Sambungan: Poros, Pasak Dan Bantalan Dalam Teknik Mesin

Sambungan

Makna sambungan yang difahami dalam bidang pemesinan, tidak jauh berbeda dengan apa yang kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari, yaitu menghubungkan antara satu benda dengan lainnya.

Sebagaimana yang diketahui, manusia tidak dapat memproduksi sesuatu dalam sekali kerja. Hal ini tidak lain karena keterbatasan manusia dalam menjalani prosesnya.

Makanya benda yang dibuat manusia umumnya terdiri dari berbagai komponen, yang dibuat melalui proses pengerjaan dan perlakuan yang berbeda. Sehingga untuk dapat merangkainya menjadi sebuah benda utuh, dibutuhkanlah elemen penyambung.

Menilik fungsinya, elemen penyambung sudah pasti akan ikut mengalami pembebanan saat benda yang dirangkainya dikenai beban. Ukurannya yang lebih kecil dari elemen yang disambung mengakibatkan beban terkonsentrasi padanya. Efek konsentrasi beban inilah yang harus diantisipasi saat merancang sambungan, karena sudah tentu akan bersifat merusak.

Ada dua jenis sambungan yang dikenal secara umum :

1. Sambungan tetap (permanent joint).

Merupakan sambungan yang bersifat tetap, sehingga tidak dapat dilepas selamanya, kecuali dengan merusaknya terlebih dahulu.

Contohnya : sambungan paku keling (rivet joint) dan sambungan las (welded joint).

2. Sambungan tidak tetap (semi permanent).

Merupakan sambungan yang bersifat sementara, sehingga masih dapat dibongkarpasang selagi masih dalam kondisi normal.

Contohnya : sambungan mur-baut / ulir (screwed joint) dan sambungan pasak (keys joint).

A. Poros

Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin.

Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama - sama dengan putaran. Disamping meneruskan daya dari sumber tenaga melalui putaran, kadang-kadang poros digunakan untuk menopang beban. Poros sendiri dapat diklasifikasikan menurut pembebanannya sebagai berikut :

1. Poros Transmisi

Poros macam ini mendapat beban puntir murni atau puntir lentur. Daya ditransmisikan pada poros ini melalui kopling, roda gigi, puli sabuk atau sprocket rantai dan lain-lain.

2. Spindel

Poros transmisi yang relativ pendek, seperti poros utama mesin perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran disebut spindel. Syarat-syarat yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti.

3. Gandar

Poros ini yang dipasang diantara roda-roda kereta barang, dimana tidak mendapat beban puntir, bahkan kadang-kadang tidak boleh berputar disebut gandar. Gandar ini hanya mendapat beban lentur, kecuali jika digerakkan oleh penggerak mula dimana akan mengalami beban puntir juga.

B. Pasak

Pasak (Key Pin) adalah salah satu elemen mesin yang dapat dipakai menempatkan barang bagian-bagian mesin seperti roda gila, sprocket, puli, kopling dan lain-lain. Selain itu penggunaannya juga sebagai pengaman posisi, pengaturan kekuatan putar atau kekuatan luncur dari naf terhadap poros, perletakan kuat dari gandar, untuk sambungan flexible atau bantalan, penghenti pegas, pembatas gaya, pengaman sekrup dan lain-lain.

C. Bantalan

Bantalan (bearings) adalah elemen mesin yang berfungsi untuk menumpu beban dari poros, dan mereduksi adanya gesekan yang ada sehingga dapat mengurangi kerugian daya penggerak. Secara umum bantalan dapat dibedakan atas dua bentuk :

 Bantalan luncur (journal bearings)

Pada bantalan luncur 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 besar. Bantalan ini sederhana konstruksinya dan dapat dibuat serta dipasang dengan mudah. Karena gesekannya yang besar pada waktu mulai jalan, bantalan luncur memerlukan momen awal yang besar. Pelumasan pada bantalan ini tidak begitu sederhana. Panas yang timbul dari gesekan yang besar, terutama pada beban besar, memerlukan pendinginan khusus. Sekalipun demikian, karena adanya lapisan pelumas, bantalan ini dapat meredam tumbukan dan getaran sehingga hampir tidak bersuara. Tingkat ketelitian yang diperlukan tidak setinggi bantalan gelinding sehingga dapat lebih murah.

 Bantalan gelinding (rolling bearings)

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. Bantalan gelinding pada umumnya lebih cocok untuk beban kecil dari pada bantalan luncur, tergantung pada bentuk elemen gelindingnya. Putaran pada bantalan ini dibatasi oleh gaya sentrifugal yang timbul pada elemen gelinding tersebut.

Keunggulan bantalan ini adalah pada gesekannya yang sangat rendah. Pelumasannya pun sangat sederhana, cukup dengan gemuk, bahkan pada yang memakai sil sendiri tidak perlu pelumasan lagi. Meskipun ketelitianya sangat tinggi, namun karena adanya gerakan elemen gelinding dan sangkar, pada putaran tinggi bantalan ini agak gaduh dibandingkan dengan bantalan luncur.

Gambar 2.4 Tatanan dari Sebuah Bantalan

Sumber : Aris Widyo N.

Banyak didapatkan beberapa keuntungan dari bantalan gelinding terhadap bantalan luncur :

a) Gesekan mula yang jauh lebih kecil dan pengaruh yang lebih kecil dari jumlah putaran terhadap gesekan.

b) Gesekan kerja lebih kecil sehingga penimbulan panas lebih kecil pada pembebanan yang sama.

c) Penurunan waktu pemasukan dan pengaruh dari bahan poros.

d) Pelumasan terus menerus yang sederhana dan hamper bebas pemeliharaan pada jumlah bahan pelumas yang jauh lebih sedikit.

e) Kemampuan dukung yang lebih besar setiap lebar bantalan.

f) Normalisasi dari pengukuran luar, ketelitian (presisi), pembebanan yang diijinkan dan perhitungan dari umur kerja, berhubungan dengan pembuatan yang bermutu tinggi dalam pabrik khusus dan dari sini memberikan keuntungan untuk penggunaan suku cadang.

Gambar 2.5 Macam Bantalan Peluru, Sumber : Sularso.

Bahan yang tepat untuk dipakai sebagai bantalan harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :

1) Poros tapnya harus mudah meluncur pada bahan bantalan. Ini berarti bahwa koefisien licin dari bahan harus tinggi.

2) Bahwa bantalan harus mampu menerima beban tanpa berubah bentuknya. Maka ia harus cukup keras dan kenyal.

3) Panas yang disebabkan oleh gesekan harus dapat disalurkan melalui bantalan, maka bahan bantalan harus mempunyai kemampuan untuk menterap dan menyalurkan panas tanpa perubahan sifat suhu yang tinggi.

4) Untuk menghindari kemacetan, maka bahan bantalan harus mempunyai koefisien memuai yang kecil.