Evaluasi Kinerja Bantalan Jurnal J.Rekayasa Mesin 17 (2), Sept 2007

ISSN 1411-6553

Vol. 7 - No. 2 September 2007

'mVJV'E'RSI'I'AS S2U'WIJ.J\Y.J\
j.J\X'UL'I'AS TEX:NIX
J'U'R'US.7t!N 'I''EXNIX !M'ESIN

EDITORIAL

Jumal Rekayasa Mesin
PELINDUNGIPENASEHAT

Dekan FT. Universitas Sriwijaya
KETUAPENGARAH

Ketua Jurusan Teknik Mesin
DEWAN PENYUNTING

Riman Sipahutar (Ketua)
Irwin Bizzy (Wk. Ketua)


Amrifan Saladin M. (Sekretaris)
PENYUNTING AHLI

Masanori Kikuchi (SUT, Japan)
H. Abdurrachim (ITB)
Raldi A. Koestoer (UI)
A.l. Mahyuddin (ITB)
Yatna Yuwana M. (ITB)
Bambang Suharno (UI)

Hasan Basri (Unsri)
Riman Sipahutar (Unsri)
Kaprawi (Unsri)
PENYUNTING PELAKSANA
M . Zahri Kadir
Dannawi Bayin
Hendri Chandra
Diah Kusuma P.
Nukman

Helmy Alian
Muhammad Y anis

Pada penerbitan Jurnal Rekayasa Mesin
edisi September 2007 ini, jumlah
makalah sebanyak 6 buah yang terdiri
dari berbagai Kelompok Bidang Keahlian
(KBK). Dari jumlah makalah yang
diterbitkan pada edisi ini, terlihat adanya
peningkatan minat para staf pengajar
untuk mempublikasikan hasil penelitiannya melalui Jumal rekayasa Mesin ini.
Komitmen dan keseriusan dari para staf
pengajar untuk terns meneliti dan
mempublikasikan hasil penelitiannya
merupakan modal utama dalam menjaga
kelangsungan jurnal ini yang sudah
terjadwal secara berkala 2 (dua) kali
setahun yaitu pada setiap bulan Maret dan
September. Semoga niat tulus dari semua
pihak yang terlibat langsung maupun

tidak langsung dalam penerbitan jurnal
ini dapat bermanfaat bagi kita semua
Kritik dan saran dari para pembaca yang
budiman sanat diharapkan demi untuk
meningkatkan mutu dan penampilan
Jurnal Rekayasa Mesin ini.
Redaksi

PELAKSANA TATA USAHA

Ellyanie
Dewi Puspitasari
lrsyadi Yani

]urna{

'Rekayasa :M.esin

ALAMAT REDAKSI


Jurusan teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Sriwijaya
Jl. Raya Palembang-Prabumulih Km-32,
Inderalaya, Ogan Ilir, 30662

Diterbitkan oleh: Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik
Universitas Sriwijaya

Telp. 0711-580272
Fax: 0711-580272
e-mail: riman_sipahutar@yahoo.com
CARA BERLANGGANAN

Permintaan berlangganan dapat dikirimkan ke
alarnat redaksi di atas.

JURNAL REKAYASA MESIN, Vol. 7 No. 2, September 2007


ii

DAFTARISI
セ@

セ@

セ@

セ@

セ@

Evaluasi kinerja bantalan jumal
Hasan Basri . . . . . . . . .. . .. . . .. . .. . .. . . .. .. .. .. . . . . .. . . .. .. .. . .. .. . .. . . . .. . . . . . . . . . . . . ........

1

Studi pengaruh kondisi pemesman terhadap daya dan kekasaran
pennukaan pada proses Up Milling dan Down Milling

Muhammad Yanis .. . . . . .. . .. . .. .. ..... .. .. . .. . .. .. .. .. . . .. .. .. .. . . . . . .. . .. . . . . . . . . . . . . .. 10
Modifikasi Folding Bars Multi- Carrier untuk meningkatkan kek.uatan
struktur
Jimmy D. Nasution ..-.................................................................... 17
Pengaruh SR atau TiB terhadap kekerasan dan fatik Al-6%Si..0,7%Fe
dan Al-6%Si-2%Fe
Agung Mataram .. . . .. . .. .. . . . .. .. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. . .. . .. . .. .. . . . .. .. . .. . . . .. . . ..... 23
Pengaruh preheating, Austenisasi dan Austemper pada temperatur dan
waktu tahan tertentu pada besi tuang nodular FCD 45 terhadap sifat
mekanisnya

Nukman.................................... .. ............ .................... ...... ...... 33
セ@

Studi kekasaran pennukaan terhadap tahanan kontak tenn.al pada
bahan komposit
Riman Sipahutar .............................................................................................

39


]urna{

'&tayasa :Mesin
Vol. 7- No. 2 September 2007

JURNAL REKAYASA MESIN Vol. 7 No.2, September 2007

iii

EVALUASI KINERJA BANTALAN JURNAL
Hasan Basri
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya
Jl. Raya Palembang- Prabumulih Km 32, lnderalaya, Ogan Ilir, 30662
e-mail: hasan basri@unsri.ac.id
RINGKASAN

Makalah ini menguaraikan sebuah metode untuk mengevaluasi parameter desain yang significant
seperti kapasitas pembebanan, tekanan minimum, kapasitas aliran, kebilangan daya dan temperatur
maksimum pada lapisan film minyak. Sebuan urain analisa untuk tekanan maksimum dilakukan.
Ketepatan perubahan modifikasi dibenarkan diatas rasio eksentrik 0.99. Kenaikan temperature

efektif yang sangat tergantung fraksi panas yang dihasilk:an dan dibawah oleh pelumas yang dipilih
sebagai fungsi rasio eccentryk. Sebuah uraian untuk temperature yang didasarkan pada sebuah
Table perancanaan bantalan jumal dibuat untuk
basil penemuan yang baru. b。ョエャセ[uN@
memudahkan para perancang dalam mendisain bantalan tampa mengunakan analisa matematik dan
numerik yang komplek.
ABSTRACT

This paper describes a method for evaluating the significant design parameters such as load
capacity, maximum pressure, flow, power loss, and maximum temperature in the oil film. An
analytical expression for maximum pressure is presented. The accuracy of the proposed
modification is validated up to an eccentricity ratio of 0.99. The effective temperature rise, which
depends on the fraction of heat generation carried away by lubricant, is chosen to be a function of
the eccentricity ratio. An expression for maximum temperature, based on. existing experimental
findings, is given. A journal bearing design table is provided to help the designer without the
involvement of numerical and mathematical complexities.
Keywords: design of journal bearings, thermal effects, simplified bearing analysis

l. PENDAHULUAN


Bantalan jumal banyak digunakan pada mesin yang
berputar karena keausannya rendah dan sifat
redamnya baik. Dari sisi pandang perancang,
bantalan jumal harus mampu mendukung beban
pada ruang rongga minimum dengan kerugian
energi kecil dan keausan lambat. Berbagai cara
untuk menganalisis dan mengevaluasi kinerja
bantalan jurnal yang tersedia diberbagai literatur,
baik yang didasarkan pada teori hidrodinamika
yang rumit atau dengan metode sangat sederhana
dan dengan bantuan grafik. Sejalan dengan
berkembangnya permesinan, pendekatan cara
terakhir jarang mernberikan hasil yang tepat.
Dengan pendekatan yang akan memberikan basil
lebih baik dan mudah digunakan di lapangan adalah
yang banyak dikehendaki oleh para perancang [l ).
Bentuk analisa rancangan paling sederhana yaitu
didasarkan pada teori bantalan pendek dan panjang,
tetapi hasilnya sangat tidak akurat untuk: hampir
semua rancangan praktis. Untuk memperbaiki


akurasi penyelesaian bantalan panjang, Warner [2]
menggunakan faktor aliran keluar samping (side
flow leakage) dengan menyatakan bahwa kesalahan
aproksimasi ini lebih kecil dibandingkan dengan
asumsi viskositas konstan, bantalan adalah benarbenar lurus, dan tanpa permukaan yang
takberaturan. Serupa dengan perbaikan akurasi
bantalan pendek pada rasio eksentrisitas tinggi,
Ritchie (3) melakukan optimasi penyelesaian
bantalan pendek dengan metode Galerkin., akan
tetapi sangat tidak akurat pada rasio UD besar.
Penyelesaian numerik dengan model matematika
rumit yang dilakukan oleh Capone (4) telah dapat
memperbaiki teori bantalan pendek dan panjang
untuk nilai (UD, & ) yang terbatas. Walaupun
dengan metode ini hasilnya agak akurat akan tetapi
tidak dapat mengatasi masalah stabilitas bantalan.
Dalam makalahnya Reason dan Narang (l)
memberikan solusi sederhana dan akurat terhadap
penyelesaian bantalan pendek dan panjang. Hasil

mereka memberikan prediksi yang lebih baik
dibandingkan dengan metode analitis lain.

JURNAL REKA YASA MESIN, Vol. 7 No.2, September 2007

l

Notasi

Radial clearance, m
Panas jenis pelumas, J/kg°C
Diameter jurnal, m
Gaya gesek, N
Rasia kerugian gesek dan
kekentalan, m1/s

c
Co
D
F

F'l
go. gs
H, Hpmax

L
N
p

P8 , Po, P,
Pmax
Psup/oi

QH, Qp
Qleakave.

melampaui variabel penting rancangan, seperti
kapasitas beban, laju aliran dan rugi dayao Dalam
merancang bantalan sekarang cenderung オョセ@
mengoperasikan bantalan pada rasio eksentrisitas
tinggi (menaikkan kapasitas beban tanpa menaikkan
ukuran bantalan), untuk itu modifikasi metode yang
ada perlu dilakukano Selanjutnya akurasi dalam
memprediksi temperatur maksimum dan rugi daya
adalah merupakan sesuatu yang sangat penting
dalam perancangan bantalan secara keseluruhano

Deskripsi

Orec

R

1/n , Teffi Tmax

u
w
W • ,W;

wq
w.q ,w;q

Faktor koreksi tekanan banta/an
Ocvirk dan Sommf!1j_eld
Tebal film takberdimensi, tebal film
pada titik tekanan maksimum
Panjang banta/an, m
Putaran}urnal, rpm
Tekanan_film, Pa
Tekananfilm Reason&: Narang,
Ocvirk dan Sommerfeld, Pa

Dalam kajian ini, persamaan tekanan dimodifikasi
dengan menggunakan dua faktor koreksi tekanan セ@
dan セ P@ Penyelesaian analitis dapat langsung
menghitung lokasi sudut dan besar tekanan
maksimumo Gaya gesek dihitung menggunakan
berbagai teori yang ada dan dibandingkano
Kenaikan temperatur efektif dievaluasi dengan
mempertimbangkan aliran keliling. Temperatur
maksimum pada model film pelumas dibitung dan
dibandingkan dengan analisis termohidrodinamika,
adiabatis dan isotermal. Akhirnya metodologi
perancangan ditabulasikan untuk memprediksi
kapasitas beban, sudut kelakuan, rugi daya, laju
a! iran dan temperatur maksimumo

Tekanan maksimum, Pa
Tekanan suplai, Pa
A/iran hidrodinamika, a/iran
tekanan. m3Is
A/iran samping, a/iran keliling, m"!s
Radius jurnal, m
Temperatur inlet, efektif, maksimum,
oc
Kecepatan ke/ilingjurnal, mls
f(apasitas beban, N
Kapasitas 「セ。ョ@
sepanjang dan tegak
lurus pusat garis, N
Rasio kapasitas beban dan kekentalan
2
, m /s
Rasio Weq' wk dan kekentalan m1/s

2. METODOLOGI
Jika vanas1 kekentalan diabaikan, maka kinerja
bantalan
dievaluasi
dengan menyelesaikan
persamaan Reynolds sebagai berikut:

セ{HQNK

ᆪセ

セ}K

セ[ゥ { H iNK ᆪ セ}

] QG セ IQ [ mQ KサゥMセス

ゥ ョGj}@

Koordinat arah aksial, m
Kenaikan temperatur, °C
Rasio kenaikan temperatur dan
kekentalan, °C/Paos
RasioUD
Koefisien temperatur-kekentalan, K'

persamaan (I) turun menjadi:

¢

Rasio eksentrisitas
Sudut kelakuan, radian

aP] +If-a;a[(L+ecosBY aP]
JR) esmB
aoa[(t+&cosBY ao
a. =-(Jq\.c

T/ eff

Koefisien kekentalan peJumas, Paos
Kekentalan efektif pelumas, Pa.s

z
M
/1('7

A

p

e

.,

e
bセ@

Po
{J)

oooo o•••·•••o ooo •••••••••o•• o••••oo••·········