Sistem Pelumasan Pada Kapal

Sistem Pelumasan Pada Kapal

Pada system transmisi pada kapal sebenarnya adalah suatu system dimana daya yang dikeluarkan dari mesin utama (prime mover) supaya dapat digunakan untuk menggerakkan suatu kapal dengan thrust yang sesuai dengan diharapkan, dan untuk memindahkan daya dari prime mover tersebut maka dibutuhkan suatu system transmisi pada kapal.

Transmission system pada suatu kapal terdiri atas berbagai macam komponen dimana komponen tersebut nantinya akan saling berhubungan satu dengan yang lain, komponen komponen tersebut seperti shafting, coupling atau clutch , gearbox dan bearings. Komponen komponen tersebut memiliki peranan masing masing pada system transmisi pada suatu kapal. Perlakuan pada setiap komponen harus diperhatikan dengan detail supaya transmisi daya yang dihasilkan maksimal dan sesuai dengan kebutuhan.

Pada shafting misalnya, shafting pada main engine kapal berguna untuk mengkonversikan daya rotasi yang dihasilkan dari main engine/prime mover kapal menjadi thrust yang nantinya digunakan untuk menggerakkan suatu kapal. Propeller juga termasuk salah satu komponen penting pada proses shafting ini, dimana nantinya propeller inilah yang digunakan untuk menggerakkan suatu kapal.disini yang harus diperhatikan adalah bagaimana kita mengurangi getaran getaran yang terjadi di poros yang dapat menghilangkan daya yang dihasilkan dari suatu prime mover, bagaimana system pelumasannya dan sebagainya dan untuk mendukung shafting maka diperlukan lah bearings atau bantalan yang menjaga suatu shaft tetap pada porosnya. Sedangkan gearbox disinilah tempat perubahan daya yang dihasilkan oleh suatu prime mover diubah dan disesuaikan dengan putaran propeller yang dibutuhkan agar tidak terjadi kavitasi dan daya dapat dipergunakan secara maksimal untuk menggerakkan kapal.didalam suatu gearbox pada kapal terdapat suatu reduction gear yang digunakan untuk menurunkan putaran dari mesin utama. Perlu diperhatikan desain roda gigi tersebut dan di sesuaikan dengan bentuk propeller Setiap propeller digerakkan dengan sistim roda gigi dengan perbandingan reduksi yang sesuai dengan karakteristik baling-baling. Sistim roda gigi adalah dari reversing reduction gear type. Setiap roda gigi dilengkapi dengan pompa minyak pelumas, thermometer, dan Thrust bearing yang dipasang menyatu dengan rumah roda gigi, berapa rasio ukuran tiap gear yang tepat dan lain sebagainya.pada clutch atau coupling sebenarnya clutch atau coupling ini berfungsi menghubungkan antara gear dengan shaft.

Maka melihat uraian diatas maka perlu kita memahami apa itu daya dan thrust pada kapal terlebih dahulu sebelum masuk ke dalam masalah system transmisi pada kapal.

Engine banyak ditemui dalam aktifitas kehidupan manusia, secara kumulatif sebagai penghasil daya yang berguna untuk menggerakan kendaraan, peralatan industri, penggerak generator pembangkit energi listrik, sebagai penggerak propeler kapal dan lain-lain. Pada suatu engine dapat menghasilkan daya dan energi maksimal namun tidak semua daya dan energi tersebut nantinya akan digunakan untuk menggerakkan kapal karena terdapat gaya gaya lain yang tedapat pada suatu kapal.

Gaya-gaya ini diteruskan ke poros engkol melalui connecting rod dan melalui main bearing gaya-gaya ini di berikan ke rumah bantalan (engine body). Bearing utama dan journal bearing pada komponen engine bekerja dengan beban yang tinggi. Beban impulsif akibat kompresi dan pembakaran menyebabkan adanya beban kontak yang akan terjadi ketika engine beroperasi. Batang penghubung (shaft) menjadi faktor yang sangat dominan dalam penelitian ini karena berfungsi sebagai alat untuk memindahkan daya indikatur Ni yang dihasilkan dalam cambustion chamber ke poros engkol. Daya ini akan berubah menjadi daya efektif Ne setelah memperhitungkan kerugian mekanis ηm. Teknik yang digunakan untuk mendeteksi kondisi keausan bantalan termasuk pengukuran ketebalan lapisan film, pengukuran kesesumbuan poros, analisis signal getaran, dan lain-lain sudah dilakukan.

- Daya Efektif (PE) adalah besarnya daya yang dibutuhkan untuk mengatasi gaya hambat dari badan kapal (hull), agar kapal dapat bergerak dengan kecepatan servis sebesar Vs.



P = R xVs



- Daya Dorong (PT) adalah besarnya daya yang dihasilkan oleh kerja dari alat gerak kapal (propulsor) untuk mendorong badan kapal.



P = TxVa



- Daya Yang Disalurkan ( PD ) adalah daya yang diserap oleh baling-baling kapal guna menghasilkan Daya Dorong sebesar Pt

P = 2π Qd n

dimana Q adalah torsi yang disalurkan dari main engine dan n adalah jumlah propeller.



- Daya Poros (PS) adalah daya yang terukur hingga daerah di depan bantalan tabung poros (stern tube) dari sistem perporosan penggerak kapal. Effisieiensi shaft sekitar 98% dari Daya Rem / Brake Power .





Ada 2 tipe pelumasan secara conventional :

Pelumasan Minyak
Pelumasan Air
Sistem modern untuk pelumasan air adalah dengan memberikan pasokan air pelumas dari dalam badan kapal, sehingga tidak lagi menggunakan air laut. Karena itu seal-seal yang digunakan menjadi mirip dengan sistem pelumasan minyak.

Sistim pelumasan air laut

- air laut masuk melalui celah bantalan bagian belakang

- Pada bagian depan digunakan remes packing untuk menjaga kekedapan

- Menggunakan bantalan kayu pok (Lignum vitae)

Sistim pelumasan minyak lumas

- pelumasan menggunakan minyak lumas

- Bantalan menggunakan babbit methal

- minyak lumas ditampung dalam tangki dan dialirkan ke tabung buritan

- Sistim kekedapan menggunakan seal baik didepan maupun dibelakang

- dilengkapi dengan pompa untuk sirkulasi minyak lumas



Salah satu penyebab kesalahan dalam memilih bahan pelumas untuk permesinan kapal adalah kurangnya pengetahuan dan keterampilan dalam bahan pelumas, yang dapat berakibat fatal karena dapat merusak komponen-komponen mesin yang tidak sesuai dengan standar spesifikasi pabrik pembuat bahan pelumas. Pengetahuan bahan pelumas mutlak harus dimiliki oleh awak kapal dalam bekerja di atas kapal. disamping itu awak kapal juga diharuskan mengetahui dan memahami tentang bahan pelumas yang sering digunakan dalam bidang permesinan di kapal untuk menghindari kesalahan dalam pemilihan bahan pelumas yang digunakan di kapal.



Sumber utama pelumas adalah minyak bumi yang merupakan campuran beberapa organic, terutama hidrokarbon. Segala macam minyak bumi mengandung paraffin (CnH2n-2), naftena (CnH2n) dan aromatik (CnHn), jumlah susunan tergantung sumber minyaknya. Aromatik mempunyai sifat pelumasan yang baik tetapi tidak tahan oksidasi. Paraffin dan naftena lebih stabil tetapi tidak dapat menggantikan aromatik

secara keseluruhan. Karena tipe aromatik tertentu bertindak sebagai penghalang oksidasi dan parafin murni tidak mempunyai sifat pelumasan yang baik.

Perbedaan yang lain yaitu aromatik mempunyai viskositas rendah, naftena mempunyai viskositas sedang, dan paraffin mempunyai viskositas tinggi. Oksidasi minyak mineral umumnya menyebabkan meningkatkan viskositas serta terbentuknya asam dan zat yang tidak dapat larut.



Apabila terjadi oksidasi besar-besaran akan menyebabkan korosi dan bahkan merusak logam yang dilumasi, kemudian oli harus diperbaharui. Daya tahan oksidasi berkurang pada suhu yang tinggi. Dengan minyak pelumas yang baik, oksidasi berkurang pada suhu yang tinggi. Dengan minyak pelumas yang baik, oksidasi masih akan tetap berlangsung perlahan-lahan pada suhu 80 0 C. diatas suhu tersebut kecepatan oksidasi meningkat dengan cepat.

Kecepatan oksidasi tergantung pada suhu udara dan macam bahan bantalan (bearing). Oleh karena itu sangat sulit menentukan suhu operasi maksimum dan bagaimana seringnya minyak pelumas (oli) harus diganti.



Fungsi pelumas

Fungsi terpenting dari pelumas adalah mencegah logam bergesekan, menghindari keausan, mengurangi hilangnya tenaga, dan mengurangi timbulnya panas. Hal yang diinginkan adalah apabila gesekan logam dicegah atau ditiadakan, disebut hydrodinamik atau penuh film pelumas, disini gesekan metal betul-betul diganti dengan gesekan dalam pelumas yang sangat rendah. Sebaliknya karena tekanan tinggi, kecepatan rendah, pelumas tidak cukup dan sebagainya, film pelumas menjadi sangat tipis, pelumas akan disebut dalam kondisi boundary dan masih menyebabkan

gesekan logam.

Disamping itu gesekan juga tergantung dari kehalusan dan keadaan logam,

selain kemampuan pelumas. Bahan yang tidak sejenis biasanya kurang menyebabkan kerusakan permukaan dibandingkan bahan yang sejenis. Dalam kenyataan molekul pelumas yang berhubungan langsung dengan logam akan diserap permukaan logam. Kemampuan dan adhesi penyerapan molekul-molekul ini memberikan daya tahan pada logam.

Terlepas dari kemampuan pelumas, pelumas harus tahan lama, tahan panas dan tahan oksidasi. Minyak mineral, tumbuh-tumbuhan dan binatang atau gemuk sebagai pelumas mempunyai kemampuan pelumas tetapi tidak cukup tahan oksidasi.

Viskositas adalah ukuran tahanan mengalir suatu minyak merupakan sifat yang penting dari minyak pelumas. Beberapa pengujian telah dikembangkan untuk menentukan viskositas, antara lain pengujian Saybolt, Redwood, Engler, dan Viscosity Kinematic. Viskositas semua cairan tergantung pada suhu. Bila suhu meningkat maka daya kohesi antar molekul berkurang. Sebagai jenis minyak perubahan viskositasnya sangat drastis dibandingkan yang lainnya. Titik beku suatu minyak adalah suhu dimana minyak berhenti mengalir atau dapat juga disebut titik cair yaitu suhu terendah dimana minyak masih mengalir. Pengetahuan mengenai hal ini penting dalam pemakaian minyak pada suhu yang rendah

Gesekan dan Pelumasan

Gesekan akan terjadi bila dua permukaan bahan yang bersinggungan digerakkan terhadap satu sama lain, gesekan itu menyebabkan keausan, dengan melumas berarti memasukkan bahan pelumas antara dua bagian yang bergerak dengan tujuan untuk mengurangi gesekan dan keausan.

a. Gesekan Kering

Gesekan kering terjadi bila tidak terdapat bahan pelumas. Jadi antara bagian-bagian yang bergerak terjadi kontak langsung. Perlawanan gesekan adalah akibat dari kaitan berturut-turut dari puncak bagianbagian yang tidak rata. Besarnya koefisien gesek ditentukan oleh jenis permukaan yang saling bergeser, koefisien gesek antara 0,3 sampai 0,5. Gesekan kering tidak diperbolehkan dalam peralatan teknik.

b. Gesekan Zat Cair dan Pelumasan Penuh

Gesekan zat cair terjadi jika antara permukaan terdapat suatu lapisan bahan pelumas yang demikian tebalnya, sehingga puncak-puncak yang tidak rata itu tidak saling bersinggungan lagi. Jadi dalam hal ini tidak terdapat gesekan kering antara bagian-bagian yang bergerak melainkan suatu gerakan zat cair antara lapisan-lapisan bahan pelumas. Besarnya koefisien gesek ditentukan oleh tebalnya lapisan bahan pelumas dan oleh viskositas. Koefisien itu lebih kecil dari 0,03. pelumasan yang terjadi karena gesekan zat cair dinamakan pelumasan penuh atau pelumasan hidro dinamis. Keuntungan yang terpentingdari pelumasan penuh ialah pengausan yang sangat kecil.Terjadinya pelumasan penuh tergantung dari banyak faktor , yaituviskositas dari bahan pelumas, garis tengah poros, kecepatan putarporos, beban, suhu kerja, cara pemasukan minyak, ruang main antaraporos dan bantalan, jenis dan sebagainya.

c. Gesekan Setengah Kering dan Pelumasan Terbatas

Gesekan setengah kering terjadi jika antara permukaan terdapat lapisanbahan pelumas yang demikian tebalnya, sehingga puncak-puncak yangtidak rata masih dapat bersinggungan. Jadi dalam hal ini terjadigesekan kering sebagian dan gesekan zat cair sebagian.Besarnya koefisien gesek ditentukan oleh jenis bidang yang bergeserterhadap satu sama lain, tebalnya lapisan bahan pelumas dan viskositas serta daya lumas dari bahan pelumas. Koefisien daya lumas kira-kira 0,1. pelumasan yang terjadi pada gesekan setengah kering dinamakan pelumasan terbatas.

(3). Jenis Pelumas

Minyak pelumas yang digunakan dapat dibedakan menjadi beberapa jenis,yaitu sebagai berikut.

a. Minyak tumbuh-tumbuhan

Minyak tumbuh-tumbuhan diperoleh dengan cara memeras biji atau buah. Pada minyak tumbuh-tumbuhan yang terpenting dalam teknikialah minyak lobak (rape oil), minyak biji katun dan biji risinus.

b. Minyak hewan

Minyak hewan diperoleh dengan cara merebus atau memeras tulangbelulang atau lemak babi. Minyak hewan yang terpenting untukkeperluan teknik ialah minyak tulang dan minyak ikan. Minyaktersebut masing-masing diperoleh dari kaki hewan dan ikan. Minyaktumbuh-tumbuhan dan minyak hewan keduanya mempunyai dayalumas yang baik, oleh sebab itu minyak tersebut dinamakan minyakberlemak.Keburukan dari minyak itu ialah cepat menjadi tengit yang berartibahwa minyakmenjadi cepat rusak. Minyak tumbuh-tumbuhan danminyak hewan hampir tidak digunakan secara tersendiri sebagaiminyak pelumas. Akan tetapi karena daya lumasnya baik sekali makaditambahkan pada minyak mineral.

c. Minyak mineral

Minyak mineral diperoleh dengan cara distilasi (penyulingan) minyakbumi secara bertahap. Minyak mineral lebih murah dari pada minyaktumbuh-tumbuhan atau minyak hewan, akan tetapi lebih tahan lamadari kedua macam minyak tersebut. Hanya saja daya lumas dariminyak mineral tidak sebaik minyak tumbuh-tumbuhan dan minyakhewan.

d. Minyak kompon

Minyak kompon itu adalah campuran antara minyak mineral dengansedikit minyak tumbuh-tumbuhan atau minyak hewan. Campuran inimempunyai daya lumas yang lebih sempurna dari pada minyakmineral.

(4). Bahan Aditif

Bahan tambahan aditif itu ialah zat kimia yang ditambahkan pada minyakdengan tujuan untuk memperbaiki sifat-sifat tertentu dari minyak yangbersangkutan. Berbagai macam bahan tambahan itu diberi nama menurutsifat yang diperbaikinya dalam minyak.

Jenis bahan tambahan adalah sebagai berikut ;

a. bahan tambahan untuk menurunkan titik beku.

b. Bahan tambahan untuk meningkatkan indeks viskositas.

c. Bahan tambahan pemurni dan penyebar.

Aditif ini menjaga supaya bagian-bagian zat arang tetap tinggal melayanglayangdan mencegahnya melekat pada logam, dengan demikian pesawatyang bersangkutan tetap dalam kondisi bersih.Aditif antioksidan mengurangi ketuaan minyak, jadi minyak yang diberiaditif antioksidan tidak cepat mengoksida sehingga pengasaman dapatdicegah. Aditif antikorosi memberi lapisan pelindung pada bagian mesin dengan demikian dapat dicegah termakanya oleh asam yang terjadi dalam minyak.

Aditif dapat mencegah dua bagian permukaan logam yang salingbersinggungan berpadu dan juga meningkatkan daya lumas minyak.Minyak yang diberi aditif peningkat nilai tekanan batas, tahan terhadaptekanan tinggi.

(5). Gemuk

Gemuk adalah produk padat agak cair, umumnya tersusun dari minyak dansabun disamping metode lain membuat gemuk. Kandungan minyakumumnya antara 75-95%. Gemuk lebih tahan karat, tahan oksidasi, tahanudara lembab dan sebagainya. Kita menggunakan gemuk apabilapemakaian oli mengalami kesulitan karena tidak ada penutupnya.Gemuk bantalan mempunyai struktur halus atau butiran, sedangkan gemukroda gigi ulet dan berserabut. Untuk roda gigi harus mempunyai adhesiyang kuat pada logam sehingga tidak terlempar keluar dari antara gigi-gigi.Gemuk roda gigi pada kotak roda gigi yang tidak tertutup adalah agar cairsehingga gemuk dapat kembali pada posisi semula.Sesuai dengan jenis logam yang digunakan untuk pelumasan, kita

membedakan gemuk sebagai berikut ini.

a. Gemuk sabun kalsium (gemuk kapur)

Gemuk ini tahan air tetapi tidak tahan suhu tinggi, titik tetesnyaterletak antara 90 – 1500 C. gemuk sabun kalsium digunakan untukpelumasan umum terutama untuk bantalan luncur.

b. Gemuk sabun natrium (gemuk soda)

Gemuk ini tidak tahan air akan tetapi tahan suhu tinggi, titik tetesnyaterletak antara 150 – 2300 C. gemuk sabun natrium digunakan untukpelumasan bantalan peluru dan bantalan golong.

c. Gemuk sabun aluminium

Gemuk ini tahan air, akan tetapi tidak tahan suhu tinggi, titik tetesnyaterletak pada 900 C. Gemuk ini sesuai untuk penggunaan khusus yangmemerlukan perlawanan terhadap daya lempar keluar.

d. Gemuk sabun litium

Gemuk ini tahan air dan tahan suhu tinggi, titik tetesnya terletak pada180 0 C. gemuk sabun litium digunakan sebagai gemuk serba guna yangberarti bahwa gemuk ini dapat digunakan untuk banyak macamkeperluan.

e. Gemuk basa campuran

Gemuk ini mengandung sabun kalsium dan sabun natrium, sifatgemuk ini tentu saja berada diantara sifat sabun kalsium dan sifatsabun natrium. Gemuk basa campuran digunakan sebagai gemuk serbaguna, akan tetapi tidak mungkin ditempat yang ada air. Suhu kerjamaksimum kira-kira 400 C, lebih rendah dari pada titik tetes.

(6). Penggunaan Pelumas

Pelumas dapat digunakan untuk beberapa keperluan antara lain sebagaiberikut.

a. Minyak lumas mesin

Tersedia dalam dua kualitas yaitu bermutu rendah dan tinggi. Bermuturendah diperuntukkan untuk bagian-bagian yang dapat dilumas daritempat minyak lumas. Kualitas yang lebih tinggi diperuntukan untuksystem sirkulasi (pelumasan bantalan, roda gigi transmisi beban ringan)dimana oli harus berfungsi dalam jangka waktu yang lama, bermutudan tahan oksidasi. Viskositas yang diberikan untuk bantalantergantung beberapa factor yaitu; beban, suhu, kecepatan, diameterporos dan system pelumasan.

b. Pelumasan transmisi roda gigi lurus dan roda gigi cacing

Minyak lumas mineral murni tidak tahan lama untuk pelumas padabeban berat dan beban hentakan transmisi roda gigi dan minyak lumas.Untuk system roda gigi, beban ringan yang terbuka diperlukan minyaklumas yang adhesi dengan logam dan tidak terlempar dari roda gigi.Untuk roda gigi beban berat terbuka, campuran yang mengandungaspal ulet sering digunakan pada suhu yang tinggi.

c. Minyak lumas motor

Minyak lumas motor bensin mengandung pembersih untuk mencegah mengendapnya kotoran padat dengan menjaganya tetap dalam kondisi bersih.

d. Minyak lumas silinder uap

Minyak lumas silinder uap harus mempunyai titik nyala yang tinggidan tidak mengandung bahan yang mudah menguap pada uap panas.Minyak mengandung gemuk tertentu diperbolehkan beremulsi dengan

cairan yang bersifat pelumas yang baik, adhesi pada logam cukup baik.

e. Minyak lumas hidrolik

Dengan alasan keselamatan cairan hidrolik tidak mudah menyala, dan mempunyai kekentalan yang rendah, apalagi untuk system hidrolik yang bekerja di dekat api.

c. Rangkuman.

1. Bahan pelumas berasal dari minyak bumi yang merupakan campuran beberapa organic, terutama hidrokarbon.

2. Fungsi pelumas adalah mencegah logam bergesekan, menghindarikeausan, mengurangi hilangnya tenaga, dan mengurangi timbulnyapanas.

3. Viskositas adalah ukuran tahanan mengalir suatu minyak merupakan

sifat yang penting dari minyak pelumas.

4. Pengujian untuk menentukan viskositas minyak pelumas adalahpengujian Saybolt, Redwood, Engler, dan Viscosity Kinematic.

5. Gesekan kering terjadi bila tidak terdapat bahan pelumas padapermukaan logam atau metal.

6. Besarnya koefisien gesek ditentukan oleh tebalnya lapisan bahan pelumas dan oleh viskositas.

7. Minyak pelumas yang digunakan dibedakan menjadi beberapa jenis, yaitu minyak tumbuh-tumbuhan, minyak hewan, minyak mineral, dan minyak kompon.

8. Bahan tambahan aditif adalah zat kimia yang ditambahkan pada minyak pelumas dengan tujuan untuk memperbaiki sifat-sifat tertentu dari minyak yang bersangkutan.

9. Gemuk adalah produk padat agak cair, dengan kandungan minyak umumnya antara 75-95%.

10. Gemuk lebih tahan karat, tahan oksidasi, tahan udara lembab dan sebagainya.