Berbaur Kita Bisa: Analisa Perhitungan Umur Bantalan Pada Lori Pengangkut Buah Kelapa Sawit

Lori buah adalah alat untuk mengangkut dan tempat merebus buah lori yang diisi penuh dan merata sekitar 4 – 4,5 ton/lori pada PT. Agrasawitindo Bengkulu Tengah. Pada lori buah terdapat beberapa komponen seperti bantalan, poros dan lain-lain. Pada saat perebusan lori bekerja dengan suhu 140⁰C. Temperatur tinggi mengakibatkan bantalan rusak atau berumur pendek. Hal ini disebabkan pelumas/grease yang digunakan adalah grease tipe Shell Alvania Grease HDX 2 dengan suhu kerja terendah -10⁰C dan suhu kerja tertinggi +120⁰C. Sementara suhu kerja pada stasiun perebusan sebesar +140⁰C sehingga pelumas/grease yang digunakan mencair atau meleleh yang mengakibatkan ball bearing dan cangkang bearing mengalami kontak secara langsung sehingga bantalan rusak dan berumur pendek. Untuk mengetahui umur bantalan dan sistem pelumasan bantalan maka dilakukan perhitungan dan analisa umur bantalan pada kerja praktek ini. Dari hasil analisa dan perhitungan diperoleh beban ekivalen (P) sebesar 113,89 N dan umur bantalan 0,22 juta putaran dengan waktu operasi 2444 jam. Agar bantalan dapat bekerja sesuai dengan umurnya hendaknya menggunakan grease dengan jenis LGHP 2 yang memiliki high temperature performance limit (HTPL) sebesar +150⁰C dan low temperature limit (LTL) sebesar -40⁰C agar sesuai dengan suhu kerja dari bearing pada saat di stasiun perebusan. Analisa perhitungan umur bantalan gelinding pada lori pengangkut buah kelapa sawit dilakukan untuk mengetahui umur bantalan berdasarkan waktu operasi yang distandarkan oleh produsen bantalan (SKF).

Pendahuluan

I.1 Latar belakang

PT. Agra Sawitindo adalah perusahaan pengolah kelapa sawit menjadi crude palm oil (CPO) dan inti (kernel) pada pabrik minyak kelapa sawit (PMKS) dengan kapasitas sekitar 45 ton/jam tandan buah segar (TBS). Dalam pengolahan kelapa sawit menjadi CPO dan inti sawit (kernel) terdapat beberapa stasiun yang harus dilalui yaitu: stasiun penerimaan buah (fruit reception station), stasiun perebusan (sterilizing station), stasiun penebahan (threshing station), stasiun pengempaan (pressing station), stasiun pemurnian minyak (clarification station), stasiun pengolahan inti (kernel recovery station).

Pada stasiun penerimaan buah (fruit reception station) terdapat tempat pemindahan buah (loading ramp) dan lori buah. Fungsi dari loading ramp adalah sebagai tempat penampungan sementara TBS dari kebun sebelum diproses dan untuk mempermudah pemindahan TBS kedalam lori buah. Lori buah berfungsi untuk mengangkut, memindahkan dan tempat merebus TBS ke mesin perebusan dengan kapasitas 4 - 4,5 ton/lori. Lori buah memiliki empat buah bantalan gelinding sebagai penggerak roda lori dan pelumas bantalan. Pelumas bantalan yang digunakan adalah Shell Alvania Grease HDX 2.

Temperatur pada stasiun perebusan buah adalah 140⁰C dan lama waktu perebusan adalah 60 menit sampai temperatur merata ke seluruh TBS. Temperatur perebusan yang tinggi pada stasiun perebusan mengakibatkan grease/pelumas yang terdapat pada bantalan lori mencair. Grease/pelumas yang mencair menyebabkan ball bearing dan cangkang bearing mengalami kontak secara langsung. Hal ini menyebabkan bantalan cepat rusak dan umur bantalan menjadi singkat. Untuk mengetahui umur bantalan dan sistem pelumasan bantalan maka dilakukan perhitungan dan analisa umur bantalan pada kerja praktek ini.

1.2 Tujuan

Tujuan dari kerja praktek ini adalah untuk mengetahui umur bantalan dan sistem pelumasan bantalan pada lori TBS.

1.3 Batasan masalah

Batasan masalah dalam kerja praktek ini membahas umur bearing dan efek pelumasan pada roda lori buah pengangkut buah kelapa sawit.

1.4 Sistematika penulisan

Dalam penulisan laporan kerja praktek ini, terdiri dari beberapa bab dan lampiran. Pada Bab I Pendahuluan berisi latar belakang, tujuan, batasan masalah dan sistematika penulisan yang mencerminkan isi dari laporan. Pada Bab II Tinjauan pustaka berisi tentang tinjauan pustaka mengenai teori dasar tribologi, bantalan , material bantalan, pelumasan, dan proses pengolahan TBS sawit. Pada Bab III Metodologi berisi prosedur penelitian, material bantalan, alat dan bahan dan perhitungan umur. Bab IV Hasil dan Pembahasan berisi hasil dan pembahasan dari hasil kerja praktek dan membandingkan dengan literatur. Pada Bab V Penutup berisi kesimpulan dan saran dari isi laporan kerja praktek ini.

Dasar teori

1.1 Tribologi

Tribologi berasal dari bahasa Yunani yang terdiri dari kata tribos yang berarti interaksi dan logy atau logia artinya studi. Tribologi adalah studi tentang interaksi atau dari permukaan yang saling bergerak relatif. Sejak zaman kuno pelumas telah digunakan misalnya pada peralatan seperti roda pembuatan keramik, engsel pintu, roda kereta, seluncur untuk menyeret batu besar/patung di Mesir dan lain-lain. Teknologi pelumas dan pelumasan dibahas secara ilmiah merupakan pembahasan yang relatif baru.

Hukum tribologi dirumuskan pertama kali oleh seorang insinyur Leonardo da Vinci (1452-1519) yang mengemuka pada abad ke-15. Ia menemukan bahwa gaya friksi sebanding dengan gaya normal. Sekitar tahun 1966 terminologi tribologi diperkenalkan sebagai ilmu sains tentang friksi (friction), keausan (wear), pelumasan (lubrication), dan sudah digunakan secara luas untuk menggambarkan aktifitas yang cakupannya sangat luas dalam teknologi.

Friksi adalah bagian cabang ilmu dari bidang teknik mesin ataupun fisika. Wear adalah bagian dari ilmu bahan atau metalurgi. Lubrication adalah ilmu yang berhubungan dengan pelumasan. Sehingga diperoleh defenisi tribologi adalah gabungan ilmu indisipliner dalam semua aspek yang memberikan dasar sains untuk memahami fenomena gesekan dan pelumasan dalam sistim tribologi. Efisiensi pelumasan dan aplikasi pelumas selanjutnya tergantung pada paremeter seperti konsistensi, properti aliran atau viskositas untuk cairan yang selalu muncul pada spesifikasi semua pelumas.

2.1.2 Friksi (Friction)

Gaya yang menahan gerakan sliding atau rolling satu benda terhadap benda lainnya disebut dengan friksi. Salah satu faktor yang penting dalam mekanisme operasi sebagian besar peralatan atau mesin adalah friksi. Friksi besar (high friction) dibutuhkan pada mur dan baut, klip kertas, penjepit (tang catut), sol sepatu, alat pemegang dan lain-lain. Pada saat berjalan agar tidak terpeleset diperlukan gaya friksi. Friksi juga diperlukan agar dapat menumpuk pasir, dan lain-lain. Namun disamping itu friksi juga merupakan tahanan tehadap gerakan yang bersifat merugikan.20% tenaga mesin mobil dipergunakan untuk mengatasi gaya friksi pada elemen mesin yang bergerak. Oleh karena itu friksi kecil (low friction), dikehendaki untuk benda yang bergerak seperti tenaga mesin (engine), ski, elemen arloji/jam dan lain-lain. Disamping itu juga dibutuhkan friksi konstan (constant friction ) yaitu untuk rem, dan kopling agar gerakkan tidak tersendat sendat.

Beberapa ratus tahun yang lalu Friksi telah dipelajari sebagai cabang mekanika, sementara 2 abad yang lalu hukum dan metode untuk memperkirakan besarnya friksi telah diketahui. Namun mekanisme friksi, yaitu fenomena atau proses hilangnya energi jika dua permukaan saling bergesek tidak dapat dijelaskan dengan baik. Penyebab utama friksi antara dua logam kelihatannya adalah gaya tarik (adesi) daerah kontak (contact region) dari permukaan yang secara mikroskopik tidak beraturan. Jika diperbesar permukaan menyerupai bukit dan lembah. Jika ada beban, ketika 2 permukaan bersinggungan, dua bukit menempel (adesi atau menyatu) atau terkunci dilembah permukaan dihadapannya. Friksi timbul akibat adanya geseran (shearing) bukit yang menyatu tersebut dan juga akibat ketidakteraturan permukaan.tersebut, bagian yang keras tertanam kepada bagian lunak. Friksi dari slidding dua benda padat yang diperoleh dari ekperimen sederhana menghasilkan kesimpulan sebagai berikut:

1. Besarnya friksi hampir tidak bergantung pada luas kontak. Misalkan sebuah bata ditarik diatas meja maka besar gaya friksi yang dihasilkan tetaplah sama, baik posisi bata berdidri ataupun tidur. (Leonardo da Vinci (1452-1519)

2. Beban yang bekerja pada permukaan berbanding lurus dengan friksi. Apabila bata ditumpuk empat ditarik diatas meja, besarnya friksi empat kalinya friksi satu bata yang ditarik. Jadi rasio gaya friksi F terhadap beban L adalah tetap. Rasio yang tetap tersebut disebut koefisen friksi (coefficient of friction ) dan biasanya diberi simbol huruf Yunani (µ ). Secara matematik persamaan dapat ditulis sebagai berikut :

µ=FL

Koefisien friksi (µ ) tidak memiliki satuan, karena friksi dan beban yang diukur dalam satuan gaya (pound atau Newton) saling meniadakan. Sebagai contoh harga koefisien friksi =0,5 untuk kasus bata ditarik diatas kayu yang berarti bahwa dibtuhkan gaya sebesar setengah dari berat bata untuk mengatasi friksi, dan menjaga bata bergerak secara konstan. Gaya friksi arahnya selalu berlawanan dengan arah gerak bata. Karena friksi timbul antara permukaan yang bergerak maka ini disebut friksi kinetik (kinetic friction). Ini untuk membedakan dengan friksi statik (static friction), yang bekerja pada permukaan yang diam. Harga friksi statik selalu lebih besar dari friksi kinetik Friksi rolling (rolling friction) terjadi jika suatu roda, slinder ataupun bola menggelinding bebas diatas permukaan, seperti halnya pada ball tau roller bearing. Sumber friksi utama dalam gerakan rolling adalah disipasi energi yang melibatkan deformasi benda. Jika bola keras menggelinding diatas permukaan, bola sedikit peyang dan permukaan sedikit legok pada daerah kontak. Deformasi elastik atau kompresi pada daerah kontak tersebut merupakan penghambat gerakan dan energinya tidak kembali saat benda kembali ke bentuk semula. Enegi yang hilang pada kedua bagian permukaan sama dengan energi yang hilang pada bola yang jatuh dan terpantul. Besarny friksi slidding pada umumnya 100 sampai 1000 kali lebih besar dibandingkan dengan friksi rolling. Keuntungan gerakan rolling dipahami oleh manusia pendahulu sehingga ditemukan roda.

2.1.2 Keausan (wear)

Keausan (wear) adalah hilangnya materi dari permukaan benda padat sebagai akibat dari gerakan mekanik. Keausan umumnya sebagai kehilangan materi yang timbul sebagai akibat interaksi mekanik dua permukaan yang bergerak slidding dan dibebani. Ini merupakan fenomena normal yang terjadi jika dua permukaan saling bergesekan, maka akan ada keausan.atau perpindahan materi. Contohnya uang logam manjadi tumpul setelah lama dipakai akibat bergesekan dengan kain dan jari manusia. Pensil mejadi tumpul akibat bersesek dengan kertas, jalan menjadi legok atau tumpul akibat digelindingi oleh roda kereta terus menerus. Hanya makhluk hidup (sendi tulang) yang tidak rusak akibat keausan disebabkan memilki kemampuan penyembuhan diri. Dengan pertumbuhan. Namun ada juga organ yang tidak punya kemampuan pulih, misalnya gigi. Studi tentang keausan secatra sistematik dihampat oleh dua faktor utama yaitu;

1. Adanya sejumlah mekanisme proses keausan yang bekerja terpisah.

2. Kesulitan mengukur jumlah kecil materi yang terlibat.

Kesulitan ini dapat diatas menggunakan teknik penelusuran (tracer techniques) isotop radioaktif yang memnungkinakn pengukuran jumlah kecil.

Dikenal ada jenis keausan 4 jenis keausan yaitu sebagai berikut :

1. Adhesive wear adalah jenis yang paling umum, timbul apabila terdapat gaya adesi kuat diantara dua materi padat. Apabila dua permukaan ditekan bersama maka akan terjadi kontak pada bagian yang menonjol. Apabila digeser maka akan terjadi penyambungan dan jika geseran dilanjutkan akan patah. Dan jika patahan tidak terjadi pada saat penyambungan maka yang timbul adalah keausan. Keausan adesi tidak diinginkan karena dua alasan :

a. Kehilangan materi pada akhirnya membawa pada menurunnyanya unjuk kerja suatu mekanisme.

b. Pembentukan partikel keausan pada pasangan permukaan slidding yang sangat rapat dapat menyebabkan mekanisme terhambat atau mahkan macet, padahal umur peralatan masih baru.

2. Keausan adesi beberapa kali lebih besar pada kondisi tanpa pelumasan dibandingkan kondisi permukaan yang dipplumasi dengan baik.

3. Keausan abrasi (abrasive wear) terjadi apabila permukaan yang keras bergesekan dengan permukaan yang lebih lunak., meninggalkan goresan torehan pada permukaan lunak. Abrasi juga bisa disebabkan oleh patahan partikel keras yang bergeser diantara dua permukaan lunak. Fragmen abrasif yang ada dalam fluida mengalir cepat juga dapat menyebabkan tertorehnya permukaan, jika membentur permukaan pada kecepatan tingii. Karena keausan abrasi terjadii oleh adanya partikel lebih keras dari permukaan masuk sistem, maka pencegahannya adalah dengan mengeliminasi komtaminan keras.

4. Keausan korosi (corrosive wear) terjadi ketika cairan atau gas kimia menyerang bagian permukaan yang tidak terlindungi oleh proses sliding. Secara normal , ketika permukaan korosi dihasilkan korosi seperti patina terpelihara tinggal di permukaan, sehingga dengan perlahan-lahan selanjutnya terbentuk korosi. Tetapi, jika dilanjutkan sliding pada tempatnya, aksi sliding menghilangkan bagian permukaan yang bisa melindungi dengan cara lain melawan korosi selanjutnya, yang mana membawa tempat dengan laju lebih cepat. Permukaan yang telah terkena keausan korosi secara umum memiliki sebuah permukaan yang telah mengalami keausan korosif umumnya memiliki penampilan relatif mulus

2.2 Bantalan/bearing

Bantalan merupakan salah satu jenis elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga bantalan dapat melakukan fungsinya melakukan putaran atau gerakan bolak-balik yang berlangsung secara halus, aman, dan panjang umur. Agar bantalan beserta elemen mesin lainnya dapat bekerja dengan baik bantalan harus kokoh. Prestasi seluruh mesin akan menurun atau tidak dapat berjalan semestinya apabila bantalan tidak berfungsi dengan baik. Ibaratkan sebuah gedung bantalan dalam permesinan dapat disamakan perannya dengan pondasi pada gedung.

2.2.1 Klasifikasi Bantalan

Bantalan dapat diklasifikasikan atau dikelompokkan sebagai berikut:

1. Berdasarkan gerakan bantalan terhadap poros

a. Bantalan luncur. Pada jenis bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantaraan lapisan pelumas .

b. Bantalan gelinding. Pada jenis 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.

2. Berdasarkan 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 sumbu poros.

2.2.2 Jenis-jenis bantalan gelinding

Berdasarkan gesekan yang terjadi antar permukaan bantalan gelinding mempunyai kelebihan memiliki gesekan yang sangat kecil dibandingkan dengan bantalan luncur. Gambar 2.5 memperlihatkan elemen gelinding seperti bola atau rol dipasang diantara cincin dalam dan cincin luar . Apabila salah satu cincin tersebut berputar, bola atau rol akan membuat gerakan gelinding sehingga gesekan diantaranya akan jauh lebih kecil. Untuk bola atau rol dengan cincin yang sangat kecil maka besarnya beban per satuan luas atau tekanannya menjadi sangat tinggi. Sehingga bahan yang dipakai harus mempunyai ketahanan dan kekerasan yang tinggi.

Klasifikasi bantalan gelinding sama seperti pada bantalan luncur yang terdiri atas: bantalan radial, yang terutama membawa beban radial dan sedikit beban aksial, dan bantalan aksial yang membawa beban yang sejajar sumbu poros . Berdasarkan bentuk elemen gelindingnya, dapat juga dibagi atas bantalan bola dan bantalan rol. Selain itu dapat juga dibedakan menurut banyak baris dan konstruksi dalamnya. Jenis bantalan yang cincin dalam dan cincin luarnaya dapat saling dipisahkan disebut macam pisah.

Gambar 2.1 Jenis-jenis bantalan gelinding

Berdasarkan diameter luar dan diameter dalamnya, bantalan gelinding dapat dibagi atas:

Diameter luar lebih dari 800 mm Ultra besar

Diameter luar 180-800 mm Besar

Diameter dalam 80-180 mm Sedang

Diameter dalam 10 mm atau , dan Kecil

Diameter luar sampai 80 mm

Diameter dalam kurang dari 10 mm,

dan Diameter kecil

Diameter luar 9 mm atau lebih

Diameter kurang dari 9 mm Miniatur

2.2.3 Kelakuan bantalan gelinding

1. Kemampuan membawa beban aksial

Bantalan radial yang mempunyai sudut kontak yang besar antara elemen gelinding dan cincinnya, dapat menerima sedikit beban aksial. Jenis-jenis bantalan seperti bantalan bola macam alur dalam, bantalan bola kontak sudut, dan bantalan rol kerucut merupakan jenis bantalan yang dibebani gaya aksial yang kecil. Bantalan mapan dapat menyesuaikan diri dengan defleksi poros. Namun kemampuan dalam menahan gaya aksial adalah kecil. Bantalan rol silinder pada umumnya hanya dapat menahan beban radial. Walaupun demikian diantaranya terdapat pula yang mempunyai konstruksi khususuntuk menerima gaya aksial.

2. Kelakuan terhadap putaran

Diameter poros d (mm) dikalikan dengan putaran per menit n (rpm) disebut harga d.n. Harga ini untuk suatu bantalan mempunyai batas empiris yang besarnya tergantung pada macam dan cara pelumasannya. Tabel 2.1 merupakan suatu pedoman dalam perencanaan bantalan. Bantalan bola alur dalam dan bantalan bola sudut serta bantalan rol silinder pada umumnya dipakai untuk putaran tinggi; bantalan rol kerucut dan bantalan mapan sendiri untuk putaran sedang; bantalan aksial untuk putaran rendah. Harga-harga diberikan dalam table diatas merupakan batas untuk kondisi kerja terus-menerus dalam keadaan biasa. Untuk bantalan yang diameter dalamnya dibawah 10 mm atau lebih dari 200 mm, terdapat harga-harga yang lebih rendah. Dalam hal pelumasan dngan gemuk, harga-harga batas tersebut adalah untuk umur gemuk 1000 jam. Untuk pelumasan celup 2-2,5 kali harga di dalam tabel dapat diterima; untuk pelumasan dengan pompa 3-5 kali harga dalam tabgel dapat diterima.

Tabel 2.1 Harga batas d.n

………………………....................(Sularso, 1978)

Kelakuan gesekan

Bantalan bola dan bantalan rol silinder mempunyai gesekan yang relatif kecil dibandingkan dengan bantalan macam lain. Alat-alat ukur, gesekan bantalan merupakan hal yang menentukan ketelitiannya.

4. Kelakuan Dalam bunyi dan getaran

Hal ini dipengaruhi oleh kebulatan bola dan rol, kebulatan cincin, kekasaran elemen-elemen tersebut, keadaan sangkarnya, dan kelas mutunya. Faktor lain yang mempengaruhi adalah ketelitian pemasangan, konstruksi mesinnya (yang memakai bantalan tersebut), dan kelonggaran dalam bantalan. Bunyi atau getaran adalah pengaruh gabungan dari pelbagai factor. Sampai saat ini belum ada pemecahan yang sempurna dan memuaskan.

Sebagai petunjuk, kelakuan bantalan tersebut di atas ditabelkan seperti diperlihatkan dalam tabel 2.2.

Tabel 2.2 Klasifikasi bantalan gelinding serta karakteristiknya (Sularso,1978)

Klasifikasi						Karakteristik
Beban	Elemen gelinding			Baris	Jenis	Beban radial	Beban aksial	Putaran	Ketahanan terhadap tumbukan	Gesekan	Ketelitian
Radial	Bola			Baris tunggal	Alur dalam	Sedang	Sedang	Sangat tinggi	Rendah	Rendah	Tinggi
					Mapan sendiri*	Sangat ringan	Sangat ringan	Tinggi	Sangat rendah	Sangat rendah
				Baris ganda	Mapan sendiri	Ringan	Sangat ringan	Tinggi	Sangat rendah	Rendah	Sedang
					Alur dalam	Sedang	Ringan	Sedang	Rendah
	Rol		Silinder	Baris tunggal	Jenis N, NU*	Berat	Tidak dapat	Sedang	Tinggi	Rendah	Tinggi
				Baris ganda	Jenis NN		Tidak dapat	Tinggi	Tinggi	Sedang	Tinggi
			Bulat	Baris ganda	Mapan sendiri	Sangat berat	Sedang	Tinggi	Tinggi	Tinggi	Sedang
Gabungan	Bola			Baris tunggal	Kontak sudut	Sedang	Agak berat	Sangat tinggi	Rendah	Rendah	Tinggi
					Magneto	Ringan	Ringan	Tinggi
				Baris ganda	Kontak sudut	Sedang	Sedang	Sedang			Sedang
	Rol Kerucut			Baris tunggal		Berat	Berat	Sedang	Tinggi	Tinggi	Tinggi
				Baris ganda*		Sangat berat					Sedang
Aksial	Bola			Baris tunggal dan ganda		Tidak dapat	Agak berat	Rendah	Rendah	Rendah	Tinggi
		Silinder		Baris tunggal, ganda, tiga*			Sangat berat	Sangat rendah	Tinggi	Tinggi	Sedang
		Kerucut		Baris tunggal				Agak rendah

2.2.4 Bahan bantalan gelinding

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 dapat memberikan umur panjang dengan keausan sangat kecil.

Untuk bantalan yang memerlukan ketahanan khusus terhadap kejutan, dipakai baja paduan karbon rendah yang kemudian diberi perlakuan panas dengan sementasi. Baja semen yang kedalaman sementasinya dan kekerasan dari inti dan permukaannya adalah sedang, dapat menahan tumbukan yang besarnya beberapa kali kemampuan baja bantalan.

Bahan untuk sangkar, yang akan mengalami kontak gesekan dengan 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 keeling untuk sangkar dipergunakan baja karbon rendah bermutu baik.

2.2.5 Pembacaan nomor nominal pada bantalan gelinding

Dalam praktek, bantalan gelinding standart dipilih dari katalog bantalan. Ukuran utama bantalan adalah:

- Diameter lubang

- Diameter luar

- lebar

- Lengkungan sudut

Nomor nominal bantalan gelinding terdiri dari nomor dasar dan nomor pelengkap. Nomor dasar yang ada merupakan lambang jenis, lambang ukuran(lambang lebar, diameter luar). Nomor diameter lubang dan lambang sudut kontak penulisannya bervariasi tergantung produsen bearing yang ada.

Bagian Nomor nominal

A C B D

A menyatakan jenis dari bantalan yang ada.

Jika A berharga

0 maka hal tersebut menunjukkan jenis Angular contact ball bearings, double row.

1 maka hal tersebut menunjukkan jenis Self-aligning ball bearing.

2 maka hal tersebut menunjukkan jenis spherical roller bearings and spherical roller thrust bearings.

3 maka hal tersebut menunjukkan jenis taper roller bearings.

4 maka hal tersebut menunjukkan jenis Deep groove ball bearings, double row.

5 maka hal tersebut menunjukkan jenis thrust ball bearings.

6 maka hal tersebut menunjukkan jenis Deep groove ball bearings, single row.

7 maka hal tersebut menunjukkan jenis Angular contact ball bearings, single row.

8 maka hal tersebut menunjukkan jenis cylindrical roller thrust bearings.

B menyatakan lambang diameter luar.

Jika B berharga 0 dan 1 menyatakan penggunaan untuk beban yang sangat ringan.

Jika B berharga 2 menyatakan penggunaan untuk beban yang ringan.

Jika B berharga 3 menyatakan penggunaan untuk beban yang sedang.

Jika B berharga 4 menyatakan penggunaan untuk beban yang berat.

C D menyatakan lambang diameter dalam

Untuk bearing yang berdiameter 20 - 500 mm, kalikanlah 2 angka lambang tersebut untuk mendapatkan diameter lubang sesungguhnya dalam mm. Nomor tersebut biasanya bertingkat dengan kenaikan 5 mm tiap tingkatnya.

2.2.6 Perhitungan beban dan umur bantalan gelinding

1. Perhitungan beban ekivalen

Suatu beban yang besarnya sedemikian rupa hingga memberikan umur yang sama dengan umur yang diberikan oleh beban dan kondisi putaran sebenarnya disebut beban ekivalen dinamis.

Jika suatu deformasi permanen , ekivalen dengan deformasi permanen maksimum yang terjasi karena kondisi beban statis yang sebenarnya pada bagian dimana elmen gelinding mejmbuat kontak dengan cincin pada tegangan maksimum, maka beban yang menimbulkan deformasin tersebut dinamakan beben ekivalen statis.

Misalkan sebuah bantalan membawa beban radial Fr (kN) dan beban aksial Fa (kN). Maka beban ekivalen dinamis P(kN) adalah dapat menggunakan persamaan umum sebagai berikut.

P=XFr+YFa

Dimana X adalah faktor beban radial pada bantalan dan Y faktor beban aksial pada bantalan yang dapat dilihat pada tabel 2.3.

Tabel 2.3 Faktor-faktor V, X, Y, dan Xo, Po…………..(Sularso,1978)

Jenis bantalan		Beban putar pd cincin dalam	Beban putar pd cincin luar	Baris tunggal		Baris ganda				e	Baris tunggal		Baris ganda
		Beban putar pd cincin dalam	Beban putar pd cincin luar	Fa/VFr>e		Fa/VFr≤e Fa/VFr>e					Baris tunggal		Baris ganda
		V		X	Y	X	Y	X	Y		Xo	Yo	Xo	Yo
Bantalan bola alur dalam	Fa/Co=0,014 =0,028 =0,056 =0,048 =0,11 =0,17 =0,28 =0,42 =0,56	1	1,2	0,56	2,30 1,99 1,71 1,55 1,45 1,31 1,15 1,04 1,00	1	0	0,56	2,30 1,90 1,71 1,55 1,45 1,31 1,15 1,04 1,00	0,19 0,22 0,26 0,28 0,30 0,34 0,38 0,42 0,44	0,6	0,5	0,6	0,5
Bantalan bola sudut	α=20⁰ =25⁰ =30⁰ =35⁰ =40⁰	1	1,2		0,43 0,41 0,39 0,37 0,35	1	1,09 0,92 0,78 0,66 0,55	0,70 0,67 0,63 0,60 0,57	1,63 1,41 1,24 1,07 0,93	0,57 0,68 0,80 0,95 1,14	0,5	0,42 0,38 0,33 0,29 0,26	1	0,48 0,76 0,66 0,58 0,52

2.2.7 Pelumasan bantalan gelinding

Pelumasan bantalan gelinding terutama dimaksud untuk mengurangi gesekan dan keausan antara elemen gelinding dan sangkar, membawa keluar panas yang terjadi, mencegah korosi dan menghindari masuknya debu. Cara pelumasan ada dua macam yaitu pelumasan gemuk dan pelumasan minyak.

Pelumasan gemuk lebih disukai karena penyekatnya lebih sederhana, dan semua gemuk yang bermutu baik dapat memberikan umur panjang (gambar 2.6). Cara yang umum utuk penggemukan adalah dengan mengisi bagian dalam bantalan dengan gemuk sebanyak mungkin; untuk ruangan yang cukup besar . jika harga d.n mendekati batas, 40% dari seluruh ruangan yang ada dapat diisi; untuk harga d.n kurang dari 5000, pengisian gemuk yang agak berlebihan tidak menjadi keberatan. Untuk menentukan umur gemuk dapat dipakai

Bila bantalan celup rapat terhadap kemungkinan masuknya benda asing, umurnya dapat diharapkan sampai tiga kali dari harga diatas.

Pelumasan minyak merupakan cara yang berguna untuk kecepatan tinggi atau temperature tinggi. Yang paling populer diantaranya adalah pelumasan celup. Pada cara ini, dengan poros mendatar, minyak harus diisikan sampai tengah-tengah elemen gelinding yang terendah. Adalah suatu keharusan bahwa temperature minyak dijaga tetap. Untuk maksud ini, dapat dipakai pipa pendingin, atau sirkulasi air. Untuk poros tegak, bila berputar di bawah batas kecepatan, tinggi permukaan minyak harus sedemikian rupa hingga 30-50% dari elemen gelinding tercelup dalam minyak.

Untuk kecepatan tinggi dan beban ringan, seperti pada spindle mesin gerinda, pelumasan tetes atau lembab sangat efektif. Pada cara ini, minyak diteteskan pada elemen gelinding untuk membentuk kelembaban di dalam rumah bantalan.

Untuk kecepatan sedang dan tinggi dapat dipakai jet pembasah dimana minyak dikabutkan dengan tekanan udara untuk membasahi permukaan yang perlu dilumasi (gambar 2.7).

Pada harga d.n sangat tinggi dan beban berat, seperti dalam turbin gas, dipakai pelumasan pompa. Ukuran nozzle, tekanan minyak, dan jumlah aliran minyak tergantung pada jenis bantalan, harga d.n, dan kondisi kerja. Untuk aliran minyak yang besar, sistem pelumasan harus dibuat sedemikian rupa hingga kelebihan minyak akan dikembalikan ke reservoir minyak.

2.3 Proses pengolahan kelapa sawit

Crude palm oil (CPO) dan inti sawit (kernel) merupakan hasil pengolahan dari bahan baku berupa tandan buah segar (TBS) kelapa sawit. Perusahaan minyak kelapa sawit (PMKS) PT. Agrasawitindo dengan kapasitas olah 45 ton/jam tandan buah segar (TBS) mengolah kelapa sawit menjadi CPO dan kernel yang terdiri dari beberapa tahapan dan stasiun yang dijelaskan pada gambar 2.8.

2.3.1 Stasiun penrimaan buah (Fruit reception station)

Buah yang didatangkan dari perkebunan ditempatkan di stasiun penerimaan buah ini sebelum diolah. Dimana pada stasiun ini jumlah TBS dari masing-masing kebun dapat diketahui melalui stasiun ini. Pada stasiun penerimaan buah ini terdiri beberapa tahapan yaitu :

1. Jembatan timbang (Weight Bridge)

Tandan buah segar (TBS) yang didatangkan dari perkebunan masyarakat baik dari daerah sekitar pabrik (Bengkulu Tengah) maupun dari luar Bengkulu Tengah yang diangkut menggunakan truk terlebih dahulu ditimbang di jembatan timbang. Pada pabrik minyak kelapa sawit ini jembatan timbang yang dipakai menggunakan sistem komputer untuk mengetahui berat. Prinsip kerja dari jembatan timbang yaitu truk yang melewati jembatan timbang berhenti ± 5 menit, kemudian dicatat berat truk awal sebelum TBS dibongkar dan disortir, kemudian setelah dibongkar truk kembali ditimbang, selisih berat awal dan akhir adalah berat TBS yang ditrima di pabrik.

2. Penyortiran

Pada tahap ini buah harus diperiksa dan dipilih agar buah yang diterima pabrik sesuai dengan tingkat kematangannya. Setelah buah disortir sesuai dengan tingkat kematangannya buah tersebut dimasukkan ketempat penimbunan sementara ( Loding ramp )

Gambar 2.9 Penyortiran

3. Tempat pemindahan buah (Loading ramp)

Setelah TBS melewati tahap penyortiran maka TBS tersebut di tempatkan ke penampungan sementara sebelum diproses. Selanjutnya buah dipindahkan menggunakan loading ramp ke dalam lori. Loading ramp ini juga berfungsi untuk menyaring kotoran pada saat pemasukan TBS kedalam lori.

Gambar 2.10 Loadin ramp

4. Lori buah

Pada tahapan ini buah dimasukan ke dalam lori buah dengan kapasitas angkut 4 - 4,5 ton TBS. Lori buah ini juga berfungsi sebagai tempat merebus buah. Lori sebaiknya diisi sesuai dengan kapasitas angkutnya, jika melebihi kapasitas angkutnya dapat mengakibatkan packing door tergesek buah yang menyebabkan buah jatuh kedalam rebusan. Lori – lori yang telah diisi TBS dari loading ramp ditarik dengan capstand kemudian dipindahkan kedalam sterilizer untuk direbus dengan system penekanan.

Gambar 2.11 Lori buah

2.3.2 Stasiun perebusan (Sterilization station)

Lori yang telah diisi TBS dimasukan kedalam sterilizer yang ditarik menggunakan capstand.. Adapun tujuan perebusan :

1. Mengurangi peningkatan asam lemak bebas.

2. Mempermudah proses pembrodolan pada threser.

3. Menurunkan kadar air.

4. Melunakan daging buah, sehingga daging buah mudah lepas dari biji.

Tujuan diatas dapat tercapai semua apabila proses pembrondolan pada threser tercapai secara efektif. Sterilizer memiliki bentuk panjang 26 m dan diameter pintu 2,1 m. Dalam sterilizer dilapisi wearing plat setebal 10 mm yang berfungsi untuk menahan steam, dibawah sterilizer terdapat lubang yang gunanya untuk pembuangan air condesat agar pemanasan didalam sterilizer tetap seimbang.

Dalam proses perebusan minyak yang terbuang 0,7 %. Dalam melakukan proses perebusan diperlukan uap untuk memanaskan sterilizer yang disalurkan dari boiler. Uap yang masuk ke sterilizer 2,8 – 3 kg/cm², 140⁰C, dan direbus selama 60 menit.

Gambar 2.12 Sterilizer

2.3.3 Stasiun penebahan (Threshing stasiun)

Setelah tahapan pada stasiun perebusan selesai, lori buah ditarik keluar menggunakan capstand menuju tipller. Tipller merupakan tempat untuk menumpahkan buah kelapa sawit yang sudah direbus dengan sterilizer dengan cara memutar lori 180^o, setelah seluruh buah kelapa sawit tumpah, buah kelapa sawit tersebut di angkut menggunakan conveyor menuju stasiun penebahan (threshing stasiun).

Gambar 2.13 Tipller

Pada stasiun ini buah dipisah dari tandan atau janjangannya dengan cara membanting-banting TBS yang sudah direbus dan berputar sekitar 23-25 rpm. Akibat putaran threser terbantingnya buah pada dinding rotary drum sehingga brondolan terpisah dari janjanngan, dengan gaya sentrifugal janjangan akan terlempar keluar dari rotary drum threshing.

Gambar 2.14 Threser

2.3.4 Stasiun pengempaan (Pressing station)

Proses pada stasiun pengempaan (pressing station) adalah proses pertama dimulainya pengambilan minyak dari buah kelapa sawit dengan proses pelumatan dan pengempaan. Baik buruknya pengoperasian peralatan mempengarui efisiensi pengambilan minyak. Proses ini terdiri beberapa tahapan yaitu :

1. Digester

Setelah buah terpisah dari janjangannya, maka buah dikirim ke digester dengan cara buah masuk ke conveyor under threser yang fungsinya untuk membawa buah ke fruit elevator yang fungsinya untuk mengangkat buah keatas masuk ke distribusi conveyor yang kemudian menyalurkan buah masuk ke digester. Didalam digester tersebut buah atau berondolan yang sudah terisi penuh diputar atau diaduk dengan menggunakan pisau pengaduk pada digester, sedangkan pisau pada bagian dasar digester sebagai pelempar atau mengeluarkan buah dari digester ke screw press. Adapun fungsi digester adalah :

1. Melumatkan daging buah.

2. Memisahkan daging buah dengan biji.

3. Mempersiapkan feeding press.

4. Mempermudah proses di press.

5. Menaikkan Temperatur.

Gambar 2.15 Digester

2. Screw press

Fungsi dari Screw Press adalah untuk memeras berondolan yang telah dicincang, dilumat dari digester untuk mendapatkan minyak kasar. Buah – buah yang telah diaduk secara bertahap dengan bantuan pisau – pisau pelempar dimasukkan kedalam feed screw conveyor dan mendorongnya masuk kedalam mesin pengempa ( twin screw press ). Oleh adanya tekanan screw yang ditahan oleh cone, massa tersebut diperas sehingga melalui lubang – lubang press cage minyak dipishkan dari serabut dan biji. Selanjutnya minyak menuju stasaiun clarifikasi, sedangkan ampas dan biji masuk ke stasiun kernel.

Gambar 2.16 Screw press

2.3.5 Stasiun pemurnian minyak (Clarification station)

Kotoran dan unsur-unsur yan mengurangi kualitas minyak dipisahkan dan dihilangkan seminimal mungkin pada stasiun pemurnian minyak ini. Minyak, air, dan kotoran dipisahkan dengan sistem pengendapan, sentrifuge, dan penguapan.

Pada stasiun pemurnian minyak ini menggunakan beberapa peralatan sebagai berikut:

1. Talang minyak (Oil gutter)

Minyak hasil ekstraksi dari screw press ditampung pada talang minyak (oil gutter) yang selanjutnya dilakukan pengenceran. Pengenceran ini dilakukan untuk memudahkan pemisahan minyak dengan pasir dan serat yang terdapat didalam minyak, suhu air pengenceran 80 – 90^oC.

2. Tangki pemisah pasir (Sand trap tank)

Sand trap tank berfungsi untuk mengurangi jumlah pasir dalam minyak yang akan dialirkan keayakan (saringan), dengan maksud agar ayakan terhindar dari gesekan pasir kasar yang dapat menyebabakan keausan ayakan. Alat ini berdasarkan gaya gravitasi yaitu mengendapkan padatan.

3. Ayakan getar (Vibro screen)

Benda-benda yang terikut pada minyak kasar disaring pada ayakan getar (vibro screen). Ayakan ini berkerja dengan cara getaran melingkar atas dan bawah yang terdiri dari dua tingkat ayakan dengan ukuran 20 dan 40 mesh yang sering disebut dengan double deck.

4. Crude oil tank (COT)

Minyak kasar yang telah disaring ditampung pada crude oil tank yang selanjutnya dipompakan ketangki pemisah. Untuk menjaga suhu tetap (80-90^oC) diberikan penambahan panas dengan menginjeksiakan uap.

5. Continous settling tank (CST)

Continous Settling Tank berfungsi untuk mengendapkan sludge (lumpur) yang terkandung dalam minyak kasar, untuk mempermudah pemisahan, suhu dipertahankan 80 – 90^oC dengan sistem injeksi uap. Didalam CST minyak dibagi menjadi tiga bagian, bagian atas adalah minyak yang dikutip dengan bantuan skimer untuk dialirkan kedalam oil tank, bagian tengah merupakan sludge yang masih mengandung minyak yang akan dialairkan ke sludge tank, dan bagian bawah merupakan air untuk menaikan level minyak.

3. Oil tank (OT)

Minyak yang telah di pisahkan pada tangki pemisah ditampung dalam tangki ini untuk dipanaskan lagi sebelum diolah lebih lanjut pada oil purifier.

4. Oil purifier

Oil purifier berfungsi untuk memisahkan minyak dengan air dan kotoran – kotoran halus yang masih ada dalam minyak, pemisahan minyak dilakukan dengan gaya sentrifugal. Dengan adanya perbedaan berat jenis antara sludge dengan minyak, maka minyak yang berat jenis <1 akan naik keatas dan diteruskan ke vacum dryer untuk mengurangi kadar air.

5. Vacum dryer

Vacum dryer digunakan untuk memisahkan air dengan minyak dengan cara penguapan hampa. Uap air yang terkandung dalam minyak akan terhisap pada tekanan atmosfir. Uap air yang terhisap akan dibuang ke atmosfir. Di bawah pelampung terdapat Toper spindle untuk mengatur minyak yang disalurkan kedalam bejana vacum dryer sehingga kehampaan dalam vacum dryer tetap 76 cmHg. Kemudian melalui nozzel, minyak akan disemburkan kedalam bejana sehingga penguapan air akan lebih sempurna. Untuk menjaga keseimbangan minyak masuk dan keluar dari bejana digunakan float valve dibagian bawah bejana.

6. Tank storage

Storage tank merupakan tangki penampung minyak sementara sebelum dikirim pada konsumen atau tempat penampungan minyak hasil produksi. Tangki ini dilengkapi dengan alat pemanas sistem coil yang dipasang pada dasar tangki. Temperatur minyak dalam yangki dipertahankan sekitar 40 – 50^oC. Pemanasan dalam tangki ini bertujuan untuk menjaga kondisi minyak agar tetap berkualitas baik. Sebab minyak kelapa sawit pada suhu kamar akan cepat membeku yang berati asam lemak bebas akan meningkat.

7. Sludge tank

Sludge tank berfungsi untuk menampung sludge yang berasal dari CST. Didalam tangki ini dilakukan pemanasan dengan menggunakan pipa uap tertutup agar minyak tergoncang dan suhu tetap dipertahankan 95^oC.

8. Sand cyclone

Alat ini ditempatkan pada pipa aliran antara sludge tank yang kemudian dialirkan melalui buffer tank. Sand cyclone berfungsi untuk mengurangi jumlah pasir dan padatan yang mungkin masih terdapat pada minyak yang berasal dari sludge tank. Alat ini terbuat dari keramik yang memisahkan lumpur atau pasir secara garvitasi.

9. Sludge buffer tank

Sludge buffer tank berfungsi untuk menampung sludge yang masi mengandung minyak sebelum diolah ke sludge separator.

10. Sludge separator

Dengan gaya sentrifugal minyak yang berat jenisnya lebih kecil bergerak menuju poros dan terdorong keluar melalui sudu – sudu menuju CST. Cairan dan ampas yang berat jenis lebih besar terbuang keparit.

11. Sludge drain tank

Tangki ini dilengkapi dengan sistem pemanas injeksi untuk tujuan pemanasan. Minyak yang terapung dibagian atas dialirkan ke tangki penampung minyak (reclaimed oil tank) sedangkan sludge dibuang ke bak fat pit.

12. Reclaimed oil tank

Cairan dengan kadar minyak tinggi dari tangki minyak kutipan di tampung di dalam tangki ini untuk kemudian dipompa ke tangki pemisah.

13. Decanter

Decanter berfungsi untuk memisahkan fraksi minyak dengan fraksi air dan fraksi padat atau fraksi padat dengan cairan. Fraksi padat yang berbentuk lumpur padat diangkut dengan gerbong trailer kekebun untuk pupuk, sedangkan fraksi cair dipompakan kedalam tangki settling tank untuk diolah lebih lanjut.

14. Fat Pit

Fat pit di gunakan untuk menampung cairan yang masih mengandung minyak yang berasal dari air kondensat dari stasiun perebusan dan stasiun klarifikasi. Minyak yang dikutip akan dipompakan kembali ke reclaimed oil tank.

2.3.6 Stasiun pengolahan inti (Kernel station)

Awal proses pengolahan inti ini terjadi setelah proses pengepresan pada screw press dimana dihasilkan crude oil dan fiber. Fiber tersebut akan masuk ke stasiun pengolahan inti (kernel stasion). Adapun bagian – bagian pada stasiun pengolahan inti adalah sebagai berikut :

1. Cake breaker conveyor

Fungsinya adalah untuk mengantarkan ampas dan biji ke depericarprer serta mengurangi kadar air fibre sehingga memudahkan kerja blower pada depericarprer. Alat ini terdiri dari pedal - pedal yang diikat pada poros yang berputar 52 rpm. Kemiringan pedal – pedal diatur sehingga pemecahan gumpalan terjadi dengan sempurna. Sepanjang cake breaker conveyor, cake diaduk dengan tujuan untuk memisahkan fibre dan nut. Untuk memudahkan pemisahan tersebut maka dinding cake breaker conveyor dialirkan steam agar fibre dan nut menjadi kering.

2. Depericarper

Depericarper adalah satu tromol tegak dan panjang, yang ujungnya terdapat blower pengisap dan fibre cyclone. Fungsi dari depericarper adalah untuk mengisap fibre, fibre yang lebih ringan dari nut akan terhisap oleh fan dan masuk ke fibre cyclone, sedangkan nut yang lebih berat masuk kedalam polishing drum.

3. Nut polishing drum

Nut polishing drum merupakan alat adalah alat untuk memisahkan fibre yang masih melekat pada nut di depericarper. Alat ini berbentuk drum berputar dan berlubang – lubang. Jika nut masuk kedalam alat ini maka akan terpoles akibat putaran drumnya sehingga fibre yang melekat pada nut menjadi terlepas. Nut yang telah bersih keluar dan dihisap oleh blower melalui destoner sistem,hal ini mengakibatkan benda – benda yang lebih berat dari nut akan jatuh kebawah dan dibuang, sedangkan nut menuju ke nut silo.

4. Nut silo

Nut silo adalah alat yang digunakan untuk tempat pemeraman biji yang selanjutnya bila biji tersebut telah cukup kering akan dipecah dengan alat pemecah (ripple mill). Pada nut silo terdapat elemen pemanas dan meniupkan udara panas untuk mengeringkan biji

5. Ripple mill

Ripple mill adalah alat pemecah nut. Didalam ripple mill nut akan dipecahkan menjadi inti (kernel) dan cangkang (shell). Pemecahan nut dilakukan dengan cara nenekan nut dengan rotor pada dinding bergerigi, setelah nut pecah, campuran inti dan cangkang jatuh ke cracked mixture conveyor dan masuk ke elevator untuk diumpankan ke light tenera separation.

6. Light tenera separation

Light tenera separation adalah pemisahan campuran pertama yang berkerja berdasarkan atas berat dan kemampuan hisap blower.dengan adanya hisapan blower ini campuran akan terbagi menjadi tiga bagian :

1. Shell, yang lebih ringan akan terhisap dan masuk ke shell hopper untuk digunakan sebagai bahan bakar boiler.

2. Nut, yang lebih berat tidak dapat dihisap sehingga jatuh kelantai, ditampung dan dikembalikan ke dalam nut silo.

3. Inti dan sebagian cangkang masuk ke light tenera dust separation, inti akan masuk ke kernel distributing conveyor,sedangkan cangkang dan inti pecah yang masi tersisah masuk ke claybath.

7. Light tenera dust separation

Bentuk dan cara kerja sama dengan LTDS 1, bentuk tromol tegak dan berfungsi untuk membersihkan kernel dari cangkang – cangkang kasar dan kernel pecah yang ringanakan masuk ke shell hopper, sedangkan kernel yang lebih berat tidak terhisap pleh blower sehingga akan jatuh ke kernel transfer conveyor.

8. Claybath

Prinsip kerja claybath hampir sama dengan pemisah kernel dengan menggunakan hidrocyclone. Pemisahan kernel dengan cangkang menggunakan claybath menggunakan CaCO₃, pemisahannya berdasarkan berat jenis, shell yang lebih berat akan tenggelam dengan batuan larutan CaCO3 dan kernel akan terapung, cangkang dan inti pecah tersebut akan dipompakan ke vibrating screen, cangkang dan inti pecah akan terpisah sendiri dan agar kernel bersih terhadap CaCO₃ maka dibilas dengan menggunakan air dingin. Cangkang yang terpisah masuk ke shell transfort dengan bantuan blower sedangkan kernel jatuh ke kernel distributing conveyor dan masuk ke kernel silo dengan bantuan kernel elevator.

9. Kernel silo

kernel silo adalah silinder tegak yang berlubang – lubang tempat penyimpanan dan pengeringan kernel sebelum disimpan di bulk silo kernel. Pengeringan menggunakan suhu 50 – 60^oC agar kernel tidak berjamur dan dapat tahan lebih lama serta mencegah menaikan kadar asam lemak bebas.

10. Kernel bin

Kernel bin adalah tempat penyimpanan kernel sebelum diolah menjadi minyak inti (oil kernel), kernel bin ini suhunya harus juga dijaga, agar kernel dalam keadaan kering dan tidak lembab.

Metodologi Penelitian

3.1 Prosedur penelitian dalam kerja praktek

Prosedur dalam penelitian kerja praktek ini meliputi: studi lapangan, studi literatur, pengolahan data, analisa dan pembahasan serta kesimpulan. Gambar 3.1 menunjukan prosedur penelitian yang dilakukan. Pada kerja praktek ini dilakukan pengamatan dan pengecekan pada bantalan lori TBS. Dari hasil pengamatan diperoleh masalah tentang kerusakan bantalan. Untuk mengetahui dan menghitung kerusakan bantalan dilakukan pengambilan data dan mengolah serta serta menganalisis data hasil perhitungan

3.1 Material bantalan

Pada lori TBS terdapat bantalan gelinding yang berfungsi untuk menggerakkan lori. Bantalan gelinding yang digunakan memiliki beberapa karakteristik yaitu: density, hardness, modulus of elasticity, thermal expansion dan electrical properties yang besarnya dapat dilihat pada Table 3.1.

3.1 Alat dan bahan

Berdasarkan pengamatan yang dilakukan di lapangan ada beberapa alat dan bahan yang digunakan pada proses pengolahan TBS. Alat-alat dan bahan tersebut adalah mesin perebusan, capstand, lori buah, bantalan dan pelumas. Dari pengamatan di lapangan didapatkan spesifikasi alat dan bahan untuk penyelesaian kasus dalam kerja praktek ini.

3.1.1 Mesin perebusan (Sterilizer)

Sterilizer merupakan mesin yang digunakan untuk merebus TBS sawit. Dalam melakukan proses perebusan diperlukan uap untuk memanaskan sterilizer yang disalurkan dari boiler. Uap yang masuk ke sterilizer bertemperatur 140⁰C dengan tekanan 2,8 – 3 kg/cm², dan direbus selama 60 menit. Gambar 3.2 menunjukkan mesin perebusan (sterilizer).

3.1.1 Capstand

Capstand merupakan suatu alat penarik lori untuk keluar dan masuk mesin perebusan. Capstand dijalankan untuk menarik lori dengan melilitkan tali secara teratur dan tidak bertindihan. Capstand penarik lori ini memiliki putaran 15 rpm yang mana putaran lori ini sama dengan putaran roda lori. Gambar 3.3 menunjukkan bentuk capstand yang digunakan.

Gambar 3.3 Capstand

3.1.2 Lori buah

Lori buah merupakan suatu alat untuk mengangkut, memindahkan dan tempat merebus TBS sawit dengan kapasitas sebesar 4 - 4,5 ton/lori.Lori ini memiliki berat kosong 2,5 ton. Lori sebaiknya diisi sesuai dengan kapasitas angkutnya. Jika melebihi dapat mengakibatkan packing door tergesek buah yang menyebabkan buah jatuh kedalam rebusan. Lori – lori yang telah diisi TBS sawit dari loading ramp ditarik dengan capstand kemudian dipindahkan kedalam sterilizer untuk direbus dengan sistem penekanan. Gambar 3.4 menunjukkan gambar lori buah yang terdapat di PT. Agrasawitindo dengan penggerak bantalan gelinding.

Gambar 3.4 Lori buah

3.1.3 Bantalan

Bantalan merupakan salah satu jenis elemen mesin yang menumpu poros yang berfungsi untuk tempat dudukan poros agar berputar/bergerak bolak-balik secara halus dan aman. Agar bantalan beserta elemen mesin lainnya dapat bekerja dengan baik bantalan harus kokoh dan diberi pelumas. Bantalan yang digunakan memiliki spesifikasi sebagai berikut:

· Designations : 6215 Single row deep groove ball bearings

· Principal dimensions

Diameter luar : 130 mm

Diameter dalam : 75 mm

Tebal : 25 mm

· Basic load rating

Dynamic (C) :68,9 kN

Static (Co) :49 kN

· Fatique load limit (Pu) :2,04 kN

· Mass :1,2 kg

Gambar 3.5 menunjukkan jenis ball bearing 6215 yang digunakan pada roda bantalan.

3.1.1 Pelumasan

Pelumasan pada bantalan gelinding berfungsi untuk mengurangi efek gesekan pada bantalan sehingga antara elemen gelinding dan cangkang dapat dikurangi, sebagai pendingin, mencegah korosi dan menghindari masuknya kotoran. Jenis pelumasan gemuk (grease) lebih banyak digunakan karena penyekatnya lebih sederhana, dan grease yang bermutu baik dapat memberikan umur panjang. Tabel 3.2 menunjukan spesifikasi pelumas/grease yang digunakan.

3.1.1 Data lapangan

Data lapangan yang digunakan meliputi jenis bantalan, basic load dynamic (C), basic load static (Co), beban radial (Fr), Beban aksial (Fa) dan putaran roda lori (n). Tabel 3.3 menunjukkan nilai dari data lapangan yang digunakan.
Tabel 3.3 Data lapangan

Jenis Bearing	C	Co	Fr	Fa	Putaran
6215	68,9 kN	49 kN	69,027 kN	69,027 kN	15 rpm

3.1 Perhitungan umur bantalan

Dalam menghitung umur bantalan digunakan persamaan untuk menghitung umur bantalan dengan keandalan 90% dan pengaruh suhu terhadap umur bantalan. Dimana persamaan yang digunakan untuk menghitung umur bantalan dengan keandalan 90% adalah:

Hasil dan Pembahasan

4.1.1 4.1 Perhitungan umur bantalan dengan keandalan 90%

Dalam perhitungan umur bantalan dengan keandalan 90% ini yang digunakan data sebagai berikut:

1. Jenis bearing adalah bearing dengan tipe 6215 single deep groove ball bearing.

2. Basic load dynanic (C) = 68,9 kN

3. Basic load static QUOTE =49 kN

4. Beban radial QUOTE = 69,027 kN

5. Beban aksial QUOTE =69,027 kN

6. Putaran roda lori buah QUOTE = 15 rpm

Sebelum melakukan perhitungan umur bearing dengan keandalan 90 % terlebih dahulu menghitung besar beban ekivalen dinamis QUOTE menggunakan persamaan 2.2. Perhitungannya adalah:

4.1.2. Pengaruh temperatur terhadap umur bantalan

Saat proses perebusan TBS sawit di stasiun perebusan dimana temperatur perebusan adalah 140⁰ C dengan tekanan sebesar 2,8–3 kg/cm² dan lama proses perebusan adalah 60 menit sampai temperatur merata ke seluruh TBS. Umur bearing untuk kecepatan konstan dapat dihitung dengan persamaan:

Berdasarkan hasil perhitungan umur bantalan dengan keandalan 90% dari satu juta putaran menunjukan tidak ada kerusakan yang terjadi akibat kelelahan. Nilai kelelahan diperoleh dari beban dinamis dibagi dengan beban (P) yang diberi. Dari hasil tersebut diperoleh jumlah putaran 0,22 juta putaran

Umur bearing berdasarkan waktu/ jam operasi bearing dari hasil perhitungan diperoleh 2444 jam. Dari hasil pengamatan di lapangan umur bearing lebih singkat dari hasil perhitungan. Hal ini disebabkan oleh pengaruh temperatur kerja bearing yang lebih tinggi dari temperatur kerja pelumasan sehingga pelumas cepat mencair dan ini mengakibatkan sistem pelumasan bantalan tidak bekerja dengan baik. Cairnya grease/pelumas menyebabkan terjadinya kontak langsung antara ball bearing dengan cincin bearing pada bearing. Hal ini menyebabkan bantalan memiliki umur yang singkat.

Pelumas/grease yang digunakan adalah grease tipe Shell Alvania Grease HDX 2 dengan suhu kerja terendah -10⁰C dan suhu kerja tertinggi +120⁰C. Sementara suhu kerja pada stasiun perebusan sebesar +140⁰C. Gambar 4.2 menunjukkan standar grease bantalan yang dikeluarkan oleh SKF.

Gambar 4.1. Standar grease bantalan

Gambar 4.2 menunjukan jenis peringatan grease yang digunakan untuk berbaai temperatur. Untuk komposisi pengental dari minyak dasarnya temperature kerja grease diatur denan standard seperti terlihat pada gambar 4.3.

Gambar 4.2 Standarisasi temperature kerja grease

Pada gambar 4.3 terlihat bahwa grease yang digunakan dengan jenis Shell Alvania Grease HDX 2 memiliki batas temperatur kerja terendah -10⁰C dan tertinggi +120⁰C. Sementara temperatur rebusan pada stasiun perebusan adalah 140⁰C sehingga pada saat bantalan lori yang berada pada lori buah direbus dengan temperatur 140⁰C dengan tekanan sebesar 2,8–3 kg/cm² selama 60 menit grease mencair karena temperatur perebusan diatas suhu kerja dari grease yang digunakan. Sehingga elemen gelinding dan cangkang bearing kontak langsung terhadap ball bearing yang mengakibatkan bearing menjadi cepat aus dan apabila lori tetap dipaksakan beroperasi tanpa menambah grease maka poros pada bearing juga akan semakin cepat aus dan pada akhirnya bearing akan pecah.

SKF selaku produsen dari bearing yang digunakan memiliki spesifikasi dan karakteristik dari jenis grease yang ditunjukkan gambar 4.3. Berdasarkan gambar 4.3 direkomendasikan menggunakan grease sesuai dengan suhu kerja bearing dan grease. Dapat dilihat grease dengan jenis LGHB 2 memiliki high temperature performance limit (HTPL) sebesar +150⁰C dan low temperature limit (LTL) sebesar -20⁰C agar sesuai dengan suhu kerja dari bearing pada saat di stasiun perebusan.

Gambar 4.3 Jenis grease yang diproduksi SKF

Karakteristik dari grease yang diproduksi oleh SKF juga dijelaskan pada table 4.1

Tabel 4.1 Spesifikasi dan karakteristik grease SKF ....................(General catalogue SKF, 2003)

SKF grease-technical specification and characteristics

Part 2: Characteristics

Desig-

Nation

High temperature,

above 120⁰C

Low temperature

Very high speed

Very low speed or oscillations

Low torque, low friction

Severe vibrations

Heavy loads

Rust inhibiting properties

Water resistance

LGMT 2

LGMT 3

LGEP 2

LGLT 2

LGHP 2

LGFP 2

LGGB 2

LGWA 2

LGHB 2

LGET 2

LGEM 2

LGEV 2

LGWM 1

Contact the SKF application engineering service

Symbols : + Recommended

0 Suitable

--Not suitable

Where no symbolis indicated the relevant grease may be used – however it is not recommended

Berdasarkan tabel 4.1 dijelaskan grease LGHB 2 dapat digunakan pada suhu kerja di atas 120⁰C, sesuai untuk untuk kecepatan tinggi dan juga di rekomedasikan untuk kecepatan rendah. Grease LGHB 2 tidak cocok untuk torsi dan gesekan yang kecil karena jenis grease ini direkomendasikan untuk muatan atau beban yang berat. Grease LGHB 2 juga memiliki sifat mencegah karat dan memiliki ketahanan terhadap air.

Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil perhitungan dan analisis yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa:

1. Umur bearing dengan tipe 6215 Single row deep groove ball bearings adalah 0,22 juta putaran dengan waktu operasi selama 2444 jam.

2. Berdasarkan waktu operasi di lapangan bantalan tidak bekerja sesuai dengan umur perhitungan. Hal ini disebabkan oleh pengaruh temperatur kerja bearing yang tinggi sehingga sistem pelumasan pada bantalan tidak bekerja dengan baik dan terjadi kontak langsung antara ball bearing dengan outer ring dan inner ring tanpa ada pelumas yang meredam kontak tersebut.

3. Dari hasil rekomendasi berdasarkan tabel SKF maka akan dipilih jenis pelumas LGHB 2 yang memiliki high temperature performance limit (HTPL) sebesar +150⁰C dan low temperature limit (LTL) sebesar -20⁰C agar sesuai dengan suhu kerja dari bearing pada saat di stasiun perebusan

5.2 Saran

Berdasarkan perhitungan dan analisis yang telah dilakukan, penulis menyarankan hendaknya:

1. Menggunakan pelumas/grease sesuai dengan temperature kerja bearing.

2. Memeriksa pelumas/grease secara berkala untuk memperlambat laju keausan pada bearing.

Daftar Pustaka

RH Sembiring, Proses Pengolahan Kelapa Sawit, Universitas Sumatera Utara. 2010

SKF general catalogue, Media-Print, Germany:2003

Sukirno, Pelumasan dan teknologi pelumasan, Departemen Kimia-FT UI

Sularso, Dasar perencanaan dan pemilihan elemen mesin, P.T. Pradnya Paramita. Jakarta:1978.

Berbaur Kita Bisa

Minggu, 08 Desember 2013

Analisa Perhitungan Umur Bantalan Pada Lori Pengangkut Buah Kelapa Sawit

6 komentar: