II-1
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1.
Pelumasan Menurut A.R Lansdown (2003) “Pelumas adalah salah satu penopang
utama dari kerja sebuah mesin. Pelumas juga menentukan performance dan
endurance dari mesin, maka semakin baik kualitas pelumas yang digunakan,
semakin baik pula performance dan endurance mesin”. Fungsi utama pelumas ada dua, yaitu untuk mencegah terjadinya kontak langsung antara komponen yang terbuat dari logam dan sebagai pendingin. Pelumas harus mampu mengurangi
panas yang ditimbulkan oleh gesekan antar komponen yang bergerak pada mesin. “Dengan melakukan penerapan prinsip-prinsip pelumasan/tribologi maka industri dapat menghemat biaya perawatan. Berdasarkan data dari British Lubrication Engineering Work Group, 1990. Industry di Inggris dapat melakukan penghematan sebesar US$ 800 millions/tahun, sedangkan di Amerika Serikat sebesar US$ 2,8 billions/tahun”. Interaksi antar permukaan padat yang saling bergerak relatif yang dialami pada komponen mesin.
Gambar 1 . Interaksi antar permukaan padat[1]
II-2
Pada komponen yang saling berpasangan, adanya beban dan kontak
permukaan menimbulkan gaya gesek sehingga terjadi panas. Pelumas, disamping
berfungsi sebagai pemisah agar koefisien gesekan rendah, juga harus berfungsi sebagai pendingin. Disamping itu pelumas juga berfungsi sebagai pembersih dan pembawa butiran keausan keluar dari permukaan kontak kedua komponen.
Adanya panas dapat mengakibatkan perubahan struktur pada material. Ada dua jenis/tipe gesekan antara dua permukaan padat, yaitu : 2.1.1. Gesekan Statis
Bila gaya aksi yang diterapkan tidak mampu untuk menggerakkan
sehingga benda tetap diam/statik. Besar gaya gesek : benda,
Ff = fs Fn, dimana fs adalah koefisien gesek statik
Harga
f ≤f d
s
2.1.2. Gesekan Dinamis Bila gaya aksi yang diterapkan mampu untuk menggerakkan benda, sehingga benda bergerak. Besar gaya gesek : Ff = fd Fn, dimana fd adalah koefisien gesek dinamik
Harga f ≥ f d
s
Pada komponen mesin, perhatian lebih diarahkan pada
gesakan
dinamik seperti pada dua kasus utama berikut: 2.1.2.1.
Gesekan Luncur Gesekan yang terjadi pada sebuah permukaan meluncur pada
permukaan yang lain. Gesekan tipe ini terjadi pada plain bearings, cylinders, slides, cross heads, etc. 2.1.2.2.
Gesekan rol Gesekan yang terjadi pada sebuah permukaan yang
melakukan
gerakan rol pada permukaan yang lain dan dapat menyebabkan terjadinya deformasi
(swell)
dan
dapat
menghambat
gerakan.
memperbaiki/mengurangi kondisi ini maka dipilih material yang keras.
Untuk
II-3
Gambar 2 . Gesekan luncur (kiri) dan gesekan rol (kanan)[2]
2.2.
Oil Film
Pelumasan yang berada diantara dua benda bergesek, membentuk lapisan pelumas tipis dan disebut lubricating oil film . Bentuk bentuk dari
lubricating oil film adalah sebagai brikut :
2.2.1. Thick hydrodynamic film Pada thick hydrodynamic films memiliki ketebalan film ±25 micron dan dipergunakan untuk beban yang ringan dan area kontak permukaan pelumasan yang agak luas. 2.2.2. Elasto hydrodynamic (EHD) film Menurut arti bahasa “elasto” berarti deformasi elastis pada kedua permukaan harus terjadi sebelum lapisan film terbentuk. Tekanan diantara permukaan pelumas dan logam sangat tinggi, karena pelumas dipaksa masuk kedalam contact area. Lapisan film sangat tipis,0.25-1.25 micron. Biasanya terjadi pada journal bearing dan mesin gears. 2.2.3. Solid films Dapat disebut juga dengan „Boundary lubrication‟. Dipakai jika pelumas minyak atau grease tidak bisa dipakai karena masalah sealing, masalah lingkungan dsb. Umumnya memakai pelumas padatan seperti PTFE, MoS2, polyethylene. Contoh : fan kecil, mesin jam tangan/beker/dinding. 2.3.
Tipe Pelumas Didalam dunia industri telah diproduksi jenis pelumasan sebagai
berikut : 1. Lubricating oil adalah Pelumas yang berbentuk cairan 2. Lubricating grases adalah pelumas yang berbentuk semi cair 3. Synthetic lubricants adalah pelumasan buatan atau rekayasa teknologi
II-4
Adapun hasil dari proses pemurnian / refinery dari virgin oil, minyak
mentah atau crude oil adalah sebagai brikut :
1. Light products : gas gasoline, kerosene, solvents, fuel oil, diesel fuel, chemicals, dan asphalts 2. Heavy products : lubricating oil dan waxes
2.4.
Pompa Pompa merupakan peralatan utama yang sangat penting dalam dunia
industri. Pemakaian pompa yang pada awalnya hanya terbatas pada penyediaan air
untuk keperluan sehari-hari, tetapi seiring dengan berkembangnya teknologi di industri saat ini, pompa banyak digunakan untuk kebutuhan di berbagai sektor
industri terutama di industri proses, industri kimia, industri tekstil, industri minyak, industri pembangkitan tenaga listrik, irigasi, perusahaan air bersih, untuk pelayanan gedung dan lain-lain. 2.4.1. Pengertian dan Fungsi Pompa Pompa berfungsi mengkonversikan energi mekanis poros dari penggerak mula menjadi energi potensial atau tekanan fluida (zat) cair. Pompa digunakan untuk mengangkat zat cair dari tempat yang lebih rendah ke tempat yang lebih tinggi atau mengalirkan cairan ke tempat yang menghasilkan tekanan atau ketinggian tertentu, dimana tidak dimungkinkannya cairan tersebut mengalir secara alami. Pompa juga dapat digunakan untuk mensirkulasikan
cairan,
misalnya air pendingin atau pelumas yang melewati mesin-mesin dan peralatan. Penggunaan pompa yang demikian luas dengan berbagai macam jenis dan bentuknya, memerlukan pengetahuan yang cukup tentang penerapan dan pemilihan jenis atau tipe pompa yang tepat sesuai dengan kebutuhan, kondisi dan lingkungan operasi yang dilayaninya. Pengetahuan yang diperlukan tersebut mulai dari tujuan penggunaannya, jenis dan sifat zat cair yang dipompakan, keadaan lingkungan, head dan kapasitasnya, pemilihan penggeraknya, bahkan sampai pada konstruksi, pemasangan/instalasi dan perawatannya. 2.4.2. Klasifikasi Pompa Pompa bekerja karena adanya perbedaan tekanan antara sisi masuk dan sisi keluar oleh elemen bergerak pada pompa seperti piston, plunger, lobe, impeler dan lain-lain. Berdasarkan kepada mekanisme konversi energinya, pompa
II-5
secara umum diklasifikasikan menjadi dua kelompok seperti ditunjukkan pada
Gambar 8, yaitu:
1) Pompa tekanan statik atau pompa perpindahan positip (positive displacement pump)
2) Pompa tekanan dinamik atau pompa dinamik (dynamic pump)
Pada prinsipnya, cairan apapun dapat ditangani oleh berbagai jenis pompa. Pompa sentrifugal biasanya yang paling ekonomis diikuti oleh pompa rotari dan bolak-balik/resiprok. Meskipun pompa perpindahan positif biasanya efisien daripada pompa sentrifugal, namun keuntungan efisiensi yang lebih lebih
tinggi tersebut cenderung diimbangi dengan meningkatnya biaya perawatan.
Gambar 3 . Klasifikasi pompa [3]
2.5.
Control Timer Timer adalah alat penghitung waktu, jika waktu yang telah diterapkan
pada set point tercapai maka output kontaknya akan tercapai. Ada dua macam jenis timer yang pertama timer on delay dan yang kedua adalah timer off delay. Timer on delay bekerja ketika tegangan suplai masuk sedangkan timer off delay bekerja pada saat tegangan suplai terputus atau off. 2.5.1.
Timer Omron H3CR - A8 Timer Omron H3CR – A8 adalah jenis timer analog yang dapat
digunakan pada sumber tegangan AC/DC besar suplai tegangan yang dapat diberikan antara 100 sampai 240 VAC dan 100 sampai 125 VDC, dan memiliki
II-6
range waktu dari 0.05 detik hingga 300 jam. Timer ini memiliki delapan pin
dengan empat mode pengoprasiaan seperti brikut:
2.5.1.1. Mode pengopresian A
Pada mode ini memiliki siklus seperti berikut. ketika power on, maka
output yang dihasilkan timer akan delay sesuai dengan pengaturan waktu delay
yang telah diatur sampai power suplai terhenti. Dan ketika power suplai kembali on maka kinerja timer akan kembali seperti siklus tersebut.
Gambar 4 . diagram timer mode A Omron H3CR – A8 [8]
2.5.1.2. Mode pengoprasian B2 Pada mode ini memiliki siklus seperti brikut. ketika power on, maka output yang akan dihasilkan timer akan langsung on dalam kurun waktu yang telah diatur kemudian akan off atau delay dalam beberapa waktu kemudian akan on kembali sesuai waktu yang telah di atur dalam timer dan siklusnya akan terus seperti itu sampai power suplai terhenti, Dan ketika power suplai kembali on maka kinerja timer akan kembali seperti siklus tersebut.
Gambar 5 . diagram timer mode B2 Omron H3CR – A8 [8]
2.5.1.3. Mode pengoprasian E Pada mode ini memiliki siklus seperti berikut. Ketika power on, maka output yang akan dihasilkan oleh timer akan langsung on selama interval waktu
II-7
tertentu sesuai dengan waktu yang telah diatur, sampai power suplai terhenti. Dan
ketika power suplai kembali on maka kinerja timer akan kembali seperti siklus
tersebut.
Gambar 6 . diagram timer mode E Omron H3CR – A8 [8]
2.5.1.4. Mode pengoprasian J Pada mode ini memiliki siklus seperti berikut. ketika power on, maka output yang dihasilkan timer akan delay sesuai dengan pengaturan waktu delay yang telah diatur. Kemudian akan on selama 1 detik (±0.6 sec) dan akan langsung off kembali sampai power suplai terhenti. Waktu pengaktifan selama 1 detik telah diatur oleh pabrik pembuat, sehingga tidak dapat diatur secara manual. Dan ketika power suplai kembali on maka kinerja timer akan kembali seperti siklus tersebut.
Gambar 7 . diagram timer mode J Omron H3CR – A8 [8]
II-8
Gambar 8 . timer Omron H3CR – A8 [8]
Timer Theben 2.5.2.
Timer Theben SYN 161 h adalah jenis timer analog yang dapat
digunakan pada sumber tegangang AC besar suplai tegangan yang dapat diberikan
antara 220 sampai 240 VAC, dan memiliki range waktu dari 30 menit hingga 24 jam. Fungsi timer ini adalah dapat mengaktifkan power suplai pada jam tertentu sesuai pengaturan waktu yang telah diatur dalam jangka waktu 24 jam. Dan memiliki batrai cadangan hingga 72 jam atau 3 hari.
Gambar 9 . Diagram timer Theben SYN 161 h [9]
Pada diagram timer diatas timer Theben dapat diatur beberapa kali dalam kurun waktu 24 jam sesuai dengan aplikasi penggunaanya.
Gambar 10 . timer Theben SYN 161 h [9]
II-9
2.6.
Katup Salah satu komponen penting dalam sistem pemipaan adalah Katup
(Valves), yang berperan sebagai pengatur, pengarah, sekaligus pengontrol aliran fluida dalam sistem perpipaan. Pemasangan katup yang ditempatkan pada satu titik dalam instalasi pemipaan, berfungsi :
1. Untuk membuka atau menutup aliran fluida 2. Untuk mengatur debit fluida 3. Untuk memindahkan rute aliran 4. Untuk mengeluarkan fluida dari suatu sistem instalasi Konstruksi dan Operasi Katup 2.6.1.
Konstruksi katup disesuaikan dengan sifat pelayanan dan metode operasinya, adapun jenis katup adalah sebagai berikut : 1. Gate Valve
: Digunakan untuk mengatur aliran dengan cara membuka atau menutup, sesuai dengan kebutuhan aliran tersebut. Pengoperasiannya dengan memutar sebuah roda.
2. Globe Valve
: Digunakan untuk membuka seluruh aliran, atau menutup sama sekali dari aliran tersebut. Pengoperasiannya dengan memutar sebuah roda.
3. Check Valve
: Digunakan hanya untuk mengalirkan aliran kesatu arah saja, dan mencegah terjadinya aliran balik. Katup ini sering disebut juga dengan nama one way valves.
Ada 3 jenis katup menurut fungsinya dengan operasi menutupmembukanya dapat dilakukan dengan cepat, ke 3 Katup tersebut adalah : 1. Butterfly Valve
: memiliki yang tingkap tipis dan ringan, digunakan untuk menutup dan membukakan aliran air.
2. Ball Valve
: Digunakan untuk menutup dan membukakan aliran gas atau berbagai macam fluida yang terkompresikan.
3. Plug Valve
: Digunakan untuk menutup dan membukakan aliran minyak dan pelumas kental (fluida viscositas rendah).
II-10
2.6.2. Jenis-jenis Katup :
1. Gate Valve
6. Diaphragma Valve
2. Ball Valve
7. Knife Gate Valve
3. Globe Valve
8. Needle Valve
4. Check Valve
9. Plug Valve
5. Butterfly Valve
10. Water Check Valve
2.6.3. Bahan atau Material Katup
Dalam rancangan sistem, Bahan atau Material Katup sangat penting
untuk menjadi bahan pertimbangan.
1. Katup dengan bahan dari kuningan ; beroperasi pada suhu dibawah 450ºF, bila suhu operasi lebih besar dari 550ºF maka katup yang dipakai harus berbahan Perunggu, yang biasanya berdiameter minimum 3”, dan tekanan dapat lebih besar dari 330 PSI. 2. Katup dengan bahan dari Besi ; jenisnya mulai dari Katup yang berbahan Cast Iron untuk ukuran kecil sampai dengan yang berbahan High Strength Metal Alloy Cast untuk ukuran besar, katup yang kedua tersebut tidak diperuntukan bagi suhu diatas 450ºF. 3. Katup dengan bahan dari Baja ; khusus digunakan untuk tekanan dan suhu kerja yang tinggi. 4. Katup dengan bahan dari Stainless Steel ; hanya digunakan untuk suhu opersi rendah, dengan tingkat kekorosifan aliran fluida yang tinggi.
