MODUL

MODUL I
TEKNOLOGI PENGELASAN
Marzuki Hamsad, Harlin, M. Yanis


Kompetensi : a. Peserta mengetahui dan memahami metode penyambungan dengan cara pengelasan
b. Peserta dapat menjelaskan ciri dari metode pengelasan logam yang umum dilakukan serta keuntungan dan kerugiannya masing-masing.


A. Pendahuluan
Pada saat ini teknik las telah dipergunakan secara luas dalam penyambungan komponen pada konstruksi bangunan baja dan konstruksi mesin. Luasnya penggunaan teknologi ini disebabkan karena bangunan dan mesin yang dibuat dengan teknik pengelasan menjadi lebih ringan dan proses pembuatan lebih sederhana, sehingga biaya keseluruhannya menjadi lebih murah. Berdasarkan definisi dari DIN (Deutche Industrie Normen) Las adalah ikatan metalurgi pada sambungan logam atau logam paduan yang dilakukan dalam keadaan cair. Las merupakan sambungan setempat dari beberapa batang logam dengan mempergunakan energi panas.
Dari penemuaan benda-benda sejarah dapat diketahui bahwa teknik penyambungan logam telah diketahui sejak zaman prasejarah. Jumlah penemuaan pada tahun-tahun tertentu dan perkembangan jenis pengelasan yang ditemukan dapat dilihat gambar dibawah ini.

Gambar 1. Perkembangan cara pengelasan


B. Klasifikasi Cara-Cara Pengelasan
Berdasarkan cara kerja pengelasan diklasifikasikan dalam tiga kelas utama yaitu :
1. Pengelasan cair, yaitu cara pengelasan dimana sambungan dipanaskan sampai mencairdengan sumber panas dari busur listrik atau semburan api gas yang terbakar.
a. Las busur
- Las elektroda terumpan, terdiri atas las busur gas (Las MIG, Las busur CO2), Las busur fluks.
- Las elektroda tak terumpan, yaitu Las TIG atau las wolfram gas
b. Las gas
c. Las listrik terak
d. Las listrik gas
e. Las sinar elektron
f. Las busur plasma
2. Pengelasan tekan, yaitu cara pengelesan dimana sambungan dipanaskan dan kemudian ditekan hingga menjadi satu.
a. Las resistensi listrik d. Las induksi
b. Las tekan gas e. Las ultrasonik
c. Las tempa
3. Pematrian, yaitu cara pengelasan dimana sambungan diikat dan disatukan dengan menggunakan paduan logam yang mempunyai titik cair rendah. Dengan car ini logam induk tidak turut mencair.
a. Pembrasingan
b. Penyolderan

Cara pengelasan yang paling banyak digunakan pada saat ini adalah pengelasan cair dengan busur dan gas. Proses pemotongan logam dengan las adalah proses pemotongan logam yang didasarkan atas mencairkan logam yang dipotong. Cara yang banyak digunakan dalam pengelasan adalah pemotongan dengan gas oksigen dan pemotongan dengan busur listrik. Agar sambungan las cukup kuat, sambungan tersebut harus dirancang sesuai dengan cara penggunaannya.

Gambar 2. Jenis sambungan las
C. Las Elektroda Terbungkus
Las elektroda terbungkus adalah cara pengelasan yang banyak digunakan pada saat ini. Cara ini digunakan kawat elektroda logam yang dibungkus dengan fluks. Pada gambar berikut dapat dilihat busur listrik terbentuk di antara logam induk dan ujung elektroda. Karena panas dari busur ini maka logam induk dan ujung elektroda tersebut mencair dan kemudian membeku bersama.
Pada pemindahan logam elektroda terjadi pada saat ujung elektroda mencair dan membentuk butir-butir yang terbawa oleh arus busur listrik yang terjadi. Bila digunakan arus listrik yang besar maka butiran logam cair yang terbawa menjadi halus, dan sebaliknya bila arusnya kecil maka butirannya menjadi besar.






Gambar 3. Las busur dengan elektroda terbungkus dan pemindahan logam cair



Pola pemindahan logam terjadi dengan butiran yang halus.cair seperti dijelaskan di atas sangat mempengaruhi sifat mampu las dari logam. Logam mempunyai sifat mampu las tinggi bila pemindahan terjadi dengan butiran yang halus. Sedangkan pola pemindahan cairan dipengaruhi oleh besar kecilnya arus dan komposisi dari bahan flusk yang digunakan. Selama proses pengelasan bahan fluks yang digunakan untuk membungkus elektroda mencair dan membentuk terak yang kemudian menutupi logam cair yang terkumpul di tempat sambungan dan bekerja sebagai penghalang oksida.
Di dalam las elektroda terbungkus fluks memegang peran penting karena fluks dapat bertindak sebagai : pemantap busur dan penyebab kelancaran pemindahan butir-butir cairan logam, sumber terak atau gas yang dapat melindungi logam cair terhadap udara di sekitarnya, pengatur penggunaan dan sumber unsur-unsur paduan. Bahan fluks dapat berupa oksida logam, karbonat, silikat, fluorida, zat organik, baja paduan dan serbuk besi.
Pada saat ini elektroda las terbungkus sudah banyak distandarkan menurut penggunaannya. Berdasarkan standar di Amerika oleh asosiasi standar las (AWS), standar elektroda terbungkus untuk baja lunak seperti tabel berikut.


D. Las Busur Gas
Las busur gas adalah cara pengelasan dimana gas dihembuskan kearah las untuk melindungi busur dan logam yang mencair terhadap atmosfer. Gas yang digunakan sebagai pelindung adalah gas Helium (He), gas Argon (Ar), gas karbon dioksida (CO2) atau campuran dari gas-gas tersebut.
Las busur gas dibagi dalam dua kelompok besar yaitu las elektroda tak terumpan dan elektroda terumpan. Kelompok elektroda tak terumpan menggunakan batang wolfram sebagai elektroda yang dapat menghasilkan busur listrik tanpa turut mencair, sedangkan kelompok elektroda terumpan sebagai elektrodanya digunakan kawat las. Skema dari kedua kelompok ini ditunjukan dalam berikut.






Tabel 1. Spesifikasi elektrode terbungkus dari baja lunak (AWS A51-64 T)
















Gambar 4. Las busur gas (a) elektroda tak terumpan, (b) elektroda terumpan
Kelompok elektroda tak terumpan masih dibagi lagi ke dalam dua jenis yaitu jenis logam pengisi dan jenis tanpa logam pengisi. Kelompok ini biasanya menggunakan gas mulia sebagai pelindung sehingga secara keseluruhannya nama kelompok ini menjadi las wolfram gas mulia yang dikenal dengan istilah Tungsten Inert Gas (TIG).
Kelompok elektroda terumpan dua jenis berdasarkan kawat elektrodanya, yaitu jenis kawat elektroda pejal dan jenis kawat elektroda inti Fluks. Dalam kelompok ini digunakan dua macam gas pelindung yaitu gas mulia dan gas CO2. Kelompok dengan pelindung gas mulia nama keseluruhannya menjadi las busur logam gas mulia yang diistilahkan Metal Inert Gas (MIG. Pada saat sekarang umumnya gas pelindung yang digunakan berupa campuaran dari gas Ar dan gas CO2.



Las Wolfram Gas Mulia (Las TIG)
Skema dari las TIG dapat dilihat pada gambar (a) diatas. Dari gambar busur listriknya timbal antara batang wolfram dan logam induk dan dilindungi oleh gas argon. Pada jenis ini logam pengisi dimasukan kedalam daerah arus busur sehngga mencair dan terbawa ke logam induk. Tetapi untuk mengelas pelat yang sangat tipis kadang-kadang tidak diperlukan logam pengisi. Las TIG dapat dilaksanakan dengan tangan atau secara otomatis dengan mengotomatisasikan cara pengumpanan logam pengisi.
Penggunaaan las TIG mempunyai dua keuntungan, yaitu kecepatan pengumpanan logam pengisi dapat diatur terlepas dari besarnya arus listrik sehingga penetralisasi ke dalam logam induk dapat diatur sesuai keinginan. Cara pengaturan ini memungkinkan las TIG dapat digunakan dengan baik untuk pelat baja tipis maupun pelat yang tebal. Keuntungan kedua adalah kualitas yang lebih baik dari daerah las. Tetapi sebaliknya bila dibandingkan dengan las MIG, efisiensinya masih lebih rendah dan biaya operasinya masih lebih tinggi. Karena hal-hal diatas maka las TIG biasanya digunakan untuk mengelas baja kualitas tinggi seperti baja tahan karat, baja tahan panas dan untuk mengelas logam-logam bukan baja.

Las Logam Gas Mulia (Las MIG)
Dalam las logam gas mulia, kawat las pengisi yang juga berfungsi sebagai elektroda diumpamakan secara terus-menerus. Busur listrik terjadi antara kawat pengisi dan logam induk. Gas pelindung yang digunakan adalah gas Argon, Helium atau campuran dari keduanya. Untuk memantapkan busur kadang-kadang ditambahkan gas O2 antara 2% sampai 5% atau CO2 antara 5% sampai 20%. Dalam banyak hal penggunaan las MIG sangat menguntungkan, hal ini disebabkan karena sifat-sifatnya yang baik yaitu :
a. Karena konsentrasi busur yang tinggi, maka busurnya sangat mantap dan percikannya sedikit sehinggga memudahkan operaasi pengelassan.
b. Karena dapat menggunakan arus yang tinggi maka kecepatannya juga sangat tinggi, sehinggga efisiensinya sangat baik.
c. Terak yang terbentuk cukup banyak.
d. Ketangguhan dan elastisitas, kekedapan udara, ketidak pekaan terhadap retak dan sifat-sifat lainya lebih baik dari pada yang dihasilkan dengan cara pengelasan yang lain.
Karena hal-hal tersebut diatas, maka las MIG banyak sekali digunakan dalam praktek terutama untuk pengelasan baja-baja kualitas tinggi seperti baja tahan karat, baja kuat dan logam-logam bukan baja yang tidak dapat dilas dengan cara lain.
Sifat-sifat seperti diterangkan diatas sebagian besar disebabkan oleh sifat dari busur yang dihasilkan. Dalam gambar dibawah ini ditunjukan keadaan busur dalam las MIG dimana terlihat ujung elektroda yang selalu runcing. Hal inilah yang menyebabkan butir-butir logam cair menjadi halus dan pemindahannya berlangsung dengan cepat seakan-akan seperti disemburkan.




Gambar 5. Pemindahan Sembur Pada Las MIG


Terjadinya penyemburan logam cair seperti diterangkan diatas disebabkan oleh beberapa hal, antar lain polaritas listrik dan arus listrik. Las MIG biasanya digunakan listrik arus searah dengan tegangan tetap sebagai sumber tenaga dengan sumber tenaga ini biasanya penyemburan terjadi bila polaritasnya adalah polaritas balik. Disamping polaritas ternyata bahwa besar arus juga memegang peranan penting, bila besar arus melebihi suatu harga tertentu yang disebut harga kritis barulah terjadi pemindahan sembur. Besarnya arus listrik tergantung dari pada bahan kawat las, garis tengah kawat dan jenis las pelindungnya. Bila diameternya mengecil, besarnya arus kritik dipergunakan juga menurut. Penambahan gas CO2 kedalam gas Argon adalah menaikan besarnya arus listrik.


E. Las Busur tanpa Gas
Operasi pengelasan ini sama dengan operasi dalam las busur gas. Dalam hal semi-otomatik, kawat las digerakan secara otomatik sedangkan alat pembakar digerakan dengan tanga, sedangkan dalam hal otomatik penuh keduanya digerakan secara otomatik. Sesuai dengan namanya, pengelasan ini tidak menggunakan selubung gas apapun juga. Karena itu proses pengelasan menjadi lebih sederhana. Berikut ini adalah beberapa hal yang penting dalam las busur tanpa gas : tidak menggunakan gas pelindung sehingga pengelasan dapat dilakukan di lapangan yang berangin, efisiensi pengelasan lebih tinggi dari pada pengelasan dengan busur terlindung, dapat menggunakan sumber listrik AC, dihasilkan gas yang bayak sekali, kualitas pengelasan lebih rendah dari pada pengelasan yang lain.
Berhubung tidak ada gas dari luar yang melindungi maka dalam pengelaasan ini digunakan kawat las yang berisi fluks yang bersifat dapat menghasilkan gas yang banyak dan dapat membentuk terak, mempunyai sifat deoksidator dan denitrator, dapat memantapkan busur. Gas dan terak yang terbentuk diperlukan untuk melindungi logam cair terhadap oksidasi. Deoksidator dan denitrator diperlukan untuk menghilangkan O2 dan N2 yang mungkin menerobos pelindung dan untuk ini disamping Mn dan Si dipergunakan juga Al, Ti, dan Zr. Khusus untuk kawat las ini kedalamnya banyak dicampurkan aluminium. Hal ini dapat dilihat dari kandungan Al didalam logam las yang jauh lebih tinggi bila dibandingkan dengan komposisi pada logam yang digunakan dengan cara lain. Komposisi kimia logam lasan yang dihasilkan terdiri atas C (0,08), Si (0,1), Mn (1,03), P (0,009), S (0,004) dan Al (1,02).
F. Pengelasan dengan Gas
Pengelasan dengan gas dilakukan dengan membakar bahan bakar gas dengan O2 sehinggga menimbulkan nyala api dengan suhu yang dapat mencairkan logam induk dan logam pengisi. Sebagai bahan bakar dapat digunakan gas asetilen, propan atau hydrogen. Diantara ketiga bahan bakar ini yang paling banyak digunakan adalah gas asetilen, sehingga las gas pada umumnya diartikan sebagai las oksi-asetilen. Karena tidak memerlukan tenaga listrik, maka las oksi-asetilen banyak dipakai dilapangan walaupun pemakaiannya tidak sebanyak las busur elektroda terbungkus.

Nyala Oksi-asetilen
Nyala hasil pembakaran dalam las oksi-asetilen dapat berubah tergantung dari perbandingan antara gas oksigen dan gas asetilen seperti ditunjukan dalam gambar di bawah ini. Pada gambar (a) ditunjukan nyala dengan asitelin yang berlebihan atau nyala karburisasi, pada gambar (b) nyala yang netral dan dalam gambar (c) nyala dengan oksigen yang berlebihan atau nyala oksidasi.


Gambar 6. Nyala Oksi-asetilen

a. Nyala netral : nyala ini terjadi bila perbandingan antara oksigen dan asetilen sekitar satu. Nyala terdiri atas kerucut dalam yang berwarna putih bersinar dan kerucut luar yang berwarna biru bening.
b. Nyala asetilen lebih : bila asetilen yang digunakan melebihi dari pada jumlah untuk mendapatkan nyala netral maka diantara kerucut dalam dan luar akan timbul kerucut nyala baru yang berwarna biru. Didalam bagian nyala-nyala ini terdapatkelebihan gas asetilen yang menyebabkan terjadinya karburisasi pada logam cair.
c. Nyala oksigen lebih : Bila gas oksigen lebih dari pada jumlah yang diperlukan untuk menghasilkan nyala netral maka nyala menjadi pendek dan warna kerucut dalam berubah dari putih bersinar menjadi ungu. Bila nyala ini digunakan untuk mengelas maka akan menjadi proses oksidasi atau dekarburisasi pada logam cair.
Karena sifatnya yang dapat mengubah komposisi logam cair maka nyala asetilen berlebih dan nyala oksigen berlebih tidak dapat digunakan untuk mengelas baja. Dalam nyala oksi-asetilen netral terjadi reaksi bertingkat yaitu :


kerucut dalam
kerucut luar


Suhu pada ujung kerucut dalam kira-kira 3000oC dan di tengah kerucut luar kira-kira 2500oC. Suhu ini masih lebih rendah dari pada suhu yang terjadi pada busur listrik dan konsentrasi suhu juga kurang baik. Karena hal ini maka las oksi-asetilen hanya dapat dipakai untuk mengelas dengan laju yang rendah saja sehingga terjadi perubahan bentuk pada hasil pengelasan.

Gambar 7. Silinder dan katub pengatur tekanan untuk pengelasan oksi-asetilen


G. Pematrian
Pematrian adalah cara penyambungan dengan menggunakan logam pengisi atau logam patri di antara permukaan logam induk yang disambung. Logam pengisi selalu mempunyai titik cair lebih rendah dari pada logam induk. Ada dua macam logam patri yaitu logam patri lunak dimana logamnya mempunyai titik cair lebih dari 450oC dan logam patri yang mempunyai titik cair lebih dari 450oC yang disebut logam patri keras. Karena logam patri pada umumnya mempunyai kekuatan yang lebih rendah dari pada logam dasar, maka dianjurkan agar rongga antara kedua permukaan logam induk yang akan dipatri diusahakan sekecil mungkin. Oleh AWS dianjurkan agar rongga tersebut terletak antara 5/100 sampai 13/100 inci. Selama proses pematrian suhu harus cukup tinggi agar logam patri cair mempunyai derajat kecairan yang tinggi sehingga dapat mengalir ke dalam rongga antara kedua logam induk.
Logam-logam yang digunakan sebagai logam patri adalah paduan AG-Cu kuningan dan tembaga yang biasanya dikelompokkan sebagai patri keras dan paduan Pb-Sn, Bi-Sn dan Bi-Sn-Pb sebagai patri lunak. Berdasarkan cara pengadaan energi panasnya, pematrian dibagi dalam tujuh kelompok yaitu :
a. Patri busur, dimana panas dihasilkan dari busur listrik dengan elektroda karbon atau dengan elektroda wolfram.
b. Patri gas, dimana panas ditimbulkan karena adanya nyala api gas.
c. Patri solder, dimana panas dipindahkan dari solder besi atau tembaga yang dipanaskan.
d. Patri tanur, di mana tanur digunakan sebagai sumber panas.
e. Patri induksi, dimana panas dihasilkan karena induksi listrik frekwensi tinggi.
f. Patri resistansi di mana panas dihasilkan karena resistansi listrik.
g. Patri celup, dimana logam yang disambung dicelupkan ke dalam logam patri cair.
Sifat-sifat patrian dapat diperbaiki dengan menggunakan fluks atau dengan mengatur atmosfir sekitar patrian pada saat pematrian berlangsung.


LATIHAN SOAL
MODUL I

Selesaikan soal-soal berikut dengan jelas, singkat dan benar !

1. Apa yang dimaksud dengan las, sebutkan pembagian dan macamnya ?
2. Proses kimia apa yang terjadi sehingga bahan ferous dapat dipotong dengan oksiasitilen ?
3. Apa kegunaan lapisan pada elektroda las busur ?
4. Jelaskan apa yang dimaksud dengan TIG, MIG, fluks dan elektroda ?
5. Sebutkan jenis nyala yang dapat diperoleh pada las oksiasetilen ! Sebutkan pula cara penggunaannya ?
6. Jelaskan keuntungan yang didapat jika menggunakan elektroda berlapis pada las listrik ?
7. Apa yang mempengaruhi halus atau besarnya butiran logam cair yang terbawa pada pengelasan elektrode terbungkus ?
DAFTAR PUSTAKA

1. Amstead , B.H, Phillip F. Ostwald, Myron L. Begemen, Djaprie Sriati (terjemahan), 1993, “Teknologi Mekanik”, Jilid I, Edisi Ke Tujuh, Erlangga, Jakarta.
2. Kalpakjian, S, 1992, “ Machining Enggineering and Technology”, Second Edition, Addison Wesley Publishing Co, USA.
3. Sri Widharto, 2004, “ Inspeksi Teknik “, Buku 5, Cetakan Pertama, P.T. Pradnya Paramita, Jakarta.























MODUL 2
PROSES PEMESINAN MENGGUNAKAN MESIN PERKAKAS
Marzuki Hamzad, Harlin, M. Yanis

Kompetensi : a. Peserta memahami ciri dari proses pemesinan menggunakan mesin perkakas potong dan mesin perkakas bentuk.
b. Peserta memahami cara pembentukan komponen mesin berdasarkan jenis mesin perkakas yang dapat membentuknya.


A. Pendahuluan

Mesin perkakas adalah suatu alat atau mesin dimana daya yang diberikan digunakan untuk mendeformasikan dan selanjutnya memotong atau membentuk material ke ukuran dan bentuk produk yang diinginkan. Mesin perkakas berdasarkan cara pembentukan benda kerja dibagi atas dua jenis yaitu mesin perkakas potong dan mesin perkakas bentuk. Kedua jenis mesin perkakas ini dibedakan atas cara pembentukan materialnya. Mesin perkakas potong dalam pembentukan benda kerja menggunakan alat bantu potong (cutting tool) untuk mengelupaskan benda kerja. Sementara itu pada mesin perkakas bentuk geometri yang terjadi akibat proses penekanan tool berbentuk khusus ataupun seperti cetakan (die).

B. Proses Pemesinan Menggunakan Mesin Perkakas Potong

Pada pemotongan logam akan menimbulkan geram (chip) sebagai akibat gerak potong (cutting movement) dan gerak makan (feed movement), yang masing-masing gerak dapat dilakukan oleh benda kerja dan/atau perkakas potong serta kombinasinya. Diantara mesin-mesin produksi, mesin perkakas adalah mesin yang mempunyai paling banyak kemampuan dan hampir semua produk yang harus dibentuk dapat dilakukan dengan mesin ini (60% s/d 80% disbanding proses lain). Mesin perkakas, karena kemampuannya merupakan induk dari mesin lainnya, menjadikan industri mesin perkakas induk dari segala industri. Dari mesin perkakas dapat dibentuk produk yang memiliki ketelitian dan ketepatan yang tinggi.
Berdasarkan jenis gerakan relatif pahat terhadap benda kerja, proses pemesinan diklasifikasikan seperti ditunjukkan tabel 1. Secara lebih cermat proses pemesinan dapat diklasifikasikan menurut tujuan dan cara pengerjaan atau mesin perkakas yang digunakan sebagai mana yang diperlihatkan pada tabel 2.

Tabel 1. Jenis proses pemesinan menurut jenis gerakan pahat terhadap benda kerja.


Tabel 2. Klasifikasi proses pemesinan menurut jenis mesin perkakas yabg digunakan.













Gambar 1. Contoh mesin bubut dan mesin freis vertikal











C. Elemen Dasar Proses Pemesinan

Salah satu faktor terpenting dalam mencapai kualitas benda kerja (ketelitian dimensi, geometri dan kekasaran permukaan) yang dibuat menggunakan mesin perkakas potong adalah variabel atau elemen dasar pemesinan. Elemen-elemen dasar pemesinan tersebut terdiri atas :
1. Kecepatan potong (cutting speed),

dimana :
v = Kecepatan potong, m/menit
d = Diameter benda kerja atau diameter pahat, mm
n = Putaran spindel (pemegang benda kerja atau pahat), rpm

2. Kecepatan makan

dimana :
vf = Kecepatan makan, mm/menit
f = Gerak makan, mm/putaran
n = Putaran spindel (pemegang benda kerja atau pahat), rpm
z = Jumlah mata pahat, buah
3. Kedalaman pemotongan

dimana :
a = Kedalaman pemotongan, mm
d = Diameter luar dan dalam dari benda kerja (proses bubut), mm
= Pada proses selain bubut, nilai kedalaman pemotongan ditentukan langsung tanpa memakai persamaan diatas.

4. Waktu pemotongan

dimana :
tc = Waktu pemotongan, menit
lt = Panjang pemotongan, mm

5. Kecepatan penghasilan geram

dimana :
Z = Kecepatan penghasilan geram, cm3/menit

D. Proses Pemesinan Menggunakan Mesin Perkakas Bentuk

Proses pembentukan logam (metal forming) merupakan proses pembentukan benda kerja (solid body) secara plastis dari suatu bentuk awal (raw material) ke bentuk lain tanpa mengalami perubahan massa atau komposisi material tersebut dengan pengontrolan geometri. Selain itu proses pembentukan berguna untuk mengendalikan sifat-sifat mekanik, sebagai contoh lubang udara dan porositas pada besi dapat dihilangkan dengan cara tempa panas atau pengerolan panas, sekali gus meningkatkan keliatan dan ketangguhan patah.

Berdasarkan jenis gaya yang diberikan ke benda kerja sesuai dengan bentuk yang di inginkan, teknologi pembentukan dibagi atas (DIN 8582) :
1. Pembentukan dengan cara penekanan (forming under compressive stresses).
Pada proses ini terjadi penekanan langsung. Gaya dikenakan pada permukaan benda kerja dan logam bergerak tegak lurus dengan arah tekanan.
2. Pembentukan dengan cara kombinasi tarik dan tekan (forming under combined tensile & compressive)
Proses biasa disebut juga proses penekanan tak langsung. Gaya utama yang dikenakan biasanya gaya tarik, tetapi gaya tekan tak langsung yang timbul akibat reaksi antara benda kerja dengan cetakan yang dapat mencapai nilai yang tinggi. Oleh karena itu, logam mengalir akibat keadaan tegangan kombinasi yang melibatkan gaya-gaya tekan yang tinggi, setidak-tidaknya dalam satu arah tegangan utamanya. Termasuk proses ini adalah penarikan kawat dan penarikan tabung, ekstrusi dan penarikan dalam cawan.
3. Pembentukan dengan cara tarikan (forming under tensile stresses)
4. Pembentukan dengan cara penekukan (forming by means of bending stresses)
5. Pembentukan dengan cara pengguntingan/geser (forming under shearing stresses)

Berdasarkan pengerjaan pada suhu ruang atau suhu tinggi yang diberikan pada material benda kerja, maka metal forming terdiri atas :
1. Cold working (cold forming)
2. Hot working (hot forming)


Gambar 2. Proses pengerolan (a) poros spline, (b) pengerolan tekan




Gambar 3. Dua jenis proses ekstrusi


Gambar 4. Proses drawing (a) Drawing menggunakan die,
(b) Drawing menggunakan rol









Gambar 5. Contoh proses bending dengan gerakan tool secara linier


1. Pengerjaan Panas Logam (hot working)
Proses pembentukan logam dapat dilakukan dengan pengerjaan panas dan pengerjaan dingin. Pengerjaan panas logam dilakukan di atas suhu rekristalisasi atau di atas daerah pengerasan kerja. Pengerjaan dingin dilakukan di bawah suhu rekristalisasi dan kadang-kadang berlangsung pada suhu ruang. Suhu rekristalisasi baja 5000 C - 7000 C, pengerjaan baja biasanya dilakukan di atas suhu tersebut. Tidak ada gejala pengerasan regangan di atas suhu rekristalisasi. Pengerasan kerja baru mulai terjadi ketika limit bawah daerah rekristalisasi dicapai. Beberapa jenis logam seperti timah hitam dan timah putih mempunyai daerah rekristalisasi yang rendah pengerjaan pada suhu ruang tergolong pengerjaan panas. Komposisi paduan mempunyai pengaruh yang berarti pada daerah kerja, khususnya suhu rekristalisasi. Daerah kerja tergantung pula pada pengerjaan dingin yang dilakukan sebelumnya.
Keuntungan lain pengerjaan panas :
a. Porositas dalam logam dapat dikurangi
Batangan (ingot) setelah dicor umumnya mengandung banyak lubang hembus kecil-kecil. Lubang tersebut tertekan dan dapat hilang oleh karena pengaruh tekanan kerja yang tinggi.
b. Ketidak murnian dalam bentuk inklusi terpecah-pecah dan tersebar dalam rongga.
c. Butir yang kasar dan butir berbentuk kolum diperhalus.
Karena hal ini berlangsung di daerah rekristalisasi, pengerjaan panas berlangsung terus sampai limit bawah tercapai dan menghasilkan struktur butir yang halus.
d. Sifat-sifat fisis meningkat
Ini terutama disebabkan oleh karena penghalusan butir. Keuletan dan ketahanan terhadap impak meningkat, kekuatan bertambah dan homogenitas dalam logam meningkat. Baja giling mempunyai kekuatan yang paling besar dalam arah rol.
e. Jumlah energi yang dibutuhkan untuk mengubah bentuk baja dalam keadaan plastik jauh lebih rendah dibandingkan dengan energi yang dibutuhkan untuk pengerjaan dingin.

Segi negatif pengerjaan panas, pada suhu yang tinggi terjadi oksida dan pembentukan kerak pada permukaan logam sehingga penyelesaian permukaan tidak bagus. Akibat pergerakan, tidak dapat dipertahankan toleransi yang ketat. Peralatan pengerjaan panas dan biaya pemeliharaannya tinggi, namun prosesnya masih jauh lebih ekonomis dibandingkan dengan pengerjaan logam pada suhu rendah.

Proses utama pengerjaan panas terdiri atas : pengerolan (rolling), penempaan/forging (penempaan palu, timpa, upset, tekan/pres, penempaan rol), ekstrusi, pembuatan pipa dan tabung, penarikan, pemutaran panas

2. Pengerjan Dingin Logam (cold working)
Pengerjaan panas yang dilakukan pada logam dalam keadaan plastis, dapat menyebabkan terjadinya penghalusan struktur butir; sedang pengerjaan dingin mengakibatkan timbulnya distorsi pad butir. Pengerjaan dapat meningkatkan kekuatan, memperbaiki kemampuan pemesinan, meningkatkan ketelitian dimensi dan menghaluskan permukaan logam. Oksidasi sangat sedikit, dan dengan pengerjaan dingin dapat dihasilkan lembaran dan foil tipis. Jenis proses dan peralatan yang sama mungkin dipergunakan untuk pengerjaan dingin dan panas, hanya perlu dicatat bahwa gaya yang diperlukan dan metode penyaluran panas berbeda.
Akibat pengerjaan dingin
Logam berbentuk kristal dan terdiri atas butir-butir yang tidak beraturan dengan besar berbeda. Setiap butir terdiri atas atom-atom yang tersusun rapi membentuk kisi. Orientasi atom dalam sebuah butir sama, akan tetapi berbeda antara butir yang satu dengan yang lainnya. Sewaktu logam mengalami pengerjaan dingin, terjadilah perubahan yang menyolok pada struktur butir. Terjadi perpecahan butir, pergeseran atom-atom dan distorsi kisi. Bidang geser terjadi pada tempat dimana ikatan atom lemah dan terjadilah pergeseran atom. Orientasi atom tidak berubah dengan terjadinya slip. Bila atom-atom mengalami re-orientasi, mungkin terjadi gejala yang disebut kembaran (twinning). Pada pembentukan kembaran orientasi kisi sebelah menyebelah bidang geser berbeda namun membentuk cerminan satu sama lainnya. Slip adalah cara pengubahan bentuk yang lazim dijumpai pada logam.
Untuk pengerjan dingin diperlukan tekanan yang lebih besar daripada penegerjaan panas. Logam mengalami deformasi tetap bila tegangan melebihi batas elastik. Karena tidak mungkin terjadi rekristalisasi selama penerjaan dingin, tidak terjadi pemulihan dari butir yang mengalami distorsi atau perpecahan. Dengan meningkatnya deformasi butir, tahanan terhadap deformasi meningkat sehingga logam mengalami peningkatan kekuatan dan kekerasan. Dikatakan bahwa logam mengalami pengerasan regangan. Untuk logam yang tidak dapat diperlaku-panaskan, hal ini merupakan satu-satunya cara untuk mengubah sifat fisis seperti kekersan dan kekuatan.
Jumlah pengerjaan dingin yang dapat dialami logam tertentu tergantung pada keuletannya; makin ulet makin besar jumlah pengerjaan dingin yang dapat dialaminya. Logam murni lebih mudah mengalami deformasi daripada paduan, karena penambahan unsur paduan cendrung meningkatkan gejala pengerasan regangan. Akibat pengerjaan dingin, didalam logam timbul tegangan yang cukup besar, yang disebut tegangan sisa.. tegangan tersebut tidak dikehendaki, oleh karena itu untuk menghilangkannya, logam harus dipanaskan di bawah daerah suhu rekristalisasi. Tegangan dapat ditiadakan tanpa terjadi perubahan yang berarti pada sifat-sifat sifik atau struktur butir. Pemanasan di daerah suhu rekristalisasi dapat meniadakan pengaruh pengerjaan dingin dan logam kembali keadaan semula. Kadang-kadang diperlukan adanya tegangan sisa dalam logam. Ketahanan fatik suku cadang yang kecil misalnya, dapat ditingkatkan dengan penumbukan peluru (shot peening) yang menyebabkan permukaan logam mengalami tekanan, sedang bahan di bawahnya mengalami tegangan.
Keuntungan dan kerugian pengerjaan dingin
Pengerjaan dingin akan mengurangi ukuran sedikit, akan tetapi pengendalian dimensinya lebih baik. Permukaan tidak teroksidasi dan mulus; dan kekuatan serta kekerasan meningkat. Logam ulet (ductile) dapat diekstrusi pada suhu di bawah suhu rekristalisasi. Untuk pengerjaan dingin diperlukan tekanan dan peralatan dengan kapasitas yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan pengerjaan panas. Pengerjaan dingin terbatas untuk bahan yang ulet. Bahan menjadi rapuh bila mengalami pengerjaan dingin serta berlebihan, sehingga diperlukan perlakuan anil.

Pengerjaan dingin berakibat :
a. Terjadinya teganga dalam logam, tegangan tersebut dapat dihilangkan dengan suatu perlakuan panas.
b. Struktur butir mengalami distorsi atau perpecahan.
c. Kekerasan dan kekuatan meningkat, hal ini seiring dengan kemunduran keuletan.
d. Suhu rekristalisasi baja meningkat.
e. Penyelesaian permukaan lebih baik
f. Dapat diperoleh tolransi dimensi yang lebih ketat.

Proses pengerjaan dingin yang penting meliputi : penarikan (terdiri atas penarikan blank, tabung, cetak timbul, kawat, putar tekan, putar tekan gunting, pembentukan tarik dan pembentukan tarik tekan), penekanan (terdiri atas coining, pengerolan dingin, membuat ukuran dengan tepat, pemukulan atau tempa dingin, pembuatan ulir dan alur, pengelingan), pelengkungan (terdiri atas pelengkungan sudut, pengerolan, pelengkungan pelat, kampuh), pengguntingan (terdiri atas blank, pons, pemotongan, takik, belah, tusuk, serut), ekstrusi





LATIHAN SOAL
MODUL 2


Selesaikan soal-soal berikut dengan jelas, singkat dan benar !

1. Mengana mesin perkakas potong dikatakan sebagai mother machina ?
2. Jelaskan perbedaan pokok antara pengerjaan panas logam & pengerjaan dingin logam ?
3. Pada mesin perkakas apa yang biasa digunakan untuk membuat poros, baut daya, alur pasak, roda gigi, kantung, spot-T dan perataan ?
4. Pada proses bubut poros bertingkat dari diameter 50 mm menjadi 45 mm. Tentukan kecepatan potong dan kecepatan makan yang terjadi bila proses tersebut dilakukan pada putaran spindel 1000 rpm dan gerak makan 0,25 mm ?
5. Bagaimana cara menghilangkan tegangan sisa pada logam yang mengalami pengerjaan dingin ?
DAFTAR PUSTAKA

1. Amstead , B.H, Phillip F. Ostwald, Myron L. Begemen, Djaprie Sriati (terjemahan), 1993, “Teknologi Mekanik”, Jilid I, Edisi Ke Tujuh, Erlangga, Jakarta.
2. Taufiq Rochim, 2007, “ Klasifikasi Proses, Gaya dan Daya Pemesianan”, Proses Pemesinan, Buku 1, Penerbit ITB, Bandung.
3. Kalpakjian, S, 1992, “ Machining Enggineering and Technology”, Second Edition, Addison Wesley Publishing Co, USA.























Modul 3
Roda Gigi
Marzuki Hamzad, Harlin, M. Yanis


A. Pendahuluan.

Roda gigi merupakan elemen mesin yang berfungsi untuk memindahkan daya. Fungsi dan klasifikasi roda gigi yang begitu beragam, memerlukan pemahaman dasar tentang roda gigi itu sendiri, sehingga penggunaannya akan sesuai dengan fungsi dari masing-masing jenis roda gigi.
Pada modul ini akan membahas tentang fungsi dan kalsifikasi dari sebuah roda gigi secara umum dan ukuran profil sepasang roda gigi . Perencanaan roda gigi harus dihitung dengan benar sehingga akan menentukan ukuran gigi, diameter roda, lebar roda dll.
Standart Kompetensi yang diharapka adalah, : Memahami langkah-langkah perancangan roda gigi lurus, dengan
Kompetensi Dasar :
1. Memahami fungsi dan klasifikasi roda gigi
2. Mengetahui istilah pada roda gigi.
3. Memahami ukuran roda gigi standar
4. Memahami profil roda gigi
Indikator :
1. Menyebutkan fungsi roda gigi
2. Menyebutkan klasifikasi roda gigi ditinjau dari porosnya
3. Menyebutkan perbedaan beberapa roda gigi1.
4. Menyebutkan pengertian beberapa lingkaran pada roda gigi
5. .Membedakan nama-nama profil gigi
6. Menyebutkan pengertian jarak bagi
7. Mengetahui ukuran standart gigi dari roda gigi
8. Mengetahu ukuran standart dari pasangan roda gigi
9. Menentukan kurva involut
10. Membedakan beberapa macam kurva gigi
B. Roda gigi

Jika dari duah buah roda berbentuk silinder atau kerucut yang saling bersinggungan pada kelilingnya salah satu diputar maka yang lain akan ikut berputar pula. Alat yang menggunakan cara kerja semacam ini untuk mentransmisikan daya disebut roda gesek. Cara ini cukup baik untuk meneruskan daya kecil dengan putaran yang tidak perlu tepat.
Guna mentransmisikan daya besar dan putaran yang tepat tidak dapat dilakukan dengan roda gesek. Untuk ini, kedua roda gigi tersebut harus dibuat bergigi pada kelilingnya sehingga penerusan daya dilakukan oleh gigi-gigi kedua roda yang saling berkait. Roda bergigi semacam ini, yang dapat berbentuk silinder atau kerucut, disebut roda gigi.
Diluar cara transmisi diatas, ada pula cara lain untuk meneruskan daya, yaitu dengan sabuk atau rantai. Namun demikian, transmisi roda gigi mempunyai keunggulan diabndingkan dnegna sabuk atau rantai karena lebih ringkas, putaran lebih tinggi dan tepat, dan daya lebih besar. Kelebihan ini tidak selalu dipilihnya roda gigi disamping cara lain, karena memerlukan ketelitian yang lebih besar dalam pembuatan, pemasangan, maupin pemeliharaannnya. Pemakaian roda gigi sebagai alat transmisi telah menduduki tempat terpenting di segala bidang selama 200 tahun terakhir ini. Penggunaannya dimulai dari alat pengukur yang kecil dan teliti seperti jam tangan , sampai roda gigi reduksi pada turbin besar yang berdaya pulahn megawatt.


\C. Klasifikasi Roda Gigi

1. Roda gigi dengan poros sejajar

Roda gigi dengan poros sejajar adalah roda gigi dimana giginya berjajar pada dua bidang silinder (disebut “bidang jarak bagi”); kedua bidang silinder tersebut bersingungan dan yang satu menggelinding pada yang lain dengan sumbu tetap sejajar. Roda gigi lurus merupakan roda gigi yang paling dasar dengan jalur gigi yang sejajar poros. Roga gigi miring mempunyai jalur yang membentuk ulir pada silinder jarak bagi. Pada roda gigi miring ini, jumlah pasangan gigi yang slaing membuat kontak serentak (disebut”perbandingan kontak”) adalah lebih besar dari pada roda gigi lurus, sehingga perpinahan momen atau putaran melalui gigi-gigi tersebut dapat
berlangsung dengan halus. Sifat ini sangat baik untuk mentransmisikan putara tinggi dan beban besar. Namun roda gigi miring memerlukan bantalan aksial dan kotak roda gigi yang lebih kokoh, karena jalur roda gigi yang berbentuk ulir tersebut menimbulkan gaya reaksi yang sejajar denga poros. Dalah hal ini roda gigi miring ganda, gaya aksial yang timbul pada gigi mepunyai alur berbentuk V tersebut, akan saling meniadakan. Dengan roda gigi ini, perbandingan reduksi, kecepatan keliling, dan daya yang diteruskan dapat diperbesar, tapi pembuatannya sukar. Roda gigi dalam dipakai jika diingini alat transmisi dengan ukuran kecil dengan perbandingan redukis besar, karena pinyon terletak di dalam roda gigi. Batang gigi merupakan dasar profil pahat pembuat gigi. Pasangan antara batang gigi dan pinyon dipergunakan untuk merubah gerakan putar menjadi lurus atau sebaliknya.

Letak Poros Roda gigi Keterangan
Roda gigi dengan poros sejajar Roda gigi lurus,
Roda gigi miring
Roda gigi miring ganda (Klasifikasi atas dasar bentuk alur gigi)
Roda gigi luar
Roda gigi dalam dan pinyon
Batang gigi dan Pinyon Arah putaran berlawanan
Arah putaran sama
Gerakan lurus dan berputar
























2. Roda gigi dengan poros berpotongan

Dalam hal roda gigi kerucut, bidang jarak bagi merupakan bidang kerucut yang puncaknya terletak di titik potong sumbu poros. Roda gigi kerucut lurus dengan gigilurus, adalah yang paling mudah dibuat dan paling sering dipakai. Tetapi roda gigi ini sangat berisik karena perbandingan kontaknya yang kecil. Juga konstruksinya tidak memungkinkan pemasangan bantalan pada kedua ujung poros-porosnya. Roda gigi kerucut spral, karena empunyai perbandingan kontak yang lebih besar, dapat meneruskan putaran tinggi dan beban besar. Sudut poros kedua roda gigi kerucut ini biasanya dibuat 90o.



Letak Poros Roda Gigi Keterangan
Roda gigi dengan poros berpotongan Roda gigi kerucut lurus
Roda gigi kerucut spiral,
Roda gigi kerucut ZEROL
Roda gigi kerucut miring
Roda gigi kerucut miring ganda (Klasifikasi atas dasar bentuk jalur gigi)
Roda gigi permukaan dengan poros berpotongan (Roda gigi dengan poros berpotongan berbentuk istimewa)












3. Roda gigi dengan poros silang

Dalam golongan roda gigi dengan poros bersilang, terdapat roda gigi miring silang, roda gigi cacing, roda gigi hipoid. Roda gigi cacing meneruskan putaran dengan perbandinga reduksi besar. Roda gigi cacing slindris mempunyai cacaning berbentuk silinder dan umum dipakai. Tapi untuk beban besar, roda gigi cacing globoid atau roda gigi cacing selubung ganda dengan perbandingan kontak yang lebih besar dapat dipergunakan. Roda gigi hipoid adalah seperti yang dipakai pada roda gigi difrensial otomobil. Roda gigi ini umumnya mempunyai jalur gigi berbentuk spiral pada bidang kerucut yang sumbunya bersilang, dan memindahkan gaya pada permukaan gigi berlangsung secara meluncur dan menggelinding.



Letak poros Roda gigi Keterangan
Roda gigi dengan poros silang Roda gigi miring silang,
Batang gigi miring silang Kontak titik
Gerakan lurus dan berputar
Roda gigi cacing silindris
Roda gigi cacing selubung
Roda gigi cacing globoid
Roda gigi cacing samping
Roda gigi hiperboloid
Roda gigi hipoid
Roda gigi permukan silang








C. Lingkaran Adendum
Lingkaran adalah lingkaran terluar dari ke empat lingkaran yang ada pada perancangan sebuah roda gigi. Pada lingkaran luar terletak puncak gigi atau ujung gigi, seperti pada gambar di bawah. Lingkaran ini juga sering disebut sebagai lingkaran kepala.



D. Lingkaran Dedendum
Lingkaran dedndum adalah lingkaran terbawah, letak dasar dari gigi yang berhubungan dengan rusuk gigi, juga sering disebut sebagai lingkaran kaki. Seperti terlihat pada gambar di atas.

E. Lingkaran Puncak
Lingkaran puncak adalah lingkaran yang disebut juga sebagai lingkaran jarak bagi, yang merupakan letak lingkaran yang berhimpit dengan lingkaran puncak pada gigi lainnya, dan memotong garis sumbu kedua lingkaran roda gigi pada titik P.

F. Lingkaran Dasar.
Lingkaran Dasar adalah lingkaran yang berhimpit dengan dengan garis tekan, lihat gambar di bawah. Lingkaran dasar dan jarak bagi dasar dimilikin oleh sebuah bangun roda gigi.
G. Modul
Modul (m) adalah ukuran besaran gigi yang dipakai dalan SI, satuan yang umum dipakai adalah mm. Ukran yang ditunjukan merupakan ukuran maya, hasil bagi dari diameter puncak dengasn banyaknya gigi. Modul lebih banyak dipakai dalam menentukan ukuran suatu profil gigi.



H. Jarak Bagi
Jarak Bagi Diametris (P) atau diameter pitch adalah besaran ukuran gigi yang digunakan dalam satuan inggris, yang merupakan hasil bagi dari jumlah gigi pada satu roda gigi (N) terhadap satu lingkaran jarak bagi dalam inci (D)..Jarak bagi terbagi dua yaitu jarak bagi dasar dan jarak bagi melingkar, yang masing-masing terletak pada lingkaran dasar dan lingkaran puncak.


I. Ukuran gigi standar

Profil gigi harus dibuat sesuai ukuran standart agar, dengan ukuran yang standar maka akan dapat dipakai pada pasangannya, yang mempunyai ukuran profil yang sama. Dalam hal ini biasanya ditentukan oleh ukuran modulnya (m). Pasangan roda gigi yang tidak memiliki ukuran modul yang sama berarti tidak memiliki ukuran profil yang sama, ini berarti kedua pasang roda gigi tersebut tidak dapat dipergunakan dengan baik.


Profil gigi standar

Profil gigi standar mempunyai ukuran
1. Tebal gigi = π m/2 (mm)
2. Lebar ruang = π m/2 (mm) pada garis datum
2 Sudut kemiringan (sudut tekan 20 o), pada gigi kuno 14,50 atau 150
3 Tinggi kepala hk = m (mm).
4 Tinggi kaki hf = m + ck (mm), dimana harga k antara 0,8 sampai 1,2, biasa dipakai = 1
5 ck adalah kelonggaran puncak = 0,25 m.

Agar profil pahat dapat memotong kelonggaran puncak , harus dipertinggi dengan ck = 0,25 dibandingkan dengan batang gigi dasarnya. Dengan demikian tinggi kepala pahat
menjadi hkc = hk + hkc = m + ck


Pasangan roda gigi standart

J. Ukuran roda gigi standar

Roda gigi standart mempunyai ukuran yang telah ditentukan, untuk memberikan kemudahan dalam memperbaiki roda gigi. Sama halnya dengan profil gigi, ukuran roda juga ditentukan sebagai berikut
1. Diameter lingkaran jarak bagi d = 2 ro = Z m
2. Diameter lingkaran kepala dk= 2 rk = ( Z + 2 )m
3. Diameter lingkaran dasar dg = Z m cosα
4. Jarak bagi = π m
5. jarak bagi normal = π m cosα
6. Tinggi gigi = 2m + c
7. Jarak sumbu poros a = =

Dalam hal roda gigi luar, bagian gigi di luar jarak lingkaran jarak bagi disebut kepala, dan tingginya disebut “tinggi kepala” atau “adendum”, yang besarnya biasanya sama dengan modul , m(mm), atau satu perjarak bagi diametral, 1/DP (in).
Bagian gigi di sebelah dalam lingkaran jarak bagi disebut kaki, dan tingginya disebut “tinggi kaki” atau “dedendum”, yang besarnya sama dengan (m + ck¬) dalam (mm) atau (1/DP + ck) dalam (in). Disini ck disebut “kelonggaran puncak”, yaitu celah antara lingakaran kepala dan lingakaran kaki dari gigi pasangannya. Di sepanjang lingkaran jarak bagi, terdapat tebal gigi dan celah atau kelonggaran, yang besarnya biasanya sama dengan πm/2 (mm) atau π/(2 DP), (in). Titik potong antara profil gigi dengan lingkaran jarak bagi disebut titik jarak bagi. Profil gigi biasanya berbentuk lengkungan involut, dan sudut antara garis normal kurva profil pada titik yang sama disebut “sudut tekanan”. Roda gigi yang mempunyai sudut tekanan yang sama besar serta proporsinya seperti yang telah diuraikan diatas, disebut “roda gigi standar.” Roda gigi ini dapat saling bekerja sama tanpa dipengaruhi oleh jumlah giginya, sehingga dapat pula disebut roda gigi yang dapat dipertukarkan.
Tidak ada alasan yang kuat bahwa proporsi setiap bagian gigi atau sudut tekannannya harus seperti yang dikemukakakn diatas. Pinyon dengan kepala gigi panjang dan kaki gigi pendek, serta roga gigi dengan proporsi terbalik, sering juga dipakai. Sekalipun demikian, jarang sekali ada pinyon yang hanya mempunyai kepala gigi saja atau kaki gigi saja.



K. Profil Roda Gigi
Roda gigi memindahkan momen melalui kontak luncur antara permukaan gigi yang berpasangan. Selama kontak ini, kecepatan sudut kedua roda gigi harus dapat dijaga tetap, yang berarti putaran harus dapat berlangsung dengan halus dan dengan perbandingan yang tetap. Untuk memenuhi persyaratan ini, harus dipilih kurva yang sesuai sebagai profil gigi. Ada sejumlah kurva yang dapat memenuhi keperluan gigi tersebut, tetapi kurva involut atau evolven adalah yang biasa digunakan untuk roda gigi. Dahulu banyak dipakai kurva sikloida. Meskipun kurva sikloida ini baik jika ditinjau dari segi gesekannya yang rendah, tetapi dari segi kekuatan terhadap lenturan dan proses pembuatannya, kurang menguntungkan dibandingkan dengan provil involut. Disamping kedua kurva diatas, terdapat pula profil lingkaran atau busur lingkarang yang mirip sikloida dan dapat dipergunakan pada roda gigi jam.



L. Kurva Involut
Kurva involut dapat dilukiskan dengan membuka benang dari gulungannya yang berbentuk silinder. Lintasan yang ditempuh ujung benang sejak dimulai lepas dari permukaan silinder akan membentuk involut



Banyak macam profil roda gigi diantaranya adalah sikloida, lingkaran, novikov, honobe, dan involut. Involut atau evolven adalah profil yang umum dipakai untuk bentuk gigi pada sebuah roda gigi. Dibandingkan dengan profil yang lain, involut memiliki keunggulan diantaranya adalah kekuatan terhadap lenturan dan proses pembuatan yang lebih ekonomis. Dengan kontur profil seperti pada gambar di bawah memungkinkan kedua gigi bekerja dengan kontak yang selaras dari puncak gigi sampai pada dasar gigi. Disain profil gigi pada sebuah roda gigi dibuat seperti pada gambar di bawah, dengan membuat lingkaran awal. Kemudian lingkaran dibagai menjadi beberapa jari-jari dengan dengan jarak tali busur yang sama. Tarik garis siku-siku di ujung masing-masing jari-jari. Pindahkan jarak tali busur ke masing-masing garis siku-siku dengan jumlah terus bertambah pada setiap garisnya, dimulai dari 1; 2; 3; 4 dan seterusnya, hingga dirasa cukup. Hubungkan masing-masing titik terluar hingga akan membentuk profil. Inilah yang dinamakan profil involut.

Roda gigi dengan profil involut (standart)
Kurva involut


M. Kurva roda gigi jam
Kurva gigi pada jam dipergunakan gigi sikloida karena beberapa kelebihammya, tapi karena sangat sukar untuk memotong bentuk sikloida, maka sebagai penggantinya banyak dipakai profil busur lingkaran yang mirip sikloida. Profil semacam ini disebut profil jam dan hanya untuk menaikkan putaran. Sebagai tranmisi daya, roda gigi sikloida tidak lagi dipergunakan karena jika terjadi kesalahan sedikit saja pada sumbu poros, kaitan antara gigi menjadi uruk.



N. Kurva roda gigi Novikop
Pada roda gigi Novikop, giginya melakukan kontak menurut suatu titik (atau sebenarnya pada bidang elips kecil) yang bergerak sepanjang lebar sisi gigi miring. Roda gigi ini kemudia diperbaiki oleh Hanobe. Dan dipergunakan untuk keperluan khusus



O. Rangkuman
Guna mentransmisikan daya besar dan putaran yang tepat, diperlukan sepasang roda yang memiliki gigi Kedua roda tersebut harus dibuat bergigi pada kelilingnya sehingga penerusan daya dilakukan oleh gigi-gigi kedua roda yang saling berkait. Roda bergigi semacam ini, yang dapat berbentuk silinder atau kerucut, disebut roda gigi.
Klasifikasi roda gigi pada posisi porosnya terdiri dari: 1. Roda gigi dengan poros sejajar, 2. Roda gigi dengan poros berpotongan, dan 3. Roda gigi dengan poros silang. Yang masing-masing ditandai oleh perbedaan posisi kedua poros roda gigi.
Bagian utama dari roda gigi terdiri dari; lingkaran adendum , lingkaran Adendum, lingkaran dasar, modul, dan jarak bagi
Profil gigi standar mempunyai ukuran: Tebal gigi = π m/2 (mm). Lebar
ruang = π m/2 (mm) pada garis datum. Sudut kemiringan (sudut tekan 20 o), pada gigi kuno 14,50 atau 150. Tinggi kepala hk = m (mm). Tinggi kaki hf = m + ck (mm), dimana harga k antara 0,8 sampai 1,2, biasa dipakai = 1. ck adalah kelonggaran puncak = 0,25 m.
Agar profil pahat dapat memotong kelonggaran puncak , harus dipertinggi dengan ck = 0,25 dibandingkan dengan batang gigi dasarnya. Dengan demikian tinggi kepala pahat menjadi hkc = hk + hkc = m + ck
Jenis kurva gigi terdiri dari kurva involut, kurva roda gigi jam ,dan kurva novikop.Masing-masing kurva memiliki kegunaan sesuai dengan fungsi mekaniknya.




LATIHAN SOAL
Modul 3

Kerjakanlah soal di bawah ini pada lembar jawaban secara ringkas dan benar.

No Soal
1. Sebutkan fungsi dari roda gigi.
2. Dari gambar di bawah . mana yang termasuk klasifikaksi
roda gigi dengan poros silang


A B C D


3. Sebutkan perbedaan antara roda gigi lurus dengan roda gigi miring
4. Apa yang dimaksud dengan lingkaran adendum
5. Apa yang membedakan antara modul (m) dengan jarak bagi (P)
6. Sebutkan pengertian jarak bagi dasar
7.. Sebutkan tinggi gigi standar
8. Sebutkan besar kelonggaran puncak yang umum dipakai
9. . Dari gambar di bawah , tentukanlah titik-titik yang membentuk
kurva involut




10. Dari gambar di bawah, tentukanlah pasangan kurva gigi novikov


A B C D





DAFTAR PUSTAKA

Martin, H.G. (1985). Kinematika dan Dinamika Teknik. Jakarta: Erlangga.

Shigley, J.E. (1986). Perencanaan Teknik Mesin. Jakarta: Erlangga.

Sularso., & Suga, K. (1981). Elemen Mesin. Jakarta: Paradnya Paramita.

G. Niemann (1986). Elemen Mesin, Jilid I, Jakarta: Erlangga.





























Modul 4
Perancangan Roda Gigi
Marzuki Hamzad, Harlin, M. Yanis



A. Pendahuluan

Sepasang roda gigi harus kontak dengan sempurna, tanpa adanya slip. Menimbulkan persamaan kecepatan suudut yang sama, namun kecepatan garis singgung akan berbeda sesuai denga lingkaran roda masing-masing. Kecepatan singgung yang berbeda menimbulkan perbedaan kecepatan putar antara kedua roda gigi.
Pada modul ini akan dijelaskan perbedaan kecepatan singgung antara dua roda gigi yang berbeda, persamaan modul roda gigi, jarak bagi, sudut tekan, perbandingan kontak, dan harga perbandingan kontak. Dengan standart kompetensi : Memahami langkah-langkah perancangan roda gigi lurus
Kompetensi Dasar :
1. Memahami hukum dasar roda gigi.
2. Memahami perbandingan kontak.
Indokator :
1. Menyebutkan hubungan antara jari-jari dkecepatan sudut
2. Menyebutkan persamaan modul dan jarak bagi diametris
3. Menyebutkan pengertian antara garis tekan dan sudut tekan.
4. Menyebutkan perbedaan antara sudut datang dan sudut undur
5. Mendefinisikan perbandingan kontak
6. Menentukan harga perbandingan kontak ideal

B. Hubungan antara jari-jari dan kecepatan sudut
Dua roda gigi yang saling kontak, lingkaran puncaknya menggiling satu terhadap yang lainnya tanpa slip. Jika dari gambar di bawah dinyatakan jari-jari lingkaran puncak masing-masing roda gigi sebagai r1 dan r2 dan kecepatan sudutnyaω1 dan ω2 , maka kecepatan garis siggungnya adalah




Jadi hubungan antara kecepatan dan jari-jari dan kecepatan sudut adalah:






dari persamaan di atas dapat di tulis:








Jadi banyaknya putaran (N) berbanding terbalik dengan lingkaran diameternya (D).
C. Persamaan Modul pada Roda Gigi
Modul (m) roda gigi adalah satuan standart standart pada S1, yang merupakan hasil bagi dari diameter jarak bagi (diameter puncak) dari roga gigi terhadap jumlah gigi (N)




D. Jarak Bagi Diametris
Jarak Bagi Diametris (P) atau diameter pitch digunakan dalam satuan inggris, yang merupakan hasil bagi dari jumlah gigi pada satu roda gigi (N) terhadap satu lingkaran jarak bagi dalam inci (D).




Dari dua persamaan di atas, di dapat ukuran ril roda gigi, yang dikenal dengan nama jarak bagi lingkaran (p), yang merupakan perkalian antara modul (m) dengan phi 3,14 (π) :


Ata atau


E. Garis tekan dan sudut tekan
Roda gigi yang berpasangan saling bekerja satu terhadap yang lainnya untuk menghasilkan suatu putaran yang sama dengan kam (cam). Bila profil gigi atau kam direncanakan sedemikian untuk menghasilkan suatu perbandingan suatu kecepatan sudut yang konstan selama perputarannya, mereka disebut mempunyai aksi konjugasi.
Bila suatu permukaan melengkung (P2 dan P3) didorong terhadap yang lain (gambar di bawah) titik singgungmya terjadi dimana kedua permukaan saling bersinggungan satu terhadap yang lainnya, dan gaya-gaya pada setiap saat akan diarahkan sepanjang garis normal (NN) atau garis tekan atas kedua lengkung tersebut Jadi garis tekan adalah garis yang menandai letak terjadinya kerja atau kontak antara dua kam roda gigi selama berputar. Garis tekan akan memotong lingkaran adendum, lingkaran jarak bagi (lingkaran puncak) dan berhimpit dengan lingkaran dasar masing-masing roda gigi, ketentuan ini akan menghasilkan sudut yang terbentuk dari garis tekan terhadap bidang datar di titik P Inilah disebut sebagau sudut tekan.
















F. Perbandingan Kontak

Agar roda gigi dapat berputar dengan halus, harus dipenuhi satu persyaratan dimana sebelum suatu pasangan gigi saling melepaskan kaitannya, pasangan berikutnya sudah harus mulai saling berkait. Untuk memepelajari hal ini, perhatikan letak C1 dan C2 (gambar 1), yaitu titik-titik jarak bagi pada kedua gigi dimana kaki gigi pinyon sedang mulai mengait ujung gigi pasangannnya. Pinyon menggerakkan roda gigi besar, dan titik C1 dan C2 mencapai titik jarak bagi P. Sust C1O1P dan C2O2P disebut sudut datang. Selanjutnya kedua jarak titik bagi tersebut meninggalkan P, dan pada saat kedudukannya mencapai C’1 dan C’2, kedua gigi yang berpasangan tadi saling melepaskan kaitannya. Maka sudut C’1O1P dan sudut C’2O2P disebut sudut undur.
Dalam hal roda gigi involut, titik kaitan bergerak sepanjang garis tekanan atau garis singgung bersama dari kedua lingkaran dasar roda gigi. Titik kaitan permulaan pada C1 dan C2 adalah K2, yang merupakan titik potong antara lingakaran kepala roda gigi dan garis tekanan . Titik akhir kaitan pada posisi C’1 dan C’2 adalah K1, yaitu titik potong antara kepala pinyon dan garis tekanan. Panjang lintasan K2K1 = Z disebut “panjang lintasan kontak”.
Menjelang akhir kaitan pasangan gigi yang pertama, pasangan berikutnya telah mulai berkait, sehingga pada saat tersebut terdapat dua pasang gigi yang meneruskan momen. Ketika pasangan baru membuat kontak permulaan di titik K2 , pasangan yang pertama telah berada di depan sejauh jarak bagi normal (te) (mm) pada garis tekanan (gambar 2).




Setelah pasangan pertama melepaskan kaitannya, maka pasangan berikutnya tadi bekerja sendirian meneruskan momen. Ketika pasangan pertama telah menempuh jarak te sejak melepaskan kaitannya, maka pasangan ketiga mulai berkait, membantu pasangan kedua yang hampir mengakhiri kaitannya. Jadi padasetiap permulaan dan akhir kaitan antara pasangan gigi, beban dan momen akan naik turun dengan tiba-tiba. Biasanya keadaan pada permulaan kaitan, lebih buruk daripada akhirnya. Karena hal tersebut maka kedua titik diatas dinamakan titik pembebanan terburuk (gambar 3).
Perbandingan antara panjang lintasan kontak dan jarak bagi normal, yang diberi simbol ε, disebut “perbandingan kontak.” Jadi
G. Harga perbandingan kontak ideal

Harga ε dapat diartikan sebagai berikut, jika di dapat harga ε = 2, maka pada suatu pasangan gigi melepaskan kaitannya, pasangan berikutnya sudah membuat kontak. Jadi jumlah pasangan yang berkait selalu ada dua buah. Dalam keadaan demikian roda gigi menjadi lebih tahan dan berkurang bunyinya asalkan dibuatdengan ketelitian yang baik.
Dalam hal roda gigi lurus . harga ε minimum adalah 1,1, tetapi sebaiknya dipilih antara 1,4 dan 1,6. Untuk mencapai harga lebih dari 2 beberapa cara dapat dianjurkan misalnya dengan memperkecil sudut tekan (umpanya 17,50), memperbesar jumlah gigi, memakai roda gigi miring dan sebagainya, namun harga tersebut sebaiknya dibatasi 2,5 sampai 2,7, karena perbandingan kontak yang terlau besar cenderung akan memperbesar bunyi.



Gambar 1




















Gambar 2 Gambar 3




H. Rangkuman
Pada dua roda gigi yang saling kontak, lingkaran puncaknya menggiling satu terhadap yang lainnya tanpa slip. Jika dari gambar di bawah dinyatakan jari-jari lingkaran puncak masing-masing roda gigi sebagai r1 dan r2 dan kecepatan sudutnyaω1 dan ω2 , maka kecepatan garis siggungnya adalah
V = r1 ω1 = r2 . ω2
Hubungan antara kecepatan dan jari-jari dan kecepatan sudut adalah: =
Persamaan modul pada roda gigi adalah
Jarak bagi diametris
Perbandingan antara panjang lintasan kontak dan jarak bagi normal, yang diberi simbol ε, disebut “perbandingan kontak.”


LATIHAN SOAL
Modul 4

Kerjakanlah soal di bawah ini pada lembar jawaban secara ringkas dan benar.

1. Jika D1 > D2, maka kecepatan sudut ω
ω1 A. ω 1 > ω 2
B. ω 1 < ω 2
C. ω 1 = ω 2
D. ω 2 ≤ ω 1




ω 2
2. Sebutkan persamaan jarak bagi diametris
3 Sebutkan pengertian sudut tekan
4. Dari gambar di bawah, mana yang disebut sudut undur




5. Apa yang dimaksudkan dengan perbandingan kontak
6. Jika harga ε adalah 2, apa artinya dalam sistem kontak gigi
7. Apa yang akan timbul jika harga perbandingan kontak melebihi harga idea
8. Apa yang di sebut dengan persamaan jarak bagi dasar
DAFTAR PUSTAKA

Martin, H.G. (1985). Kinematika dan Dinamika Teknik. Jakarta: Erlangga.

Shigley, J.E. (1986). Perencanaan Teknik Mesin. Jakarta: Erlangga.

Sularso., & Suga, K. (1981). Elemen Mesin. Jakarta: Paradnya Paramita.

G. Niemann (1986). Elemen Mesin, Jilid I, Jakarta: Erlangga.





































Modul 5
Perhitungan Jarak Bagi dan Rangkain Roda Gigi
Marzuki Hamzad, Harlin, M. Yanis




A. Pendahuluan

Bagian terpenting dari rangkaian roda gigi adalah mendapatkan jumlah putaran yang sesuai. Pemasangan rangkaian roda gigi akan menghasilkan jumlah putaran yang berbanding terbalik dengan gaya yang dihasilkan.
Modul ini akan membahas persamaan rangkaian roda gigi lurus dan jarak bagi dasar. Dengan standar kompetensi : Memahami langkah-langkah perancangan roda gigi lurus
Kompetensi Dasar : 1. Mengetahui perhitungan jarak bagi
2. Memahami perhitungan rangkaian roda gigi
Indikator : 1. Menyebutkan persamaan jarak bagi dasar
2. Menyebutkan hubungan antara jarak bagi
3. Menghitung persamaan rangkaian roda gigi
4. Menghitung nilai rangkaian.


B. Menentukan jarak bagi dasar
Dari gambar di bawah, dapat dilihat bahwa jari-jari dari lingkaran dasar untuk setiap roda gigi dapat ditentukan dengan persamaan:








Jarak bagi dasar (base pitch) atau jarak bagi normal, ditulis dengan pb didefinisikan sebagai jarak dari suatu titik pada sebuah gigi ke titik yang bersesuaian pada gigi yang berikutnya diukur sepanjang lingkaran dasarnya. Juga merupakan jarak normal antara sisi yang bersesuaian dari 2 gigi yang berdekatan seperti yang ditunjukan pada bagian tengan dari gambar. Jarak bagi dasaer dapat ditentukam dengan cara membagi garis lingkaran dari lingkaran dasar dengan jumlah gigi.


Hubungan antara jarak bagi dasar dengan jarak bagi
Mengingat jarak bagi melingkar adalah sama dengan keliling lingkaran dari lingkaran jarak bagi dibagi dengan jumlah gigi, maka persamaannya dapat ditulis





Lingkaran dasar dan jarak bagi dasar adalah milik (property) yang dipunyai suatu gigi dan akan tetap jika gigi telah dibuat.

C. Rangkaian Roda gigi
Andai suatu pinion menggerakkan roda gigi, maka kecepatan roda gigi yang digerakkan adalah :





Dimana N = Jumlah putaran (rpm)
Z = Jumlah gigi
d = diameter puncak roda gigi
Untuk roda gigi lurus arah putaran sesuai dengan hukum tangan kanan dan adalah positif atau negatif, apabila berlawanan dengan jarum jam atau searah dengan putaran jam rangkaian roda gigi dengan lima roda gigi dapat dilihat dibawah ini;














Kecepatan roda gigi 5 adalah;


D Nilai rangkaian

Di sini roda gigi 2 adalah sebuah penganggur (idler) yaitu yang jumlah giginya dapat ditiadakan dan hanya memberikan pengaruh pada arah putaran roda gigi 5, lebih lanjut dapat dikatakan bahwa roda gigi1, 2, dan 4 adalah penggerak, sementara 2, 3, dan 5 adalah anggota yang digerakkan.. maka nilai rangkaian (train-value) adalah e sebagai;

,



maka dapat ditulis persamaan ;




Dimana: NL adalah kecepatan roda gigi terakhir
Nf adalah kecepatan roda gigi pertama



E. Rangkuman

Jari-jari dari lingkaran dasar untuk setiap roda gigi dapat ditentukan dengan persamaan: r = R cos Φ
Hubungan antara jarak bagi dasar dengan jarak bagi pb = p cos Φ

Rangkaian Roda gigi
nilai rangkaian (train-value) adalah e sebagai;
LATIHAN SOAL
Modul 5

Kerjakanlah soal di bawah ini pada lembar jawaban secara ringkas dan benar.

1. Jika diketahu jumlah gigi 32, diameter pitch 3/16 inci , tentukanlah harga
jarak bagi dasarnya
2. Jika gigi roda gigi adalah 16, gigi pinion 32, sedangkan putaran pada pinion
20 rpm, maka roda gigi akan berputar sebanyak
3. Tentukanlah nilai rangkaian (e), jika putaran akhir 50 rpm sedangkan putaran awanya 15 rpm
4. Dari gambar di bawah . tentukanlah arah putaran roda gigi ke 3 dan ke 6




























DAFTAR PUSTAKA

Martin, H.G. (1985). Kinematika dan Dinamika Teknik. Jakarta: Erlangga.

Shigley, J.E. (1986). Perencanaan Teknik Mesin. Jakarta: Erlangga.

Sularso., & Suga, K. (1981). Elemen Mesin. Jakarta: Paradnya Paramita.

G. Niemann (1986). Elemen Mesin, Jilid I, Jakarta: Erlangga.





































Modul 6
Klasifikasi Bantalan
Marzuki Hamzad, Harlin, M. Yanis



A. Pendahuluan

Elemen mesin yang berfungsi untuk memikul poros berbeban adalah sangat penting dalam memindahkan tenaga. Bantalan merupakan bagian terpenting untuk menjalankan tugas itu. Sehingga putaran mesin akan bekerja dengan sempurna dengan sedikit sekali kerugian gesekan oleh beban maupun suara yang ditimbulkan akibat gesekan,
Modul ini akan memberikan pengetahuan tentang bantalan, baik fungsi, jenis dan klasifikasinya. Dengnan standart kompetensi : Memahami langkah-langkah perancangan bantalan
Kompetensi Dasar : 1. Memahami pengertian dan klasifikasi bantalan
2. Memahami klasifikasi bantalan luncur dan gelinding
Indikator : 1. Menyebutkan fungsi bantalan
2. Menyebutkan perbedaan bantalan luncur dan bantalan gelinding
3. Menyebutkan perbedaan bantalan aksial dan bantala radial
4. Menyebutkan klasifikasi bantalan luncur
5. Menyebutkan klasifikasi bantalan gelinding
6. Menyebutkan jenis-jenis bantalan gelinding dan luncur



B. Pengertian bantalan

Bantalan adalah elemen mesin yang mampu memikul poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya yang berlangsung secara halus, aman, dan panjang umur. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengnan baik. Jika bantalan tidak bekerja dengan baik maka prestasi seluruh sistem akan menurun atau tidak bekerja secar semestinya. Jadi bantalan dalam permesinan dapat disamakan dengan pondasi pada gedung.



Bantalan gelinding



Bantalan luncur


C. Perbedaan antara bantalan luncur dengan bantalan gelinding

Bantalan luncur mampu menumpuh poros berputaran tinggi dengan beban besar. Bantalan ini sederhana konstruksinya dan dapat dibuat serta dipasang dengan mudah. Karena gesekannya yang besar pada waktu mulai jalan, bantalan luncur memerlukan monen awal yang besar. Pelumasan pada bantalan ini tidaklah sederhana. Panas yang timbul dari gesekan yang besar, memerlukan pendingin khusus.Sekalipun demikian, karena adanya lapisan pelumas, bantalan ini dapat meredam tumbukan atau getaran sehingga hampir tidak bersuara. Tingkat ketelitian yang diperlukan tidak setinggi bantalan gelinding sehingga dapat lebih murah.
Bantalan gelinding pada umumnya lebih cocok untuk beban kecil dari pada bantalan luncur, tergantung pada bentuk elemen gelindingnya. Putaran pada bantalan ini dibatasi oleh gaya sentrifugal yang timbul pada elemen gelinding tersebut. Karena konstruksinya yang sukar dan ketelitinnya yang tinggi, maka bantalan gelinding hanya dapat dibuat di pabrik-pabrik tertentu saja. Adapun harganya pada umumnya lebih mahal dari pada bantalan luncur. Untuk menekan biaya pembuatan serta memudahkan pemakaian, bantalan gelinding diproduksi menurut ukuran standar. Keunggulan bantaln ini adalah pada gesekannya yang sangat rendah. Pelumasannya pun sangat sederhana cukup dengan gemuk, bahkan pada macam yang memakai sil tersendiri tak perlu pelumasan lagi. Meskipun ketelitiannya sangat tinggi, namun karena adanya gerakan elemen gelinding dan sangkar, pada putaran tinggi bantalan ini . Agak gaduh dibandingkan dengan bantalan luncur.
Pada waktu memilih bantalan ciri masing-masing harus dipertimbangkan sesuai dengan pemakaian lokasi dan macam beban yang akan dialami.


D. Klasifikasi bantalan

Bantalan dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
1. Atas dasar gerakan bantalan terhadap poros
a. Bantalan luncur. Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpuh oleh permukaan bantalan dengan perantaraan lapisan pelumas.




















b. Bantalan gelinding. Bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola ( peluru ), rol atau rol jarum, dan rol bulat.

Bantalan Gelinding dengan elemen peluru



Bantalan gelinding dengan elemen rol

2. Atas dasar arah beban terhadap poros
a. Bantalan radial. Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus sumbu poros.
b. Bantalan aksial. Arah beban bantalan ini sejajar dengan sumbu poros.
c. Bantalan gelinding khusus. Bantalan ini dapat menumpu beban yang arahnya sejajar dan tegak lurus poros.

Bantalan radial Bantalan aksial


Bantalan gelinding khusus


E. Klasifikasi bantalan luncur

Bantalan luncur dapat diklasifikasikan menurut beberapa cara :
Menurut bentuk dan letak bagian poros yang ditumpu bantalan ( lihat gambar dibawah ). Adapun macam-macamnya sebagai berikut :
a. Bantalan radial, yang dapat berbentuk slinder, belahan slinder, elips, dll.
b. Bantalan aksial, yang dapat berbentuk engsel, kerah, dll.
c. Bantalan khusus, yang berbentuk bola, dll.
Menurut pemakainnya terhadap bantalan untuk penggunaan umum diantaranya;
a. Bantalan poros engkol
b. Bantalan utama mesin perkakas
c. Bantalan roda kereta api, dll
Dalam teknik otomotif bantalan luncur dapat berupa;
a. Bus
b. Bantalan logam slinder
c. Bantalan plastik.


F. Klasifikasi bantalan gelinding

Bantalan gelinding yang utama adalah membawa beban radial dan sedikit beban aksial, dan bantalan aksial yang membawa yang sejajar sumbu poros.
Menurut elemen gelindingnnya, dapat pula dibagi atas
a. bantalan bola

















b. Bantalan rol.
a. bantalan rol lurus
b. bantalan rol aksial bola
c. bantalan rol aksial kerucut
d. bantalan rol jarum
e. bantalan rol kerucut
f. bantalan rol kerucut bersudut curam


Demikian pula dapat dibedakan menurut banyaknya baris dan konstrukksi dalamnya.Bantalan yang cincin dalam dan cincin lusrnya dapat saling dipisahkan disebut macam pisah..
Menurut diamter luar atau diameter dalamnya, bantalan gelinding dapat dibagi atas :
a. Diamter luar lebih dari 800 (mm) disebut Ultra besar
b. Diamter luar 180 – 800 (mm) disebut Besar
c. Diamter luar 80 – 180 (mm) disebut Sedang
d. Diamter dalam 10 (mm) atau lebih
dan diameter luar sampai 80 (mm) disebut Kecil
e. Diameter dalam kurang dari 10 (mm)
dan diameter luar 9 (mm) atau lebih disebut Diameter kecil
f.. Diameter luar lurang dari 9 (mm) disebut Miniatur


Menurut pemakainya dapat digolongkan atas
a. Bantalan otomobil
b. Bantalan mesin
c. Bantalan instrument



Gambar di bawah ini, adalah berbagai macam bantalan yang umum dipakai

G. Rangkuman
Bantalan adalah elemen mesin yang mampu memikul poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya yang berlangsung secara halus, aman, dan panjang umur
Perbedaan antara bantalan luncur dengan bantalan gelinding, ada pada kemampuan kerjannya, Bantalan luncur dapat memikul bebabn besar dan pengerjaanya lebih mudah.
Bantalan dapat diklasifikasikan atas dasar gerakan bantalan terhadap poros, atas dasar arah beban terhadap poros,


LATIHAN SOAL
Modul 6

Kerjakanlah soal di bawah ini pada lembar jawaban secara ringkas dan benar.

No Soal
1. Sebutkan fungsi bantalan
2. Apa yang membedakan antara bantalan luncur dan bantalan gelinding
3. Dari gambar di bawah, mana yang termasuk bantalan luncur.



A B C D



4. Sebutkan apa perbedaan antara bantalan aksial dan bantalan radial
5. Dari gambar di bawah, .mana yang termasuk bantalan aksial


A B C D


6. Sebutkan klasifikasi bantalan luncur menurut letak poros yang ditumpuhnya..
7. Sebutkan klasifikasi bantalan gelinding menurut elemen gelindingnnya

































DAFTAR PUSTAKA

Martin, H.G. (1985). Kinematika dan Dinamika Teknik. Jakarta: Erlangga.

Shigley, J.E. (1986). Perencanaan Teknik Mesin. Jakarta: Erlangga.

Sularso., & Suga, K. (1981). Elemen Mesin. Jakarta: Paradnya Paramita.

G. Niemann (1986). Elemen Mesin, Jilid I, Jakarta: Erlangga.




































Modul 7
Persyaratan Bantalan
Marzuki Hamzad, Harlin, M. Yanis



A. Pendahuluan

Dalam perancangan bantalan harus memenuhi persyaratan yang telah ditentukan, terutama bahan bantalan . Masing-masing bantalan mempunyai kemampuan yang berbeda-beda sesuai dengan kwalifikasi masing-masing.
Bahan bantalan amat tergantung dari jenis pekerjaan yang akan dilakukan oleh bantalan. Ada yang terbuat dari baja yang sangat keras, maupun yang terbuat dari plastik, tergantung penggunaanya .
Pada modul ini akan dijelaskan berbagai perencanaan bahan yang dapat digunakan oleh bantalan. Dengan standar kompetensi : Memahami langkah-langkah perancangan bantalan
Kompetensi Dasar : 1. Memahami bahan bantalan luncur.
2. Memahami bahan bantalan gelinding.
Indikator : 1. Menyebutkan syarat bahan bantalan luncur
2. Menyebutkan bahan bantalan luncur
3. Membedakan fungsi dari berbagai bahan bantalan luncur secara khusus
4. Menyebutkan bahan bantalan gelinding
5. Menyebutkan bahan bantalan dengan
kemampuan khusus


B. Syarat untuk bahan bantalan luncur
Bahan untuk bantalan luncur harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:
a. Mempunyai kekuatan cukup (tahan beban dan kelelahan).
b. Dapat menyesuiakan diri terhadap lenturan poros yang tidak terlalu besar atau terhadap perubahan bentuk yang kecil.
c. Mempunyai sifat anti las (tidak dapat menenpel) terhadap poros jika terjadi kontak dan gesekan antara logam dengan logam.
d. Sangat tahan karat.
e. Cukup tahan haus.
f. Dapat membenamkan kotoran ataudebu kecil yang terkurung di dalam bantalan.
g. Murah harganya.
h. Tidak terlalu terpengaruh oleh temperatur.
Dalam prakteknya barang yang mempunyai sifat di atas susah di dapat.

C. Bahan umum untuk bantalan luncur
a. Paduan tembaga. Termasuk dalam golongan ini adalah perunggu, perunggu posfor, dan perunggu timah hitam yang sangan baik dalam kekuatan, ketahanan terhadap karat, ketahanan terhadap kelelahan, dan dalam penerusan panas. Kekakuannya membuat bahan ini sangat baik untuk bantalan mesin perkakas. kandungan timah yang lebih tinggi dapat mempertingi sifat antilas.
b. Logam putih. Termasuk dalam golongan ini adalah logam putih berdasar Sn ( yang biasa disebut logam babit ), dan logam putih berdasar Pb. Keduanya dipakai sebagai lapisan pada logam pendukungnya.
Bahan bantalan yang konvensional ini telah mengalami perbaikkan dengan memakai berbagai tambahan sekalipun ketahanannya terhadap temepratur dan kelelahan serta kekuatannya menjadi berkurang. sebagai contoh, Sb dan Cu ditambahkan untuk menaikkan ketahanannya terhadap korosi atau ditambah Pb unuk menambah kemampuan menyesuaikan diri terhadap perubahan bentuk. Aneka ragam bahan ini mempunyai pemakaian yang paling luas.

D. Bahan bantalan luncur dengan bahan khusus
a. Bahan plastik
Plastik adalah bahan yang mempunyai sifat dapat melumasi sendiri dengan baik. Sifat yang tahan korosi memungkinkan bahan ini bekerja di dalam air atau di dalam bahan kimia. Bahan semacam ini mempunyai koefisien gesek yang rendah, mudah membenamkan kotoran , dan anti las. Plastik jika diisi dengan bahan bahan pelumas padat, serat gelas, atau serbuk logam akan menjadi sangat kuat dan tahan aus sehingga dapat dipakai untuk kondisi-kondisi yang cukup berat.
Keburukannyan adalah bahwa dalam kondisi pelumasan batas (lapisan pelumas terlalu tipis) akan terjadi panas gesekan yang akan mengakibatkan pembesaran koofisien muainnya. Hal ini perlu diperhitungkan dalam menentukan besar celah antara poros dan bantalan.
b. Bantalan kayu
Bahan yang khas untuk bantalan ini biasanya dipakai untuk pengolahan makanan dan susu. Juga sering dipergunakan pada pompa air dan baling-baling kapal dimana pelumasannya dilakukan dengan air. Beban rata-rata untuk bantalan kayu adalah 0,5 (Kg/mm2) atau kurang
c. Bantalan karet
Dengan air sebagai pelumas, bantalan karet mempunyai koefisien gesek yang rendah. Karet mempunyai ketahan yang baik terhadap kehausan. Selain itu juga dapat meredam bunyi dan getaran. Sebagai bantalan, dapat dipakai karet yang disemen atau karet melulu. Beban rata-rata yang dapat ditanggung adalah 0,5 (kg/mm2) atau kurang.
d. Bantalan grafit karbon
Grafit adalah bantalan yang seluruhnya dapat melumasi sendiri dana dapat bekerja pada temperatur tinggi. Karena secara kimia sangat sukar bereaksi, maka bahan ini sangat luas pemakaianya. Penambahan serbuk babit, perak, atau tembaga dapat memperbaiki sifat-sifat sebagai bantalan. Perbedaan antara koofisien gesek statis dan koofisien gesek kinetis pada grafit karbon adalah kecil.
e. Bantalan permata
Pada alat-alat ukur banyak dipakai bantalan dari batu akikseperti batu delima (ruby) dan batu nilam (sapphire). Batu nilam yang mengalami perlakuan panas dapat menjadi sekeras intan
f. Bantalan luncur Hidrostatis
Bantalan semacam ini dipakai sebagai bantalan utama pada mesin perkakas persisi tinggi, misalnya pada meja putar mesin bubut vertikan besar. Bahan bantalan dapat berupa banyak minyak atau udara. Dalam hal ini, minyak atau udara dilairkan dalam tekanan ke dalam celah bantalan untuk mengangkat beban dan menghindari keausan atau penempelan pada waktu mesin berputar dengan putaran yang sangat rendah atau waktu start. Dimana lapisan minyak yang ada tidak atau belum mempunyai tekan yang cukup tinggi. Macam yang menggunakan minyak pada saat ini sudah diperdagangkan sedangkan yang menggunakan udara masih dalam pengembangan.


Cincin dan elemen gelinding pada bantalan umumnya dibuat dari baja bantalan khrom karbon tinggi. Baja bantalan dapat memberikan efek stabil pada perlakuan panas. Baja ini memberikan umur panjang dengan keahusan yang kecil.


Dengan kemajuan dengan teknik hampa pada akhir-akhir ini, telah dikembangkan baja bantalan cair hampa. baja macam ini tidak sesuai untuk produksi masa dansangat mahal sehingga hanya dipakai dimana diperlukan baja murni.
Produksi masa dari baja bantalan dengan gas hampa telah menghasilkan umur bantalan yang lebih panjang. Dalam proses ini, baja pertama-tama dicairkan dalam udara, dikenakan tekanan hampa tinggi untuk mengeluarkan gas-gas yang terkurung di dalamnya, proses ini diikuti dengan pembuatan ingot.
E. Bahan untuk bantalan khusus

Untuk bantalan untuk ketahan khusus terhadap kejutan, dipakai baja paduan karbon rendah yang kemudian diberikan perlakuan panas dengan sementasi. Baja semen yang kedalaman semsntasinya dan kekerasan dari inti dan permukaannya adalah sedang, dapat menahan tumbukan yang besarnya bebebrapa kali kemampuan baja bantalan.
Untuk bantalan yang tahahan panas dan tahan karat terdapat baja kecepatan tinggi atau deretan martensit dari baja tahan karat.
Bahan untuk sangkar, yang akan mengalami kontak gesekan dengnan elemen gelinding, harus tahan aus dan tidak mudah patah. Sangkar untuk bantalan kecil dibuat dengan mengepres pita baja yang difinis dari baja karbon rendah atau baja plat yang difinis. Untuk pemakaian, khusus plat kuningan atau plat baja tahan karat juga sering dipakai. Untuk bantalan besar dipakai baja karbon rendah atau kuningan berkekuatan tinggi. Untuk beberapa macam bantalan putaran tinggi dapat dibuat dari plastik. Sebagai paku keling untuk sangkar dipergunakan baja karbonr endah bermutu baik.

F. Rangkuman
Syarat untuk bahan bantalan luncur
1. Mempunyai kekuatan cukup (tahan beban dan kelelahan).
2. Dapat menyesuiakan diri terhadap lenturan poros yang tidak terlalu besar atau terhadap perubahan bentuk yang kecil.
3. Mempunyai sifat anti las (tidak dapat menenpel) terhadap poros jika terjadi kontak dan gesekan antara logam dengan logam.
4. Sangat tahan karat.
5. Cukup tahan haus.
6. Dapat membenamkan kotoran ataudebu kecil yang terkurung di dalam bantalan.
7. Murah harganya.
8. Tidak terlalu terpengaruh oleh temperatur.
Dalam prakteknya barang yang mempunyai sifat di atas susah di dapat.



LATIHAN SOAL
Modul 7

Kerjakanlah soal di bawah ini pada lembar jawaban secara ringkas dan benar.

No Soal
1. Sebutkan 2 nama bantalan gelinding dan luncur yang umum dipakai
2. Sebutkan syarat bahan bantalan luncur
3. Sebutkan jenis material yang umum dalam pemakaian bahan bantalan lumcur
4.. Apa nama bahan bantalan untuk alat ukur dengan ketelitian tinggi
5. Bahan gelinding dan cincin pada bantalan gelinding umumnya terbuat dari
6. Untuk bantalan gelinding dengan kemampuan khusus terhadap kejutan
biasanya terbua dari









DAFTAR PUSTAKA

Martin, H.G. (1985). Kinematika dan Dinamika Teknik. Jakarta: Erlangga.

Shigley, J.E. (1986). Perencanaan Teknik Mesin. Jakarta: Erlangga.

Sularso., & Suga, K. (1981). Elemen Mesin. Jakarta: Paradnya Paramita.

G. Niemann (1986). Elemen Mesin, Jilid I, Jakarta: Erlangga.





























Modul 8

Langkah-langkah Perancangan Bantalan
Marzuki Hamzad, Harlin, M. Yanis



A. Pendahuluan
Penggunaan bantalan perlu direncanakan dengan melihat harga perbandingan antara panjang bantalan dan diameter poros yang akan dipikul bantalan. Harga perbandingan l/d harus diperhatikan karena akan menentukan unjuk kerja dari bantalan. Jika harga l/d nya kecil, maka cenderung beban yang sanggup dipikul bantalan akan kecil.
Pada modul ini, akan dipelajari tentang analisa perbanding antara panjang dan diameter bantalan, dan tekanan yang terjadi. Dengan standar kompetensi : Memahami langkah-langkah perancangan bantalan
Kompetensi Dasar :
1. Memahami perencanaan harga l/d
2. Memahami tekanan bantalan
3. Memahami harga pv
4. Memahami tebal minimum selaput minyak

Indikator :
1. Menyebutkan persamaan harga l/d
2. Menyebutkan hal penting dalam perancangan l/d
3. Menentukan harga ideal l/d.
4. Memahami pengertian tekanan bantalan
5. Menyebutkan harga tekanan yang ideal.


B. Perencanaan harga l/d

Jika beban bantalan ban putaran poros diberikan, pertama perlu diperiksa apakah beban perlu dikoreksi. Selanjutanya tentukan beban rencana dan pilihlah bahan bantalan. Kemudian tekanan bantalan yang diizinkan dan harga pv yang diturunkan secara empiris.
Tentukan panjang bantalan l sedemikian hingga tidak terjadi pemanasan yang berlebihan. setelah itu periksalah bahan bantalan dan tentukan diamater poros sedemikan rupa hingga tahan terhadap lenturan. Periksalah juga tekanan bantalan dan ( l/d ).
Bila diameter poros sudah diberikan terlebih dahulu, mulailah dengan kekuatan bantalan. Dalam semua hal, pemeriksaan kekuatan bantalan , harga pv , dan (l/d) adalah penting.
Jika pemilihan bahan pelumas, cara pelumasan, dan pendinginan, tersu menerus akan dilakukan atas dasar jangka waktu kerja, kondisi pelayanan, dan lingkungannya, perlu ditentukan jumlah aliran minyak per satuan waktu.
Dalam perancangannya perbandingan antara panjang dan diameter dalam bantalan (l/d) harus memenuhi pertimbangan yang matang, sehingga akan menghasilkan bantalan yang dapat diandalkan. Ukuran perbandingan l/d yang tidak ideal akan berdampak pada kemamapuan kerja dari bantalan tersebut. Sehingga faktor beban (W) dan tegangan lentur poros yang diizinkan (σa) dalam menganalisa l/d amat menentukan.
Dalam gambar diperlihatkan beban (W), panjang (l), dan diamter poros (d) untuk bantalan radial ujung dan tengah .


W pada bantalan radial ujung W pada bantalan radial tengan

Misalkan terdapat suatu beban yang terbagi rata dan bekerja pada bantalan dari sebelah bawah. Panjang bantalan dinyatakan dengan l (mm), beban per satuan panjang dengan w ( kg/mm ), beban bantalan dengan W (kg ) serta reaksi pada tumpuan dihitung, maka



Besarnya momen lentur maksimum yang timbulkan oleh gaya-gaya diatas adalah



Besarnya momen lentur untuk poros lingkaran pejal adalah

dan

dimana σa adalah tegangan lentur yang diizinkan (kg/mm2), maka:









C. Hal penting dalam perancangan l/d

Untuk bantalan, perbandingan antara panjang dan diameternya adalah sangat penting, sehingga dalam perencanaan perlu diperhatikan hal-hal berikut ini.
1. Semangkin besar l/d, semangkin besar pula panas yang timbul karena gesekan
2. Dengan memperbesar l/d kebocoran pelumas pada ujung bantalan dapat diperkecil
3. Harga l/d yang terlalu besar akan menyebabkan tekanan yang tidak merata. Jadi lebih baik dipakai harga menengah . jika kelonggaran antara bantalan dan poros akan diperkecil atau jika sumbu poros agak miring terhadap sumbu bantalan maka l/d harus dikurangi.
4. Jika pelumas kurang dapat diratakan dengan baik ke seluruh permukaan bantalan, harga l/d harus dikurangi.
5. Semakin besar l/d, temepratur bantalan juga akan semakin tinggi. Hal ini dapat membuat lapisan bantalan menjadi leleh.
6. Untuk menentukan l/d dalam merencana, perlu diperhatikan berapa besar ruangan yang tersedia untuk bantalan tersebut di dalam mesin.
7. Harga l/d juga tergantung pada kekerasan bahan bantalan. Bahan lunak memerlukan l/d yang besar.
Atas dasar hal-hal diatas dapat dipilih l/d yang akan dipakai. Harga l/d tersebut terletak anatar 0,4-4,0, atau lebih baik antara 0,5-2,0. bila l/d melebihi 2,0 maka tekanan permukaan terjadi secara lokal(tidak merata) sehingga lubang bantalan perlu dibuat tirus. Harga yang terlalu kecil sebaliknya akakn mengurangi kemampuannya membawa beban. Untuk l/d yang kecil, bantalan gelinding lebih menguntungkan.


D. Pengertian tekanan bantalan
Bantalan dapat berbentuk slinder, bola, atau kerucut. Yang paling banyak adalah yang berbentuk slinder. Yang dimaksud tekanan bantalan adalah beban radial dibagi luas proyeksi bantalan, yang besarnya sama dengan beban rata-rata yang diterima oleh luas permukaan bantalan. Jika dinyatakan dengan p (kg/mm2), tekanan rata-rata ini adalah:



Faktor beban pada Bantalan Luncur


Dimana l(mm) adalah panjang bantalan, d (mm) adalah diameter poros. Bila l dan d dinyatakan dalam mm, satuan p adalah kg/mm2. untuk bantalan dengan lubang minyak atau alur minyak, harga l.d harus dikurangi luas lubang atau alur tersebut untuk menghitung p.
Dengan memasukan persamaan l/d pada lembar expert 4 A, maka harga telanan yang diizinkan (pa) dapat dirumuskan menjadi:
untuk bantalan radial ujung
untuk bantalan radial tengah



Dimana σa = tekanan maksimum yang diizinkan (kg/mm2)
l = panjang bantalan (mm)
d. = diameter poros (mm)

E. Harga tekanan maksimum yang diperbolehkan

Harga tekanan yang diizinkan pa tergantung pada bahan bantalan dan dipilih dengan pengalaman menurut macam mesin. Dengan adanya bahan pelumas yang lebih baik dan ketelitian yang lebih tinggi pada permukaan finis, harga tekanan dapat dipertinggi.

Bahan Bantalan Kekerasan
HB Tekanan maksimum yang diperbolehkan (σa) (kg/mm2) Temperatur maks. yang diperbolehkan (oC)
Besi Cor
Perunggu
Kuningan
Perunggu Posfor
Logam Putih berdasar Sn
Logam putih berdasar Pb
Paduan Cadmium
Kelmet
Paduan alumunium
Perunggu timah hitam 160 - 180
50 - 100
80 - 150
100 - 200
20 - 30
15 - 20
30 - 40
20 - 30
45 - 50
20 - 680 0,3-0,6
0,7-2,0
0,7-2,0
1,5-6,0
0,6-1,0
0,6-0,8
1,0-1,4
1,0-1,8
2,8
2,0-3,2
150
200
200
250
150
150
250
170
100-150
220-250


F. Harga pv dari hasil analisa

Di celah antara permukaan poros dan bantalan terdapat selaput minyak tipis. Selaput minyak ini bergerak karena tertarik oleh permukaan yang bergerak serta karena kekentalannya. Faktor tekanan kecepatan pergerakan lapisan cairan pelumas tersebut disebut faktor pv. Faktor ini perlu dianalisa untuk memperhitungkan unjuk kerja bantalan secara menyeluruh. Batas pv berdasarkan atas hasil percobaan atau pengalaman disebut faktor tekanan kecepatan maksimum yang diizinkan atau harga pv yang diizinkan. Sedangkan harga pva adalah berdasarkan hasil analisa faktor tekanan kecepatan maksimum yang diizinkan. Ini merupakan suatu patokan penting dalam pemeriksaan kekuatan, yaitu harga pva dengan persamaan:




Dari persamaan di atas, maka dapat dihitung harga panjang bantalan





Dimana, pva = faktor tekanan kecepatan maksimum yang diizinkan dari analisa (kg/mm2m/s)
W = Beban bantalan (kg)
N = Putaran poros (rpm)
l = Panjang bantalan (mm)
d = Diameter poros (mm)

Harga faktor tekanan kecepatan maksimum yang diizinkan dari analisa (pva), selanjutnya dikoreksikan dengan harga faktor tekanan kecepatan maks yang diizinkan (pv). Harga analisa hendaknya tidak jauh dari harga yang diizinkan.


Elemen kecil dari sembarang selaput minyak

G. Harga pv yang diizinkan

Tekanan kecepatan maksimum yang diizinkan, dari suatu bantalan berdasarkan hasil percobaan dan analisa yang mendalam, memberikan nilai patokan yang dapat digunakan dalam perancangan bantalan radial. Seperti pada tabel di bawah ini.
Mesin Bantalan Perbandingan l/d Faktor tekanan kecepatan maks. Yang diizinkan (pv)
(kg/mm2m/s)
Otomobil
Motor pesawat terbang Bantalan utama
Poros engkol
Pena torak 0,8 – 1,8
0,7 – 1,4
1,5 – 2,2 20
40
-
Pompa dan kompresor torak Bantalan utama
Poros engkol
Pena torak 1,0 – 2,0
0,9 – 2,0
1,5 – 2,0 0,2 – 0,3
0,3 – 0,4
-
Mesin uap torak Bantalan utama
Poros engkol
Pena torak 1,6 – 1,8
0,7 – 2,0
0,8 – 2,0 1 – 1,5
1,5 – 2
-
Kendaraan rel Poros 1,8 – 2,0 1,5 – 2
Turbin uap Bantalan utama 1,0 – 2,0 4
Generator,
Motor, pompa sentrifugal Bantalan rotor 1,0 – 2,0 0,2 – 0,3
Poros transmisi Beban ringan
Mapan sendiri
Beban berat 2,0 – 3,0
2,5 – 4,0
2,0 – 3,0
0,1 – 0,2
Mesin perkakas Bantalan utama 1,0 – 4,0 0,05 –0 1







H. Pengertian dan analisa selaput minyak

Dikemukakan anggapan bahwa pada bantalan yang mempunyai beban ringan dan putaran tinggi, sumbu poros dan sumbu bantalan saling berimpit dan tebal selaput minyak merata disekeliling poros. Tetap dalam praktek, hal ini tidak benar kecuali untuk beberapa hal khusus. Kasus dimana sumbu bantalan dan poros tidak saling berimpit sehingga lingkaran pros dan bantalan menjadi konsentris, telah dianalisa oleh Sommerfeld sebagai berikut
Dalam gambar di bawah, dapat dilihat terjadinya kosentris yang menimbulkan adanya harga minimum lapisan minyak pada dinding bantalan dengan permukaan posros. Harga kelonggaran yang dikehendaki kira-kira sebesar 1/1000 diameter., dan eksentrisitas dinyatakan dengan ε = 2e/c . Karena c/2 = h + e maka, persamaan tebal minimum lapisan minyak adalah






Dimana :
h = Tebal minimum lapisan minyak (mm)
D = Diameter dalam bantalan dinyatakan dengan D (mm)
d = Diamater poros (mm),.
c = Kelonggaran diametral dengan (D – d)(mm)
e = Jarak pusat dinyatakan (mm),

Jika h menjadi besar maka pada kecepatan tinggi, maka e akan mengecil; jika h mengecil pada beban besar, maka ε akan membesar.


I. Harga pendekatan tebal minimum lapisan minyak

Perlu diperhatikan bahwa harga h dari persamaan diatas harus lebih besar dari harga minimum yang diizinkan, dan bahwa kekasaran permukaan poros Hjmax ditambah dengan kekasaran bantalan Hbmax harus lebih kecil dari pada h/3, atau


Bantalan hmin (mm) Pemakaian
Perunggu atau kelmet dengan permukaan difinis dengan mutu tertinggi 0,002-0,004 Mesin pesawat terbang dan otomobil
Logam putih biasa 0,01-0,03 Generator, motor listrik

Bantalan besar untuk pemakaian umum 0,05-0,01 Turbin, ventilator









J. Rangkuman

Panjang (l), dan diamter poros (d) untuk bantalan radial ujung dan tengah .



Menentukan diameter bantalan adalah d =
Panjang bantalan : l =


Tekanan rata-rata pada bantalan : P =


Harga perbandingan antara tekanan dan kecepatan alir adalah


Tebal minimum lapisan minyak : h =c/2(1- ε)
Untuk mempermudah pekerjaan lapangnan , maka penggunaan harga h min dapat digunakan angka pada tabel.



LATIHAN SOAL
Modul 8
.
Kerjakanlah soal di bawah ini secara ringkas dan benar

No Soal
1. Jika diketahui harga σa = 1 kg/mm2 ,W = 1000 kg diameter poros 20 mm,
tentukanlah harga l/d nya.



2. Sebutkan hal yang akan timbul jika pada perancangan l/d nilainya terlalu
kecil, dan terlalu besar.
3. Jika harga l/d melebihi harga ideal, maka apa yang perlu dilakukan dalam mengurangi resiko yang bakal timbul
4. Apa yang dimaksud dengan tekanan bantalan
5. Jika diketahui harga tekanan maksimum yang diizinkan (σa) 0,5 kg/mm2,
harga l/d = 1,5 Berapa harga tekanan yang diizinkan (pa) untuk
bantalam radial tengah.
6. Jika diketahui harga beban bantalan (W) 500 kg, putaran bantalan 100 rpm,
dan panjang bantalan 15 mm, maka berapa harga pva yang diizinkan
7. Jika diketahui harga beban bantalan (W) 500 kg, putaran bantalan
100 rpm, dan panjang bantalan 15 mm, harga pva yang
diizinkan 1,5 kg/mm2m/s, tentukanlah berapa maksimum diameter
bantalan yang diijinkan.











DAFTAR PUSTAKA

Martin, H.G. (1985). Kinematika dan Dinamika Teknik. Jakarta: Erlangga.

Shigley, J.E. (1986). Perencanaan Teknik Mesin. Jakarta: Erlangga.

Sularso., & Suga, K. (1981). Elemen Mesin. Jakarta: Paradnya Paramita.

G. Niemann (1986). Elemen Mesin, Jilid I, Jakarta: Erlangga.