BAB 2 RAHMADgfdggdfgdgdf
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Motor Bakar
Nikolaus August Otto (14 Juni 1832 – 28 Januari 1891) ialah penemu
mesin bakar dari Jerman tahun 1864. Nikolaus August Otto pertama kali membuat
mesin motor bakar pada 1876. Mesin atmosfer pertamanya selesai pada Mei 1867.
5 tahun kemudian ia disusul oleh Gottlieb Daimler dan Wilhelm Maybach dan
bersama mereka ciptakan gagasan putaran empat tak atau putaran Otto.
Sejarah motor bakar mengalami perkembangan yang menggembirakan
sejak tahun 1864. Pada tahun tersebut Lenoir mengembangkan mesin pembakaran
dalam tanpa proses kompresi. Campuran bahan bakar dihisap masuk silinder dan
dinyalakan sehingga tekanan naik, selanjutnya gas pembakaran berekspansi yang
mendorong piston, langkah berikutnya gas pembakaran dibuang. Piston kembali
bergerak menghisap campuran bahan bakar udara dengan menggunakan energi
yang tersimpan dalam roda gila. Mesin Lenoir pada tahun 1865 diproduksi
sebanyak 500 buah dengan daya 1,5 hp pada putaran 100 rpm. Mesin berikutnya
yang lebih efesien dari mesin Lenoir adalah Otto langen engine. Mesin ini terdiri
dari piston yang tidak dihubungkan dengan poros engkol, tetapi piston bergerak
bebas secara vertikal pada proses ledakan dan tenaga. Setelah itu, secara gravitasi
piston bergerak turun dan terhubung dengan gigi pinion diteruskan ke roda gila.
Selanjutnya energi yang tersimpan dalam roda gila digunakan oleh piston untuk
energi langkah isap. Pada langkah isap campuran bahan bakar udara masuk silider
untuk pembakaran.
2.1.1
Motor Bensin
Mesin bensin atau mesin Otto dari Nikolaus Otto adalah sebuah tipe mesin
pembakaran dalam yang menggunakan nyala busi untuk proses pembakaran,
dirancang untuk menggunakan bahan bakar bensin atau yang sejenis.
4
Mesin bensin berbeda dengan mesin diesel dalam metode pencampuran
bahan bakar dengan udara, dan mesin bensin selalu menggunakan penyalaan busi
untuk proses pembakaran.Pada mesin diesel, hanya udara yang dikompresikan
dalam ruang bakar dan dengan sendirinya udara tersebut terpanaskan, bahan bakar
disuntikan ke dalam ruang bakar di akhir langkah kompresi untuk bercampur
dengan udara yang sangat panas, pada saat kombinasi antara jumlah udara, jumlah
bahan bakar, dan temperatur dalam kondisi tepat maka campuran udara dan bakar
tersebut akan terbakar dengan sendirinya. Pada mesin bensin, pada umumnya
udara dan bahan bakar dicampur sebelum masuk ke ruang bakar, sebagian kecil
mesin bensin modern mengaplikasikan injeksi bahan bakar langsung ke silinder
ruang bakar termasuk mesin bensin 2 tak untuk mendapatkan emisi gas buang
yang ramah lingkungan. Pencampuran udara dan bahan bakar dilakukan oleh
karburator atau sistem injeksi, keduanya mengalami perkembangan dari sistem
manual sampai dengan penambahan sensor-sensor elektronik. Sistem Injeksi
Bahan bakar di motor otto terjadi di luar silinder, tujuannya untuk mencampur
udara dengan bahan bakar seproporsional mungkin.
2.1.2
Prinsip kerja Motor Bensin
a. Motor bensin 2 Tak
Setiap 1 kali putaran poros engkol atau 2 kali gerakan piston menghasilkan
1 kali usaha.
Proses langkah kerja motor bensin 2 Tak sebagai berikut :
1. Langkah 1 kompresi dan hisap
Pada langkah hisap piston bergerak naik dari TMB menuju TMA.Pada saat
piston di posisi TMB, bahan bakar yang berada dibawah piston didorong dan
keluar dari saluran pembilasan. Proses selanjutnya, bahan bakar yang keluar dari
saluran pembilasan didorong piston sampai mencapai posisi TMA. Pada saat
hampir mencapai TMA, piston menutup saluran pembuangan dan saluran
pembilasan.
5
Akibatnya, saluran pemasukan bahan bakar terbuka yang menyebabkan
bahan bakar secara otomatis masuk melalui saluran pemasukan di bawah
piston.Bahan bakar yang telah ada di silinder ditekan naik oleh piston sampai
mencapai posisi TMA. Tekanan di silinder meningkat, kemudian bunga api dari
busi membakar bahan bakar dan udara menjadi letusan.
2. Langkah 2 usaha dan buang
Letusan tersebut menghasilkan tenaga yang digunakan untuk mendorong
piston bergerak turun dari TMA menuju TMB. Piston bergerak turun akan
mendorong bahan bakar yang telah berada di bawah piston menuju saluran
pembilasan. Saat piston bergerak turun saluran buang dan saluran pembilasan
dalam keadaan terbuka. Gas sisa pembakaran akan terdorong keluar melalui
saluran pembuangan menuju saluran pembuangan akibat desakan bahan bakar dan
udara yang masuk dalam silinder melalui saluran pembilasan.
Dengan terbuangnya gas sisa hasil pembakaran, kerja mesin 2 langkah selesai
untuk satu proses kerja (siklus). Proses up ward stroke dan down ward strok eakan
terus bekerja silih berganti. Dapat di lihat pada gambar 2.1. Sumber
www.academia.edu.
Gambar 2.1 Prinsip kerja motor bakar 2 langkah
6
b. Motor bensin 4 langkah
Proses kerja motor 4 langkah sebagai berikut:
1. Langkah Hisap
Piston bergerak dari TMA ke TMB. Saat piston bergerak turun, katup
masuk dalam keadaan terbuka, sehingga campuran bahan bakar dan udara terisap
masuk kedalam silinder.Ketika piston mencapai TMB, katup masuk dalam
keadaan tertutup. Dapat dikatakan bahwa langkah kompresi I selesai.
2. Langkah kompresi
Pada langkah kompresi II, kedua katup (katup masuk dan katup buang)
dalam keadaan tertutup. Piston bergerak naik dari TMB menuju TMA mendorong
campuran bahan
bakar dan udara dalam silinder, sehingga menyebabkan tekanan udara
dalam silinder meningkat. Sebelum piston mencapai TMA campuran bahan bakar
dan udara yang bertekanan tinggi dibakar oleh percikan api busi.
3. Langkah usaha
Pada langkah hisap, percikan api busi yang bereaksi dengan campuran
bahan bakar dan udara bertekanan tinggi akan menimbulkan letusan. Letusan ini
akan menghasilkan tenaga yang mendorong piston bergerak turun menuju TMB.
Tenaga yang dihasilkan oleh langkah kerja di teruskan poros engkol untuk
menggerakkan gigi transmisi yang menggerakkan gir depan.
4. Langkah Buang
Pada langkah buang, piston bergerak naik dari TMB menuju TMA. Katup
masuk dalam keadaan tertutup dan katup buang dalam keadaan terbuka.
Gas sisa hasil pembakaran terdorong keluar menuju saluran pembuangan.
Dengan terbuangnya gas sisa pembakaran, berarti kerja keempat langkah
mesin untuk satu kali proses kerja (siklus) telah selesai. Dapat di lihat pada
gambar 2.2.
7
Gambar 2.2 Prinsip kerja motor bakar 4 langkah
2.1.3. Keuntungan dan kekurangan motor bakar 2 langkah
1. Kelebihan
Proses pembakaran terjadi setiap putaran poros engkol, sehingga putaran
poros engkol lebih halus untuk itu putaran lebih rata. Tidak memerlukan klep,
komponen part lebih sedikit, perawatan lebih mudah dan relatif murah. Momen
puntir untuk putaran lanjutan poros lebih kecil sehingga menghasilkan gerakan
yang halus. Bila dibandingkan dengan mesin empat langkah dalam kapasitas yang
sama, tenaga yang dihasilkan lebih besar. Proses pembakaran terjadi 2 kali,
sehingga tenaga lebih besar.
2. Kekurangan
Boros bahan bakar dengan adanya oli samping, biaya yang dikeluarkan
oleh pengguna motor lebih banyak. Asap knalpot yang dihasilkan dari proses
pembakaran lebih banyak mengakibatkan polusi udara .
8
2.1.4. Keuntungan dan kekurangan motor bensin 4 langkah
1. Kelebihan
Pemakaian bahan bakar lebih hemat. Putaran rendah lebih baik dan panas
mesin lebih dapat didinginkan oleh sirkulasi oli. Langkah pemasukan dan buang
lebih panjang sehingga efisiensi pemasukan dan tekanan efektif rata-rata lebih
baik. Panas mesin lebih rendah dibanding mesin dua langkah.
2. Kekurangan
Perawatan mesin relatif lebih sulit karena konstruksi mesin lebih rumit
dibandingkan dengan mesin 2 tak. Oli mesin lebih boros dan lebih cepat encer
karena melumasi seluruh bagian mesin dan bersirkulasi sampai ke silinder. Suara
mesin lebih kasar dan kontruksi mesin lebih rumit.
2.1.5
Motor Bakar Diesel
Motor diesel dikategorikan dalam motor bakar torak dan mesin
pembakaran dalam (internal combustion engine).
a. Prinsip kerja motor diesel
Prinsip kerja motor diesel adalah merubah energi kimia menjadi energi
mekanis. Energi kimia di dapatkan melalui proses reaksi kimia (pembakaran) dari
bahan bakar (solar) dan udara di dalam silinder (ruang bakar). Pembakaran pada
mesin diesel terjadi karena kenaikan temperatur campuran udara dan bahan bakar
akibat kompresi piston hingga mencapai temperatur nyala.
b. Proses langkah kerja diesel
1. Langkah hisap
Pada ruang bakar mesin, udara masuk, saluran masuk terbuka.
2. Langkah kompresi
Terjadi langkah kompresi yaitu penekanan udara langkah disini
menghasilkan peningkatan tekanan dan suhu yang cukup tinggi. Saat kompresi
berada di TMA maka fuel injector akan memasukkan bahan bakar dengan
mengabutkannya. Karena suhunya tinggi dan ada bahan bakar yang telah masuk
dari fuel injector berupa gas maka campuran tersebut terbakar dengan sendirinya.
9
3. Langkah usaha
Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakar dan udara akan mendorong
piston yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang piston,
sehingga piston dapat bergerak bolak-balik (reciprocating). Gerak bolak-balik
torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol (crankshaft). Dan
sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak
pada langkah kompresi.
4. Langkah buang
Saat torak bergerak keatas dan menekan udara hasil pembakaran keluar ke
udara luar melalui muffler/knalpot. Saluran keluarnya terbuka.
2.1.6
Kelebihan dan kekurangan motor bakar diesel
1. Kelebihan
Kelebihan dari mesin diesel adalah mesin ini lebih besar dari mesin bensin
dengan tenaga yang sama karena konstruksi berat diperlukan untuk bertahan
dalam pembakaran tekanan tinggi untuk penyalaan. Dengan kualitas sama
sehingga mendapatkan peningkatan tenaga yang besar dengan menggunakan
mesin turbocharger melalui modifikasi yang relatif mudah dan murah. Mesin
bensin dengan ukuran sama tidak dapat mengeluarkan tenaga yang sebanding
karena komponen didalamnya tidak mampu menahan tekanan tinggi, dan
menjadikan mesin diesel kandidat untuk modifikasi mesin dengan biaya yang
relatif murah.
2. Kekurangan
Kekurangannya hanya terletak suara yang berisik juga pada bobot dan
dimensi yang 2x lebih berat & besar dari mesin bensin, dikarenakan komponen
mesin diesel yang didesain kuat utuk menahan kompresi tinggi yang
dihasilkannya dan juga akselerasi yang lambat namun bisa di perbaiki melalui
penambahan turbocharger atau supercharger. Penambahan turbocharger atau
supercharger ke mesin meningkatkan ekonomi bahan bakar dan tenaga. Rasio
kompresi yang tinggi membuat mesin diesel lebih efisien dari mesin
10
menggunakan bensin. Peningkatan ekonomi bahan bakar juga berarti mesin diesel
memproduksi karbon karbon dioksida lebih sedikit.
2.2
Ring piston
Ring
piston
diciptakan
oleh
oleh John Ramsbottom pada Institution
of Mechanical Engineers pada 1854. Ring piston biasanya terbuat dari bahan besi
cor spesial dan diameter ring piston sedikit lebih besar daripada diameter luar
piston. Ring piston dipasang pada alur dan permukaannya berhubungan dengan
dinding silinder.
Ring piston memiliki dua tipe, ring kompresi dan ring oli. Ring kompresi
berfungsi untuk pemampatan volume dalam silinder serta menghapus oli pada
dinding silinder. Kemampuan kompresi ring piston yang sudah menurun
mengakibatkan performa mesin menurun, dan juga mesin berasap. Ring oli
berfungsi untuk menampung dan membawa oli serta melumasi parts dalam ruang
silinder.
Secara umum fungsi ring piston adalah sebagai berikut:
1. Sebagai sealing/perapat antara piston dan silinder untuk mencegah
kebocoran selama langkah kompresi dan usaha kompresi.
2. Mengontrol dan Mencegah oli yang melumasi piston dan silinder masuk
ke ruang bakar oli pelumas pada dinding silinder.
3. Meneruskan panas piston ke pendinginan dengan perantaraan ring dan
silinder.
4. Mengatur fleksibilitas penyekatan antara piston dan silinder dalam
berbagai tekanan dan temperatur. Memindahkan panas dari piston ke
dinding silinder
Sedangkan Piston bersama-sama dengan Ring Piston berfungsi sebagai
berikut:
·
Mengisap dan mengkompresi muatan segar di dalam silinder
·
Mengubah tenaga gas (selama ekspansi) menjadi usaha mekanis
11
·
Menyekat hubungan gas di atas dan dan di bawah piston
Untuk mencapai tujuan dan fungsi dari kedua ring piston tersebut , maka ring
piston harus mempunyai syarat sebagai berikut:
1. Tahan terhadap panas dan pemuaian
2. Tahan akan keausan
3. Tahan puntiran dan tidak mudah patah.
Ring piston dibedakan menjadi dua macam, yaitu:
1. Ring Kompresi, jumlahnya satu atau dua dan untuk motor-motor yang
lebih besar lebih dari dua. Fungsinya untuk merapatkan antara piston
dengan dinding silinder sehingga tidak terjadi kebocoran pada waktu
kompresi.
2. Ring Oli, dipasang pada deretan bagian bawah dan bentuknya sedemikian
rupa sehingga, dengan mudah membawa minyak pelumas untuk melumasi
dinding silinder.
Tujuan piston dalam silinder adalah:
Mengubah volume dari isi silinder, perubahan volume bisa diakibatkan
karena piston mendapat tekanan dari isi silinder atau sebaliknya piston menekan
isi silinder. Piston yang menerima tekanan dari fluida dan akan mengubah tekanan
tersebut menjadi gaya (linear).
1. Membuka-tutup jalur aliran.
2. Kombinasi dari hal di atas.
Dengan fungsi tersebut, maka piston harus terpasang dengan rapat dalam
silinder. Satu atau beberapa ring (cincin) dipasang pada piston agar sangat rapat
dengan silinder. Pada silinder dengan temperatur kerja menengah ke atas, bahan
ring terbuat dari logam, disebut dengan ring piston (piston ring). Sedangkan pada
silinder dengan temperatur kerja rendah, umumnya bahan ring terbuat dari karet,
disebut dengan ring sil (seal ring).
12
2.3
Perawatan
Menurut pendapat Agus Ahyari, (2002) fungsi perawatan adalah agar
dapat memperpanjang umur ekonomis dari mesin dan peralatan produksi yang ada
serta mengusahakan agar mesin dan peralatan produksi tersebut selalu dalam
keadaan optimal dan siap pakai untuk pelaksanaan proses produksi.
Keuntungan-keuntungan yang akan diperoleh dengan adanya perawatan yang baik
terhadap mesin, adalah sebagai berikut :
1. Mesin dan peralatan produksi yang ada dalam perusahaan yang
bersangkutan akan dapat dipergunakan dalam jangka waktu panjang,
2. Pelaksanaan proses produksi dalam perusahaan yang bersangkutan
berjalan dengan lancar,
3. Dapat menghindarkan diri atau dapat menekan sekecil mungkin
terdapatnya kemungkinan kerusakan-kerusakan berat dari mesin dan
peralatan produksi selama proses produksi berjalan.
4. Peralatan produksi yang digunakan dapat berjalan stabil dan baik, maka
proses dan pengendalian kualitas proses harus dilaksanakan dengan baik
pula.
5. Dapat dihindarkannya kerusakan-kerusakan total dari mesin dan peralatan
produksi yang digunakan.
6. Apabila mesin dan peralatan produksi berjalan dengan baik, maka
penyerapan bahan baku dapat berjalan normal.
7. Dengan adanya kelancaran penggunaan mesin dan peralatan produksi
dalam perusahaan, maka pembebanan mesin dan peralatan produksi yang
ada semakin baik.
13
2.4
Jenis-Jenis Perawatan
Menurut Daryus A, (2007) dalam bukunya manajemen perawatan mesin
terbagi menjadi:
1. Perawatan pencegahan (Preventive Maintenance)
Perawatan pencegahan adalah pemeliharaan yang dibertujuan untuk
mencegah
terjadinya
kerusakan,
atau
cara
pemeliharaan
yang
direncanakan untuk pencegahan.
2. Perawatan korektif (Corrective Maintenance)
Perawatan korektif adalah pekerjaan pemeliharaan yang dilakukan untuk
memperbaiki dan meningkatkan kondisi fasilitas/peralatan sehingga
mencapai standar yang dapat di terima. Dalam perbaikan dapat dilakukan
peningkatan-peningkatan sedemikian rupa, seperti melakukan perubahan
atau modifikasi rancangan agar peralatan menjadi lebih baik.
3. Perawatan berjalan (Running Maintenance)
Perawatan berjalan dilakukan ketika fasilitas atau peralatan dalam keadaan
bekerja. Pemeliharan berjalan diterapkan pada peralatan-peralatan yang
harus beroperasi terus dalam melayani proses produksi.
4. Perawatan prediktif (Predictive Maintenance)
Perawatan prediktif ini dilakukan untuk mengetahui terjadinya perubahan
atau kelainan dalam kondisi fisik maupun fungsi dari system peralatan.
Biasanya pemeliharaan prediktif dilakukan dengan bantuan panca indra
atau alat-alat monitor yang canggih.
5. Perawatan setelah terjadi kerusakan (Breakdown Maintenance)
Perawatan ini dilakukan ketika terjadinya kerusakan pada peralatan, dan
untuk memperbaikinya harus disiapkan suku cadang, alat-alat dan tenaga
kerjanya.
6. Perawatan Darurat (Emergency Maintenance)
Perawatan darurat adalah pekerjaan pemeliharaan yang harus segera
dilakukan karena terjadi kemacetan atau kerusakan yang tidak terduga.
7. Perawatan berhenti (shutdown maintenance)
14
Pemeliharaan berhenti adalah pemeliharaan yang hanya dilakukan selama
mesin tersebut berhenti beroperasi.
8. Perawatan rutin (routine maintenance)
Pemeliharaan rutin adalah pemeliharaan yang dilaksanakan secara rutin
atau terus-menerus.
9. Merancang ulang (Design out maintenance)
Design out maintenance adalah merancang ulang peralatan untuk
menghilangkan sumber penyebab kegagalan dan menghasilkan model
kegagalan yang tidak lagi atau lebih sedikit membutuhkan maintenance.
Sedangkan (Corder, Antony, K. Hadi, 1992), pekerjaan pelaksanaan
perawatan dikategorikan dalam tiga cara yaitu :
1. Perawatan terencana (planned maintenance)
2. Perawatan korektif (corrective maintenance)
3. Perawatan tak terencana (unplanned maintenance)
2.5
Kegiatan-kegiatan Perawatan
Kegiatan perawatan dalam suatu perusahaan menurut Manahan P.
Tampubolon, (2004) meliputi berbagai kegiatan sebagai berikut:
a. Inspeksi (inspection)
Kegiatan ispeksi meliputi kegiatan pengecekan atau pemeriksaan secara
berkala dimana maksud kegiatan ini adalah untuk mengetahui apakah perusahaan
selalu mempunyai peralatan atau fasilitas produksi yang baik untuk menjamin
kelancaran proses produksi. Sehingga jika terjadinya kerusakan, maka segera
diadakan perbaikan-perbaikan yang diperlukan sesuai dengan laporan hasil
inspeksi dan berusaha untuk mencegah sebab-sebab timbulnya kerusakan dengan
melihat sebab-sebab kerusakan yang diperoleh dari hasil inspeksi.
b. Kegiatan teknik (engineering)
Kegiatan ini meliputi kegiatan percobaan atas peralatan yang baru dibeli,
dan kegiatan-kegiatan pengembangan peralatan yang perlu diganti, serta
melakukan penelitian-penelitian terhadap kemungkinan pengembangan tersebut.
Dalam kegiatan inilah dilihat kemampuan untuk mengadakan perubahan15
perubahan dan perbaikan-perbaikan bagi perluasan dan kemajuan dari fasilitas
atau peralatan perusahaan. Oleh karena itu kegiatan teknik ini sangat diperlukan
terutama apabila dalam perbaikan mesin-mesin yang rusak tidak didapatkan atau
diperoleh komponen yang sama dengan yang dibutuhkan.
c. Kegiatan produksi (Production)
Kegiatan ini merupakan kegiatan pemeliharaan yang sebenarnya, yaitu
merawat, memperbaiki mesin-mesin dan peralatan. Secara fisik, melaksanakan
pekerjaan yang disarakan atau yang diusulkan dalam kegiatan inspeksi dan teknik,
melaksankan kegiatan service dan pelumasan (lubrication). Kegiatan produksi ini
dimaksudkan untuk itu diperlukan usaha-usaha perbaikan segera jika terdapat
kerusakan pada peralatan.
d. Kegiatan administrasi (Clerical Work)
Pekerjaan administrasi ini merupakan kegiatan yang berhubungan dengan
pencatatan-pencatatan mengenai biaya-biaya yang terjadi dalam melakukan
pekerjaan-pekerjaan pemeliharaan dan biaya-biaya yang berhubungan dengan
kegiatan pemeliharaan, komponen (spare parts) yang dibutuhkan, laporan
kemajuan (progress report) tentang apa yang telah dikerjakan, waktu
dilakukannya inspeksi dan
perbaikan,
komponen (spare parts) yag tersedia di
serta
lamanya
perbaikan
tersebut,
bagian pemeliharaan. Jadi dalam
pencatatan ini termasuk penyusunan planning dan scheduling,
yaitu
rencana
kapan suatu mesin harus dicek atau diperiksa, dilumasi atau di service dan di
resparasi.
e. Pemeliharaan bangunan (housekeeping)
kegiatan ini merupakan kegiatan untuk menjaga agar bangunan gedung
tetap terpelihara dan terjamin kebersihannya.
1) Pemeliharaan terencana (planned maintenance)
Pemeliharaan terencana adalah pemeliharaan yang dilakukan secara terorginisir
untuk mengantisipasi kerusakan peralatan di waktu yang akan datang,
pengendalian dan pencatatan sesuai dengan rencana yang telah ditentukan
sebelumnya.
16
Menurut
Dhillon
B.S,
(2006)
dalam
bukunya
“maintainability,
maintenance, and reliability for engineers” ada 7 elemen dari perawatan
pencegahan (preventive maintenance) yaitu:
a. Inspeksi : memeriksa secara berkala (periodic) bagian-bagian tertentu
untuk dapat dipakai dengan membandingkan fisiknya, mesin, listrik, dan
karakteristik lain untuk standar yang pasti
b. Kalibrasi : mendeteksi dan menyesuaikan setiap perbedaan dalam akurasi
untuk material atau parameter perbandingan untuk standar yang pasti,
c. Pengujian : pengujian secara berkala (periodic) untuk dapat menentukan
pemakaian dan mendeteksi kerusakan mesin dan listrik,
d. Penyesuaian : membuat penyesuaian secara periodik untuk unsur variabel
tertentu untuk mencapai kinerja yang optimal,
e. Servicing : pelumasan secara periodik, pengisian, pembersihan, dan
seterusnya, bahan atau barang untuk mencegah terjadinya dari kegagalan
baru jadi,
f. Instalasi : mengganti secara berkala batas pemakaian barang atau siklus
waktu pemakaian atau memakai untuk mempertahankan tingkat toleransi
yang ditentukan,
g. Alignmen t: membuat perubahan salah satu barang yang ditentukan elemen
variabel untuk mencapai kinerja yang optimal.
2) Perawatan korektif (Corrective Maintenance)
Perawatan secara korektif (corrective maintenance) adalah perawatan yang
dilakukan secara berulang atau perawatan yang dilakukan untuk memperbaiki
suatu bagian (termasuk penyetelan dan reparasi) yang telah terhenti untuk
memenuhi suatu kondisi yang bisa diterima. (Corder, Antony, K. Hadi, 1992).
Perawatan ini meliputi reparasi minor, terutama untuk rencana jangka pendek,
yang mungkin timbul diantara pemeriksaan, juga overhaul terencana.
3) Perawatan tak terencana (unplanned maintenance)
Perawatan tak terencana adalah pemeliharaan darurat, yang didefenisikan
sebagai pemeliharaan dimana perlu segera dilaksanakan tindakan untuk mencegah
17
akibat yang serius, misalnya hilangnya produksi, kerusakan besar pada peralatan,
atau untuk keselamatan kerja. (Corder, Antony, K. Hadi, 1992).
2.6
Mesin ARROW VRG tipe- 330.
Mesin VRG tipe-330 merupakan salah satu dari komponen utama dari
pumping unit yang berfungsi menggerakkan pumping unit untuk menggerakkan
pompa sucker rod naik-turun dari dalam sumur sehingga minyak dapat terangkat
dari dasar sumur naik ke permukaan dapat di lihat pada gambar 2.3 di atas .
Bersumber dari Pertamina EP Asset 1 Rantau Field.
Gambar 2.3 Mesin ARROW VRG tipe 330
Mesin VRG tipe-330 akan memberikan gerakan putar yang diubah
menjadi gerak naik turun pada polishedrod dan sucker rod untuk diteruskan
keperalatan bawah permukaan sucker rod pump.
18
Putaran dari mesin VRG tipe-330 di teruskan ke power take off (pemutus
dan penerus putaran engine) sehingga putaran mesin dapat diteruskan dengan VBelt ke gear reducer, gear reducer berfungsi untuk mengubah kecepatan putaran
dari engine ke crank yang merupakan sepasang tangkai yang menghubungkan
crankshaft pada gear reducer dengan pitman, Pitman adalah penghubung antara
walking beam pada equalizer bearing dengan crank. Lengan pitman merubah
gerakan berputar menjadi gerakan naik turun.
Walking beam merupakan balok melintang diatas menara (Sampson
post)dengan mempunyai engsel ditengahnya. Pada ujung walking beam terdapat
kepala kuda (horsehead) dan pada ujung yang lainnya dihubungkan dengan
pitman yang fungsinya meneruskan gerakan pitman sehingga horsehead bergerak
naik turun.
Mesin VRG tipe-330 yang beroperasi pada sumur-sumur minyak di
PT.Pertamina Asset I Rantau Field selalu beroperasi 24 jam (non stop) sehingga
banyak permasalahan yang sering timbul, Kondisi tersebut dapat disebabkan
karena kurangnnya perawatan pada mesin. Faktor inilah yang umumnya
menyebabkan kerusakan pada komponen-komponen mesin, untuk menjaga mesin
agar dapat bekerja dengan reliabilityyang sesuai dengan standar perlu dilakukan
perawatan harian, mingguan, bulanan, dan tahunan.
2.7 Spesifikasi mesin ARROW VRG tipe -330
1. Merek/tipe
: ARROW VRG TIPE- 330
Engine Data
2.Number of cylinders
:6
3.Compression Rations
: 8:1
4.Max Permissible Speed – RPM
5.Max Rating for Pumping – HP
6.Firing Order
7.Number of Main Bearings
8.Engine Length
9.Lubrication
10.Oil Filtration
: 1800 RPM
: 68 HP
:1–5–3–6–2-4
:7
: 105.4 cm
: Full pressure
: Replaceable full flow filter
19
Lube Oil Capacity
11.With Filter Only
12.With Filter & Cooler (if applicable)
: 8 Liters
: 8,5 Liters
Coolant Capacity
13.Engine only
14.With Oil Cooler (if applicable)
: 7,8 Liters
: 8,8 Liters
15.Cylinder Compression Crank Speed (200rpm)
: 12- 14 kg/cm2
16.Spark Plug Gap
: 64 mm.
17.Distributor Point Gab
: 56 mm.
18.Distributor Dwell Angle
: 32- 36o
Valve Clearance –Cold
19.Intake
: 69 – 84 mm
20.Exhaust
: 69 – 84 mm
Oil Viscosity –Expected Air Temperature
SAE 40
2.8
: 210 - :250°F (99 -121°C)
Komponen-komponen mesin Arrow VRG Tipe- 330.
Hampir semua mesin terdiri dari dua bagian utama yaitu blok silinder dan
kepala silinder . Kedua komponen dan sistem pendukungnya, seperti sistem bahan
bakar, sistem pendingin, sistem kelistrikan, sistem pelumasan, dan lain-lain
merupakan bagian tak terpisahkan dari sebuah mesin.
Mari kita amati lebih dekat sistem-sistem pendukung komponen engine
ARROW VRG tipe- 330 pada gambar 2.4 di bawah ini. Sumber : Pertamina EP
Asset 1 Rantau Field.
20
Gambar 2.4 Engine Arrow VRG tipe-330
1. Crankcase
Crankcase adalah bagian dari engine yang di buat sedemikian rupa untuk
pemasangan crank shaft dan sebagai tempat penampungan miyak pelumas oli.
Seperti pada (gambar 2.5 Crankcase). Sumber manual book engine ARROW VRG
Tipe -330.
21
Gambar 2.5 Crankcase
2. Crankshaft
Crankshaft assembly berfungsi sebagai menghubungkan connecting rods
dan piston, di sangga oleh bearing dan bearing cap pada tempatnya di dalam
crankcase, bearing ini disebut bearing utama (main bearing). Dapat dilihat pada
(Gambar 2.6 Crankshaft assembly).
Gambar 2.6 Crankshaft Assembly
22
3. Cylinder head
Cylinder head berfungsi sebagai tempat menyediakan ruang dimana bahan
bakar udara dapat dibakar secara efesiensi, hal in di lakukan dengan ,menyediakan
lubang berbentuk khusus atau ruang yang berposisinya berada di atas setiap
slinders saat kepala dibaut ke blok, kepala slinders juga mempunyai saluransaluran yang disebut port.dapat di lihat pada (Gambar 2.7 cylinder head).
Gambar 2.7 Cylinder Head
4. Balancer
23
Balancer salah satu komponen yang di gunakan sabagai peredam getaran
engine,balancer berupa dua buah yang di tempatkan sejajar di kanan dan di kiri,
balancer di gunakan untuk menghaluskan suara engine kontruksi balancer terdiri
dari dua shaft yang di pasang di bagian sisi bawah dari cylinder block yang
didukung beberapa bushing. Dapat di lihat pada (Gambar 2.8 Balancer).
Gambar 2.8 Balancer
5. Piston dan connecting rod
Piston dan connecting rod berfungsi memindahkan tekanan hasil
pembakaran campuran bahan bakar melalui con rod ke cranksahft. Biasanya
piston dilengkapideangan tiga ring di sekelilingnya, dua ring utama adalah ring
kompresi, ring tersebut menyekat celah di antara piston dan dinding slinder, ring
24
tersebut di rancang untuk mencegah agar gas bertekanan tinggi dari proses
pembakaran mengalir melewati piston, seperti gambar tersebut. Dapat dilihat pada
(Gambar 2.9 Piston dan connecting rod).
Gambar 2.9 Pistons dan Connecting Rods
6. Thermostat housing
Thermostat berfungsi mempertahankan temperatur kerja mesin dengan
membuka dan menutup saluran air radiator sesuai temperatur yang tertera pada
bodi thermostat. Seperti pada (Gambar 2.10Thermostat).
25
Gambar 2.10 Thermostat Housing
7. Distributor ignition
Distributor ignition berfungsi sebagai menddistribusikan atau membagi
arus tegangan tinggi ke tiap busi. Dapat di lihat pada (Gambar 2.11 Distributor
ignition).
Gambar 2.11 Distributor Ignition
26
8. Coil Bracket
Coil bracket adalah merubah arus masuk primer menjadi arus keluar
skunder bertenanga tinggi. Dapat dilihat pada (Gambar 2.12 Coil branket).
Gambar 2.12 Coil bracket
9. Double Plate Clucth
Double Plate Clucth penggoperasiannya adalah sebagai salah satu
pemindahan tenaga yaitu masuk ke unit kopling di teruskan ke V-Belt ke gear
reducer, geear reducer berfungsi mengubah kecepatan dari engine ke crank yang
merupakan sapasang tangkai yang menghubungkan cranshaft. Dapat dilihat pada
(Gambar 2.13 Double Plate Clutch).
Gambar 2.13 Double Plate Clutch
27
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Motor Bakar
Nikolaus August Otto (14 Juni 1832 – 28 Januari 1891) ialah penemu
mesin bakar dari Jerman tahun 1864. Nikolaus August Otto pertama kali membuat
mesin motor bakar pada 1876. Mesin atmosfer pertamanya selesai pada Mei 1867.
5 tahun kemudian ia disusul oleh Gottlieb Daimler dan Wilhelm Maybach dan
bersama mereka ciptakan gagasan putaran empat tak atau putaran Otto.
Sejarah motor bakar mengalami perkembangan yang menggembirakan
sejak tahun 1864. Pada tahun tersebut Lenoir mengembangkan mesin pembakaran
dalam tanpa proses kompresi. Campuran bahan bakar dihisap masuk silinder dan
dinyalakan sehingga tekanan naik, selanjutnya gas pembakaran berekspansi yang
mendorong piston, langkah berikutnya gas pembakaran dibuang. Piston kembali
bergerak menghisap campuran bahan bakar udara dengan menggunakan energi
yang tersimpan dalam roda gila. Mesin Lenoir pada tahun 1865 diproduksi
sebanyak 500 buah dengan daya 1,5 hp pada putaran 100 rpm. Mesin berikutnya
yang lebih efesien dari mesin Lenoir adalah Otto langen engine. Mesin ini terdiri
dari piston yang tidak dihubungkan dengan poros engkol, tetapi piston bergerak
bebas secara vertikal pada proses ledakan dan tenaga. Setelah itu, secara gravitasi
piston bergerak turun dan terhubung dengan gigi pinion diteruskan ke roda gila.
Selanjutnya energi yang tersimpan dalam roda gila digunakan oleh piston untuk
energi langkah isap. Pada langkah isap campuran bahan bakar udara masuk silider
untuk pembakaran.
2.1.1
Motor Bensin
Mesin bensin atau mesin Otto dari Nikolaus Otto adalah sebuah tipe mesin
pembakaran dalam yang menggunakan nyala busi untuk proses pembakaran,
dirancang untuk menggunakan bahan bakar bensin atau yang sejenis.
4
Mesin bensin berbeda dengan mesin diesel dalam metode pencampuran
bahan bakar dengan udara, dan mesin bensin selalu menggunakan penyalaan busi
untuk proses pembakaran.Pada mesin diesel, hanya udara yang dikompresikan
dalam ruang bakar dan dengan sendirinya udara tersebut terpanaskan, bahan bakar
disuntikan ke dalam ruang bakar di akhir langkah kompresi untuk bercampur
dengan udara yang sangat panas, pada saat kombinasi antara jumlah udara, jumlah
bahan bakar, dan temperatur dalam kondisi tepat maka campuran udara dan bakar
tersebut akan terbakar dengan sendirinya. Pada mesin bensin, pada umumnya
udara dan bahan bakar dicampur sebelum masuk ke ruang bakar, sebagian kecil
mesin bensin modern mengaplikasikan injeksi bahan bakar langsung ke silinder
ruang bakar termasuk mesin bensin 2 tak untuk mendapatkan emisi gas buang
yang ramah lingkungan. Pencampuran udara dan bahan bakar dilakukan oleh
karburator atau sistem injeksi, keduanya mengalami perkembangan dari sistem
manual sampai dengan penambahan sensor-sensor elektronik. Sistem Injeksi
Bahan bakar di motor otto terjadi di luar silinder, tujuannya untuk mencampur
udara dengan bahan bakar seproporsional mungkin.
2.1.2
Prinsip kerja Motor Bensin
a. Motor bensin 2 Tak
Setiap 1 kali putaran poros engkol atau 2 kali gerakan piston menghasilkan
1 kali usaha.
Proses langkah kerja motor bensin 2 Tak sebagai berikut :
1. Langkah 1 kompresi dan hisap
Pada langkah hisap piston bergerak naik dari TMB menuju TMA.Pada saat
piston di posisi TMB, bahan bakar yang berada dibawah piston didorong dan
keluar dari saluran pembilasan. Proses selanjutnya, bahan bakar yang keluar dari
saluran pembilasan didorong piston sampai mencapai posisi TMA. Pada saat
hampir mencapai TMA, piston menutup saluran pembuangan dan saluran
pembilasan.
5
Akibatnya, saluran pemasukan bahan bakar terbuka yang menyebabkan
bahan bakar secara otomatis masuk melalui saluran pemasukan di bawah
piston.Bahan bakar yang telah ada di silinder ditekan naik oleh piston sampai
mencapai posisi TMA. Tekanan di silinder meningkat, kemudian bunga api dari
busi membakar bahan bakar dan udara menjadi letusan.
2. Langkah 2 usaha dan buang
Letusan tersebut menghasilkan tenaga yang digunakan untuk mendorong
piston bergerak turun dari TMA menuju TMB. Piston bergerak turun akan
mendorong bahan bakar yang telah berada di bawah piston menuju saluran
pembilasan. Saat piston bergerak turun saluran buang dan saluran pembilasan
dalam keadaan terbuka. Gas sisa pembakaran akan terdorong keluar melalui
saluran pembuangan menuju saluran pembuangan akibat desakan bahan bakar dan
udara yang masuk dalam silinder melalui saluran pembilasan.
Dengan terbuangnya gas sisa hasil pembakaran, kerja mesin 2 langkah selesai
untuk satu proses kerja (siklus). Proses up ward stroke dan down ward strok eakan
terus bekerja silih berganti. Dapat di lihat pada gambar 2.1. Sumber
www.academia.edu.
Gambar 2.1 Prinsip kerja motor bakar 2 langkah
6
b. Motor bensin 4 langkah
Proses kerja motor 4 langkah sebagai berikut:
1. Langkah Hisap
Piston bergerak dari TMA ke TMB. Saat piston bergerak turun, katup
masuk dalam keadaan terbuka, sehingga campuran bahan bakar dan udara terisap
masuk kedalam silinder.Ketika piston mencapai TMB, katup masuk dalam
keadaan tertutup. Dapat dikatakan bahwa langkah kompresi I selesai.
2. Langkah kompresi
Pada langkah kompresi II, kedua katup (katup masuk dan katup buang)
dalam keadaan tertutup. Piston bergerak naik dari TMB menuju TMA mendorong
campuran bahan
bakar dan udara dalam silinder, sehingga menyebabkan tekanan udara
dalam silinder meningkat. Sebelum piston mencapai TMA campuran bahan bakar
dan udara yang bertekanan tinggi dibakar oleh percikan api busi.
3. Langkah usaha
Pada langkah hisap, percikan api busi yang bereaksi dengan campuran
bahan bakar dan udara bertekanan tinggi akan menimbulkan letusan. Letusan ini
akan menghasilkan tenaga yang mendorong piston bergerak turun menuju TMB.
Tenaga yang dihasilkan oleh langkah kerja di teruskan poros engkol untuk
menggerakkan gigi transmisi yang menggerakkan gir depan.
4. Langkah Buang
Pada langkah buang, piston bergerak naik dari TMB menuju TMA. Katup
masuk dalam keadaan tertutup dan katup buang dalam keadaan terbuka.
Gas sisa hasil pembakaran terdorong keluar menuju saluran pembuangan.
Dengan terbuangnya gas sisa pembakaran, berarti kerja keempat langkah
mesin untuk satu kali proses kerja (siklus) telah selesai. Dapat di lihat pada
gambar 2.2.
7
Gambar 2.2 Prinsip kerja motor bakar 4 langkah
2.1.3. Keuntungan dan kekurangan motor bakar 2 langkah
1. Kelebihan
Proses pembakaran terjadi setiap putaran poros engkol, sehingga putaran
poros engkol lebih halus untuk itu putaran lebih rata. Tidak memerlukan klep,
komponen part lebih sedikit, perawatan lebih mudah dan relatif murah. Momen
puntir untuk putaran lanjutan poros lebih kecil sehingga menghasilkan gerakan
yang halus. Bila dibandingkan dengan mesin empat langkah dalam kapasitas yang
sama, tenaga yang dihasilkan lebih besar. Proses pembakaran terjadi 2 kali,
sehingga tenaga lebih besar.
2. Kekurangan
Boros bahan bakar dengan adanya oli samping, biaya yang dikeluarkan
oleh pengguna motor lebih banyak. Asap knalpot yang dihasilkan dari proses
pembakaran lebih banyak mengakibatkan polusi udara .
8
2.1.4. Keuntungan dan kekurangan motor bensin 4 langkah
1. Kelebihan
Pemakaian bahan bakar lebih hemat. Putaran rendah lebih baik dan panas
mesin lebih dapat didinginkan oleh sirkulasi oli. Langkah pemasukan dan buang
lebih panjang sehingga efisiensi pemasukan dan tekanan efektif rata-rata lebih
baik. Panas mesin lebih rendah dibanding mesin dua langkah.
2. Kekurangan
Perawatan mesin relatif lebih sulit karena konstruksi mesin lebih rumit
dibandingkan dengan mesin 2 tak. Oli mesin lebih boros dan lebih cepat encer
karena melumasi seluruh bagian mesin dan bersirkulasi sampai ke silinder. Suara
mesin lebih kasar dan kontruksi mesin lebih rumit.
2.1.5
Motor Bakar Diesel
Motor diesel dikategorikan dalam motor bakar torak dan mesin
pembakaran dalam (internal combustion engine).
a. Prinsip kerja motor diesel
Prinsip kerja motor diesel adalah merubah energi kimia menjadi energi
mekanis. Energi kimia di dapatkan melalui proses reaksi kimia (pembakaran) dari
bahan bakar (solar) dan udara di dalam silinder (ruang bakar). Pembakaran pada
mesin diesel terjadi karena kenaikan temperatur campuran udara dan bahan bakar
akibat kompresi piston hingga mencapai temperatur nyala.
b. Proses langkah kerja diesel
1. Langkah hisap
Pada ruang bakar mesin, udara masuk, saluran masuk terbuka.
2. Langkah kompresi
Terjadi langkah kompresi yaitu penekanan udara langkah disini
menghasilkan peningkatan tekanan dan suhu yang cukup tinggi. Saat kompresi
berada di TMA maka fuel injector akan memasukkan bahan bakar dengan
mengabutkannya. Karena suhunya tinggi dan ada bahan bakar yang telah masuk
dari fuel injector berupa gas maka campuran tersebut terbakar dengan sendirinya.
9
3. Langkah usaha
Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakar dan udara akan mendorong
piston yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang piston,
sehingga piston dapat bergerak bolak-balik (reciprocating). Gerak bolak-balik
torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol (crankshaft). Dan
sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak
pada langkah kompresi.
4. Langkah buang
Saat torak bergerak keatas dan menekan udara hasil pembakaran keluar ke
udara luar melalui muffler/knalpot. Saluran keluarnya terbuka.
2.1.6
Kelebihan dan kekurangan motor bakar diesel
1. Kelebihan
Kelebihan dari mesin diesel adalah mesin ini lebih besar dari mesin bensin
dengan tenaga yang sama karena konstruksi berat diperlukan untuk bertahan
dalam pembakaran tekanan tinggi untuk penyalaan. Dengan kualitas sama
sehingga mendapatkan peningkatan tenaga yang besar dengan menggunakan
mesin turbocharger melalui modifikasi yang relatif mudah dan murah. Mesin
bensin dengan ukuran sama tidak dapat mengeluarkan tenaga yang sebanding
karena komponen didalamnya tidak mampu menahan tekanan tinggi, dan
menjadikan mesin diesel kandidat untuk modifikasi mesin dengan biaya yang
relatif murah.
2. Kekurangan
Kekurangannya hanya terletak suara yang berisik juga pada bobot dan
dimensi yang 2x lebih berat & besar dari mesin bensin, dikarenakan komponen
mesin diesel yang didesain kuat utuk menahan kompresi tinggi yang
dihasilkannya dan juga akselerasi yang lambat namun bisa di perbaiki melalui
penambahan turbocharger atau supercharger. Penambahan turbocharger atau
supercharger ke mesin meningkatkan ekonomi bahan bakar dan tenaga. Rasio
kompresi yang tinggi membuat mesin diesel lebih efisien dari mesin
10
menggunakan bensin. Peningkatan ekonomi bahan bakar juga berarti mesin diesel
memproduksi karbon karbon dioksida lebih sedikit.
2.2
Ring piston
Ring
piston
diciptakan
oleh
oleh John Ramsbottom pada Institution
of Mechanical Engineers pada 1854. Ring piston biasanya terbuat dari bahan besi
cor spesial dan diameter ring piston sedikit lebih besar daripada diameter luar
piston. Ring piston dipasang pada alur dan permukaannya berhubungan dengan
dinding silinder.
Ring piston memiliki dua tipe, ring kompresi dan ring oli. Ring kompresi
berfungsi untuk pemampatan volume dalam silinder serta menghapus oli pada
dinding silinder. Kemampuan kompresi ring piston yang sudah menurun
mengakibatkan performa mesin menurun, dan juga mesin berasap. Ring oli
berfungsi untuk menampung dan membawa oli serta melumasi parts dalam ruang
silinder.
Secara umum fungsi ring piston adalah sebagai berikut:
1. Sebagai sealing/perapat antara piston dan silinder untuk mencegah
kebocoran selama langkah kompresi dan usaha kompresi.
2. Mengontrol dan Mencegah oli yang melumasi piston dan silinder masuk
ke ruang bakar oli pelumas pada dinding silinder.
3. Meneruskan panas piston ke pendinginan dengan perantaraan ring dan
silinder.
4. Mengatur fleksibilitas penyekatan antara piston dan silinder dalam
berbagai tekanan dan temperatur. Memindahkan panas dari piston ke
dinding silinder
Sedangkan Piston bersama-sama dengan Ring Piston berfungsi sebagai
berikut:
·
Mengisap dan mengkompresi muatan segar di dalam silinder
·
Mengubah tenaga gas (selama ekspansi) menjadi usaha mekanis
11
·
Menyekat hubungan gas di atas dan dan di bawah piston
Untuk mencapai tujuan dan fungsi dari kedua ring piston tersebut , maka ring
piston harus mempunyai syarat sebagai berikut:
1. Tahan terhadap panas dan pemuaian
2. Tahan akan keausan
3. Tahan puntiran dan tidak mudah patah.
Ring piston dibedakan menjadi dua macam, yaitu:
1. Ring Kompresi, jumlahnya satu atau dua dan untuk motor-motor yang
lebih besar lebih dari dua. Fungsinya untuk merapatkan antara piston
dengan dinding silinder sehingga tidak terjadi kebocoran pada waktu
kompresi.
2. Ring Oli, dipasang pada deretan bagian bawah dan bentuknya sedemikian
rupa sehingga, dengan mudah membawa minyak pelumas untuk melumasi
dinding silinder.
Tujuan piston dalam silinder adalah:
Mengubah volume dari isi silinder, perubahan volume bisa diakibatkan
karena piston mendapat tekanan dari isi silinder atau sebaliknya piston menekan
isi silinder. Piston yang menerima tekanan dari fluida dan akan mengubah tekanan
tersebut menjadi gaya (linear).
1. Membuka-tutup jalur aliran.
2. Kombinasi dari hal di atas.
Dengan fungsi tersebut, maka piston harus terpasang dengan rapat dalam
silinder. Satu atau beberapa ring (cincin) dipasang pada piston agar sangat rapat
dengan silinder. Pada silinder dengan temperatur kerja menengah ke atas, bahan
ring terbuat dari logam, disebut dengan ring piston (piston ring). Sedangkan pada
silinder dengan temperatur kerja rendah, umumnya bahan ring terbuat dari karet,
disebut dengan ring sil (seal ring).
12
2.3
Perawatan
Menurut pendapat Agus Ahyari, (2002) fungsi perawatan adalah agar
dapat memperpanjang umur ekonomis dari mesin dan peralatan produksi yang ada
serta mengusahakan agar mesin dan peralatan produksi tersebut selalu dalam
keadaan optimal dan siap pakai untuk pelaksanaan proses produksi.
Keuntungan-keuntungan yang akan diperoleh dengan adanya perawatan yang baik
terhadap mesin, adalah sebagai berikut :
1. Mesin dan peralatan produksi yang ada dalam perusahaan yang
bersangkutan akan dapat dipergunakan dalam jangka waktu panjang,
2. Pelaksanaan proses produksi dalam perusahaan yang bersangkutan
berjalan dengan lancar,
3. Dapat menghindarkan diri atau dapat menekan sekecil mungkin
terdapatnya kemungkinan kerusakan-kerusakan berat dari mesin dan
peralatan produksi selama proses produksi berjalan.
4. Peralatan produksi yang digunakan dapat berjalan stabil dan baik, maka
proses dan pengendalian kualitas proses harus dilaksanakan dengan baik
pula.
5. Dapat dihindarkannya kerusakan-kerusakan total dari mesin dan peralatan
produksi yang digunakan.
6. Apabila mesin dan peralatan produksi berjalan dengan baik, maka
penyerapan bahan baku dapat berjalan normal.
7. Dengan adanya kelancaran penggunaan mesin dan peralatan produksi
dalam perusahaan, maka pembebanan mesin dan peralatan produksi yang
ada semakin baik.
13
2.4
Jenis-Jenis Perawatan
Menurut Daryus A, (2007) dalam bukunya manajemen perawatan mesin
terbagi menjadi:
1. Perawatan pencegahan (Preventive Maintenance)
Perawatan pencegahan adalah pemeliharaan yang dibertujuan untuk
mencegah
terjadinya
kerusakan,
atau
cara
pemeliharaan
yang
direncanakan untuk pencegahan.
2. Perawatan korektif (Corrective Maintenance)
Perawatan korektif adalah pekerjaan pemeliharaan yang dilakukan untuk
memperbaiki dan meningkatkan kondisi fasilitas/peralatan sehingga
mencapai standar yang dapat di terima. Dalam perbaikan dapat dilakukan
peningkatan-peningkatan sedemikian rupa, seperti melakukan perubahan
atau modifikasi rancangan agar peralatan menjadi lebih baik.
3. Perawatan berjalan (Running Maintenance)
Perawatan berjalan dilakukan ketika fasilitas atau peralatan dalam keadaan
bekerja. Pemeliharan berjalan diterapkan pada peralatan-peralatan yang
harus beroperasi terus dalam melayani proses produksi.
4. Perawatan prediktif (Predictive Maintenance)
Perawatan prediktif ini dilakukan untuk mengetahui terjadinya perubahan
atau kelainan dalam kondisi fisik maupun fungsi dari system peralatan.
Biasanya pemeliharaan prediktif dilakukan dengan bantuan panca indra
atau alat-alat monitor yang canggih.
5. Perawatan setelah terjadi kerusakan (Breakdown Maintenance)
Perawatan ini dilakukan ketika terjadinya kerusakan pada peralatan, dan
untuk memperbaikinya harus disiapkan suku cadang, alat-alat dan tenaga
kerjanya.
6. Perawatan Darurat (Emergency Maintenance)
Perawatan darurat adalah pekerjaan pemeliharaan yang harus segera
dilakukan karena terjadi kemacetan atau kerusakan yang tidak terduga.
7. Perawatan berhenti (shutdown maintenance)
14
Pemeliharaan berhenti adalah pemeliharaan yang hanya dilakukan selama
mesin tersebut berhenti beroperasi.
8. Perawatan rutin (routine maintenance)
Pemeliharaan rutin adalah pemeliharaan yang dilaksanakan secara rutin
atau terus-menerus.
9. Merancang ulang (Design out maintenance)
Design out maintenance adalah merancang ulang peralatan untuk
menghilangkan sumber penyebab kegagalan dan menghasilkan model
kegagalan yang tidak lagi atau lebih sedikit membutuhkan maintenance.
Sedangkan (Corder, Antony, K. Hadi, 1992), pekerjaan pelaksanaan
perawatan dikategorikan dalam tiga cara yaitu :
1. Perawatan terencana (planned maintenance)
2. Perawatan korektif (corrective maintenance)
3. Perawatan tak terencana (unplanned maintenance)
2.5
Kegiatan-kegiatan Perawatan
Kegiatan perawatan dalam suatu perusahaan menurut Manahan P.
Tampubolon, (2004) meliputi berbagai kegiatan sebagai berikut:
a. Inspeksi (inspection)
Kegiatan ispeksi meliputi kegiatan pengecekan atau pemeriksaan secara
berkala dimana maksud kegiatan ini adalah untuk mengetahui apakah perusahaan
selalu mempunyai peralatan atau fasilitas produksi yang baik untuk menjamin
kelancaran proses produksi. Sehingga jika terjadinya kerusakan, maka segera
diadakan perbaikan-perbaikan yang diperlukan sesuai dengan laporan hasil
inspeksi dan berusaha untuk mencegah sebab-sebab timbulnya kerusakan dengan
melihat sebab-sebab kerusakan yang diperoleh dari hasil inspeksi.
b. Kegiatan teknik (engineering)
Kegiatan ini meliputi kegiatan percobaan atas peralatan yang baru dibeli,
dan kegiatan-kegiatan pengembangan peralatan yang perlu diganti, serta
melakukan penelitian-penelitian terhadap kemungkinan pengembangan tersebut.
Dalam kegiatan inilah dilihat kemampuan untuk mengadakan perubahan15
perubahan dan perbaikan-perbaikan bagi perluasan dan kemajuan dari fasilitas
atau peralatan perusahaan. Oleh karena itu kegiatan teknik ini sangat diperlukan
terutama apabila dalam perbaikan mesin-mesin yang rusak tidak didapatkan atau
diperoleh komponen yang sama dengan yang dibutuhkan.
c. Kegiatan produksi (Production)
Kegiatan ini merupakan kegiatan pemeliharaan yang sebenarnya, yaitu
merawat, memperbaiki mesin-mesin dan peralatan. Secara fisik, melaksanakan
pekerjaan yang disarakan atau yang diusulkan dalam kegiatan inspeksi dan teknik,
melaksankan kegiatan service dan pelumasan (lubrication). Kegiatan produksi ini
dimaksudkan untuk itu diperlukan usaha-usaha perbaikan segera jika terdapat
kerusakan pada peralatan.
d. Kegiatan administrasi (Clerical Work)
Pekerjaan administrasi ini merupakan kegiatan yang berhubungan dengan
pencatatan-pencatatan mengenai biaya-biaya yang terjadi dalam melakukan
pekerjaan-pekerjaan pemeliharaan dan biaya-biaya yang berhubungan dengan
kegiatan pemeliharaan, komponen (spare parts) yang dibutuhkan, laporan
kemajuan (progress report) tentang apa yang telah dikerjakan, waktu
dilakukannya inspeksi dan
perbaikan,
komponen (spare parts) yag tersedia di
serta
lamanya
perbaikan
tersebut,
bagian pemeliharaan. Jadi dalam
pencatatan ini termasuk penyusunan planning dan scheduling,
yaitu
rencana
kapan suatu mesin harus dicek atau diperiksa, dilumasi atau di service dan di
resparasi.
e. Pemeliharaan bangunan (housekeeping)
kegiatan ini merupakan kegiatan untuk menjaga agar bangunan gedung
tetap terpelihara dan terjamin kebersihannya.
1) Pemeliharaan terencana (planned maintenance)
Pemeliharaan terencana adalah pemeliharaan yang dilakukan secara terorginisir
untuk mengantisipasi kerusakan peralatan di waktu yang akan datang,
pengendalian dan pencatatan sesuai dengan rencana yang telah ditentukan
sebelumnya.
16
Menurut
Dhillon
B.S,
(2006)
dalam
bukunya
“maintainability,
maintenance, and reliability for engineers” ada 7 elemen dari perawatan
pencegahan (preventive maintenance) yaitu:
a. Inspeksi : memeriksa secara berkala (periodic) bagian-bagian tertentu
untuk dapat dipakai dengan membandingkan fisiknya, mesin, listrik, dan
karakteristik lain untuk standar yang pasti
b. Kalibrasi : mendeteksi dan menyesuaikan setiap perbedaan dalam akurasi
untuk material atau parameter perbandingan untuk standar yang pasti,
c. Pengujian : pengujian secara berkala (periodic) untuk dapat menentukan
pemakaian dan mendeteksi kerusakan mesin dan listrik,
d. Penyesuaian : membuat penyesuaian secara periodik untuk unsur variabel
tertentu untuk mencapai kinerja yang optimal,
e. Servicing : pelumasan secara periodik, pengisian, pembersihan, dan
seterusnya, bahan atau barang untuk mencegah terjadinya dari kegagalan
baru jadi,
f. Instalasi : mengganti secara berkala batas pemakaian barang atau siklus
waktu pemakaian atau memakai untuk mempertahankan tingkat toleransi
yang ditentukan,
g. Alignmen t: membuat perubahan salah satu barang yang ditentukan elemen
variabel untuk mencapai kinerja yang optimal.
2) Perawatan korektif (Corrective Maintenance)
Perawatan secara korektif (corrective maintenance) adalah perawatan yang
dilakukan secara berulang atau perawatan yang dilakukan untuk memperbaiki
suatu bagian (termasuk penyetelan dan reparasi) yang telah terhenti untuk
memenuhi suatu kondisi yang bisa diterima. (Corder, Antony, K. Hadi, 1992).
Perawatan ini meliputi reparasi minor, terutama untuk rencana jangka pendek,
yang mungkin timbul diantara pemeriksaan, juga overhaul terencana.
3) Perawatan tak terencana (unplanned maintenance)
Perawatan tak terencana adalah pemeliharaan darurat, yang didefenisikan
sebagai pemeliharaan dimana perlu segera dilaksanakan tindakan untuk mencegah
17
akibat yang serius, misalnya hilangnya produksi, kerusakan besar pada peralatan,
atau untuk keselamatan kerja. (Corder, Antony, K. Hadi, 1992).
2.6
Mesin ARROW VRG tipe- 330.
Mesin VRG tipe-330 merupakan salah satu dari komponen utama dari
pumping unit yang berfungsi menggerakkan pumping unit untuk menggerakkan
pompa sucker rod naik-turun dari dalam sumur sehingga minyak dapat terangkat
dari dasar sumur naik ke permukaan dapat di lihat pada gambar 2.3 di atas .
Bersumber dari Pertamina EP Asset 1 Rantau Field.
Gambar 2.3 Mesin ARROW VRG tipe 330
Mesin VRG tipe-330 akan memberikan gerakan putar yang diubah
menjadi gerak naik turun pada polishedrod dan sucker rod untuk diteruskan
keperalatan bawah permukaan sucker rod pump.
18
Putaran dari mesin VRG tipe-330 di teruskan ke power take off (pemutus
dan penerus putaran engine) sehingga putaran mesin dapat diteruskan dengan VBelt ke gear reducer, gear reducer berfungsi untuk mengubah kecepatan putaran
dari engine ke crank yang merupakan sepasang tangkai yang menghubungkan
crankshaft pada gear reducer dengan pitman, Pitman adalah penghubung antara
walking beam pada equalizer bearing dengan crank. Lengan pitman merubah
gerakan berputar menjadi gerakan naik turun.
Walking beam merupakan balok melintang diatas menara (Sampson
post)dengan mempunyai engsel ditengahnya. Pada ujung walking beam terdapat
kepala kuda (horsehead) dan pada ujung yang lainnya dihubungkan dengan
pitman yang fungsinya meneruskan gerakan pitman sehingga horsehead bergerak
naik turun.
Mesin VRG tipe-330 yang beroperasi pada sumur-sumur minyak di
PT.Pertamina Asset I Rantau Field selalu beroperasi 24 jam (non stop) sehingga
banyak permasalahan yang sering timbul, Kondisi tersebut dapat disebabkan
karena kurangnnya perawatan pada mesin. Faktor inilah yang umumnya
menyebabkan kerusakan pada komponen-komponen mesin, untuk menjaga mesin
agar dapat bekerja dengan reliabilityyang sesuai dengan standar perlu dilakukan
perawatan harian, mingguan, bulanan, dan tahunan.
2.7 Spesifikasi mesin ARROW VRG tipe -330
1. Merek/tipe
: ARROW VRG TIPE- 330
Engine Data
2.Number of cylinders
:6
3.Compression Rations
: 8:1
4.Max Permissible Speed – RPM
5.Max Rating for Pumping – HP
6.Firing Order
7.Number of Main Bearings
8.Engine Length
9.Lubrication
10.Oil Filtration
: 1800 RPM
: 68 HP
:1–5–3–6–2-4
:7
: 105.4 cm
: Full pressure
: Replaceable full flow filter
19
Lube Oil Capacity
11.With Filter Only
12.With Filter & Cooler (if applicable)
: 8 Liters
: 8,5 Liters
Coolant Capacity
13.Engine only
14.With Oil Cooler (if applicable)
: 7,8 Liters
: 8,8 Liters
15.Cylinder Compression Crank Speed (200rpm)
: 12- 14 kg/cm2
16.Spark Plug Gap
: 64 mm.
17.Distributor Point Gab
: 56 mm.
18.Distributor Dwell Angle
: 32- 36o
Valve Clearance –Cold
19.Intake
: 69 – 84 mm
20.Exhaust
: 69 – 84 mm
Oil Viscosity –Expected Air Temperature
SAE 40
2.8
: 210 - :250°F (99 -121°C)
Komponen-komponen mesin Arrow VRG Tipe- 330.
Hampir semua mesin terdiri dari dua bagian utama yaitu blok silinder dan
kepala silinder . Kedua komponen dan sistem pendukungnya, seperti sistem bahan
bakar, sistem pendingin, sistem kelistrikan, sistem pelumasan, dan lain-lain
merupakan bagian tak terpisahkan dari sebuah mesin.
Mari kita amati lebih dekat sistem-sistem pendukung komponen engine
ARROW VRG tipe- 330 pada gambar 2.4 di bawah ini. Sumber : Pertamina EP
Asset 1 Rantau Field.
20
Gambar 2.4 Engine Arrow VRG tipe-330
1. Crankcase
Crankcase adalah bagian dari engine yang di buat sedemikian rupa untuk
pemasangan crank shaft dan sebagai tempat penampungan miyak pelumas oli.
Seperti pada (gambar 2.5 Crankcase). Sumber manual book engine ARROW VRG
Tipe -330.
21
Gambar 2.5 Crankcase
2. Crankshaft
Crankshaft assembly berfungsi sebagai menghubungkan connecting rods
dan piston, di sangga oleh bearing dan bearing cap pada tempatnya di dalam
crankcase, bearing ini disebut bearing utama (main bearing). Dapat dilihat pada
(Gambar 2.6 Crankshaft assembly).
Gambar 2.6 Crankshaft Assembly
22
3. Cylinder head
Cylinder head berfungsi sebagai tempat menyediakan ruang dimana bahan
bakar udara dapat dibakar secara efesiensi, hal in di lakukan dengan ,menyediakan
lubang berbentuk khusus atau ruang yang berposisinya berada di atas setiap
slinders saat kepala dibaut ke blok, kepala slinders juga mempunyai saluransaluran yang disebut port.dapat di lihat pada (Gambar 2.7 cylinder head).
Gambar 2.7 Cylinder Head
4. Balancer
23
Balancer salah satu komponen yang di gunakan sabagai peredam getaran
engine,balancer berupa dua buah yang di tempatkan sejajar di kanan dan di kiri,
balancer di gunakan untuk menghaluskan suara engine kontruksi balancer terdiri
dari dua shaft yang di pasang di bagian sisi bawah dari cylinder block yang
didukung beberapa bushing. Dapat di lihat pada (Gambar 2.8 Balancer).
Gambar 2.8 Balancer
5. Piston dan connecting rod
Piston dan connecting rod berfungsi memindahkan tekanan hasil
pembakaran campuran bahan bakar melalui con rod ke cranksahft. Biasanya
piston dilengkapideangan tiga ring di sekelilingnya, dua ring utama adalah ring
kompresi, ring tersebut menyekat celah di antara piston dan dinding slinder, ring
24
tersebut di rancang untuk mencegah agar gas bertekanan tinggi dari proses
pembakaran mengalir melewati piston, seperti gambar tersebut. Dapat dilihat pada
(Gambar 2.9 Piston dan connecting rod).
Gambar 2.9 Pistons dan Connecting Rods
6. Thermostat housing
Thermostat berfungsi mempertahankan temperatur kerja mesin dengan
membuka dan menutup saluran air radiator sesuai temperatur yang tertera pada
bodi thermostat. Seperti pada (Gambar 2.10Thermostat).
25
Gambar 2.10 Thermostat Housing
7. Distributor ignition
Distributor ignition berfungsi sebagai menddistribusikan atau membagi
arus tegangan tinggi ke tiap busi. Dapat di lihat pada (Gambar 2.11 Distributor
ignition).
Gambar 2.11 Distributor Ignition
26
8. Coil Bracket
Coil bracket adalah merubah arus masuk primer menjadi arus keluar
skunder bertenanga tinggi. Dapat dilihat pada (Gambar 2.12 Coil branket).
Gambar 2.12 Coil bracket
9. Double Plate Clucth
Double Plate Clucth penggoperasiannya adalah sebagai salah satu
pemindahan tenaga yaitu masuk ke unit kopling di teruskan ke V-Belt ke gear
reducer, geear reducer berfungsi mengubah kecepatan dari engine ke crank yang
merupakan sapasang tangkai yang menghubungkan cranshaft. Dapat dilihat pada
(Gambar 2.13 Double Plate Clutch).
Gambar 2.13 Double Plate Clutch
27