Elemen Mesin ~ Mechanical Engineering

Elemen Mesin Bantalan (Machine Elements Bearing)

Bantalan merupakan elemen mesin yang berfungsi sebagai penumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman dan panjang umur. Dalam hal ini, bantalan memegang peranan penting dimana apabila bantalan tidak berfungsi dengan baik, maka akan mempengaruhi prestasi kerja dari sistim itu sendiri.
a. Klasifikasi Bantalan
Bantalan dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
1. Berdasarkan gerakan bantalan terhadap poros

Bantalan luncur

Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantara lapisan pelumas. Bantalan luncur mampu menumpu poros berputaran tinggi dengan beban yang besar. Dengan konstruksi yang sederhana maka bantalan ini mudah untuk dibongkar pasang. Akibat adanya gesekan pada bantalan dengan poros maka akan memerlukan momen awal yang besar untuk memutar poros. Pada bantalan luncur terdapat pelumas yang berfungsi sebagai peredam tumbukan dan getaran sehingga akan meminimalisasi suara yang ditimbulkannya. Secara umum bantalan luncur dapat dibagi atas :

Bantalan gelinding

Pada bantalan gelinding terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola ( peluru ), rol atau rol jarum atau rol bulat. Bantalan gelinding lebih cocok untuk beban kecil. Putaran pada bantalan gelinding dibatasi oleh gaya sentrifugal yang timbul pada elemen gelinding tersebut. Apabila ditinjau dari segi biaya, bantalan gelinding lebih mahal dari bantalan luncur.

2. Berdasarkan arah beban terhadap poros

Bantalan radial tegak lurus

Arah beban yang ditumpu tegak lurus terhadap sumbu poros.

Bantalan radial sejajar

Arah beban bantalan sejajar dengan sumbu poros.

Bantalan gelinding khusus

Bantalan ini menumpu beban yang arahnya sejajar dan tegak lurus terhadap sumbu poros.

b. Pertimbangan Dalam Pemilihan Bantalan
Dalam pemilihan bantalan banyak hal yang harus dipertimbangkan seperti :

Jenis pembebanan yang diterima oleh bantalan (aksial atau radial )
Beban maksimum yang mampu diterima oleh bantalan
- Kecocokan antara dimensi poros yang dengan bantalan sekaligus dengan keseluruhan sistim yang telah direncanakan.
- Keakuratan pada kecepatan tinggi
- Kemampuan terhadap gesekan
- Umur bantalan
- Harga
- Mudah tidaknya dalam pemasangan
- Perawatan.
Cara Kerja Kopling Tidak Tetap (Clutch)
Pada saat pedal kopling ditekan/diinjak, ujung tuas akan mendorong bantalan luncur kebelakang. bantalan luncur akan menarik plat tekan melawan tekananpegas.
Pada saat pelat tekan bergerak mundur, pelat kopling terbebas dari roda penerus dan perpindahan daya terputus. bila tekanan pedal kopling dilepas, pegas koplingakan mendorong pelat tekan maju dan menjepit pelat kopling dengan roda penerus dan terjadi perpindahan daya.
Pada saat pelat tekan bergerak kedepan,pelat kopling akan menarik bantalan luncur, sehingga pedal kopling kembali ke posisi semula. selain secara mekanik,sebagai mekanisme pelepas hubungan.
Sekarang sudah banyak digunakan sistem hidrolik dan booster. secara umum,sistem hidrolik dan hidrolik booster adalah sama. perbedaannya adalah pada sistem hidrolik booster , digunakan booster untuk memperkecil daya tekan padapedal kopling. pemilihan sistem yang digunakan disesuikan dengan kebutuhan.
Pada sistem hidrolik, pada saat pedal kopling ditekan, maka batang penerus akan mendorong piston pada master silinder kopling, fluidapada sistem akan meneruskan daya ini keselinder pada unit kopling, dan piston silinder unit koplingakan mendorong tuas, dan seperti pada sistem mekanik, pelat kopling terlepas,sehingga penerusan daya dari motor ke transmisi terputus.Cara kerja sistem hidrolik ini sama seperti cara kerja pada sistem rem. Kebocoran sistem hidrolik akan mengganggu proses pelepasan hubungan.

Fungsi dan Kegunaan Rem Drum
Rem drum otomobil umumnya berbentuk rem drum (jenis ekspansi) dan rem cakram (disk). Rem drum mempunyai ciri lapisan rem yang terlindung, dapat menghasilkan gaya rem yang besar untuk ukuran rem yang kecil, dan umur lapisan rem cukup panjang. Suatu kelemaham rem ini adalah pemancaran panasnya buruk. Blok rem bergantung pada letak engsel sepatu rem dan silinder hidrolik serta arah putaran roda.
Biasanya, jenis seperti yang diperlihatkan dalam gambar 2.5 (a) adalah yang terbanyak dipakai, yaitu yang memakai sepatu depan dan belakang. Pada rem jenis ini, meskipun roda berputar dalam arah yang berlawanan, gaya rem tetap besarnya. Rem dalam gambar 2.5 (b) memakai dua sepatu depan, dimana gaya rem dalam satu arah putaran jauh lebih besar dari pada dalam arah berlawanan. Juga terdapat jenis yang diperlihatkan dalam gambar 2.5 (c), yang disebut duo-servo.

Dalam hal sepatu rem seperti yang diperlihatkan dalam gambar 2.6 (a), disebut sepatu berengsel, dan sepatu yang menggelinding pada suatu permukaan seperti dalam gambar 2.6 (b), disebut sepatu mengambang. Jenis yang terdahulu memerlukan ketelitian yang lebih tinggi dalam pembuatannya. Untuk merencanakan rem drum. Pada umumnya perhitungan yang sederhana dapat diikuti untuk memperoleh ukuran bagian-bagian yang bersangkutan serta gaya untuk menekan sepatu.
Rem drum dikenal juga sebagai rem sepatu dalam, yang biasanya diterapkan pada kendaraan. Rem drum ini dibuat dalam berbagai tipe dengan tujuan masing-masing.

Keuntungan memakai rem drum adalah dapat menghasilkan gaya yang besar untuk ukuran yang kecil dan umur lapisan rem yang panjang. Blok rem disebut dengan sepatu rem. Gaya rem tergantung pada letak engsel sepatu rem dan gaya yang diberikan agar sepatu bergesekan dengan dinding rem serta arah putaran roda.
Dasar Perancangan Rem
Rem merupakan salah satu komponen mesin mekanik yang sangat vital keberadaannya. Adanya rem memberikan gaya gesek pada suatu massa yang bergerak sehingga berkurang kecepatannya atau berhenti. Pemakaian rem banyak ditemui pada sistem mekanik yang kecepatan geraknya berubah-ubah seperti pada roda kendaraan bermotor, poros berputar, dan sebagainya. Berarti dapat disimpulkan bahwa fungsi utama rem adalah untuk menghentikan putaran poros, mengatur putaran poros, dan juga mencegah putaran yang tidak dikehendaki. Efek pengereman secara mekanis diperoleh dengan gesekan, dan secara listrik dengan serbuk magnit, arus pusar, fasa yang dibalik atau penukaran kutup, dan lain-lain.
Pada umumnya sebuah rem mempunyai komponen – komponen sebagai berikut :
- Backing plate
- Silinder penyetel sepatu rem
- Sepatu rem
- Pegas pembalik
- Kanvas rem
- Silinder roda
- Drum rem
Dimana penjelasan masing-masing komponen tersebut diterangkan di bawah ini.
- Backing plate
Terbuat dari plat baja yang dipress. Backing plate bagian belakang diikat dengan baut pada real axle housing dan backing plate bagian depan diikat dengan baut pada steering knuckle. Sepatu rem dipasangkan pada backing plate yang mana bila terjadi pengereman akan bekerja pada backing plate. Selain sepatu rem juga silinder roda, anchorpin, mekanisme rem tangan dipasangkan pada backing plate.
- Silinder penyetel sepatu rem
Silinder penyetel sepatu rem berfungsi menjamin ujung sepatu rem dan untuk penyetelan renggang antara sepatu dengan drum. Pada beberapa macam rem, sebagai pengganti silinder penyetel sepatu, anchor pin dan kam penyetel sepatu digunakan secara terpisah.
- Sepatu rem
Sepatu rem berbentuk busur yang disesuaikan dengan lingkaran drum dan dilengkapi dengan kanvas yang dikeling ataupun direkatkan pada bagian permukaan dalam sepatu rem. Salah satu ujung sepatu rem dihubungkan pada anchor pin atau pada baut silinder penyetel sepatu rem. Ujung lainnya dipasangkan pada roda silinder yang berfungsi untuk mendorong sepatu ke drum dan juga sepatu rem ini berhubungan dengan mekanisme rem tangan.
- Pegas pembalik
Pegas-pegas pembalik berfungsi untuk menarik kembali sepatu rem pada drum ketika pijakan rem dibebaskan. Satu atau dua buah pegas pembalik biasanya dipasang dibagian sisi silinder roda.
- Kanvas rem
Kanvas rem dipasangkan pada sepatu rem untuk menambah tenaga gesek pada drum. Bahan yang digunakan adalah asbes dengan tembaga atau campuran plastik untuk untuk memperoleh tahan panas yang tinggi dan tahan aus. Pada beberapa macam rem, terdapat perbedaan bahan kanvas rem yang dipasangkan pada sepatu pertama dan sepatu kedua. Kanvas ini dapat diganti jika sudah mengalami aus.
- Silinder roda
Silinder roda yang terdiri dari body dan torak, berfungsi untuk mendorong sepatu rem ke drum dengan adanya tekanan hidrolik yang dipindahkan dari master silinder. Satu atau dua silinder roda digunakan pada tiap satu unit rem, tergantung dari modelnya. Ada dua macam silinder roda; yang satu bekerja pada sepatu rem pada kedua arah, dan satunya lagi gerakannya hanya pada satu arah saja.
- Drum rem
Drum rem pada umumnya dibuat dari besi tuang. Drum rem ini dipasangkan hanya diberi sedikit renggang dengan sepatu rem dan drum yang berputar bersama roda. Bila rem ditekan maka kanvas rem akan menekan terhadap permukaan dalam drum, mengakibatkan terjadinya gesekan dan menimbulkan panas pada drum cukup tinggi (200°C-300°C). Karena itu, untuk mencegah drum ini menjadi terlalu panas ada semacam drum yang di sekeliling bagian luarnya diberi sirip yang terbuat dari paduan alumunium yang mempunyai daya hantar panas yang tinggi. Permukaan drum rem dapat menjadi tergores ataupun cacat, tetapi hal ini dapat diperbaiki dengan jalan dibubut bila goresan itu tidak terlalu dalam.