40 TIDAK

BAB III I MET TODE PEN NGUJIAN 3.1. Diagram Alir Penelitian P MULA AI

STUDI LITER RATUR

PERSIAPAN BAHAN PENGUJIAN

MIN NYAK PELUMA AS SAE 15W/40

MINYAK PELUMAS SAE E 20 / 0

TIDAK

PENGU UJIAN KEKENT TALAN MINYAK PELUMAS P

PEN NGISIAN MINYAK PELUMA AS

PENGUJIA AN DISTRIBUS SI TEKANAN PADA BANTA ALAN LUNCU UR TM 25

PUTAR RAN 1000 rpm r

PUTARAN 1250 rpm

PUTARAN pm 1500 rp

PUTARAN P 1750 rpm

PUTARA AN 2000 rpm m

MENCATAT T DATA A ANALISA DAT TA HASIL

SELESA AI

Gambar 3..1

Diagraam alir Peng gujian 45

Universitas Sumatera Utara

3.2 Variabel Pengujian Pada pengujian ini variabel pengujian unhilc mendapatkan karakteristik tekanan bantalan luncur adalah kekentalan minyak pelumas ( t ) dan kecepatan putaran poros (ω).

3.3 Peratatan Pengujian Pengujian dilakukan di Laboratorium Mesin Fluida Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Alat yang digunakan adalah Alat Uji Bantalan Luncur TM25 buatan TecQuipment Ltd, Inggris. Spesifikasi Alat Uji Bantalan Luncur adalah sebagai berikut: • Dimensi Alat Uji:  990 mm x 970 mm x 2850 mm dan 68 kg • Kondisi operasi:  Pada temperatur +5 °C sampai +40 °C  Pada jangkauan kelembaban relatif setidaknya 80% pada temperatur < 31 °C dan 50% pada temperatur 40°C. • Suplai energi listrik:  Single phase 230 V AC , 50 Hz atau 110 V AC ,60 Hz. • Spesifikasi Bantalan Luncur:  Diameter journal

: 50 mm

 Diameter bantalan

: 55 mm

 Lebar efektif bantalan

: 70 mm

 Lebar bantalan sepenuhnya

: 80 mm

 Volume minyak pada bantalan

: 65,5 cm3

46


Gambar 3.2 Alat Uji Bantalan Luncur TecQuipment TM25

Gambar 3.3 Pandangan asembling peralatan bantalan luncur TM25 47


Keterangan gambar 3.3: A

: Poros /journal

B

: Poros motor penggerak

C

: Bantalan luncur

D

: Karet diafragma (Flexible rubber diaphragm)

E

: Piringan penutup bantalan

F

: Penunjuk kesimbangan bantalan G : Fixed frame

H

: Beban

I

: Batang beban

Peralatan pengujian TM25 memiliki bantalan acrylic dan papan manometer , sehingga tekanan minyak pelumas pada bantalan dapat diobservasi dengan jelas. Poros motor penggerak dan journal memiliki putaran yang sama. Peralatan ini juga dilengkapi dengan variabel kecepatan putaran pada unit kontrol dan sensor kecepatan pada motor untuk melakukan percobaan pada kecepatan yang bervariasi. Pada bantalan terdapat 16 (enam belas) titik observasi untuk mengukur besarnya tekanan pada bantalan luncur. Dua belas titik berada di sekeliling (equispaced) bantalan, yang masing-masing berjarak/membentuk sudut 30°, yaitu titik observasi yang bernomor 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, dan 16. Sedangkan empat titik berada pada arah aksial (lebar bantalan), yaitu titik 1, 2, 4 dan 5. Titik 3 dapat juga dianggap berada pada arah aksial (lihat gambar 3.3). Masing-masing titik pengujian dihubungkan ke tabung pada papan manometer dengan pipa plastik fleksibel, sehingga distribusi tekanan pada sekeliling bantalam

48


dapat diobservasi pada manometer tersebut. Pada papan manometer terdapat 16 tabung/pipa yang menunjukkan nilai tekanan untuk masing-masing titik tersebut, dan nilainya dalam satuan mm oil.

3.4

Pengisian Minyak Pelumas dan Pemanasan Peralatan pengujian bantalan luncur TecQuipment TM25 memiliki

reservoir sebagai penampung minyak pelumas. Reservoir dihubungkan dengan dua saluran sebagai pintu masuk minyak pelumas ke dalam bantalan. Resrvoir juga dilengkapi dengan keran untuk membuka dan menutup aliran minyak pelumas ke bantalan. Sebelum melakukan pengujian tekanan pada enam belas titik pengujian harus sama agar terjadi keseimbangan tekanan. Caranya dengan membuka keran masuk minyak pelumas. Saat pengujian gelembung-gelembung udara harus dikeluarkan agar tidak terjadi kesalahan pembacaan tekanan. Salah satu caranya adalah dengan cara melakukan

pemanasan

atau

warm

up.

Pemanasan

dilakukan

dengan

menghidupkan motor dan meningkatkan kecepatan putaran secara bertahap sampai 2000 rpm, kemudian dibiarkan sampai satu jam. Setelah satu jam kecepatan putaran dikurangi hingga stabil pada 1000 rpm selama kira-kira 10 menit.

3.5

Pengujian Karakteristik (Distribusi Tekanan) Bantalan Luncur Pengujian

untuk

mendapatkan

karakteristik

bantalan

luncur

ini

menggunakan minyak pelumas SAE 15W/40 serta minyak pelumas SAE 20W/50.

49


Pada pengujian ini ditetapkan lima variasi kecepatan putaran, yaitu: 1000 rpm, 1250 rpm, 1500 rpm, 1750 rpm, 2000 rpm. Putaran poros ditetapkan searah jarum jam (clock wise). Setelah dilakukan pemanasan (warm up), kemudian putaran poros ditetapkan pada kecepatan putaran pengujian terendah, yaitu 1000 rpm, lalu dibiarkan stabil pada putaran tersebut selama 10 (sepuluh) menit, kemudian dilakukan pembacaan pada papan manometer. Demikian juga untuk putaran 1250,1500,1750 dan 2000 rpm untuk masing-masing minyak pelumas.

3.6

Pengujian Kekentalan Minyak Pelumas Pengujian kekentalan kekentalan minyak pelumas pada percobaan ini

menggunakan viskometer bola jatuh menurut Hoeppler, merek HAAKE Fissons, buatan Jerman, yang terdapat pada Laboratorium Fisika Lanjutan Universitas Sumatera Utara. Pengujian kekentalan dilakukan pada temperatur ruang 28 °C dan pada 40 °C. Namun dalam analisa nilai kekentalan yang digunakan adalah data percobaan pada temperatur 40 °C, karena kondisi temperatur operasi peralatan bantalan adalah berkisar 40 °C. Menurut buku manual HAAKE Fissons, pengujian kekentalan ini sesuai dengan standar DIN 53015.

Gambar 3.4 Viskometer Bola Jatuh Menurut Hoepper Merek HAAKE FISSON 50


BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1

Data Pengujian Kekentalan Minyak Pelumas Berikut adalah data-data hasil pengujian kekentalan minyak pelumas yang

dilakukan di Laboratorium Fisika hanjutan Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara. Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya, pengujian kekentalan pada penelitian ini menggunakan viskometer bola jatuh menurut Hoeppler.

Tabel 4.1 Data hasil pengujian massa pengukuran minyak pelumas. Volume Pengukuran (cm3)

Massa Pengukuran (gram)

Minyak Pelumas Oli SAE 15W/40

100

79,30

Minyak Pelumas Oli SAE 20W/50

100

80,33

Bahan

Tabel 4.2 Data hasil pengukuran kekentalan minyak pelumas SAE 15W/40 dan SAE 20W/50 dengan menggunakan Viskometer Bola jatuh Menurut Hoeppler dengan suhu 40o. Bahan

Waktu Jatuh Bola Baja, t (detik) tl

Minyak Pelumas SAE 15W/40

Minyak Pelumas SAE 20W/50

t2

t3

t4

t5

t6

t7

t8

t9

t10

Δt

21,72 21,9 21,41 21,72 21,44 21,74 21,45 20,40 21,70 21,67 21,522 24,17 24,2 23,45 23,40 23,55 24,12 23,60 23,51 24,20 23,44 23,765

51


4.2

Analisa Hasil Pengujian Kekentalan Minyak Pelumas Analisa Pengujian Kekentalan Minyak Pelumas dilakukan pada data hasil

pengujian dengan temperature 40oC. Rumus yang dipergunakan untuk menghitung kekentalan minyak pelumas adalah :

Δt. (

).K

Dimana: ρ1 = Massa jenis bola uji (gram/ cm 3) ρ2 = Massa pengukuran minyak pelumas (gram/ cm 3) Δt = Waktu rata-rata jatuhnya bola baja (detik) K = Konstanta bola baja (gram) µ = Kekentalan dinamik (cP) (Sumber : Fisika untuk universitas edisi ke-7 jilid 1) I.

Minyak Pelumas Oli SAE 15W/40 1

Δt. (

).K

= 21,522 . ( 7,7 – 0,7930 ).12,54 = (21,522 s) . (6,907gr/cm3) . (12,54gr) = 1864,07 cP II.

Minyak Pelumas Oli SAE 20W/50 1

Δt. (

).K

= 23,765 . (7,7 – 0,8033) . 12,54 = (23,765s) .( 6,8967gr/cm3) . (12,54gr) = 2055,30 cP

52


4.3

Data Pengujian Distribusi Tekanan Pengujian distribusi tekanan pada bantalan luncur dilakukan di

laboratorium Mesin Fluida Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Alat yang digunakan adalah Alat Uji Bantalan Luncur TM25 buatan 'TecQuipmen Ltd, Inggris. Data-data hasil pembacaan tekanan pada papan manometer peralatan bantalan luncur TecQuipment TM25 menggunakan minyak pelumas oli SAE 15W/40 dan oli SAE 20W/50. Perlu diketahui bahwa titik 1, 2, 3, 4 dan 5 berada pada arah aksial (lebar bantalan). Sedangkan distribusi tekanan di sekeliling lingkaran (objek utama penelitian ini) ditunjukkan oleh titik pengujian 3,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15, dan 16. Masing-masing titik pada keliling bantalan berjarak atau membentuk sudut 30˚. 4.3.1 Data Distribusi Tekanan Setiap Titik Pengujian Pada Bantalan luncur Dengan Menggunakan Minyak Pelumas SAE 15W/40 dan SAE 20W/50 Enam belas titik pengujian pada peralatan bantalan luncur TecQuipment TM25 menunjukkan distribusi tekanan yang terjadi di sekeliling bantalan luncur. Observasi pada manometer adalah perubahan tinggi permukaan minyak pelumas pada papan manometer akibat adanya tekanan di sekeliling bantalan luncur, sehingga data yang didapat adalah kenaikan permukaan minyak dalam satuan mm oil, oleh karena itu perlu didapat nilai dari tekanan yang terjadi di sekeliling bantalan:

53


P = ρ. g. (hl- h2) Dimana: P

= tekanan (Pa)

ρ

= massa jenis minyak pelumas (kg/m3)

g

= gaya gravitasi (9,81 m/det2)

h 1 = tinggi permukaan minyak basil pengamatan (m) h1 = tinggi mula-mula permukaan minyak pada manometer (m) (Sumber : Analisa karakteristik bantalan luncur terhadap minyak pelumas, tugas sarjana, departemen teknik mesin USU, Medan 2003). Pada titik 1. Menggunakan minyak pelumas oli SAE 15W/40 putaran 1000 rpm P

= 793 . 9,81 (0,740 - 0,6) = 793 . 9,81 . 0,14 = 1089,1 Pa

Menggunakan minyak pelumas oil SAE 20W/50 putaran 1000 rpm P

= 803,3 . 9,81 (0,870 - 0,6) = 803,3 . 9,81 . 0,27 = 2127,7 Pa Dengan cara yang sama, maka nilai tekanan untuk setiap putaran poros pada

masing-masing titik pengujian dalam satuan Pascal akan didapat. Hasilnya diberikan dalam tabel 4.7 dan Tabel 4.8 berikut.

54


Tabel 4.3 Data Pembacaan Manometer Dan Distribusi Tekanan Pada Bantalan Luncur Menggunakan Minyak Pelumas Oli SAE15W/40 Kecepatan Poros 1000 rpm

1250 rpm

1500 rpm

1750 rpm

2000 rpm

titik Sudut Kemiringan (°) Tinggi Permukaan MinyakHasil Pengamatan (m ) Tekanan (Pa) titik Sudut Kemiringan (°) Tinggi Permukaan MinyakHasil Pengamatan (m ) Tekanan (Pa) titik Sudut Kemiringan (°) Tinggi Permukaan MinyakHasil Pengamatan (m ) Tekanan (Pa) titik Sudut Kemiringan (°) Tinggi Permukaan MinyakHasil Pengamatan (m ) Tekanan (Pa) titik Sudut Kemiringan (°) Tinggi Permukaan MinyakHasil Pengamatan (m ) Tekanan (Pa)

3

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

3

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

0.84

0.820

0.58

0.345

0.245

0.355

0.32

0.445

0.53

0.62

0.745

0.84

1867.04

1711.45

‐155.59

‐1983.73

0.25 ‐ 2722.77

‐2761.66

‐1905.94

‐2178.21

‐1205.80

‐544.55

155.59

1128.00

1867.04

3

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

3

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

0.88

0.89

0.68

0.35

0.205

0.265

0.315

0.43

0.535

0.645

0.765

0.88

2178.21

2256.01

622.35

‐1944.83

0.21 ‐ 3033.94

‐3072.84

‐2606.08

‐2217.11

‐1322.49

‐505.66

350.07

1283.59

2178.21

3

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

3

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

0.9

0.92

0.725

0.365

0.13

0.215

0.31

0.425

0.54

0.655

0.78

0.9

2333.80

2489.39

972.42

‐1828.14

0.15 ‐ 3500.70

‐3656.29

‐2995.04

‐2256.01

‐1361.38

‐466.76

427.86

1400.28

2333.80

3

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

3

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

0.905

0.93

0.745

0.375

0.1

0.19

0.31

0.425

0.54

0.66

0.79

0.905

2372.70

2567.18

1128.00

‐1750.35

0.125 ‐ 3695.18

‐3889.67

‐3189.53

‐2256.01

‐1361.38

‐466.76

466.76

1478.07

2372.70

3

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

3

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

0.91

0.935

0.755

0.38

0.085

0.185

0.31

0.425

0.545

0.665

0.795

0.91

2411.59

2606.08

1205.80

‐1711.45

0.11 ‐ 3811.87

‐4006.35

‐3228.42

‐2256.01

‐1361.38

‐427.86

505.66

1516.97

2411.59

55


Dari tabel 4.3 jika disajikan dalam bentuk grafik, maka akan terbentuk kurva sebagai berikut

Grafik Distribusi Tekanan Pada Bantalan Luncur Menggunakan Minyak Pelumas SAE 15W/40 3000 2000

Tekanan (Pa)

1000 0 ‐1000

0

50

100

150

200

250

300

350

400

‐2000 ‐3000 ‐4000 ‐5000 1000 rpm

Posisi Angular (°) 1250 rpm 1500 rpm

1750 rpm

2000 rpm

Gambar 4.1 Grafik Distribusi Tekanan Pada Bantalan Luncur Menggunakan Minyak Pelumas SAE 15W/40 Pada grafik Grafik Distribusi Tekanan Pada Bantalan Luncur Menggunakan Minyak Pelumas SAE 15W/40 dapat dijelaskan sebagai berikut : 1. Tejadi gerakan penurunan tekanan minyak pelumas terhadap bantalan luncur, penurunan tekanan dimulai dari titik 8 posisi angular 90°, sampai titik 14 posisi angular 270°. Untuk minyak pelumas oli SAE 15W/40 penurunan tekanan khusus pada putaran 1000 terjadi pada titik 7 posisi angular 60°. Penurunan tekanan pada minyak pelumas oli SAE 15W/40 terjadi sampai titik 14 posisi angular 270°. 2. Gerakan penurunan tekanan pada grafik terjadi karena pengaruh tekanan atmosfer, yaitu berada dibawah tekanan atmosfer atau berada pada posisi vacum (kedap udara). Terjadi vacum dapat juga dipengaruhi oleh titik

56


observasi pada bantalan luncur yaitu titik 8,9,10,11,12 dan 13 posisi angular 90°, 120°, 150°, 180°, 210° dan 240° berada dibawah pada bantalan luncur. 3.. Grafik kembali naik dimulai dari titik 14 posisi angular 270° sampai titik 3 posisi angular 360°/0°. Gerakan naik grafik karena titik observasi 14,15,16 dan 3, posisi angular 270°, 300°, 330°, 360°/0°, berada diatas pada bantalan luncur dan berada pada tekanan atmosfer. Tetapi pada minyak pelumas oli kemasan SAE 20W/40 gerakan naik dimulai pada titik 15, karena titik 14 masih dalam keadaan vacum.

Tabel..4.4 Data Pembacaan Manometer dan Distribusi tekanan pada Sekeliling Bantalan Luncur Menggunakan Minyak Pelumas Oli SAE 15W/40 Kecepatan Poros

titik

3

4

5

1

2

3

0

7,5

15

345

352,5

360

1000 rpm

Sudut Kemiringan (°) Tinggi Permukaan Minyak (m )

0,84

0,825

0,755

0,74

0,82

0,84

Tekanan (Pa)

1250 rpm

1867,04

1750,35

1205,80

1089,11

1711,45

1867,04

titik

3

4

5

1

2

3


0

7,5

15

345

352,5

360

0,88

0,865

0,795

0,735

0,86

0,88

Tekanan (Pa)

1500 rpm

2178,21

2061,52

1516,97

1050,21

2022,63

2178,21

titik

3

4

5

1

2

3


0

7,5

15

345

352,5

360

0,9

0,885

0,82

0,81

0,875

0,9

2333,80

2217,11

1711,45

1633,66

2139,32

2333,80

Tekanan (Pa)

1750 rpm

titik

3

4

5

1

2

3


0

7,5

15

345

352,5

360

Tekanan (Pa)

2000 rpm

0,905

0,89

0,83

0,82

0,88

0,905

2372,70

2256,01

1789,25

1711,45

2178,21

2372,70

titik

3

4

5

1

2

3


0

7,5

15

345

352,5

360

Tekanan (Pa)

0,91

0,9

0,84

0,825

0,885

0,91

2411,59

2333,80

1867,04

1750,35

2217,11

2411,59

57


Jika data tabel diatas disajikan dalam grafik maka akan terbentuk kurva sebagai Berikut : Grafik Distribusi Tekanan di Sekeliling Bantalan Luncur dengan Minyak Pelumas SAE 15W/40

3000

TEKANAN (Pa)

2500 2000 1500 1000 500 0 0 1000 rpm

120

240

POSISI Aksial (˚) 1250 rpm 1500 rpm

360 1750 rpm

2000 rpm

Gambar 4.2 Grafik Distribusi tekanan disekeliling bantalan luncur menggunakan minyak pelumas SAE 15W/40 Pada grafik arah aksisl pada bantalan luncur tidak terjadi penurunan tekanan minyak pelumas pada bantalan luncur sampai posisi minus karena, posisi titik 1,2,3,4,dan 5 berada pada arah aksial (lebar) bantalan dan titik tersebut terletak di atas pada bantalan. Sehingga titik 1,2,3,4 dan 5 berada pada tekanan atmosfer sehingga tidak terjadi vacum (kedapudara). Pada titik 1, 2, 4, 5 dengan sudut kemiringan 7,5° , 15°, 345°, 352,5°terjadi penurunan tekanan dan kembali naik pada titik 3 dengan sudut kemiringan 360°

58


Tabel 4.5 Data Pembacaan Manometer Dan Distribusi Tekanan Pada Bantalan Luncur Menggunakan Minyak Pelumas Oli SAE20W/50

Kecepatan Poros

1000 rpm

titik

3

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

3

Sudut Kemiringan (°)

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

Tinggi Permukaan Minyak (m )

0,965

1,04

0,92

0,535

0,25

0,24

0,355

0,47

0,57

0,675

0,775

0,89

0,965

2839,46

3422,91

2489,39

-505,66

-2722,77

-2800,56

-1905,94

-1011,31

-233,38

583,45

1361,38

2256,01

2839,46

titik

3

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

3


0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

1,04

1,13

0,995

0,51

0,175

0,2

0,335

0,455

0,575

0,675

0,78

0,905

1,04

3422,91

4123,04

3072,84

-700,14

-3306,22

-3111,73

-2061,52

-1128,00

-194,48

583,45

1400,28

2372,70

3422,91

titik

3

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

3


0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

1,05

1,15

1,01

0,505

0,17

0,22

0,255

0,48

0,58

0,68

0,785

0,91

1,05

3500,70

4278,63

3189,53

-739,04

-3345,11

-2956,15

-2683,87

-933,52

-155,59

622,35

1439,18

2411,59

3500,70

titik

3

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

3


0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

1,055

1,155

1,02

0,51

0,18

0,23

0,37

0,49

0,59

0,69

0,79

0,92

1,055

3539,60

4317,53

3267,32

-700,14

-3267,32

-2878,35

-1789,25

-855,73

-77,79

700,14

1478,07

2489,39

3539,60

titik

3

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

3


0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

1,065

1,16

1,02

0,515

0,18

0,24

0,375

0,5

0,6

0,69

0,8

0,95

1,065

3617,39

4356,42

3267,32

-661,24

-3267,32

-2800,56

-1750,35

-777,93

0,00

700,14

1555,87

2722,77

3617,39

Tekanan (Pa)

1250 rpm

Tinggi Permukaan Minyak (m ) Tekanan (Pa)

1500 rpm


1750 rpm


2000 rpm


59


Dari tabel 4.5 jika disajikan dalam bentuk grafik, maka akan terbentuk kurva sebagai berikut : 5000

Grafik Distribusi Tekanan Pada Bantalan Luncur Menggunakan Minyak Pelumas SAE 20W/50

4000

Tekanan (pa)

3000 2000 1000 0 ‐1000

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

‐2000 ‐3000 ‐4000

posisi angular (˚) 1250 rpm

1000 rpm

1500 rpm

1750 rpm

2000 rpm

Gambar 4.3 Grafik Distribusi Tekanan Pada Bantalan Luncur Menggunakan Minyak Pelumas SAE 20W/50 Pada grafik Grafik Distribusi Tekanan Pada Bantalan Luncur Menggunakan Minyak Pelumas SAE 20W/50 dapat dijelaskan sebagai berikut : . 1. Terjadi gerakan penurunan tekanan minyak pelumas terhadap bantalan luncur, penurunan tekanan dimulai dari titik 8 posisi angular 90° sampai dengan titik 13 posisi angular 240°. 2. Gerakan penurunan tekanan pada grafik terjadi karena pengaruh tekanan atmosfer yaitu berada dibawah tekanan atmosfer atau berada pada posisi vacum (kedap udara). Terjadi vacum karena titik obsevasi pada bantalan luncur

yaitu

titik

8,9,10,11,12

dan

13,

posisi

angular

90°,120°,150°,180°,210° dan 240°, berada dibawah pada bantalan.

60


3. Dan grafik kembali naik dimulai dari titik 14 posisi angular 270° sampai titik 3 posisi angular 360°/0°. Gerakan naik grafik dipengaruhi karena titik obsevasi 14,15,16 dan 3, posisi angular 270°,300°,330°,360°/0°, berada diatas dan berada pada tekanan atmosfer.

Tabel 4.6 Data Pembacaan Manometer dan Distribusi tekanan pada Sekeliling Bantalan Luncur Menggunakan Minyak Pelumas Oli SAE 20W/50.

Kecepatan Poros

Titik

3

4

5

1

2

3

0

7,5

15

345

352,5

360

1000 rpm


0,965

0,95

0,905

0,87

0,94

0,965

2839,46

2722,77

2372,70

2100,42

2644,97

2839,46

Titik

3

4

5

1

2

3


0

7,5

15

345

352,5

360

1,04

1,085

0,965

0,95

1,015

1,04

3422,9052

3772,9751

2839,4555

2722,7655

3228,422

3422,9052

Titik

3

4

5

1

2

3


0

7,5

15

345

352,5

360

1,05

1,035

0,975

0,97

1,04

1,05

3500,6985

3384,0086

2917,2488

2878,3521

3422,9052

3500,6985

Titik

3

4

5

1

2

3


0

7,5

15

345

352,5

360

1,055

1,045

0,985

0,975

1,035

1,055

3539,5952

3461,8019

2995,0421

2917,2488

3384,0086

3539,5952

Titik

3

4

5

1

2

3


0

7,5

15

345

352,5

360

1,065

1,05

0,99

0,98

1,04

1,065

3617,3885

3500,6985

3033,9387

2956,1454

3422,9052

3617,3885

Tekanan (Pa)

1250 rpm

Tekanan (Pa)

1500 rpm

Tekanan (Pa)

1750 rpm

Tekanan (Pa)

2000 rpm

Tekanan (Pa)

61


Jika data tabel diatas disajikan dalam grafik maka akan terbentuk kurva sebagai berikut : Grafik Distribusi Tekanan di Sekeliling Bantalan Luncur dengan Minyak Pelumas SAE 20W/50 4000 3500

Tekanan (Pa)

3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0 1000 rpm

120

arah aksial (˚)

1250 rpm

1500 rpm

240

360 1750 rpm

2000 rpm

Gambar 4.4 Grafik Distribusi tekanan disekeliling bantalan luncur menggunakan minyak pelumas SAE 20W/50

Untuk grafik distribusi tekanan lapisan minyak pelumas arah aksial pada bantalan luncur yang menggunakan minyak pelumas oli SAE 20W/50. pada gambar grafik 4.5 yang menggunakan minyak pelumas oli SAE 20W/50, tekanan rninyak pelumas pada titik 1 sudah mencapai tekanan 2000pa. Pada setiap putaran untuk kedua jenis minyak pelumas, tekanan maksimum terjadi pada titik 3 dan kembali turun sampai ke titik 5. Pada grafik arah aksisl pada bantalan luncur tidak terjadi penurunan tekanan minyak pelumas pada bantalan luncur sampai posisi minus karena, posisi titik

62


1,2,3,4,dan 5 berada pada arah aksial (lebar) bantalan dan titik tersebut terletak di atas pada bantalan. Sehingga titik 1,2,3,4 dan 5 berada pada tekanan atmosfer sehingga tidak terjadi vacum (kedapudara).

4.4

Analisa Tekanan Pada Bantalan Luncur Menggunakan Persamaan Tekanan Sommerfeld. Hasil percobaan dianalisa menggunakan persamaan tekanan Sommerfeld.

Persamaan tekanan Sommerfeld untuk bantalan luncur adalah sebagai berikut: 6 sin 2

Jika nilai

2 1

cos cos

diganti dengan k, maka persamaan menjadi: sin 2 cos 1 cos

(sumber: Matakuliah teknik pelumasan, A.Halim Nasution, M,Sc. Departemen Teknik Mesin USU)

Dari grafik ditentukan titik tekanan maksimum (P-P0) max; pada kasus ini adalah θm = 300 pada (P-P0) max = 1949,9 Pa. Oleh karena itu: cos 30

3 2

63


6 sin 2

2 1

cos cos

(sumber: Matakuliah teknik pelunasan, A.Halim Nasution, M,Sc. Departemen Teknik Mesin USU)

Dari kurva pengujian bantalan luncur menggunakan minyak pelumas oli SAE 15W/40 pada putaran 1000 rpm: θm = 300 (P-P0) max = 1711,4 Pa Dimana: cos 3

cos 30

0,86

2 3 2

0,86

3

1,72

0

ε = 0,43 Untuk mendapatkan nilai yang memenuhi, masing-masing harga ε tersebut dimasukkan ke dalam persamaan di bawah ini: sin 2 cos 1 cos

1711,4

sin 30 2 0,34 cos 30 1 0,43 cos 30

= 1110,6

64


Maka harga ε yang memenuhi pada 1000 rpm adalah 0,43 ε = 0,43 k = 1110,6 P Dengan cara yang sama nilai ε dan k dapat diperoleh untuk masing-masing pengujian, dan hasilnya dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel 4.7 Nilai (ε) dan (k) terhadap minyak pelumas oli SAE 15W/40. Putaran poros (rpm) 1000

Θm (o) 30˚

(P-P0)max (Pa) 1711,4

0,43

K (Pa) 1110,6

1250

30˚

2256,0

0,43

1464,0

1500

30˚

2489,3

0,43

1613,0

1750

30˚

2567,1

0,43

1663,4

2000

30˚

2606,0

0,43

1688,6

ε

Tabel 4.8 Nilai (ε) dan (k) terhadap minyak pelumas oli SAE 20W/50. Putaran poros (rpm) 1000

Θm (o) 30˚

(P-P0)max (Pa) 3667,3

0,43

K (Pa) 2376,4

1250

30˚

4176,3

0,43

2706,2

1500

30˚

4334,2

0,43

2808,5

1750

30˚

4373,6

0,43

2834,0

2000

30˚

4413,0

0,43

2859,6

ε

65


4.5

Analisa Beban Bantalan Luncur Beban total sepanjang bantalan luncur sesuai dengan persamaan yang

diberikan oleh Sommerfeld (persamaan 2.27) adalah:

P

k

2πdr √1

ε

Dimana: 1 = panjang efektif bantalan = 0,07 m r = jari-jari poros = 0,025 m k = angka Sommerfeld untuk bantalan luncur maka persamaan diatas dapat dibuat menjadi: P

P

k

2π. 0,07.0.025 √1

0,011

ε k

√1

ε

Beban total yang terjadi pada pengujian bantalan luncur terhadap minyak pelumas oli SAE 15W/40: Pada putaran 1000 rpm: ε = 0,43 K = 1110,6 Maka:

0,011

, ,

= 13,5 N Dengan cara yang sama dilakukan perhitungan untuk setiap putaran poros.

66


Dilihat pada tabel berikut.

Tabel 4.9 Beban total pada bantalan luncur terhadap minyak pelumas oli SAE 15W/40. Putaran Poros (rpm)

ε

k

P (newton)

1000

0,43

1110,6

13,5

1250

0,43

1464.0

17,8

1500

0,43

1613,0

19,7

1750

0,43

1663,4

20,3

2000

0,43

1688,6

20,6

Tabel 4.10 Beban total pada bantalan luncur terhadap minyak pelumas oli SAE 20W/50. Putaran poros (rpm) 1000

ε

k

P (newton)

0,43

1901,1

23,2

1250

0,43

2154,5

26,3

1500

0,43

2433,3

29,7

1750

0,43

2458,7

30

2000

0,43

2498,2

30,5

67


4.6

Pembahasan Terhadap Grafik Distribusi Tekanan

4.6.1

Pengaruh putaran poros terhadap tekanan pada bantalan Berdasarkan hasil percobaan terhadap 2 sampel jenis minyak pelumas oli

kemasan. Pada grafik dapat dilihat perbedaan tekanan yang berbeda pada setiap putaran poros. Tekanan minyak pelumas oli SAE 15W/40 pada bantalan luncur lebih rendah dibandingkan dengan tekanan minyak pelumas oli SAE 20W/50. Pengaruh perbedaan tekanan diantara kedua jenis sampel minyak pelumas ini karena perbedaan kekentalan.

4.6.2 Tekanan maksimum dan minimum pada bantalan pada setiap putaran poros  Oli SAE 15W/40 Putaran 1000 rpm P max = 1711,4 (pada titik 6 posisi angular 300) P min = -2761,6 (pada titik 10 posisi angular 1500) Putaran 1250 rpm P max = 2256,0 (pada titik 6 posisi angular 300) P min = -3072,8 (pada titik 10 posisi angular 1500) Putaran 1500 rpm P max = 2489,3 (pada titik 6 posisi angular 300) P min = -3656,2 (pada titik 10 posisi angular 1500)

68


Putaran 1750 rpm P max = 2567,1 (pada titik 6 posisi angular 300) P min = -3889,6 (pada titik 10 posisi angular 1500) Putaran 2000 rpm P max = 2606,0 (pada titik 6 posisi angular 300) P min = -4006,3 (pada titik 10 posisi angular 1500)

 Oli SAE 20W/50 Putaran 1000 rpm P max = 3667,3 (pada titik 6 posisi angular 300) P min = -2836,6 (pada titik 10 posisi angular 1500) Putaran 1250 rpm P max = 4176,3 (pada titik 6 posisi angular 300) P min = -3349,1 (pada titik 10 posisi angular 1500) Putaran 1500 rpm P max = 4334,2 (pada titik 6 posisi angular 300) P min = -3388,5 (pada titik 10 posisi angular 1500) Putaran 1750 rpm P max = 4373,2 (pada titik 6 posisi angular 300) P min = -3309,7 (pada titik 10 posisi angular 1500) Putaran 2000 rpm P max = 4413,0 (pada titik 6 posisi angular 300) P min = -3369,7 (pada titik 10 posisi angular 1500)

69


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1

Kesimpulan Berdasarkan hasil pengujian tekanan minyak pelumas pada bantalan

luncur menggunakan minyak pelumas oli SAE 15W/40, dan oli SAE 20W/50 adalah sebagai berikut: 1.

Berdasarkan hasil penelitian diperoleh karakteristik distribusi tekanan antara 2 jenis minyak pelumas yaitu: a. Tekanan minyak pelumas SAE 15W/40 pada bantalan luncur paling besar diperoleh pada saat putaran 2000 rpm dengan sudut 30o yaitu sebesar 2606 Pa, dan tekanan paling kecil terjadi pada putaran 2000 rpm dengan sudut 150o yaitu sebesar - 4006,3 Pa b. Tekanan minyak pelumas SAE 20W/50 pada bantalan luncur paling besar diperoleh pada saat putar 2000 rpm dengan sudut 30o yaitu sebesar 4356,42Pa dengan dan tekanan paling kecil terjadi pada putaran 2000 rpm dengan sudut 150o yaitu sebesar -3369,7Pa c. Kekentalan minyak pelumas SAE 15W/40 adalah sebesar 1864,07 cP , dan kekentalan minyak pelumas SAE 20W/50 adalah sebesar 2055,30 cP

2. Berdasarkan hasil penelitian, dari grafik distribusi tekanan Sommerfeld terlihat jelas bahwa tekanan minyak pelumas oli SAE 20W/50 lebih tinggi dibandingkan dengan minyak pelumas oli SAE 15W/40. Ini diakibatkan oleh perbedaan kekentalan minyak pelumas oli.

70 Universitas Sumatera Utara

3. Tekanan yang semakin meningkat akibat putaran poros ditingkatkan, dengan meningkatnya tekanan pada bantalan luncur maka beban yang diterima oleh bantalan lucur juga semakin besar yaitu beban maksimal yang diterima sebesar 30,5 Newton. Sehingga lapisan tipis minyak pelumas pada bantalan akan semakin tebal yang mengakibatkan berkurangnya tekanan pada dinding bantalan luncur. 1.2

Saran

1.

Pengaruh temperature sangat besar terhadap kekentalan minyak pelumas, oleh karena itu diperlukan alat untuk mengukur kekentalan minyak saat mesin beroperasi.

2.

Getaran yang terjadi pada alat uji dapat mengganggu pembacaan tekanan pada manometer, oleh karena itu diharapkan pada penelitian selanjutnya diperlukan analisa untuk mengetahui pengaruh getaran tersebut.

3.

Diperlukan penelitian lanjutan pada bantalan luncur untuk mengetahui pengaruh penambahan aditif pada minyak pelumas.

71 Universitas Sumatera Utara

40 TIDAK

Recommend Documents