3. 4. Pelumasan Tekanan Ekstrim Klasifikasi kekentalan menurut ISO

minyak pelumas yang membatasi kedua permukaan itu. Misalkan pada bantalan gelinding roller bearing, mimis ballroller akan menekan cincin sehingga terjadi deformasi elastis biarpun gaya yang diberikan demikian kecilnya.

2. 3. 3. Pelumasan Bidang Batas

Pelumasan bidang batas Boundary Lubrication mengacu pada situasi kombinasi geometri kontak, beban relatif besar, kecepatan rendah, kuantitas pelumas yang tidak cukup sehingga tidak dimungkinkan untuk membangkitkan lapisan tipis minyak pelumas yang sempurna pada bagianyang bersinggungan. Pada beberapa kasus pelumasan bidang batas masih terjadi kontak asperity permukaan kasar pada suatu permukaan yang dilihat di bawah mikroskop. Pada situasi normal, asperity setiap logam dilapisi oleh lapisan oksida, misalnya besi oksida pada besi atau baja, aluminium oksida alumina pada aluminium dan sebagainya. Ketika asperities tersebut untuk melekat relative lembut. Namun, bila lapisan oksida tersebut aushabis akibat gesekan yang berat maka permukaan-permukaan yang bersinggungan memiliki kecenderungan untuk melakukan kontak langsung. Maka sangat penting untuk mmepertahankan lapisan oksida tersebut, agar terjadi gesekan yang relatif lembut. Dan jika permukaan logam tersebut kehilangan lapisan oksidanya maka akan terjadi gesekan dan keausan yang parah. Dan pada kasus tersebut di atas pelumasan bidang batas dapat mengurangi gesekan dan keausan yang terjadi. Mekanisme dari pelumasn bidang batas sendiri adalah misalnya dengan physical adsorption, chemical adsorption , maupun chemical reaction.

2. 3. 4. Pelumasan Tekanan Ekstrim

Pelumasan tekanan ekstrim mengacu pada kondisi apabila kontak yang terjadi di bawah pengaruh kerja paling hebatekstrim,seperti pada pemotongan logam atau roda gigi yang mengalami bebankejut,sehingga aditif tekanan ekstrim EP additive digunakan untuk melumasi. EP extreme Pressure Universitas Sumatera Utara additive inin merupakan senyawa minyak yang dapat larut dan biasanya mengandung zat belerang, chlorin atau fosfor yang bereaksi dengan permukaan bantalan pada temperature tinggi yang timbul dimana lapisan tipis minyak pelumasd pecah, membentuk zat lapisan tipis yang titik cairnmya tinggi antara permukaan-permukaan yang berkontak.

2. 3. 5. Pelumasan Padat

Pelumasan padat Solid Lubrication adalah sistem pelumasan dimana diantara permukaan kontak saling melumasi sendiri oleh bahan padat yang dilapisi dan kadang menyatu pada elemen tersebut. Pelumasan padat dapat dipahami misalnya pada sebuah contoh, misalnya debu pasir dan keriil pada permukaan jalan dapat menyebabkan kendaraan tergelincir karena debu, pasir dan kerikil mengurangi gesekan antara ban dan permukaan jalan. Teknisnya, debu, pasir dan kerikil tersebut bertindak sebagai pelumas, namun tentu saja tidak ada yang merekomendasikan debu pasir debu, pasir dan kerikil sebagai pelumas padat pada elemen mesin. Walaupun telah banyak dikembangkan bahan inorganic untuk pelumasan padaT, seperti misalnya mica, talc, dan chalk namun sangat sedikit yang digunakan secara umum untuk permesinan. Bahan-bahan yang umum dan paling banyak digunakan sebagai pelumas adalah grafit dan molybdenum disulfide dan PTFE polytetraflouroethylene Teflon. Adapun karakterisatik bahan yang baik digunakan sebagai pelumas padat adalah sebagai berikut:  Mempunyai koefisien gesek rendah namun konstan dan terkendali  Memiliki stabilitas kinia yang baik sepanjang temperatu yang diperlukan  Tidak memiliki kecenderungan untuk merusak permukaan bantalan  Lebih diutamakan yang memiliki daya adhesi yang kuat terhadap permukaan bantalan, sehinngga tidak mudah hilangaus dari permukaan bantalan  Memiliki daya tahan terhadap keausan dan umur yang relative panjang Universitas Sumatera Utara  Mudah diaplikasikan pada permukaan yang bergesekann terutama bantalan  Tidak beracun dan ekonomis Bahan inorganic seperti grafit dan molybdenum disulfide memiliki sifat mampu membentuk lapisan tipis pada permukaan logam yang bergeser dengan mudah dan menahan penetrasi oleh permukaan-permukaan yang bergesek. Senyawa-senyawa demikian dapat digunakan sendiri-sendiri atau disuspensikan dalam tempat cairan atau minyak gemuk. Jenis plasticpolimer seperti PTFE dapat digunakan sebagai permukaan bantalan yang dalam penggunaan tidak menggunakan atau membutuhkan pelumasan lanjutan ataupunb lainyya. Beberapa bahan yang digunakan sebagai pelumas padat dapat dilihat pada table 2.1 Table 2.1 Beberapa material yang digunakan sebagai bahan pelumas padat Kelompok Bahan Nama Bahan Layer-lattice compounds Molybdenum disulphide Graphite Tungsten diselenide Tungsten disulphide Niobium diselenide Tantalum disulphide Polymers PTFE Nylon PTFCE Acetal PVF 2 Polyimide Metals Lead Tin Gold Silver Other Inorganics Molybdic oxide Boron trioxide L d id B it id sumber : Lubrication and Lubricant Selection: A Practical Guide, Third Edittion by A.R.Lansdown

2.3.6 Pelumasan hidrostatis

Pada pelumasan hidrodinamis, seperti pada penjelasan di atas, permukaan yang bergesekan dipisahkan secara sempurna oleh lapisan tipis pelumas. Lapisan Universitas Sumatera Utara tipis pelumas tersebut dicapai dengan akibat gerakan luncuran lapisan minyak pelumas oil-wedge untuk membvangkitkan tekanan minyak pelumas didalam bantalan. Namun pada mesin-mesin yang mempunyai beban besar dan kecepatan putaran rendah tidak dimungkinkan lagi terjadi pelumasan hidrodinamis pada saat start. Untuk itu diperlukan tekanan yang lebih besar agar terjadi lapisan tipis minyak pelumas diantara poros dan bantalan. Tekanan demikian diperoleh dengan menggunakan pompa tekanan tinggi yang akan menekan minyak pelumas ke bagian-bagian yang bergesek, bukan sekedar pompa tekanan rendah yang berfungsi hanya sebagai pendistribusi atau pensirkulasi minyak pelumas. Pelumasan sedemikian disebut pelumasan hidrostatis hydrostatic lubrication. Pelumasan hidrostatis disebut juga pelumasan tekanan luar externally pressurized karena tekanan yang timbul diakibatkan pengaruh kerja dari luar sistem. Dalam beberapa kasus, setelah poros berputar dengan kecepatan tinggi biasanya pompa tekanan tinggi yang digunakan dapat dihentikan, sementara pompa tekanan rendah sebagai pensuplai minyak pelumas tetap difungsikan. Dalam kasus ini, pada operasi normal yang terjadi vukan pelumasan hidrostatis lagi, melainkan pelumasan hidrodinamis. 2.4 Kekentalan minyak pelumas Viscosity 2.4.1 Kekentalan dinamik dan kekentalan kinamatik Dalam industry perminyakan khususnya minyak pelumas dikenal istilah kekentalan, karena kekentalan merupakan sifat yang paling panting bagi minyak pelumas khususnya dan bahan pelumas umumnya, karena sifat ini menunjukan kemampuan untuk melumasi sesuatu dan kemampuan suatu fluida untuk mengalir. Pada gambar 2.3 menunjukkan pendefenisian kekentalan dinamik menurut Hukum Newton tentang aliran viskos. Suatu permukaan bergerak relatif dengan kecepatan u terhgadap permukiaan lain dimana diantara kedua permukaan ditempatkan suatu lapisan tipis fluida. Kekentalan didefenisikan sebagai besarnya tahanan fluida untuk mengalir di bawah pengaruh tekanan yang dikenakan dan besarnya harga kekentalan merupakan perbandingan antara tegangan gesr yang bekerja dengan kadar gesekan rate of shear Universitas Sumatera Utara Gambar 2.3 Pendefenisian kekentalan dinamik menurut hukum Newton tentang aliran viskos Dari gambar 2.3 secara matematis dapat ditulis: du u dy h      2.1 dimana:   tegangan geser fluida Nm 2   kekentalan dinamik Poise, P u = kecepatan relatif permukaan mdet h = tebal lapisan pelumasan m Sehingga kekentalan dinamik dapat ditulis: du dy    2.2 Kekentalan dinamik disebut juga dengan kekentalan absolut, sementara kadar geseran adalah dudy. Jika kekentalan dinamik dibagi dengan rapat massa pada temperatur yang sama hasilnya disebut kekentalan kinematik. Secara matematis ditulis: Universitas Sumatera Utara v    dimana: v = kekentalan kinematik Stokes, S  = rapat massa gramcm 3 Dalam satuan cgs, tegangan geser adalah dalam dynecm 2 dan kadar geseran dalam det -1 , maka satuan kekentalan dinamik adalah poise disingkat P. Sedangkan satuan rapat massa gramcm 3 sehingga satuan kekentalan kinematik adalah stokes disingkat St. Satuan yang paling umum dalam industri perminyakan adalah centipoise disingkat cP dan centistoke disingkat cSt, dimana 1 P = 100 cP dan 1 St = 100 cSt. Dalam satuan SI, untuk kekentalan dinamis adalah N detm 2 atau kgm det dan satuan kekentalan kinematik adalah m 2 det. Dengan demikian diperoleh hubungan satuan-satuan: 1 P = 10 -1 N detm 2 1 cP = 10 -3 N detm 2 1 St = 10 -4 m2det 1cSt = 10 -6 m2det Dalam satuan British untuk kekentalan dinamik dikenal satuan lbf.sin 2 pound force second per square inch yang disebut juga dengan reyn, yang diberikan untuk penghormatan terhadap Sir Osborne Reynolds. Hubungan antara reyn dan centipoise: 1 reyn = 1 lbf.sin 2 = 7,03 kgf.sm 2 Universitas Sumatera Utara 1 reyn = 6,9 . 10 6 cP Kekentalan juga dapatpernah dinyaatakan dengan unit sebagai berikut:  Kekentalan Redwood Redwood viscosity Secara teknis Redwood viscocity bukanlah satuan untuk kekentalan melainkan waktu alir. Itu adalah jumlah waktu yang diperlukan 50 ml minyak untuk mengalir melalui cerobong saluran berbentuk mangkuk cuo-shaped funnel akibat gaya beratnya sendiri.  Kekentalan Saybolt Saybolt viscosity Saybolt viscosity secara teknis adalah waktu alir dan hal tersebut juga bukan satuan kekentalan, karena memiliki cara yang sama dalam pengukurannya dengan Redwood Viscosity. Metode ini pernah menjadi metode standar pada ASTM.  Kekentalan Engler Engler viscosity Engler viscosity juga merupakan waktu alir dengan metode hampir sama dengan Redwood Viscosity, tetapi hasilnya dinyatakan dengan derajat, waktu alir sampel minyak terhadap yang diukur air pada temperatur yang sama. Hal ini ditetapkan hanya di hampir seluruh Eropa, tetapi seara berangsur-angsur mulai ditinggalkan.

2.4.2 Klasifikasi Kekentalan Minyak Pelumas

Kekentalan minyak pelumas perlu distandarkan dan diklasifikasikan agar penggunaannya sesuai dengan kebutuhan. Kekentalan minyak pelumas untuk Universitas Sumatera Utara keperluan teknik dan industry telah diklasifikasikan seperti ISO, SAE, ASTM, DIN, AGMA dan lain sebagainya. Klasifikasi yang paling banyak digunakan dalam dunia industri adalah klasifikasi menurut ISO dan SAE.

1. Klasifikasi kekentalan menurut ISO

Sistem kekentalan minyak pelumas menurut ISO Iternational Standard Organization adalah berdasarkan kekentalan kinematic, dalam satuan centistokes cSt, pada daerah range kekentalan pada temperature 40 C. Setiap daerah kekentalan diidentifikasi dengan angka ISO VG Viscosity Grade atau derajat kekentalan ISO, dimana kekentalan tersebut merupakan kekentalan kinematic rata-rata pada daerah tersebut midpoint kinematic viscosity. Untuk mendapatkan nilai kekentalannya, harus dihitung 10 dari nilai rata-rata kekentalannya, harus. Misalnya ISO VG 100 mempunyai kekentalan rata-rata 100 cSt untuk maksimum. Nilai kekentalan menurut ISO untuk minyak pelumas dapat dilihat pada gambar grafik dan table berikut, yang dikutip dari dokumen ISO 3448 “Industrial Liquid Lubricants – ISO Viscosity Classification”. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.4 Kekentalan minyak pelumas menurut dokumen ISO 3448 pada tekanan atmosfer Universitas Sumatera Utara Nilai kekentalan pada ganbar diatas dapat dilihat pada table dibawah, untuk nilai kekentalan pada suhu 40 C. Nilai untuk harga kekentalan kinematic minyak pelumas pada 40 C menurut dokumen ISO 3448. Tabel 2.2 Klasifikasi kekentalan ISO minyak pelumas pada suhu 40 C Angka derajat kekentalan ISO Harga tengah kekentalan, cSt pada 40 °C Batas kekentalan kinematik, cSt pada 40 °C Minimum Maksimum ISO VG2 ISO VG3 ISO VG5 ISO VG7 ISO VG10 ISO VG15 ISO VG22 ISO VG32 ISO VG46 ISO VG68 ISO VG100 ISO VG150 ISO VG220 ISO VG320 ISO VG460 ISO VG680 ISO VG1000 ISO VG1500 2,2 3,2 4,6 6,8 10 15 22 32 46 68 100 150 220 320 460 680 1000 1500 1,98 2,88 4,14 6,12 9 13,5 19,8 28,8 41,4 61,2 90 135 198 288 4174 612 900 1350 2,42 3,52 5,06 7,48 11 16,5 24,2 35,2 50,6 74,8 110 165 242 352 506 748 1100 1650 sumber: Prinsip pelumasan dan minyak pelumas mineral, A.Halim Nasution Universitas Sumatera Utara

2. Klasifikasi kekentalan menurut SAE