Poros dan Bantalan

POROS & BANTALAN

POROS

Menurut Elemen Mesin Sularso,1987:hal 1, Poros adalah salah satu bagian terpenting dari mesin. Hampir semua  mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Peranan dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros. Secara garis besarnya poros dibedakan menjadi:

1.Poros transmisi
Poros ini mendapat beban puntir murni atau puntir dan lentur. Daya ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling, roda gigi, puli sabuk dan sproket rantai.

2.Spindel
Spindel adalah poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran. Syarat yang harus dipenuhi oleh poros ini adalah depormasinya harus kecil  dan bentuk serta ukurannya harus teliti.

3.Gandar
Gandar adalah poros yang dipasang diantara roda-roda kereta barang dimana, tidak mendapat beban puntir. Gandar ini hanya mendapat beban lentur.

Dalam merencanakan sebuah poros hal-hal penting yang diperhatikan adalah sebagai berikut :

1.Kekuatan poros
Kekuatan poros adalah kekuatan poros untuk menerima beban puntir atau lentur atau gabungannya. Perlu juga diperhatikan jika poros mendapat alur pasak atau mengalami pengecilan diameter (poros bertingkat). Jadi poros harus kuat dan mampu untuk menerima semua beban tersebut.

2.Kekakuan poros
Meskipun poros sudah kuat tetapi jika lenturan atau defleksi puntirannya harus besar, misalnya pada kotak roda gigi. Oleh karena itu disamping kekuatannya harus diperhatikan dan disesuaikan dengan mesin yang akan dilayani.

3.Putaran kritis
Bila putaran suatu mesin dinaikkan maka pada harga tertentu akan menimbulkan getaran yang luar biasa besarnya. Putaran ini disebut putaran kristis.  Jika mungkin poros harus direncanakan dengan putaran kerja dibawah putaran kristisnya.

4.Bahan
Bahan untuk poros hendaknya bahan yang tahan terhadap korosi, terutama untuk poros yang bersinggungan langsung dengan fluida yang korosif dan poros mesin yang sering berhenti dalam jangka waktu yang lama. Tetapi pada batas-batas tertentu dapat dilakukan perlindungan terhadap korosi.

BANTALAN

Bantalan merupakan salah satu bagian dari elemen mesin yang memegang peranan cukup penting karena fungsi dari bantalan yaitu untuk menumpu sebuah poros agar poros dapat berputar tanpa mengalami gesekan yang berlebihan. Bantalan harus cukup kuat untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik.

Prinsip Kerja Bantalan
Apabila ada dua buah logam yang bersinggungan satu dengan lainnya salingbergeseran maka akan timbul gesekan , panas dan keausan .Untuk itu pada kedua benda diberi suatu lapisan yang dapat mengurangi gesekan ,panas dan keausan serta untuk memperbaiki kinerjanya, ditambahkan pelumasansehingga kontak langsung antara dua benda tersebut dapat dihindarai.

Pada umumya bantalan dapat diklasifikasikan menjadi 2 bagian yaitu :
a.Bantalan Luncur
b.Bantalan gelinding

Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karenapermukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantaraan lapisan pelumas. Berdasarkan konstruksinya bantalan luncur dibedakan menjadi:a) Bantalan Luncur Radial Bantalan ini untuk mendukung gaya radial dari batang torak saat berputar.Konstruksinya terbagi / terbelah menjadi dua agar dapat dipasang pada poros.

Berdasarkan konstruksinya, bantalan luncur terbagi menjadi 3 Jenis, yaitu:
1. Bantalan luncur radial (Jurnal bearing)
Bantalan ini untuk mendukung gaya radial dari batang torak saat berputar. Konstruksinya terbagi / terbelah menjadi dua agar dapat dipasang pada poros engkol

2. Bantalan luncur aksial (Thrust bearing)
Bantalan ini menghantarkan poros engkol menerima gaya aksial yaitu terutama pada saat terjadi melepas / menghubungkan plat kopling saat mobil berjalan. Konstruksi bantalan ini juga terbelah / terbagi menjadi dua dan dipasang pada poros jurnal bagian paling tengah.

3. Bantalan khusus
Yaitu kombinasi antara bantalan radial dan aksial

Bahan Bantalan luncur

Bahan untuk bantalan luncur harus memenuhi persyaratan berikut:
·Mempunyai kekuatan yang cukup (tahan beban dan kelelahan)
·Dapat menyesuaikan diri terhadap lenturan poros yang tidak terlalu besaratau terhadap perubahan bentuk yang kecil
·Mempunyai sifat anti las (tidak dapat menempel) terhadap poros jika terjadikontak dan gesekan antara logam dan logam
·Sangat tahan karat
·Dapat membenamkan kotoran atau debu kecil
·Murah harganya
·Tidak terlalu terpengaruh oleh temperature

Berdasar bahannya batalan luncur dibedakan menjadi:
a) Bantalan satu bahan
Yaitu bantalan yang terbuat dari satu jenis bahan sajaseperti besi tuang kelabu atau perunggu. Jenis ini hanyadigunakan pada motor dengan beban ringan.

b) Bantalan dua bahan
Bantalan ini mempunyai dua bahan untuk pendukung danuntuk bagian luncurnya.Untuk bagian pendukungnyaterbuatdari Cuprum ( Cu) , Plumbum ( Pb), Sn ataupaduan alumunium , sedanng bagian luncurnya biasanyaterbuat dari : Pb atau Sn. Jenis ini mempunyai sifat luncuryang baik serta daya dukungnya lebih besar Keuntungan:
a.Tidak peka terhadap beban kejut dan goncangan, karena bantalan luncurmemiliki bidang penopang dan bidangpelumasan yang lebar.
b.Bantalan luncur tidak terlalu peka terhadap debu / kotoran, maka dari itukurang membutuhkan seal.
c.Tinggi angka putaran tidak terbatas karena tidak ada gesekan langsung antaralogam dengan logam, tetapi yangada berupa gesekan antara logam denganpelumas.
d.Bantalan luncur konstruksi belahan memungkinkan pembongkaran danpemasangan kembali dari poros dapatdilakukan dengan mudah.
e.Bantalan luncur yang dapat diatur kembali kelonggarannya memungkinkandicapainya karakter putaran yang presisi.

1.Single row groove ball bearings
Bearing ini mempunyai alur dalam pada kedua cincinnya. Karena memiliki alur, maka jenis ini mempunyai kapasitas dapat menahan beban secara ideal pada arah radial dan aksial. Maksud dari beban radial adalah beban yang tegak lurus terhadap sumbu poros, sedangkan beban aksial adalah beban yang searah sumbu poros

2.Double row self aligning ball bearings
Jenis ini mempunyai dua baris bola, masing-masing baris mempunyai alur sendiri-sendiri pada cincin bagian dalamnya. Pada umumnya terdapat alur bola pada cincin luarnya. Cincin bagian dalamnya mampu bergerak sendiri untuk menyesuaikan posisinya. Inilah kelebihan dari jenis ini, yaitu dapat mengatasi masalah poros yang kurang sebaris.

3. Single row angular contact ball bearings
Berdasarkan konstruksinya, jenis ini ideal untuk beban radial. Bearing ini biasanya dipasangkan dengan bearing lain, baik itu dipasang secara pararel maupun bertolak belakang, sehingga mampu juga untuk menahan beban aksial.

4. Double row angular contact ball bearings
Disamping dapat menahan beban radial, jenis ini jgua dapat menahan beban aksial dalam dua arah. Karena konstruksinya juga, jenis ini dapat menahan beban torsi. Jenis ini juga digunakan untuk mengganti dua buah bearing jika ruangan yang tersedia tidak mencukupi.

5. Double row barrel roller bearings
Bearing ini mempunyai dua baris elemen roller yang pada umumnya mempunyai alur berbentuk bola pada cincin luarnya. Jenis ini memiliki kapasitas beban radial yang besar sehingga ideal untuk menahan beban kejut.

6.Single row cylindrical bearings
Jenis ini mempunyai dua alur pada satu cincin yang biasanya terpisah. Eek dari pemisahan ini, cincin dapat bergerak aksial dengan mengikuti cincin yang lain. Hal ini merupakan suatu keuntungan, karena apabila bearing harus mengalami perubahan bentuk karena temperatur, maka cincinya akan dengan mudah menyesuaikan posisinya. Jenis ini mempunyai kapasitas beban radial yang besar pula dan juga cocok untuk kecepatan tinggi.

7.Tapered roller bearings
Dilihat dari konstriksinya, jenis ini ideal untuk beban aksial maupun radial. Jenis ini dapat dipisah, dimana cincin dalamnya dipasang bersama dengan rollernya dan cincin luarnya terpisah.

8.Single direction thrust ball bearings
Bearing jenis ini hanya cocok untuk menahan beban aksila dalam satu arah saja. Elemenya dapat dipisahkan sehingga mudah melakukan pemasangan. Beban aksial minimum yang dapat ditahan tergantung dari kecepatannya. Jenis ini sangat sensitif terhadap ketidaksebarisan (misalignment) poros terhadap rumahnya.

9.Double direction thrust ball bearings
Bearing jenis ini hanya cocok untuk menahan beban aksila dalam satu arah saja. Elemenya dapat dipisahkan sehingga mudah melakukan pemasangan. Beban aksial minimum yang dapat ditahan tergantung dari kecepatannya. Jenis ini sangat sensitif terhadap ketidaksebarisan (misalignment) poros terhadap rumahnya.

10.Ball and socket bearings
Bearing jenis ini mempunyai alur dalam berbentuk bola, yang bisa membuat elemennya berdiri sendiri. Kapasitasnya sangat besar terhadap beban aksial. Selain itu juga dapat menahan beban radial secara simultan dan cocok untuk kecepatan yang tinggi.