Gaya tangensial yang terjadi disekeliling poros juga akan menyebabkan terjadinya tegangan permukaan σ
p
pada pasak. Besarnya tegangan permukaan dapat dihitung dengan persamaan berikut :
As Ft
p
=
σ Dimana :
As = luas permukaan samping pasak = t x L Maka :
2
0491 ,
52 190
. 5
, 62
2 ,
618083 mm
kg
p
= =
σ Karena σ
p
σ
B
, maka pasak aman untuk digunakan.
5.7. Perencanaan Bantalan
Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban sehingga putaran atau gerakan bolak baliknya dapat berlangsung secara halus, aman, dan
panjang umur.
Gambar 5.10. Bantalan luncur
Bantalan berfungsi sebagai penopang poros yang berputar. Pada dasarnya ada 3 jenis bantalan, yaitu :
Universitas Sumatera Utara
1. Bantalan Aksial Yaitu bantalan yang berfungsi untuk menahan beban – beban
aksial atau beban – beban yang sejajar sumbu poros. 2. Bantalan Radial
Yaitu bantalan yang berfungsi untuk menahan beban - beban radial atau beban – beban yang tegak lurus sumbu poros.
3. Bantalan Aksial – Radial Yaitu bantalan yang berfungsi untuk menahan beban – beban
aksial maupun radial sekaligus secara bersamaan ataupun bergantian.
Sesuai dengan keadaan pada turbin gas, dimana pengekspasian gas kearah aksial yang menyebabkan gaya aksial pada poros. Begitu juga untuk gaya radial
yang tegak lurus poros, gaya ini disebabkan oleh berat poros itu sendiri, berat cakram, berat sudu, berat selubung pemisah antara turbin dan kompressor dari
beban – beban lainnya. Untuk menahan beban – beban ini digunakan bantalan yang mampu
menahan beban radial dan aksial. Pada bantalan terhadap angka karakteristik bantalan atau angka sommerfield [Lit 12, Hal 532] yaitu :
P N
c r
S .
µ
=
Dimana, S= Angka Sommerfield angka karakteristik bantalan
r = Radius journal radius jurnal mm c = Ruang bebas arah radial mm
µ = Viskositas dinamik pelumasan Nm.s P = Beban per satuan luas bantalan Mpa
N = putaran jurnal putaran poros
Pada perencanaan ini dipilih bahan bantalan dari “leaded bronze” dengan perbandingan rc = 500-1000 diambil 500. Harga
6
10 .
15 P
N .
−
= µ
. Maka : S = 500
2
.15.10
-6
= 3,75 Perbandingan panjang bantalan perdiameter Ld direncanakan Ld = 1.
Universitas Sumatera Utara
Dari perhitungan diperoleh harga diameter poros d
p
= 500 mm yang juga merupakan jurnal d pada bantalan.
• Ketebalan lapisan minimum h
o
Dari gambar 5.10 untuk harga Ld =1 dan S = 3,75 maka diperoleh harga varibel ketebalan minimum h
o
c adalah 0,96 dan perbandingan eksentrisitas, ε = ec = 0,14. Dari rc = 500
mm 50
, 500
500 .
5 ,
500 d
5 ,
c
p
= =
= Maka :
h
o
c = 0,96 h
o
= 0,96 x 0,50 = 0,48 mm e = 0,14 x 0,53 = 0,07 mm
Gambar 5.11 Grafik ketebalan lapisan minimum dan perbandingan eksentrisitas Sumber : Mechanical Engineering Design, Shigley. J. E
• Jari-jari bantalan
r
b
= r + e + h
o
…[Lit 12, Hal 532] r
b
= 250 + 0,07 + 0,48 = 250,55 mm Posisi ketebalan lapisan minimum
φ dalam derajat diperoleh dari gambar 5.11 yaitu untuk Ld = 1 dan S = 3,75 diperoleh harga
φ = 84,8
Universitas Sumatera Utara
Gambar 5.12 Grafik karakteristik bantalan VS posisi ketebalan lapisan minimum,
φ Sumber : Mechanical Engineering Design, Shigley.J.E
• Koefisien gesekan
Grafik gesekan mempunyai variabel gesekan rcf yang digambarkan terhadap S untuk berbagai harga perbandingan Ld. dari gambar 5.12 untuk harga
Ld = 1 dan S = 3,75 diperoleh harga rcf =70.
Gambar 5.12 Grafik variabel koefisien gesekan Sumber : Mechanical Engineering Design, Shigley.J.E
Universitas Sumatera Utara
Maka :
14 ,
500 70
c r
70 f
= =
=
• Daya putar yang diperlukan untuk melawan gesekan adalah:
T = f . W .r … [Lit 12, Hal 540]
Dimana : W beban bantalan = P L d
… [Lit 12, Hal 543] Harga P untuk turbin antara 0,8 – 1,5 MPa diambil 1,5 MPa maka :
W = 1,5 0,5 x 0,5 = 0,375 MPa . m
2
Sehingga : T = 0,14 x 0,375 x 10
6
x 0,25 = 13125 Nm
• Panas yang timbul pada bantalan
60 n
. d
W f
q π
× ×
= … [Lit 14, Hal 275]
60 3000
. 50
, .
375 ,
14 ,
q π
× ×
=
q = 4,12334 MW
5.8 Sistem Pelumasan
