lambat dan beban ringan.
2) Bantalan inside, digunakan untuk poros dengan beban yang
sering berubah,
misalkan bantalan poros engkol dari poros-poros presisi.
3) Bantalan luncur sebagian, digunakan untuk poros yang berputar
lambat,
beban berat tetapi tidak berubah-ubah. Misalkan bantalan pada
mesin-mesin
perkakas kepala cekam.
4) Bantalan bukan logam, digunakan untuk leher-leher poros yang
memerlukan
pendingin zat cair dan tidak mendapat beban berat. Pada lapisan
juga
berfungsi sebagai pelumas, bahan lapisan yang digunakan yaitu
karet,
plastik dan ebonit.
5) Bantalan luncur tranlasi, digunakan untuk blok-blok luncur
gerak lurus,
seperti blok luncur pada batang torak mesin uap dan blok luncur
pada mesin
produksi.
6) Bantalan gelinding (Rolling Contact Bearing/Anti
Frictiont)
-
21
Pada bantalan ini, terjadi gesekan gelinding antara bagian yang
berputar dan
bagian yang diam melalui elemen gelinding seperti bola, rol, dan
rol bulat.
Bantalan gelinding mendapat gesekan yang kecil dan biasanya
dipasang
pada poros lurus dan tidak untuk beban yang besar.
Jenis-jenis bantalan gelinding adalah sebagai berikut ini
[6]:
a. bantalan bola radial alur dalam garis tunggal,
b. bantalan bola radial magneto,
c. bantalan bola kontak sudut baris tunggal,
d. bantalan roda radial alur dalam garis ganda,
e. bantalan rol silinder baris tunggal,
f. bantalan rol kerucut baris tunggal,
g. bantalan rol bulat,
h. bantalan rol jarum,
i. bantalan bola aksial satu arah,
j. bantalan bola aksial dua arah dengan dudukan berbidang
bola,
k. bantalan rol bulat aksial baris tunggal,
Keseluruhannya dapat dilihat pada Gambar 2.11[6].
Gambar 2.9 Jenis-jenis Bantalan Gelinding
-
22
Untuk menghitung beban ekivalen yang terjadi pada bantalan
radial dapat
dihitung dengan Persamaan 2.9[6].
P = XVFr+ YFa (2.9)
Pembebanan cincin luar yang berputar.Nilai-nilai X dan Y
terdapat pada
Tabel 2.4[6]
Umur nominal L (90% dari jumlah sampel, setelah berputar 1 juta
putaran,
tidak akan memperlihatkan kerusakan karena kelelahan gelinding)
dapat
ditentukan melaului Persamaan 2.10 sampai Persamaan 2.11.
Jika C menyatakan beban nominal dinamis spesifik (Tabel 2.5) dan
P beban
ekivalen dinamis, maka faktor kecepatan fn untuk bantalan bola
dapat dihitung
menggunakan Persamaan 2.12[6].
Tabel 2.4 Faktor-faktor V, X, Y, dan X0, Y0
Tabel 2.5 Pemilihan Bantalan Radial
-
23
fn =3
1
3,33
n (2.10)
Selanjutnya dapat dihitung juga faktor umur dan umur nominal
bantalan
bola dengan menggunakan Persamaan 2.28 dan Persamaan 2.29
(Sularso, 1997).
fh = fnP
C (2.11)
Lh= 500 (fh)3 (2.12)