bab 1 dan 2 bantalan

7/24/2019 Bab 1 Dan 2 Bantalan

1/39

ELEMEN MESIN 2

KULIAH # 1 & 2 #

BANTALAN

Oleh :

IR.NAFSAN UPARA.MM.MT


2/39

1. Pendahuluan

Bantalan merupakan komponen mesin yangberfungsi menumpu poros yang mempunyaibeban tertentu, sehingga gerak berputar ataugerakan bolak balik dapat berlangsung

dengan halus, aman dan komponen tersebutdapat tahan lama.

Bantalan harus cukup kuat dan kokoh agarkomponen mesin lain dapat bekerja dengan

baik. Kerusakan pada bantalan akan menurunkan

kinerja mesin secara total


3/39

2. Klasifikasi

A. Berdasarkan gerakan Bantalan terhadap poros:

Bantalan luncurTerjadi gesekan luncur

antara poros dan bantalankarena permukaan porosditumpu oleh permukaanbantalan dengan

perantaraan lapisanpelumas.


4/39

2. Klasifikasi

Macam

Macam Bantalan Luncura. Bantalan radial poros

b. Bantalan radial berkerah

c. Bantalan aksial berkerah

d. Bantalan aksial

e. Bantalan radial ujungf. Bantalan radial tengah.


5/39

2. Klasifikasi

A. Berdasarkan gerakan Bantalan terhadap poros:

Bantalan gelinding

Pada bantalan ini terjadi

gesekan gelinding antarabagian yang berputar

dengan yang diam melalui

elemen gelinding seperti

bola (peluru), rol atau roljarum, dan rol bulat.


6/39

2. Klasifikasi

Macam

Macam Bantalan GelindingBall & Roller


7/39

2. Klasifikasi

Macam

Macam Bantalan GelindingBall Bearing Berdasarkan Beban


8/39

2. Klasifikasi

Tipe Radial Ball Bearing


9/39

2. Klasifikasi

Tipe Trush Ball Bearing


10/39

2. Klasifikasi

Macam

Macam Bantalan GelindingRoller Bearing

1. Cylindrical roller bearings.


11/39

2. Klasifikasi

Roller Bearing

2. Spherical roller bearings


12/39

2. Klasifikasi

Roller Bearing3. Needle roller bearing


13/39

2. Klasifikasi

Roller Bearing4. Tapered roller bearings


14/39

2. KlasifikasiPerbedaan Bantalan Luncur dan Bantalan Gelinding

A. Bantalan luncur Mampu menumpu poros berputaran tinggi dengan beban berat. Konstruksi sederhana. Pembuatan dan pemasangan dapat dilakukan dengan mudah.

Gesekan sangat besar pada saat startsehingga memerlukan torsiawal yang besar.

Pelumasan tidak sederhana Gesekan yang terjadi sangat besar. Panas yang dihasilkan cukup tinggi.

Dengan sistem pelumasan yang baik, bantalan luncur dapatmeredam tumbukan dan getaran sehingga hampir tak bersuara. Tidak memerlukan ketelitian yang tinggi sehingga harganya

cukup murah.

3. Perbedaan Bantalan


15/39

3. Perbedaan BantalanPerbedaan Bantalan Luncur dan Bantalan Gelinding

B. Bantalan gelindingCocok untuk beban yang lebih kecil dibandingkan

dengan bantalan luncur.

Putaran dibatasi oleh adanya gaya sentrifugal elemengelinding pada bantalan.Konstruksinya rumit dan proses pembuatan sulit.Harganya lebih mahal dibandingkan dengan bantalan

luncur.

Produksi/pembuatan dilakukan dalam standarisasi.Gesekan sangat kecil.Pelumasan sangat sederhana, misalnya dengangreaseGerakan elemen gelinding menyebabkan suara berisik.


16/39

Bahan

Deskripsi Silikon

Ntrida

Baja 52100 SS 440C Baja M50

Kekerasan pada

suhu ruang HRC

78 62 60 64

Mudulus elstis pada

suhu ruang

310 GPa 207 GPa 200 GPa 193 GPa

Suhu operasi

maksimal

1200oC 180oC 260oC 320oC

Rapat Massa

(kg/m2)

3200 7800 7800 7600

4. Bahan Bantalan

Note : Baja AISI 52100 memiliki C =( 0,95 1,10)%;Cr = (1,3-1,6)%; Mn =

(0,25-0,45)%; Si = (0,2-0,3)%

Tabel 1


17/39

5. Bantalan Gelinding

Komponen Bantalan Gelinding


18/39


HUBUNGAN BEBAN DAN UMUR

k

P

P

L

L

2

1

1

2

P1 : Tingkat beban dinamis dasarP2 : Beban RancanganL

1: Putaran/umur awal/dasar

L2 : Putaran/ umur rancangan


19/39


Ukuran Relatif Seri Bantalan


20/39

5. Bantalan GelindingUMUR RANCANGAN

Ld : Umur rancanganPd : Beban RancanganC : Tingkat beban dinamis dasar

)10( 6k

d

dP

CL

Ld dihitung berdasarkan putaran (menggunakan tabel 1),Maka :

Ld = (h) (rpm) (60 min/h)


21/39

5. Bantalan GelindingTabel 2. Umur rancangan yang dianjurkan untuk bantalan


22/39

5. Bantalan GelindingTingkat Bebans Dinamis Dasar yang dibutuhkan

C : Tingkat beban dinamis yang dibutuhkanfN : Faktor kecepatan

fL : Faktor UmurPd : Beban Rancangan

N

Ld

f

fPC

).(

Tabel 3


23/39

5. Bantalan GelindingTabel 4. Bantalan


24/39



25/39



26/39

5. Bantalan GelindingA. Pemilihan Bantalan Dikenai Beban Radial

a. Hitung Beban Ekuivalen -------- P = V.RDimana, V : faktor putaran

= 1 (cincin dalam bantalan berputar)= 1,2 (cincin luar bantalan berputar)

R : Beban Radial

b. Tentukan diamater nominal porosc. Pilih Jenis bantaland. Tetapkan umur bantalane. Tentukan faktor kecepatan dan umurf. Hitung tingkat beban dinamis dasar (C)g. Catat calon bantalan yang mempunyai nilai tingkat

beban dinamis dasar yang dibutuhkan

Prosedur


27/39

5. Bantalan GelindingPemilihan Bantalan Beban Radial

h. Pilih bantalan yang mempunyai geometri paling tepat,dan diperkuat dengan pertimbangan biaya sertaketersediaannya.

i. Tentukan kondisi penempatan seperti diamaterdudukan poros dan toleranasi, diamater lubang padarumah mesin dan toleransinya, cara penempatanbantalan secara aksial, kebutuhan khusus seperti

perapt atau lapisan pelindung.

Prosedur


28/39

5. Bantalan GelindingB. Pemilihan Bantalan Gabungan Beban Radial dan Aksial

a. Hitung Beban Ekuivalen -------- P = VXR+YTDimana, V : faktor putaran

= 1 (cincin dalam bantalan berputar)= 1,2 (cincin luar bantalan berputar)

R : Beban RadialT : Beban aksialX : Faktor radialY : Faktor Aksial

Prosedur

Tabel 5. Faktor Radial dan Aksial untuk bantalan bola alur baris tunggal


29/39


b. Nilai Y dan T dari Tabel 3.c. Hitung tingkat beban dinamis dasar (C)d. Pilih satu bakal calon bantalan yang mempaunyai

satu nilai C sekurangnya sama dengan nilai C yangdibutuhkan.

e. Dari bantalan yang dipilih, tentukan nilai Coh. Hitung T/Co

i. Dari Rabel 3 tentukan nilai e.j. Jika T/R > e, cari nilai Y dari tabel 3.k. Jika nilai Y baru berbeda dengan Y dibutir b, ulangi

prosesnya.

Prosedur

Pemilihan Bantalan Gabungan Beban Radial dan Aksial


30/39


l. Jika T/R < e, hitunglah nilai P memakai rumus bebanradial dan lanjutkan perhitungan dengan prosedurbeban radial murni.

Prosedur

Pemilihan Bantalan Ganungan Beban Radial dan Aksial


31/39


Contoh:Pilih sebuah bantalan bola dalam baris tunggal yang

memikul beban radial sebesar 1850 lb dan aksial 675 lb.

Poros berputar pada 1150 rpm dan tingkat umurdiinginkan adalah 20 000 jam. Diamater nominal dapat

diterima untuk poros adalah 3,2 in.


32/39


Tingkat Umur Untuk KeandalanLaR = CRL10

Dimana,LaR : umur yang disesuaikan untuk keandalan

CR : faktor penyesuaian untuk keandalanL10 : umur dalam jutaan putaran untuk keandalan 90%

Tabel 4 Faktor penyesuaian umur untuk keandalan CR


33/39

6. Bantalan Rol Kerucut

Beban Ekuivalen:

C. Pemilihan Bantalan Rol Kerucut

AArB

B

A

rAA TYFY

YFP 5,04,0

PB = FrB

Dimana,PA : beban radial ekuivalen pada bantalan A

PB : beban radial ekuivalen pada bantalan BFrA : beban radial yang bekerja pada bantalan AFrB : beban radial yang bekerja pada bantalan BTA : Beban aksial pada bantalan AYA : beban aksial untuk bantalan AYB : beban aksial untuk bantalan B


34/39

Jika PA < FrA, misalkan PA = FrA, maka

C. Pemilihan Bantalan Rol Kerucut

ABrA

A

B

rBB TYFY

YFP 5,04,0



35/39

Pemasangan bantalan Rol Kerucut



36/39


Contoh:Sebuah poros seperti gambar pemasangan bantalan rol

kerucut, memikul beban melintang 6800 lb dan beban

aksila 2500 lb. Beban aksial ditahan oleh bantalan A. Porosberputar pada 350 rpm dan dipakai pada peralatan

pertanian. Tentukan ukuran bantalan rol kerucut untuk

poros tersebut.



37/39

Masalah : Pada Bantalan terdapat beban yang berbeda-beda dalam jangka waktu tertentu sehingga timbulkerusakan pada bantalan. Dalam hal demikianpendekatan untuk usia bantalan diper, hitungan denganbeban efektif rata-rata (mean effective load), Fm

7. Beban Variasi

pi

p

im

N

NFF

1

)(

Dimana,

Fi :beban individual diantara deretan ibebanNi : jumlah putaran beroperasinya FiN : total jumlah putaran dalam satu siklus penuh

p : eksponen pada hubungan beban/umur= 3 untuk bantalan bola

= 10/3 untuk bantalan rol


38/39

Jika bantalan berputar pada kecepatan konstan dimanajumlah putaran sebanding dengan waktu operasi, makaNidapat dihitung sebagai jumlah menit operasi Fmdan Nadalah jumlah menit dalam siklus total, yaitu

7. Beban Variasi

N= N1+N2+N3+.+ Ni

Maka perkiraan umur total bantalan, dalam juta putaran:

p

mFCL


39/39

Contoh:Sebuah bantalan bola alur dalam baris tunggal bernomor6308 dalam jangka waktu tertentu dikenai bebandiperlihatkan pada tabel dibawah ini

7. Beban Variasi

Siklus 60 menit ini berulang secara terus menerus sepanjangUmur bantalan. Poros yang ditumpu oleh bantalan berputar600 rpm. Hitunglah umur bantalan tersebut.

Kondisi Fi (lb) Waktu (menit)

1 650 30

2 750 10

3 250 20

bab 1 dan 2 bantalan

Documents