ANALISA TEKANAN MINYAK PELUMAS PADA BANTALAN LUNCUR YANG MENGGUNAKAN MINYAK PELUMAS OLI KEMASAN DAN MINYAK PELUMAS OLI DRUM DENGAN VARIASI PUTARAN

  

ANALISA TEKANAN MINYAK PELUMAS PADA

BANTALAN LUNCUR YANG MENGGUNAKAN MINYAK

PELUMAS OLI KEMASAN DAN MINYAK PELUMAS OLI

DRUM DENGAN VARIASI PUTARAN

SKRIPSI

Yang Diajukan Untuk Melengkapi

Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

  NIM : 080401127 NICO ALLANDA

   DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

   2012

KATA PENGANTAR

  Pujian dan rasa syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa karena atas berkat karunia-Nya, Skripsi ini dapat selesai dengan baik. Skripsi ini diajukan untuk melengkapi syarat dan melengkapi studi untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada jenjang pendidikan sarjana (S1) menurut kurikulum Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

  Skripsi ini membahas tentang teknik pelumasan pada bantalan luncur yang dilumasi dengan minyak pelumas Oli kemasan dan Oli drum, yang berjudul , “Analisa Tekanan Pada Bantalan Luncur yang Menggunakan Oli Drum dan Oli Kemasan Tanpa Aditif dengan Variasi Putaran”.

  Dengan terselesainya Skripsi ini, pada kesempatan ini Penulis mengucapkan terima-kasih yang sebesar-besarnya kepada :

  1. Orang Tua dan seluruh keluarga tercinta yang telah memberikan dukungan baik moril maupun materil kepada penulis tanpa pamrih.

  2. Bapak Ir. H. A Halim Nasution, M.Sc. selaku dosen pembimbing Skripsi yang telah meluangkan waktu dan pikiran untuk membimbing penulis dalam menyelesaikan Skripsi ini.

  3. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

  4. Bapak Ir. M. Sahril Gultom, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

  5. Bapak Ir.Muifi Hazwi M.Sc selaku dosen penguji 1.

  6. Bapak Ir.Alfian Hamsi M.Sc selaku dosen penguji 2.

  7. Seluruh Staf Pengajar dan Pegawai di Lingkungan Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

  8. Semua mahasiswa Teknik Mesin umumnya, dan khususnya sesama rekan- rekan stambuk 2008.

  Penulis telah mencoba semaksimal mungkin guna tersusunnya Skripsi ini dengan baik. Penulis mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun. Akhir kata, Penulis mengharapkan semoga Skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca.

  Medan, 10 Maret 2012

  Penulis

  NICCO ALLANDA NIM : 080401127 DEPARTEMEN TEKNIK MESIN AGENDA : 2000 /TS/2012 FAKULTAS TEKNIK USU DITERIMA : / /2012

  MEDAN PARAF :

TUGAS SARJANA

  NAMA : NICO ALLANDA NIM : 080401127 MATA PELAJARAN : TEKNIK PELUMASAN SPESIFIKASI : ANALISA TEKANAN MINYAK

  PELUMAS PADA BANTALAN LUNCUR YANG MENGGUNAKAN MINYAK PELUMAS OLI DRUM DAN MINYAK PELUMAS OLI KEMASAN DENGAN VARIASI PUTARAN DIBERIKAN TANGGAL : 09 / 02 / 2012 SELESAI TANGGAL : 16 / 05 / 2012

  KETUA DEPARTEMEN TEKNIK MESIN MEDAN, 16 FEBRUARI 2012 DOSEN PEMBIMBING,

  DR.ING.IR. IKHWANSYAH ISRANURI Ir.A. HALIM NASUTION. M.SC NIP. 196412241992111001 NIP. 19540321981021001

  

KARTU BIMBINGAN

TUGAS SARJANA MAHASISWA

NO: 2000 / TS / 2012

  Sub. Program Studi : Konversi Energi / Teknik Produksi Bidang Tugas : Teknik Pelumasan Judul Tugas : Analisa Tekanan Pada Bantalan Luncur yang Menggunakan

  Minyak Pelumas Oli Drum dan Minyak Pelumas Oli Kemasan Tanpa Aditif dengan Variasi Putaran

  Diberikan Tgl : 09 februari 2012 Selesai Tgl : Dosen Pembimbing : Ir.A. Halim Nasution. M.sc Nama Mhs : Nico Allanda

  N.I.M : 080401127 NO Tanggal KEGIATAN ASISTENSI BIMBINGAN Tanda tangan

  Dosen Pemb 1 16-2-2012 Acc eksperimen 2 03-3-2012 Acc Pendahuluan dan Tinjauan Pustaka 3 13-3-1212 Acc Metode Pengujian 4 16-3-2012 Acc Hasil Pengujian 5 20-3-2012 Acc Data Pengujian dan Analisa 6 26-3-2012 Acc Kesimpulan dan Saran 7 03-4-2012 Acc Diseminarkan

  8

  9

  10 Diketahui Catatan : Ketua Departemen Teknik Mesin

  1. Kartu ini harus diperlihatkan pada dosen Pembimbing Setiap asistensi

2. Kartu ini harus dijaga bersih dan rapi

  3. Kartu ini harus dikembalikan ke departemen, bila kegiatan asistensi telah selesai DR.ING.Ir. Ikhwansyah Isranuri

  NIP. 196412241992111001

  

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR....................................................................................................................................i SPESIFIKASI TUGAS .................................................................................................................................iii KARTU BIMBINGAN .................................................................................................................................iIV DAFTAR ISI ...................................................................................................................................................iV DAFTAR GAMBAR.....................................................................................................................................iX DAFTAR TABEL ..........................................................................................................................................Xiii DAFTAR NOTASI ....................................................................................................................................... XV BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................1

  1.1 Latar Belakang ............................................................................1

  1.2 Maksud dan Tujuan.....................................................................3

  1.3 Batasan Masalah .........................................................................4

  BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..............................................................................5

  2.1 Gesekan dan Keausan ..................................................................5

  2.2 Pengertian Pelumasan ..................................................................5

  2.3 Fungsi Bahan Pelumas.................................................................. 6

  2.4 Tipe-tipe Pelumasan ......................................................................8

  2.4.1 Pelumasan hidrodinamis .....................................................8

  2.4.2 Pelumasan elastohidrodinamis ............................................10

  2.4.3 Pelumasan bidang batas.......................................................10

  2.4.4 Pelumasan tekanan ekstrim .................................................11

  2.4.5 Pelumasan padat ..................................................................11

  2.4.6 Pelumasan hidrostatis..........................................................13

  2.5 Kekentalan (Viscosity) ...................................................................14

  2.5.1 Kekentalan dinamik dan kekentalan kinematik....................14

  2.5.2 Klasifikasi kekentalan minyak pelumas...............................18

  2.5.3 Minyak pelumas multigrade .................................................21

  2.5.4 Pengaruh temperatur dan tekanan terhadap kekentalan........23

  2.6 Pengukuran/Pengujian Kekentalan Minyak Pelumas ....................26

  2.6.1 Viskometer bola jatuh (Falling Sphere Viscometers) ..........26

  2.6.1.1 Viscometer Bola Jatuh Yang Memenuhi Hukum Stokes...................................................................26

  2.6.1.2 Viskometer Bola Jatuh Menurut Hoeppler ...........28

  2.6.2 Viskometer rotasional .........................................................29

  2.6.3 Viskometer pipa kapiler ......................................................30

  2.6.4 Viskometer cone and plate..................................................31

  2.6.5 Viskometer Tipe lain...........................................................32

  2.7 Aditif minyak Pelumas .................................................................33

  2.8 Bantalan Luncur dan Pelumasan pada Bantalan Luncur ..............36

  2.8.1 Bantalan Luncur ..................................................................36

  2.8.2 Pelumasan hidrodinamis pada bantalan luncur ....................37

  2.8.2.1 Teori aliran hidrodinamis fluida diantara dua plat/ permukaan datar ....................................................38

  2.8.2.2 Persamaan tekanan Sommerfeld untuk pelumasan Hidodinamis pada bantalan luncur .........................40

  BAB III METODE PENGUJIAN ............................................................................43

  3.1 Diagram Alir Pengujian Tekanan Minyak Pelumas.......................43

  3.2 Variabel Pengujian Tekanan Minyak Pelumas..................................44

  3.3 Peralatan Pengujian Tekanan Minyak Pelumas................................44

  3.4 Pengisian Minyak Pelumas dan Pemanasan .................................48

  3.5 Pengujian Karakteristik Bantalan Luncur.....................................49

  3.6 Pengujian Kekentalan Minyak Pelumas .......................................49

  3.7 Minyak Pelumas dan Aditif yang Digunakan ...............................50

  BAB IV DATA PENGUJIAN DAN ANALISA ............................................................51

  4.1 Data pengujian kekentalan minyak pelumas ...............................51

  4.2 Data pengujian distribusi tekanan ................................................52

  4.3 Analisa hasil pengujian kekentalan minyak pelumas ....................58

  4.4 Analisa pengujian distribusi tekanan pada bantalan.................... 60

  4.5 Analisa Tekanan pada bantalan menggunakan persamaan Sommerfeld .................................................................................93

  4.6 Analisa Beban Bantalan Luncur....................................................96

  4.7 Pembahasan Terhadap Grafik Distribusi Tekanan.......................100

  4.7.1 Pengaruh Putaran Poros Terhadap Tekanan Pada Bantalan Luncur.................................................................100

  4.7.2 Tekanan Maksimum dan Minimum Pada Bantalan Luncur pada setiap putaran................................................100

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................................104

  5.1 Kesimpulan ................................................................................104

  5.2 Saran ...........................................................................................105

  DAFTAR PUSTAKA............................................................................................106

   DAFTAR GAMBAR HALAMAN

  34 Gambar 2.13 Viskometer saybolt

  46 Gambar 3.4 Viskometer bolajatuh menurut Hoppler merek HAAKE FISSONS

  45 Gambar 3.3 Pandangan asembling peralatan bantalan lucnru TM 25

  43 Gambar 3.2 Alat uji bantalan luncur tecaupment TM 25

  40 Gambar 3.1 Diagram alir penguji

  40 Gambar 2.18 Distribusi tekanan dan geometri bantalan luncur

  38 Gambar 2.17 Mekanisme pulumasan hidrodinamis pada bantalan luncur

  37 Gambar 2.16 Aliran hidrodinamis fluida diantara dua plat / permukaan datar

  35 Gambar 2.15 Bantalan luncur

  34 Gambar 2.14 Viskometer mac michael

  33 Gambar 2.12 Viskometer stormer

Gambar 2.1 Pelumasan hidrodinamis untuk gerakan meluncur pada bidang rata

  33 Gambar 2.11 Prinsip kerja cone-and-palte viskometer

  32 Gambar 2.10 Viskometer ferranti-cone and plate viskometer

  31 Gambar 2.9 Beberapa jenis tipe viskometer pipa kapiler

  29 Gambar 2.8 Viskometer rotasional

  28 Gambar 2.7 Viskometer bola jatuh menurut hoeppler

  27 Gambar 2.6 Viskometer bola jatuh yang memenuhi hukum stokes

  25 Gambar 2.5 Pengaruh temperatur terhadap minyak pelumas SAE pada tekanan atmosfer

  16 Gambar 2.4 Pengaruh tekanan terhadap kekentalan, persamaan barus dan persamaan koeland

  10 Gambar 2.3 Pendefinisian kekentalan dinamik menurut hukum newton tentang aliran viskos

  9 Gambar 2.2 Pelumasan hidrodinamis pada roller yang bergerak relatif pada bidang rata

  50

Gambar 4.1 Grafik distribusi tekanan lapisan minyak pelumas arah aksial pada bantalan luncur menggunakan minyak pelumas

  oli kemasan SAE 20W/40

  66 Gambar 4.2 Grafik distribusi tekanan lapisan minyak pelumas arah aksial pada bantalan luncur menggunakan minyak pelumas oli kemasan SAE 40W 67

Gambar 4.3 Grafik distribusi tekanan lapisan minyak pelumas arah aksial pada bantalan luncur menggunakan minyak pelumas

  oli drum SAE 20W/40

  68 Gambar 4.4 Grafik distribusi tekanan lapisan minyak pelumas arah aksial pada bantalan luncur menggunakan minyak pelumas oli drum SAE 40W

  69 Gambar 4.5 Grafik distribusi tekanan sommerfeld hasil eksperimen pada bantalan luncur menggunakan minyak pelumas oli kemasan SAE 20W/50 putaran 1000 rpm

  71 Gambar 4.6 Grafik distribusi tekanan sommerfeld hasil eksperimen pada bantalan luncur menggunakan minyak pelumas oli drum SAE 20W/40 putaran 1000 rpm

  72 Gambar 4.7 Grafik distribusi tekanan sommerfeld hasil eksperimen pada bantalan luncur menggunakan minyak pelumas oli kemasan SAE 20W/40 putaran 1250 rpm

  73 Gambar 4.8 Grafik distribusi tekanan sommerfeld hasil eksperimen pada bantalan luncur menggunakan minyak pelumas oli drum SAE 20W/40 putaran 1250 rpm

  74 Gambar 4.9 Grafik distribusi tekanan sommerfeld hasil eksperimen pada bantalan luncur menggunakan minyak pelumas oli kemasan SAE 20W/40 putaran 1500 rpm

  75 Gambar 4.10 Grafik distribusi tekanan sommerfeld hasil eksperimen pada bantalan luncur menggunakan minyak pelumas oli drum SAE 20W/40 putaran 1500 rpm 76

Gambar 4.11 Grafik distribusi tekanan sommerfeld hasil eksperimen pada bantalan luncur menggunakan minyak pelumas oli kemasan

  SAE 20W/40 putaran 1750 rpm

  77 Gambar 4.12 Grafik distribusi tekanan sommerfeld hasil eksperimen pada bantalan luncur menggunakan minyak pelumas oli drum SAE 20W/40 putaran 1750 rpm

  78 Gambar 4.13 Grafik distribusi tekanan sommerfeld hasil eksperimen pada bantalan luncur menggunakan minyak pelumas oli kemasan SAE 20W/40 putaran 2000 rpm

  79 Gambar 4.14 Grafik distribusi tekanan sommerfeld hasil eksperimen pada bantalan luncur menggunakan minyak pelumas oli drum SAE 20W/40 putaran 2000 rpm

  80 Gambar 4.15 Grafik distribusi tekanan sommerfeld hasil eksperimen pada bantalan luncur menggunakan minyak pelumas oli kemasan SAE 40W putaran 1000 rpm

  82 Gambar 4.16 Grafik distribusi tekanan sommerfeld hasil eksperimen pada bantalan luncur menggunakan minyak pelumas oli drum SAE 40W putaran 1000 rpm

  83 Gambar 4.17 Grafik distribusi tekanan sommerfeld hasil eksperimen pada bantalan luncur menggunakan minyak pelumas oli kemasan SAE 40W putaran 1250 rpm

  84 Gambar 4.18 Grafik distribusi tekanan sommerfeld hasil eksperimen pada bantalan luncur menggunakan minyak pelumas oli drum SAE 40W putaran 1250 rpm

  85 Gambar 4.19 Grafik distribusi tekanan sommerfeld hasil eksperimen pada bantalan luncur menggunakan minyak pelumas oli kemasan SAE 40W putaran 1500 rpm

  86 Gambar 4.20 Grafik distribusi tekanan sommerfeld hasil eksperimen pada bantalan luncur menggunakan minyak pelumas oli drum SAE 40W putaran 1500 rpm

  87

Gambar 4.21 Grafik distribusi tekanan sommerfeld hasil eksperimen pada bantalan luncur menggunakan minyak pelumas oli kemasan

  SAE 40W putaran 1750 rpm

  88 Gambar 4.22 Grafik distribusi tekanan sommerfeld hasil eksperimen pada bantalan luncur menggunakan minyak pelumas oli drum SAE 40W putaran 1750 rpm

  89 Gambar 4.23 Grafik distribusi tekanan sommerfeld hasil eksperimen pada bantalan luncur menggunakan minyak pelumas oli kemasan SAE 40W putaran 2000 rpm

  90 Gambar 4.24 Grafik distribusi tekanan sommerfeld hasil eksperimen pada bantalan luncur menggunakan minyak pelumas oli drum SAE 40W putaran 2000 rpm

  91

  

DAFTAR TABEL

HALAMAN

Tabel 2.1 Material yang digunakan sebagai bahan pelumas padat

  14 Tabel 2.2 Klasifikasi kekentalan ISO minyak pelumas pada suhu 40

  20 Tabel 2.3 Derajat kekentalan SAE untuk minyak pelumas mesin (SAE J300 Engine oil visccosity clasification)

  22 Tabel 2.4 Klasifikasi multigrade SAE crankcase oil viscosity

  23 Tabel 4.1 Data hasil pengujian masa pengukuran minyak pelumas oli kemasan

  51 Tabel 4.2 Data hasil pengujian masa pengukuran minyak pelumas oli drum

  51 Tabel 4.3 Data hasil pengukuran kekentalan minyak pelumas oli kemasan SAE 20W/40

  52 Tabel 4.4 Data hasil pengukuran kekentalan minyak pelumas oli kemasan SAE 40W

  52 Tabel 4.5 Data hasil pengukuran kekentalan minyak pelumas oli drum SAE 20W/40

  52 Tabel 4.6 Data hasil pengukuran kekentalan minyak pelumas oli drum SAE 40W

  53 Tabel 4.7 Data pembacaan manometer pengujian distribusi tekanan pada bantalan luncur yang menggunakan minyak pelumas oli kemasan SAE 20W/40

  54 Tabel 4.8 Data pembacaan manometer pengujian distribusi tekanan pada bantalan luncur yang menggunakan minyak pelumas oli kemasan SAE 40W

  55 Tabel 4.9 Data pembacaan manometer pengujian distribusi tekanan pada bantalan luncur yang menggunkan minyak pelumas oli drum 20W/40

  56

Tabel 4.10 Data pembacaan manometer pengujian distribusi tekanan pada bantalan luncur yang menggunkan minyak pelumas

  oli drum 40W

  57 Tabel 4.11 Data tekanan yang terjadi disekeliling bantalan menggunakan minyak pelumas oli kemasan SAE 20W/40

  62 Tabel 4.12 Data tekanan yang terjadi disekeliling bantalan menggunakan minyak pelumas oli kemasan SAE 40W

  63 Tabel 4.13 Data tekanan yang terjadi disekeliling bantalan menggunakan minyak pelumas oli drum SAE 20W/40

  64 Tabel 4.14 Data tekanan yang terjadi disekeliling bantalan menggunakan minyak pelumas oli drum SAE 40W

  65 Tabel 4.15 Nilai dan k terhadap minyak pelumas oli kemasan SAE 20W/40

  95 Tabel 4.16 Nilai dan k terhadap minyak pelumas oli kemasan SAE 40W

  95 Tabel 4.17 Nilai dan k terhadap minyak pelumas oli drum SAE 20W/40

  95 Tabel 4.18 Nilai dan k terhadap minyak pelumas oli kemasan SAE 40W

  96 Tabel 4.19 Beban total pada bantalan luncur terhadap minyak pelumas oli kemasan 20W/50

  99 Tabel 4.20 Beban total pada bantalan luncur terhadap minyak pelumas oli drum 40W

  99 Tabel 4.21 Beban total pada bantalan luncur terhadap minyak pelumas oli drum 20W/40

  99 Tabel 4.22 Beban total pada bantalan luncur terhadap minyak pelumas oli drum 40W 100

DAFTAR NOTASI

  Pa l Lebar efektif bantalan m

  Waktu rata-rata detik (s)

  ฀ t

  R Jari-jari bantalan m r jari-jari poros / journal m t Waktu detik (s)

  Tekanan suplai Pa

  o

  Pa p

  N p Tekanan minyak pelumas

  Ob Titik pusat bantalan

  Konstanta bola uji viskometer Haake k Angka Sommerfeld untuk bantalan luncur

  Notasi Arti Satuan

  Tebal minimum lapisan minyak pelumas m K

  m

  h, dy Tebal lapisan minyak pelumas m h

  2

  Dimeter poros/journal m e Eksentrisitas m g gravitasi bumi m/s

  Diameter bantalan m d

  2 D

  A Luas permukaan m

  • Oj Titik pusat poros
  • P Beban pada bantalan

  δ Kelonggaran radial m

  ε Perbandingan Eksentrisitas

  • τ Tegangan geser fluida

  N/m

  2

  θ Sudut pengukuran radial/angular derajat ( ° ) θ

  m

  Sudut pengukuran radial/angular pada tekanan derajat ( ° ) maksimum u

  Kecepatan relatif permukaan m/s μ Kekentalan dinamik Poise (P) ν Kekentalan kinematik Stokes (S)

  Rapat massa kg/m

  3 Kecepatan putaran poros / journal

  rpm