bab 1 dan 2 bantalan
TRANSCRIPT
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
1/39
ELEMEN MESIN 2
KULIAH # 1 & 2 #
BANTALAN
Oleh :
IR.NAFSAN UPARA.MM.MT
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
2/39
1. Pendahuluan
Bantalan merupakan komponen mesin yangberfungsi menumpu poros yang mempunyaibeban tertentu, sehingga gerak berputar ataugerakan bolak balik dapat berlangsung
dengan halus, aman dan komponen tersebutdapat tahan lama.
Bantalan harus cukup kuat dan kokoh agarkomponen mesin lain dapat bekerja dengan
baik. Kerusakan pada bantalan akan menurunkan
kinerja mesin secara total
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
3/39
2. Klasifikasi
A. Berdasarkan gerakan Bantalan terhadap poros:
Bantalan luncurTerjadi gesekan luncur
antara poros dan bantalankarena permukaan porosditumpu oleh permukaanbantalan dengan
perantaraan lapisanpelumas.
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
4/39
2. Klasifikasi
Macam
Macam Bantalan Luncura. Bantalan radial poros
b. Bantalan radial berkerah
c. Bantalan aksial berkerah
d. Bantalan aksial
e. Bantalan radial ujungf. Bantalan radial tengah.
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
5/39
2. Klasifikasi
A. Berdasarkan gerakan Bantalan terhadap poros:
Bantalan gelinding
Pada bantalan ini terjadi
gesekan gelinding antarabagian yang berputar
dengan yang diam melalui
elemen gelinding seperti
bola (peluru), rol atau roljarum, dan rol bulat.
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
6/39
2. Klasifikasi
Macam
Macam Bantalan GelindingBall & Roller
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
7/39
2. Klasifikasi
Macam
Macam Bantalan GelindingBall Bearing Berdasarkan Beban
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
8/39
2. Klasifikasi
Tipe Radial Ball Bearing
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
9/39
2. Klasifikasi
Tipe Trush Ball Bearing
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
10/39
2. Klasifikasi
Macam
Macam Bantalan GelindingRoller Bearing
1. Cylindrical roller bearings.
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
11/39
2. Klasifikasi
Roller Bearing
2. Spherical roller bearings
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
12/39
2. Klasifikasi
Roller Bearing3. Needle roller bearing
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
13/39
2. Klasifikasi
Roller Bearing4. Tapered roller bearings
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
14/39
2. KlasifikasiPerbedaan Bantalan Luncur dan Bantalan Gelinding
A. Bantalan luncur Mampu menumpu poros berputaran tinggi dengan beban berat. Konstruksi sederhana. Pembuatan dan pemasangan dapat dilakukan dengan mudah.
Gesekan sangat besar pada saat startsehingga memerlukan torsiawal yang besar.
Pelumasan tidak sederhana Gesekan yang terjadi sangat besar. Panas yang dihasilkan cukup tinggi.
Dengan sistem pelumasan yang baik, bantalan luncur dapatmeredam tumbukan dan getaran sehingga hampir tak bersuara. Tidak memerlukan ketelitian yang tinggi sehingga harganya
cukup murah.
3. Perbedaan Bantalan
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
15/39
3. Perbedaan BantalanPerbedaan Bantalan Luncur dan Bantalan Gelinding
B. Bantalan gelindingCocok untuk beban yang lebih kecil dibandingkan
dengan bantalan luncur.
Putaran dibatasi oleh adanya gaya sentrifugal elemengelinding pada bantalan.Konstruksinya rumit dan proses pembuatan sulit.Harganya lebih mahal dibandingkan dengan bantalan
luncur.
Produksi/pembuatan dilakukan dalam standarisasi.Gesekan sangat kecil.Pelumasan sangat sederhana, misalnya dengangreaseGerakan elemen gelinding menyebabkan suara berisik.
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
16/39
Bahan
Deskripsi Silikon
Ntrida
Baja 52100 SS 440C Baja M50
Kekerasan pada
suhu ruang HRC
78 62 60 64
Mudulus elstis pada
suhu ruang
310 GPa 207 GPa 200 GPa 193 GPa
Suhu operasi
maksimal
1200oC 180oC 260oC 320oC
Rapat Massa
(kg/m2)
3200 7800 7800 7600
4. Bahan Bantalan
Note : Baja AISI 52100 memiliki C =( 0,95 1,10)%;Cr = (1,3-1,6)%; Mn =
(0,25-0,45)%; Si = (0,2-0,3)%
Tabel 1
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
17/39
5. Bantalan Gelinding
Komponen Bantalan Gelinding
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
18/39
5. Bantalan Gelinding
HUBUNGAN BEBAN DAN UMUR
k
P
P
L
L
2
1
1
2
P1 : Tingkat beban dinamis dasarP2 : Beban RancanganL
1: Putaran/umur awal/dasar
L2 : Putaran/ umur rancangan
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
19/39
5. Bantalan Gelinding
Ukuran Relatif Seri Bantalan
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
20/39
5. Bantalan GelindingUMUR RANCANGAN
Ld : Umur rancanganPd : Beban RancanganC : Tingkat beban dinamis dasar
)10( 6k
d
dP
CL
Ld dihitung berdasarkan putaran (menggunakan tabel 1),Maka :
Ld = (h) (rpm) (60 min/h)
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
21/39
5. Bantalan GelindingTabel 2. Umur rancangan yang dianjurkan untuk bantalan
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
22/39
5. Bantalan GelindingTingkat Bebans Dinamis Dasar yang dibutuhkan
C : Tingkat beban dinamis yang dibutuhkanfN : Faktor kecepatan
fL : Faktor UmurPd : Beban Rancangan
N
Ld
f
fPC
).(
Tabel 3
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
23/39
5. Bantalan GelindingTabel 4. Bantalan
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
24/39
5. Bantalan GelindingTabel 4. Bantalan
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
25/39
5. Bantalan GelindingTabel 4. Bantalan
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
26/39
5. Bantalan GelindingA. Pemilihan Bantalan Dikenai Beban Radial
a. Hitung Beban Ekuivalen -------- P = V.RDimana, V : faktor putaran
= 1 (cincin dalam bantalan berputar)= 1,2 (cincin luar bantalan berputar)
R : Beban Radial
b. Tentukan diamater nominal porosc. Pilih Jenis bantaland. Tetapkan umur bantalane. Tentukan faktor kecepatan dan umurf. Hitung tingkat beban dinamis dasar (C)g. Catat calon bantalan yang mempunyai nilai tingkat
beban dinamis dasar yang dibutuhkan
Prosedur
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
27/39
5. Bantalan GelindingPemilihan Bantalan Beban Radial
h. Pilih bantalan yang mempunyai geometri paling tepat,dan diperkuat dengan pertimbangan biaya sertaketersediaannya.
i. Tentukan kondisi penempatan seperti diamaterdudukan poros dan toleranasi, diamater lubang padarumah mesin dan toleransinya, cara penempatanbantalan secara aksial, kebutuhan khusus seperti
perapt atau lapisan pelindung.
Prosedur
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
28/39
5. Bantalan GelindingB. Pemilihan Bantalan Gabungan Beban Radial dan Aksial
a. Hitung Beban Ekuivalen -------- P = VXR+YTDimana, V : faktor putaran
= 1 (cincin dalam bantalan berputar)= 1,2 (cincin luar bantalan berputar)
R : Beban RadialT : Beban aksialX : Faktor radialY : Faktor Aksial
Prosedur
Tabel 5. Faktor Radial dan Aksial untuk bantalan bola alur baris tunggal
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
29/39
5. Bantalan Gelinding
b. Nilai Y dan T dari Tabel 3.c. Hitung tingkat beban dinamis dasar (C)d. Pilih satu bakal calon bantalan yang mempaunyai
satu nilai C sekurangnya sama dengan nilai C yangdibutuhkan.
e. Dari bantalan yang dipilih, tentukan nilai Coh. Hitung T/Co
i. Dari Rabel 3 tentukan nilai e.j. Jika T/R > e, cari nilai Y dari tabel 3.k. Jika nilai Y baru berbeda dengan Y dibutir b, ulangi
prosesnya.
Prosedur
Pemilihan Bantalan Gabungan Beban Radial dan Aksial
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
30/39
5. Bantalan Gelinding
l. Jika T/R < e, hitunglah nilai P memakai rumus bebanradial dan lanjutkan perhitungan dengan prosedurbeban radial murni.
Prosedur
Pemilihan Bantalan Ganungan Beban Radial dan Aksial
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
31/39
5. Bantalan Gelinding
Contoh:Pilih sebuah bantalan bola dalam baris tunggal yang
memikul beban radial sebesar 1850 lb dan aksial 675 lb.
Poros berputar pada 1150 rpm dan tingkat umurdiinginkan adalah 20 000 jam. Diamater nominal dapat
diterima untuk poros adalah 3,2 in.
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
32/39
5. Bantalan Gelinding
Tingkat Umur Untuk KeandalanLaR = CRL10
Dimana,LaR : umur yang disesuaikan untuk keandalan
CR : faktor penyesuaian untuk keandalanL10 : umur dalam jutaan putaran untuk keandalan 90%
Tabel 4 Faktor penyesuaian umur untuk keandalan CR
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
33/39
6. Bantalan Rol Kerucut
Beban Ekuivalen:
C. Pemilihan Bantalan Rol Kerucut
AArB
B
A
rAA TYFY
YFP 5,04,0
PB = FrB
Dimana,PA : beban radial ekuivalen pada bantalan A
PB : beban radial ekuivalen pada bantalan BFrA : beban radial yang bekerja pada bantalan AFrB : beban radial yang bekerja pada bantalan BTA : Beban aksial pada bantalan AYA : beban aksial untuk bantalan AYB : beban aksial untuk bantalan B
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
34/39
Jika PA < FrA, misalkan PA = FrA, maka
C. Pemilihan Bantalan Rol Kerucut
ABrA
A
B
rBB TYFY
YFP 5,04,0
6. Bantalan Rol Kerucut
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
35/39
Pemasangan bantalan Rol Kerucut
6. Bantalan Rol Kerucut
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
36/39
5. Bantalan Gelinding
Contoh:Sebuah poros seperti gambar pemasangan bantalan rol
kerucut, memikul beban melintang 6800 lb dan beban
aksila 2500 lb. Beban aksial ditahan oleh bantalan A. Porosberputar pada 350 rpm dan dipakai pada peralatan
pertanian. Tentukan ukuran bantalan rol kerucut untuk
poros tersebut.
6. Bantalan Rol Kerucut
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
37/39
Masalah : Pada Bantalan terdapat beban yang berbeda-beda dalam jangka waktu tertentu sehingga timbulkerusakan pada bantalan. Dalam hal demikianpendekatan untuk usia bantalan diper, hitungan denganbeban efektif rata-rata (mean effective load), Fm
7. Beban Variasi
pi
p
im
N
NFF
1
)(
Dimana,
Fi :beban individual diantara deretan ibebanNi : jumlah putaran beroperasinya FiN : total jumlah putaran dalam satu siklus penuh
p : eksponen pada hubungan beban/umur= 3 untuk bantalan bola
= 10/3 untuk bantalan rol
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
38/39
Jika bantalan berputar pada kecepatan konstan dimanajumlah putaran sebanding dengan waktu operasi, makaNidapat dihitung sebagai jumlah menit operasi Fmdan Nadalah jumlah menit dalam siklus total, yaitu
7. Beban Variasi
N= N1+N2+N3+.+ Ni
Maka perkiraan umur total bantalan, dalam juta putaran:
p
mFCL
-
7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan
39/39
Contoh:Sebuah bantalan bola alur dalam baris tunggal bernomor6308 dalam jangka waktu tertentu dikenai bebandiperlihatkan pada tabel dibawah ini
7. Beban Variasi
Siklus 60 menit ini berulang secara terus menerus sepanjangUmur bantalan. Poros yang ditumpu oleh bantalan berputar600 rpm. Hitunglah umur bantalan tersebut.
Kondisi Fi (lb) Waktu (menit)
1 650 30
2 750 10
3 250 20