Frans Edo Adhinata Pasaribu : Analisa Tekanan Pada Bantalan Luncur Yang Menggunakan Minyak Pelumas Multigrade Dengan Dan Tanpa Aditif Dengan Variasi Putaran, 2009.
USU Repository © 2009
2.8.2 Pelumasan hidrodinamis pada bantalan luncur Ada berbagai jenis bantalan luncur, dan bantalan-bantalan tersebut dapat
dilumasi dengan minyak pelumas, gas bahkan dengan minyak gemuk. Namun tipe pelumasan yang paling efektif dan paling banyak digunakan adalah dengan
minyak pelumas dengan tipe pelumasan hidrodinamis. Seperti yang telah dijelaskan diatas, teori pelumasan hidrodinamis ini berasal dari
penelitian Beauchamp Tower, yang dianalisa oleh Osborne Reynolds.
2.8.2.1 Teori aliran hidrodinamis fluida diantara dua plat permukaan datar
Gambar 2.16 Aliran hidrodinamis fluida diantara dua plat permukaan datar
Lihat lapisan minyak pelumas diantara dua plat AB dan CD, salah satu permukaan bergerak dengan kecepatan V, dan permukaan yang satunya CD diam, seperti
pada gambar 2.14. Kecepatan minyak saat kontak dengan CD adalah nol saat CD diam. Gaya pada minyak yang digambarkan dalam elemen kubus dx.dy.dz pada
Frans Edo Adhinata Pasaribu : Analisa Tekanan Pada Bantalan Luncur Yang Menggunakan Minyak Pelumas Multigrade Dengan Dan Tanpa Aditif Dengan Variasi Putaran, 2009.
USU Repository © 2009
setiap titik xyz seperti pada diagram, dimana F adalah gaya yang terjadi pada gesekan internal dan p adalah tekanan pada titik tersebut xyz.
Berdasarkan hukum Newton:
y v
F δ
µδ =
2.11 Dimana
µ = koefisien kekentalan dan v = kecepatan pada arah x
Anggap elemen dx.dy.dz berada dalam gerakan seragam pada arah x dan =
y p
δ δ
p adalah independent terhadap y, sehingga solusi gaya: .
, .
, =
+ −
+
−
+ dz
dx dx
x p
p p
dz dx
F dy
y F
F δ
δ δ
δ 2.12
x p
y F
δ δ
δ δ =
Substitusi nilai F:
x p
y v
y F
δ δ
δ µ
δ δ
= =
2 2
2.13
Integral persamaan 2.10 terhadap y:
2 1
2
2 1
C y
C y
x p
v +
+ = µδ
δ 2.14
Lalu kita tentukan kondisi v=V ketika y=0 dan v=0 ketika y=h, didapat:
Frans Edo Adhinata Pasaribu : Analisa Tekanan Pada Bantalan Luncur Yang Menggunakan Minyak Pelumas Multigrade Dengan Dan Tanpa Aditif Dengan Variasi Putaran, 2009.
USU Repository © 2009
hy h
y x
p h
y V
v
− −
−
= 1
2 1
1 µδ
δ 2.15
catatan: Kondisi yang diterapkan untuk menentukan konstanta C
1
dan C
2
adalah karena y diukur berlawanan dengan arah yang diindikasikan.
Dari sini fungsi internal pada persamaan 2.9 harus bernilai
− dy
y F
F δ
δ pengganti
+ dy
y F
F δ
δ , sehingga :
x p
y F
δ δ
δ δ
− =
Atau tanda y
F δ
δ dibuat negatif dan persamaan kecepatan menjadi:
hy h
y x
p h
y V
v
− +
−
= 1
2 1
1 µδ
δ 2.16
2.8.2.2 Persamaan tekanan Sommerfeld untuk pelumasan hidrodinamis pada bantalan luncur
Mekanisme pelumasan hidrodinamis pada bantalan luncur dapat dilihat
pada gambar di bawah ini:
Gambar 2.17 Mekanisme pelumasan hidrodinamis pada bantalan luncur
Frans Edo Adhinata Pasaribu : Analisa Tekanan Pada Bantalan Luncur Yang Menggunakan Minyak Pelumas Multigrade Dengan Dan Tanpa Aditif Dengan Variasi Putaran, 2009.
USU Repository © 2009
Gambar 2.18 Distribusi tekanan dan geometri bantalan luncur
Pada tahun 1904, A.J.W. Sommerfeld 1869-1951 menemukan suatu persamaan yang dapat menganalisa tekanan pada lapisan tipis minyak pelumas
pada bantalan luncur, yang dikenal dengan persamaan Sommerfeld, yaitu:
2 2
2 2
cos 1
2 cos
2 sin
6 p
r p
+
+
+ +
=
θ ε
ε θ
ε θ
ε δ
ω µ
2.17
Dapat juga ditulis:
+ +
+ =
−
2 2
2 2
cos 1
2 cos
2 sin
6
θ ε
ε θ
ε θ
ε δ
ω µ
r p
p
2.18
Dimana: p = tekanan suplai Pa
= kecepatan putaran poros journal rpm R = radius bantalan m
Frans Edo Adhinata Pasaribu : Analisa Tekanan Pada Bantalan Luncur Yang Menggunakan Minyak Pelumas Multigrade Dengan Dan Tanpa Aditif Dengan Variasi Putaran, 2009.
USU Repository © 2009
r = radius poros m = kelonggaran radial R-r
e = eksentrisitas = perbandingan eksentrisitas
= δ
e
= viskositas minyak pelumas h = tebal lapisan minyak pelumas
= posisi angular °
dimana lapisan film minyak pelumas minimum adalah: h
m
= 1- .cos
Sommerfeld juga memberikan solusi untuk beban total P di sepanjang bantalan , yaitu sebagai berikut:
1 2
. .
. 12
2 2
2 3
ε ε
δ ε
π ω
µ −
+ =
l r
P
Jika: 2
. .
6
2 2
ε δ
π ω
µ +
= r
k ;
Maka:
1 .
. 2
2
ε π
− =
r l
k P
2.19
Frans Edo Adhinata Pasaribu : Analisa Tekanan Pada Bantalan Luncur Yang Menggunakan Minyak Pelumas Multigrade Dengan Dan Tanpa Aditif Dengan Variasi Putaran, 2009.
USU Repository © 2009
BAB III METODE PENGUJIAN
3.1 Diagram Alir Pengujian
Gambar 3.1 Diagram Alir Pengujian
Putaran 1500 rpm
Putaran 1750 rpm
Putaran 2000 rpm
Putaran 1250 rpm
Putaran 1000 rpm
Pengujian kekentalan minyak
pelumas
Pengujian Karakteristik Bantalan Luncur
Pencatatan Data
Analisa Hasil Pengujian
Minyak Pelumas
Pengisian Minyak dan Pemanasan Warm Up
