bahan bakar

DASAR-DASAR PELUMASAN

TRIBOLOGY• Ilmu dan teknologi tentang interaksi antara 2

(dua) permukaan benda yang bergerak relatif satu sama lainnya

• Ilmu yang mempelajari tentang friction, wear dan lubrication (gesekan, keausan dan pelumasan)

• Berasal dari bahasa Yunani = tribos yang berarti rubbing atau menggosok

SEJARAH TRIBOLOGY• Ilmu tentang tribology telah dipelajari beberapa ribu

tahun yang lalu • Jaman Paleolithic orang membuat lubang atau

menghasilkan api dengan menggunakan bantalan yang terbuat dari kayu atau tulang

• Penggunaan roda pada 3500 BC untuk mengurangi gesekan pada gerakan translasi

• Orang Mesir pada 1880 BC menggunakan “sledge” untuk memindahkan patung yang berat 172 orang menarik patung yang beratnya 600 KN, seseorang berdiri diatas “sledge” dan menuangkan cairan pada bagian yang bergerak

SEJARAH TRIBOLOGY• Pelumasan adalah salah satu cara untuk mengurangi gesekan

dan wear• Tahun 1500 : perkembangan bearing material• Tahun 1699 Amontons : gaya gesek berbanding langsung dengan

beban normal dan tidak tergantung pada luas permukaan yang bersinggungan

• Coloumb 1781 : perbedaan yang jelas antara gesekan statik dan kinematik

• Petroff (1883), Tower (1884), Reynolds (1886), prinsip hydrodynamic lubrication

• Abad 20 perkembangan industri mesin-mesin yang menggunakan “sliding, rolling surface”

• Jost (1966, 1976) di UK menghemat £ 500 juta/th, USA menghemat $ 16 Billion/th

JENIS-JENIS PELUMASAN• Boundari Lubrication

– Solid / solid friction and wear processes– Interface physics and chemistry

• Mixed / Elastohydrodynamic (EHD) lubrication – Partial solid / solid asperity contact and partial lubricant film

separations• Hydrodynamic / fluid film lubrication

– Reology of the lubricant– Method fluid mechanics

Boundari Lubrication• Pelumasan ini sering terjadi ketika mesin dihidupkan dan

terus berlanjut hingga menjelang mesin mencapai kecepatan operasionalnya.

• Lapisan yang terbentuk dalam pelumasan jenis ini sangat rumit untuk dijelaskan ; yang jelas, ketebalan lapisan tersebut hanya beberapa molekul.

• Lapisan ini bahkan tidak terbentuk dari oli pelumas, melainkan berupa kotoran, oksida logam, dan gas dari udara.

Boundari Lubrication• Gambar berikut menunjukkan pembesaran zone antara dua

permukaan yang menunjukkan pelumasan batas (boundary Lubrication).

Hydrodynamic / fluid film lubrication(Full Film Lubrication)

• Pelumasan full film atau pelumasan lapisan penuh merupakan kondisi ideal dimana dua permukaan yang bergerak benar-benar terpisah

• Pelumasan full film yang juga disebut pelumasan full fluid atau fluida penuh dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis atau kategori. Jenis pertama yang juga merupakan kategori paling umum adalah pelumasan full film hidrodinamik. Jenis kedua, full film hidrostatik, (jarang ditemui dalam peralatan industri).

• Pelumasan full film hidrostatik hanya terdapat pada bagian mesin yang perlu memperoleh dukungan bantalan zat cair atau gas meskipun dalam keadaan tidak bekerja sama sekali.

• Efek yang serupa dengan pelumasan full film dapat terjadi dan dapat diberikan oleh pelumas padat dan pelumas cair yang diberi bahan tambahan (additives) berpartikel padat.

Hydrodynamic / fluid film lubrication(Full Film Lubrication)

• Dalam pelumasan full film hidrodinamik, terjadi timbunan tekanan dalam pelumas akibat pergerakan mesin. Tekanan ini berasal dari hambatan pelumas terhadap pergerakan dan kompresi.

• Tekanan internal fluida mengangkat dan memisahkan kedua permukaan yang bergerak. Ketika shaft mulai berputar dalam plain journal bearing, tekanan fluida mengangkat shaft hingga menjauhi dasar bearing.

• Seperti yang dapat kita lihat, kedua permukaan hanya bersentuhan dengan lapisan pelumas yang memisahkan titik-titk tertinggi dari keduanya.

Mixed / Elastohydrodynamic (EHD) lubrication

• Pelumasan mixed film (lapisan campuran) juga disebut pelumasan partial film (lapisan sebagian).

• Kondisi ini ditunjukkan dalam Gambar berikut, perhatikan adanya kontak antar logam diantara titik-titik tertinggi kedua permukaan. Sebagian beban diambil alih oleh pelumas tetapi titik-titik tertinggi mengambil sebagian besar beban.

DASAR-DASAR PELUMASAN

Aliran fluida newtonian Absolute viscosity (Ndt/m2) = teg geser (N/m2) : laju regangan (dt) Satuan absolute viscosity

SI = Ndt/m2 atau Pascal (Pa.s), cgs system = dyn s /cm2 = 1 cP = 10-2P English system lbf s/in2 = reyn (Osborne Reynold)

Kinematics' viscosity (m2/dt) = absolute viscosity N dt/m2) : force density (kg/m3)

Satuan kinematics' viscosity SI units (m2/dt) cgs units (cm2/dt) = stoke (St) English units (in2/dt)

TRIBOMETRIC PARAMETER• Friction

– µ = FF / FN atau µ = F / W– µ = koefisien gesek– FF = Gaya Gesek

– FN = Gaya (beban) normal

• Wear• Wear Coefficient

– k = W / (FN . S)– W = wear volume (m3)– FN = Load (N)– S = Sliding distance (m)

FNFF

W

F

GESEKAN / FRICTION• Gaya sebagai ketahanan untuk mengatasi beban dari suatu

benda yang bergerak diatas benda lain• Gerakan = rolling dan sliding• Hukum gesekan

– Gaya gesek sebanding dengan beban normal– Gaya gesek tidak tergantung dari luas penampang kontak– Gaya gesek tidak tergantung pada kecepatan luncur (sliding)

• Koefisien gesek ada 2 – µs = Koefisien gesek statis lebih besar dibutuhkan untuk memulai

gerak– µd = Koefisien gesek dinamis tidak tergantung kecepatan luncur

kecuali pada kecepatan tinggi µd turun dengan naiknya kecepatan

GEAR OIL LUBRICATING

PELUMASAN• Pelumasan merupakan bagian penting dalam perawatan• 60% dari mechanical failures disebabkan langsung oleh

kurang dan ketidak tepatan pelumasan • Friction – panas – wear (keausan)• Fungsi pelumas

– Mengurangi gesekan dan keausan– Media pendingin– Melindungi dari korosi– Membersihkan– Sebagai seal

JENIS-JENIS PELUMAS• Industrial / marine diesel engine oils (kecepatan tinggi,

medium, rendah)• Hydraulic oils• Gear oils• Heat transfer oils• Industrial bearing oils• Steam cylinder• Railway bearing oils• Industrial grease

DASAR PEMILIHAN PELUMAS• Jenis lingkungan dimana mesin/peralatan diletakkan• Temperatur kerja pelumas• Jarak dimana pelumas dapat didistribusikan (pressure drop di grease

system lebih tinggi dari minyak)• Aplikasi akan menggunakan manual atau otomatis atau metode

sirkulasi• Anggaran pelumasan• Kontaminasi produk• Grease digunakan manakala pelumas cair tidak dapat memenuhinya• Mudah digunakan, membutukan perawatan yang sedikit, menyediakan

sealing action, membuat ekstra ketebalan film

SIFAT PELUMAS• Viscosity / kekentalan adalah kemampuan suatu fluida

untuk mengalir• Viscosity index pengaruh temperatur terhadap viskositas

suatu fluida• Flash point temperatur dimana uap yang terjadi karena

temperatur yang tinggi akan menyala jika diberikan api• Fire point temperatur dimana uap akan menyala terbakar• Pour point temperatur terendah supaya minyak pelumas

tetap mengalir

MACAM PELUMAS PADA OTOMOTIF

PELUMAS MESIN (ENGINE LUBRICANT) PELUMAS RODA GIGI GEMUK PELUMAS (GREASE) MINYAK REM MINYAK HIDRAULIK MINYAK POWER STEERING COOLANT REFRIGERANT OIL

MACAM

MINERAL BASE OIL SYNTHETIC BASE OIL

Pada umumnya minyak ini dibuat dari secara spesifik menggunakan sifat-sifat fisikan dan kimia untuk membangun suatu senyawa untuk memenuhi kebutuhan peralatan khusus. Misalnya penggunaan ester sintetik untuk "Aviation gas turbine", atau Poly alkalin glikol untuk minvak rem, atau ester phosphate unttlk pencegahan kebakaran pada sistem hidrolik. Biasanya sebelum digunakan minyak pelumas menjalani uji coba secara ketat.

BAHAN BAKU Bahan baku minyak pelumas (lube base oil) dapat berasal dari (1)

pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi melalui proses primer dan sekunder disebut mineral oil, (2) dapat pula dibuat dari bahan tumbuh-tumbuhan disebut minyak nabati (3) dibuat dengan mensenyawakan bahan-bahan kimia yang disebut sintetis oil. Ketiga-tiganya mempunyai kelebihan dan kekurangan sehingga pemilihan bahan baku minyak pelumas tergantung pada kualitas yang diperlukan, harga dan persediaan dipasaran. Pada saat ini minyak nabati sudah sangat jarang karena kwalitasnya yang rendah, dan mudah teroksidasi.

Bahan baku minyak pelumas yang berasal dari mineral oil kualitasnya tergantung dari proses pembuatannya dan jenis minyak bumi yang diolah. Sedangkan minyak pelumas sintetis kualitasnya semakin baik, tetapi harganya mahal sehingga penggunaannya pada kebutuhan tertentu, misalnya minyak rem, minyak trasmisi dan mobil-mobil mewah.

PROSES PRODUKSI Penyulingan (crude oil distillation) untuk memperoleh fraksi yang sesuai dengan sifat-

sifat yang dikehendaki. Pertama-tama dilakukan penyulingan pada tekanan atmosfir untuk menghilangkan gas naphtha, kerosene dan solar. Fraksi yang lebih berat disebut residu minyak (crude residuum/long residu) dilakukan penyulingan lagi dibawah tekanan atmosfir (vacum distillation) untuk mendapatkan fraksi yang sesuai dengan kekentalan dan titik nyala (flashing point) yang diinginkanuntuk proses selan.jutnya.

Deaspalting process, yaitu suatu proses untuk menyiapkan bahan baku yang baik dengan cara memisahkan campuran aspal dan resin yang mengganggu dengan jalan ekstraksi.

Refining process, dilakukan setelah aspal dan resin dipisahkan masih aromatic dan naphthen yang perlu dihilangkan agar meningkatkan index kekentalan (viscosity index) dan menjadikan pelumas tersebut tinggi kualitasnya.

Dewaxing process, yaitu suatu proses yang bertujuan untuk memisahkan lilin dan memperbaiki titik beku agar tidak membektu pada suhu rendah, terutama pada minyak yang berbasis parafin untuk kendaraan didaerah dingin.

Finishing process, suatu proses untuk memperbaiki warna dan meningkatkan stabilitas dengan menggunakan tanah lempung (clay adsorbent). Bila minyak pelumas digunakan untuk mesin yang memproduksi bahan makanan perlu dihilangkan senyawa sulfur nitrogen dan kotoran berbahaya, dengan proses hidrogen (hydrorefining).

Proses pembuatan Pelumas adalah mencampurkan hasil akhir bahan baku pelumas tersebut diatas dengan senyawa kimia yang disebut additives untuk menghasilkan minyak berkualitas yang sesuai dengan keinginan.

PROSES PRODUKSI

SYNTHETIC OIL BASE STOCKS Synthetic hydrocarbons Organic esters Poly glycols Phosphate esters Silicon-containing compounds

Silicate esters Silicones Silanes

Halogen – containing compounds Halogenated polyaryls Fluorocarbons Perfluoropolyglycols

MACAM SYNTHETIC BASE OIL• Sintetik hidrokarbon

– Alkilat aromatic – Olefin oligomer – Sikloaliphatik

• Organik ester – Dibasik aster ester – Polyol ester– Polyester

• Selain tersebut diatas– Halogenated hidrokarbon – Phosphat ester– Polyglikol ester – Polyphenil ester– Silikat esteter– Silikon

• Campuran dari beberapa senyawa di atas

SIFAT SYNTHETIC BASE OIL Pelumas Sintetik Polyglicol Polyglicol sebenarnya adalah senyawa polyalkylene glycol,

yang merupakan bahan sintetik yang paling tua dan baru dikembangkan setelah perang dunia II. Polyglicol adalah pelumas sintetik yang memenuhi syarat kebutuhan minyak pelumas secara umum. Pelumas ini memiliki daya pelumasan yang paling baik, memiliki titik nyala (flash point) dan index kekentalan yang tinggi, memiliki daya penguapan dan titik beku yang rendah. Namun tidak dapat sesuai dengan pelumas mineral, sehingga pemakaiannya terbatas pada pelumasan gear dan peralatan besar yang memiliki lingkungan kerja tinggi juga pada bantalan mesin yang digunakan pada industri plastic, karet dan kertas.

Pelumas Sintetik Hydrokarbon Pada umumnya terbentuk dari polyalphaolefin alkilasi aromatic polybuthene dan cycloalphatk, namun polyalpha olefine menemparti urutan pertama dalam pasaran pelumas sintetik. Pembuatan polyalpha olefine dengan proses polimerisasi alphaolefine, sifat-sifat sintetik hydrocarbon yang berbasis polyalphaolefine bila dibandingkan dengan sifat mineral oil lebih baik. Minyak sintetik ini tidak mengandung wax (lilin) oleh karenanya pada suhu sangat rendah tidak membeku, sangat berbeda dengan minyak pelumas mineral, disamping itu juga memiliki penguapan yang rendah bila dibandingkan dengan minyak mineral pada suhu 400oC. Dalam pemakaiannya minyak ini memiliki koefisien tarik yang rendahsehingga dapat menghemat pemakaian worm – gear pada beban tinggi. Disamping itu lebih tahan terhadap oksidasi.

SIFAT SYNTHETIC BASE OIL Pelumas Sintetik Organik Ester Pelumas ini mulai dikenal sebagai

pelumas pada PD II, yang dipakai pertama kali oleh Jerman sebagai campuran untuk meningkatkan sifat pelumas agar tetap berfungsi pada suhu rendah dan dapat mengatasi kekurangan pelumas mineral oil yang sukar didapat karena kurangnya pasokan minyak bumi. Sejak tahun 1950 dipakai sebagai pelumas mesin jet, hingga saat ini menjadi andalan sebagai pelumas semua jenis pesawat yang menggunakan mesin jet.

Pelumas Sintetik Phospat Ester Pada pelumas jenis ini yang sering digunakan adalah (1) triaril phosphate ester, (2) trialkil phosphate ester dan campuran alkyl-aril phosphate ester. Pada saat ini penggunaan triaril sebagai tahan api pada minyak hidrolik pada turbine dan pada beberapa macam penggunaan sejenisnya.Pelumas sintetik sendiri sebenarnya flammable pada kondisi tenaga pembakaran tinggi dan pada suhu penguapannya. Stabilitas oksigennya sedang saja, biasanya untuk meningkatkan ditambahkan additives anti oksidan. Pelumas ini dapat melindungi pompa dan katup dalam pemakaian sebagai pelumas hidrolik..

ADDITIVES Anti oksidasi gunanya untuk mencegah kerusakan yang disebabkanadanya

oksigen. Hal ini dimaksudkan untuk menghambat oksidasi karena oksidasi akan menurunkan kualitas minyak pelumas.

Anti karat digunakan untuk mencegah terjadinya karat karena proses korosi pada bagian yang dilumasi. Anti korosi untuk menghambat proses korosi karena additives tersebut membentuk senyawa pada permukaan logam, sehingga prosesnya dapat terhambat.

Detergen ditambahkan zat pembersih seperti sabun agar tidak mengganggu fungsi peralatan.

Dispersan ditambahkan untuk mencegah terjadinya endapan. Anti foam ditambahkan untuk mencegah terjadinya buih karena kecepatan putaran

yang tinggi. Perekat molekul, untuk mencegah percikan-percikan yang mengganggu, biasanya

untuk industri textile dan makanan Viscosity index improver, ditambahkan untuk meningkatkan ketahanan perubahan

kekentalan pada suhu tlnggi. Extrem pressure, penambahan additives ini membentuk lapisan tahan gesekan

pada pemukaan logam. Additives ini mengandung timah, phosphor, belerang dan chlor, oleh sebab itu tidak boleh digunakan pada bagian-bagian yang terbuat dari tembaga.

Energy Consevation agent, digunakan untuk mengurangi gesekan antara pelumas dengan bagian-bagian yang berputar, terutama dipakai pada mesin sehingga dapat menghemat bahan bakar.

ADDITIVE PELUMAS• Anti wear agents ZDDP (zinc dithiophosphate) berfungsi melapisi 2

(dua) permukaan logam dan membuat kontak kimiawi antara 2 (dua) permukaan sehingga tidak terjadi kontak langsung

• Anti oxidant berfungsi mengurangi terjadinya oksidasi (bereaksi dengan exigent) yang menyebabkan minyak menjadi lebih kental, acidid membentuk deposit pada permukaan oksidasi dipercepat dengan adanya pengadukan / gerakan dan naiknya temperatur

• Rust inhibitor mengurangi kemungkinan terjadinya karat pada permukaan ferrous

• Anti foam agents mencegah terbentuknya gelembung-gelembung / busa

ADDITIVE PELUMAS• Viscosity index improvers : bahan yang membuat efek untuk

mengentalkan minyak pelumas ketika dipanaskan, membuat karakteristik multigrade pada base oil

• Pour point depressants : mengontrol terbentuknya wax crystal pada minyak yang terjadi pada temperatur rendah

• Detergent : Bereaksi secara kimiawi dengan produk pembakaran untuk mengurangi kecenderungan menempel pada bagian-bagian mesin

• Anti-acid agents menetralisir beberapa acid yang terbentuk, pengukuran kemampuan detergent untuk menetralisir acid dengan TBN (total base number) dimana lebih besar TBN-nya maka lebih besar kemampuannya

• Dispersants menjaga partikel kecil dari karbon dan produk pembakaran lain terpisah dari yang lainnya sehingga tetap dalam bentuk yang halus dan menjaga mesin bebas dari endapan

TOTAL ACID NUMBER The Total Acid Number is the amount of potassium hydroxide in

milligrams that is needed to neutralize the acids in one gram of oil. It is an important quality measurement of crude oil. The TAN value indicates to the crude oil refinery the potential of corrosion problems.

In chemistry, acid number (or "neutralization number" or "acid value" or "acidity") is the mass of potassium hydroxide (KOH) in milligrams that is required to neutralize one gram of chemical substance. The acid number is a measure of the amount of carboxylic acid groups in a chemical compound such as a fatty acid. In a typical procedure, a known amount of sample dissolved in organic solvent is titrated with a solution of potassium hydroxide with known concentration and with phenolphthalein as a color indicator.

The acid number is used to quantify the amount of acid present, for example in a sample of biodiesel. It is the quantity of base, expressed in milligrams of potassium hydroxide, that is required to neutralize the acidic constituents in 1 g of sample

TOTAL BASE NUMBER Total Base Number ("TBN") is a measure of a lubricant's reserve alkalinity.

It is measured in milligrams of potassium hydoxide per gram (mg KOH/g). TBN determines how effective the control of acids formed will be during

the combustion process. The higher the TBN, the more effective it is in suspending wear-causing contaminants and reducing the corrosive effects of acids over an extended period of time.

The associated measurement ASTM D2896 and ASTM D4739-06 generally range from 6-80mg KOH/g in modern lubricants, 7-10mg for general automotive use and 10-15 for Diesel operations.

Marine grade lubricants generally will run from 15-50mgKOH/g, but can be as high as 70 or 80mg KOH/g as is the case of Exxon’s MobileGuard 570 or respectively Castrol’s Cyltech 80AW this high level is designed to allow a longer operating period between changes, under harsh operating conditions. When the TBN is measured at 2mg KOH/g or less the lubricant is considered inadequate for engine protection, and is at risk for allowing corrosion to take place. Higher sulphur fuel will decrease the TBN faster due to the increased formation of sulphuric acid.

PELUMAS MESIN Syarat Oli Mesin

Oli mesin harus mempunyai kekentalan yang tepat. Bila terlalu encer lapisan oli akan mudah rusak dan akan menyebabkan keausan komponen. Bila terlalu kental akan menambah tahanan gerakan komponen sehingga akan menyebabkan mesin susah distarter pada saat dingin dan tenaga mesin berkurang. Kekentalan harus relatif stabil tidak terpengaruh oleh perubahan temperatur. Tidak merusak komponen, Tidak berbusa.

Jenis Oli Mesin, Oli mesin diklasifikasikan berdasarkan kekentalan (viskositas) dengan standar dari SAE (Society of Automotive Engineers) dan kualitas yang menggunakan standar dari API (American Petroleum Institute)

TEMPERATUR UDARA LUAR (ºC)-30 -20 -10 0 10 20 30 40

SAE 10W

SAE 20W

SAE 20

SAE 30

SAE 10W - 30

SAE 20W - 30

SINGLE-GRADE OIL

MULTI-GRADE OIL

PELUMAS MESIN

Oli mesin adalah oli mineral langsung. Pada awalnya oli mesin adalah untuk melumasi bagian-bagian kerja eksternal pada permesinan, mesin, pompa, dan sebagainya. Pada waktu itu bagian-bagian tersebut diberi oli dari oli kaleng. Untuk keperluan itu, sekarang oli mesin sebagian besar telah digantikan oleh oli turbin yang berkualitas lebih baik seperti yang diuraikan di muka.

Oli mesin yang berkualitas lebih baik dipilih untuk melumasi ball bearing dan roller bearing pada sebagian besar instalasi. Bearing pada sistem conveyor, misalnya, memerlukan pelumasan yang tepat. Satu subdivisi dari oli mesin, disebut oli way, termasuk sejumlah oli yang digunakan oleh machinist. Oli-oli ini digunakan untuk melumasi way, slide dan guides of machine tools dan kompresor.

PELUMAS MESIN

Oli yang digunakan dalam mesin demikian harus memiliki kualitas pelumasan yang baik yang tahan terhadap suhu kerja yang tinggi dan beban bearing yang berat. Oli ini khusus dibuat dan diproses sedemikian agar sesuai dengan kondisi yang ekstrim itu.

Oli mesin pada awalnya kebanyakan terbuat dari bahan naphthene. Untuk automotive dan marine diesel oli naphthenik sekarang hampir seluruhnya diganti oleh oli paraffinik. Ini karena kemajuan dalam formula additive yang membuat oli paraffinik lebih baik dari oli naphthenik. Oli mesin (engine) yang paling baik sekarang mengandung additive anti aus, anti berbusa, detergent-dispersant, dan antioxidant. Kekentalannya berkisar dari 500 SSU sampai 1700 SSU (ISO VG: 108 sampai 367 cSt).

PELUMAS RODA GIGI• SYARAT PELUMAS RODA GIGI, KEKENTALAN SESUAI, MEMILIKI KETAHANAN

TERHADAP BEBAN TINGGI DAN TAHAN TERHADAP TEKANAN TINGGI, TAHAN TERHADAP PANAS DAN OKSIDASI.

• MACAM PELUMAS RODA GIGI, DAPAT DIKLASIFIKASIKAN BERDASARKAN VISKOSITASNYA DAN BERDASARKAN KUALITAS DAN PENGGUNAAN MISALNYA GL 1, GL 2 DSB

GEMUK PELUMAS (GREASE)• Sifat gemuk, Tahan terhadap beban tinggi, Bersifat perapat sempurna yang dapat

mencegah menempelnya benda-benda asing seperti kotoran dan air. Tahan lama karena gemuk sukar mencair dan mengalir. Mempunyai tahanan gesek yang besar, Kemampuan mendinginkan rendah, karena sulit mengalir. Susah membersihkan kotoran-kotoran.

• BAHAN DASAR, SEPERTI HALNYA PADA PELUMAS TERDAPAT BEBERAPA BAHAN YANG DIGUNAKAN BAIK HEWANI, NABATI MAUPUN MINERAL.

• PERSYARATAN : SHEAR STABILITY ATAU MEKANIKAL STABILITY (KETAHANAN TERHADAP PERUBAHAN BENTUK KE BENTUK SEMULA), DROP POINT (TITIK LEBUR), VISKOSITY, TITIK NYALA DAN TITIK BEKU

• MACAMNYA TERDIRI DARI GEMUK BANTALAN, GEMUK CHASSIS, SEAL DLL

EXTREME PRESSURE EP gear oils contain additives that prevent metal surfaces from cold

welding under the extreme pressure conditions found in situations where boundary lubrication prevails. At the high local temperatures associated with metal-to-metal contact, an EP additive combines chemically with the metal to form a surface film that is ductile enough to prevent the welding of opposing asperities and prevent scuffing or scoring that is destructive to sliding surfaces under high loads (Figure 1). Chemically reactive compounds of sulfur, phosphorus and sometimes chlorine, are used to form these inorganic films.

EP additives typically work by adsorbing onto the metal surface either by physical or chemical attraction. Once attached, they react with gear tooth surface material at the high, local temperatures formed when asperities (microscopically small rough spots) come into contact under boundary lubrication conditions. The additives form a low melting point eutectic with the general formula FeSxPyOz that is softer than the metal itself. This surface deforms on contact and prevents the metal surfaces from welding at the contact points.

GEAR OIL LUBRICATING

GREASE BASE STOCKS Thickeners

Water stabilitized calcium soap (cup type thickener) Anhyrous calcium Sodium soap Lithium soap Complex soap Polyureas Clay thickeners

GREASE Pelumas Semi Padat (Semi Solid Lubricant)

Pada dasarnya, pelumasan grease dan oli sama. Fungsi setiap pelumas adalah untuk memisahkan permukaan yang bergerak sehingga friksi berkurang. Baik grease dan oli melakukan hal yang sama-perbedaannya adalah bagaimana caranya.

Oli membentuk lapisan yang membuat permukaan permukaan tetap terpisah, mengurangi friksi dan panas. Karena grease bukan cairan, grease tidak bisa membentuk lapisan cairan ketika pertama kali digunakan. Tetapi ketika permukaan permukaan mulai bergerak dan tekanan diberikan pada grease mulai terbentuk lapisan pelumas.

Di bawah tekanan, grease melepaskan oli yang dikandungnya, maka mulai berjalan pelumasan. Tergantung pada aplikasinya, bisa terjadi lapisan penuh atau pelumasan batas pinggir saja. Kalau gerakan berhenti, grease cenderung memadat lagi.

GREASE Grease didefinisikan sebagai benda padat atau setengah padat yang

dibentuk dengan memberikan bahan pengental ke dalam pelumas cair, kegunaannya adalah untuk melumasi. Grease mungkin merupakan pelumas pertama yang digunakan, dan mungkin pertama kali dibuat dari lemak hewan. Keadaan dasarnya tidak banyak berubah sejak itu. Grease masih dibuat dari oli yang dikentalkan dengan zat-zat tertentu, biasanya sabun.

Oli memiliki kelebihan : Oli merupakan pendingin yang lebih baik, karena oli mengalir. Oli mengakibatkan friksi yang lebih sedikit. Oli lebih mudah ditangani dan diaplikasikan. Oli membentuk lapisan pelindung yang lebih rata.

Grease memiliki kelebihan : Grease merupakan bahan penutup (sealing agent) yang lebih baik daripada oli. Grease membentuk lapisan pelindung sendiri agar terhindar dari bahan pengotor. Grease biasanya tahan akan temperatur yang lebih tinggi. Grease akan tetap pada tempatnya sedangkan oli dapat tercecer. Kalau bagian yang harus dilumasi sulit dijangkau, kita tidak usah mengganti

grease sesering oli.

GREASE Oli memiliki kelebihan :

Oli merupakan pendingin yang lebih baik, karena oli mengalir. Oli mengakibatkan friksi yang lebih sedikit. Oli lebih mudah ditangani dan diaplikasikan. Oli membentuk lapisan pelindung yang lebih rata.

Grease memiliki kelebihan : Grease merupakan bahan penutup (sealing agent) yang lebih baik

daripada oli. Grease membentuk lapisan pelindung sendiri agar terhindar dari bahan

pengotor. Grease biasanya tahan akan temperatur yang lebih tinggi. Grease akan tetap pada tempatnya sedangkan oli dapat tercecer. Kalau bagian yang harus dilumasi sulit dijangkau, kita tidak usah

mengganti grease sesering oli.

GREASE Kebanyakan grease memiliki tiga bahan. Pertama, adalah oli

pelumas. Ini adalah bahan yang paling penting, karena pengaruhnya paling besar terhadap sifat grease. Oli pelumas hampir selalu merupakan oli mineral, tetapi jenis oli mineral bermacam-macam. Misanya, bisa berbeda tingkat refinement-nya, dan kekentalannya.

Oli yang diikat dalam grease berkisar dari oli spindle yang encer sampai ke oli yang sangat kental. Pada umumnya, oli dengan kekentalan medium dan tinggi digunakan dalam pembuatan grease untuk suhu tinggi dan aplikasi pada kecepatan rendah. Oli dengan kekentalan lebih rendah dibuat untuk suhu rendah dan kecepatan tinggi.

GREASE Bahan utama kedua dalam grease adalah bahan pengental.

Jenis bahan pengental yang paling umum adalah sabun yang berasal dari campuran bahan lemak (hewan dan tumbuhan) dengan bentuk logam atau mineral. Barium, lithium, dan kalsium adalah logam-logam yang dapat digunakan. Komposisi sabun memiliki pengaruh pada sifat dan aplikasi grease.

Sabun atau pengental memiliki satu fungsi utama: sebagai bahan pengikat oli. Sabun melepaskan oli pada kecepatan rendah untuk memberikan daya lumas yang diperlukan. Pengental sendiri dapat memiliki nilai lumas, tetapi oli yang menentukan daya lumasnya.

GREASE Unsur ketiga bisa ada atau tidak ada dalam grease adalah

additive. Grease yang dibuat secara eksklusif dari oli dan bahan pengental cocok untuk penggunaan berbagai industri ringan. Tetapi dengan penambahan bahan khusus - additive- jangkauan aplikasinya bertambah luas. Additive dalam grease akan dicakup secara detail dalam pelajaran yang akan datang.

Grease memiliki lima karakteristik yang dapat diukur yang harus dicocokkan dengan persyaratan aplikasi. hardness (kekerasan), dropping point (titik jatuh), pumpability (kemampuan dipompa), water resistance (daya tahan terhadap air) stability (stabililitas). Harus diingat bahwa yang dimaksud stabilitas

adalah yang bersifat fisik dan kimiawi.

GREASE Anti oxidasi

Hal ini penting pada grease yang dirancang untuk sealed bearing dimana temperatur pengoperasian tinggi. Kebanyakan grease mengandung additives sebagai anti oxidasi.

Proteksi Terhadap Keausan (Wear Protection) Proteksi terhadap keausan (wear) tergantung pada viscosity dari komponen minyak.

Lubricant padat atau agen EP menambah kemampuan proteksi, seperti molybdeum disulphide.

Dampak dari air Sebagian grease adalah anti terhadap air, hal ini berarti bahwa jenis ini tidak menyerap air

dan tidak dapat dicuci dengan air. Jenis yang lain dapat menyerap air tanpa perubahan yang terjadi dalam struktur atau consistency, dan mempunyai proteksi yang baik terhadap karat. Biasanya ini diperlengkapi dengan bahan tambahan (additives).

Syarat-syarat Grease Definisi yang baik dari penggunaan grease mencakup : dimana relubrikasi sulit ; dimana

memerlukan degree of permanent ; dimana tabung lubricant tidak mengakibatkan keborosan dalam penggunaan lubricant atau kebocoran pada lubricant itu sendiri.atau punya kemampuan melindungi lubricant dari kotoran yang bisa masuk dan mengotori leburicant itu sendiri.

GREASE Syarat-syarat Performance

Syarat yang prinsip dari grease ialah bahwa grease tersebut harus mampu melakukan lubrikasi pada bearing dalam kondisi servis apapun. Grease harus mempunyai kualitas struktural serta konsistensi untuk memastikan bahwa grease tersebut dapat dialokasikan / disebarkan dengan baik atau dapat mencapai daerah kerja yang vital pada bearing. Grease tersebut juga harus mempunyai daya tahan kimia yang dapat menimbulkan formasi karat pada produk dan juga akan mengakibatkan perubahan konsistensi dan struktural yang bisa mengakibatkan kebocoran pada tabung lubricant. Grease harus dipilih dengan baik sesuai dengan kondisi yang ada, menggunakan bantuan EP, anti oxidasi, anti karat, dan zat-zat lain yang dapat menurunkan kemungkinan terjadinya kebocoran pada temperatur servis maximum yang ada.

Keserasian dari Grease (Grease Compatibility) Keserasian grease yang mengandung zat yang berbeda harus diteliti dan

dicurigai sebelum bisa dibukltikan. Pada umumnya, kita tidak bisa mencampur grease karena percampuran akan mengakibatkan perubahan struktural serta consistency yang berbahaya. Softening yang berlebihan akan mengakibatkan kebocoran serta kehilangan lubricant. Bearing yang terbungkus / tertutup harus dibersihkan dengan benar sebelum menggunakan grease yang baru.

GREASE Pertimbangan temperatur

Pertimbangan terhadap temperatur adalah suatu hal yang sangat penting karena dampaknya terhadap grease dispensibility. Kadang-kadang temperatur disekelilingnya serta kondisi fisik dari dispensing system menjadi faktor yang menentukan dalam pemilihan grease.

Klasifikasi Grease Grease diklasifikasikan berdasarkan jenis pengental yang dikandungnya.

Jumlah pengental dalam grease sedikit dibandingkan dengan jumlah oli. Tetapi pengentallah yang menentukan kategori grease.

Grease dapat dibagi menjadi dua kelompok: grease yang dikentalkan dengan sabun atau komponen bahan sabun, dan grease yang tidak dikentalkan dengan sabun. Kelompok dengan-sabun jauh lebih banyak dari yang bukan dengan-sabun.

GREASE Grease Sabun-Kalsium

Grease sabun-kalsium juga disebut grease sabun-kapur atau grease bahan-kapur. Pertama kali diproduksi dalam jumlah komersil di Amerika, grease ini sampai sekarang masih sangat populer. Kekerasan (hardness) atau konsistensinya banyak bervariasi, dan warnanya biasanya kuning atau kemerahan.

Kebanyakan grease sabun-kalsium stabilitasnya kurang baik. Produk permulaan grease jenis ini mengandung banyak air, air dimasukkan ke grease untuk memberinya bentuk. Dalam aplikasi tertentu suhu yang tinggi akan membuat grease ini kering. Akibatnya, akan terbentuk residu yang tebal, menghambat jalannya grease dan menyebabkan bearing dan bagian-bagian bergerak lainnya kering.

Grease sabun-kalsium biasanya tidak cocok untuk aplikasi di mana suhu naik lebih dari 180-F, karena kandunga air mulai hilang pada keadaan itu. Tetapi grease ini baik sebagai pelumas chassis, poros (rpm rendah), dan pompa air. Grease kalsium yang dibuat dengan metode dingin cukup murah untuk digunakan pada mesin pertanian dan alat lain yang sering memerlukan penggantian grease.

GREASE Grease Sabun-Sodium

Seperti grease kalsium, grease sabun-sodium (kadang-kadang disebut grease sabun-soda) adalah grease untuk keperluan umum. Karena grease ini memiliki titik tumpah yang lebih tinggi (300 sampai 350-F), grease sodium sering digunakan pada bagian-bagian mesin yang beroperasi dalam atau dekat panas. Grease sodium dibuat dengan oli khusus untuk aplikasi demikian.

Grease sabun-sodium memilki teksture spongy (berserabut) atau fibrous (berserat). Untuk beberapa tahun grease ini dikenal sebagai “sponge grease”. Warnanya kuning atau hijau. Karena stabilitas kerjanya dan titik lelehnya yang tinggi, grease ini digunakan untuk melumasi bearing roda dan untuk aplikasi industri keperluan umum.

Kekurangan utama grease ini adalah bahwa grease ini tidak dapat bekerja dengan baik di sekitar air. Grease ini cenderung menyerap air, membentuk emulsi air dalam oli. Ini mengurangi kemampuan melumasinya, karena lapisan grease kehilangan kemampuannya untuk melekat ke logam maka kemudian tercuci. Grease bahan-kalsium tidak memiliki masalah ini.

GREASE Grease Sabun-Barium

Grease barium adalah grease untuk keperluan umum yang telah lama dinilai karena kemampuannya bekerja baik dalam rentang suhu yang besar. Titik tumpahnya biasanya 350o F atau lebih tinggi. Meskipun demikian, grease ini tidak dimaksudkan untuk digunakan pada mesin yang beroperasi pada suhu di atas 275oF.

Grease sabun-barium digunakan dalam berbagai aplikasi, terutama dalam berbagai jenis dan ukuran bearing. Tetapi karena kandungan sabunnya yang tinggi, grease ini tidak cocok untuk suhu rendah atau bearing kecepatan tinggi. Grease ini telah banyak digantikan oleh grease lithium, yang memiliki kaualitas umum sama, tetapi keseimbangannya secara menyeluruh lebih baik.

Kita mungkin masih menemukan grease barium digunakan untuk pelumasan kendaraan biasa, dan alat mining dan konstruksi. Kita bisa mengenalnya dari teksturnya yang buttery (seperti mengtega) atau fibrous (berserat), dan warnanya kuning kemerahan atau kehijauan.

GREASE Grease Sabun-lithium

Mungkin grease all-round (yang bisa digunakan dalam berbagai kondisi) terbaik adalah grease sabun-lithium. Dikembangkan untuk industri pesawat terbang dalam PD II, grease ini menggabungkan ciri-ciri terbaik dari grease sabun-kapur dan grease sabun-soda. Grease ini dapat mengatasi suhu yang ekstrim dengan cukup baik, dan grease ini tahan air.

Grease sabun-lithium memiliki stabilitas yang baik dan daya tahan yang tinggi terhadap shear (daya geser). Grease ini memiliki titik tuang berkisar dari 360o sampai 390oF. Lebih penting lagi, grease ini dapat digunakan dalam kerja terus-menerus pada suhu setinggi 300- F. Grease ini memiliki tekstur buttery dan warnanya merah kecoklatan.

GREASE Grease sabun-lithium tanpa additive telah digunakan dengan baik pada suhu

serendah 60° di bawah nol (Fahrenheit). Dengan additive yang sesuai, grease ini bahkan dapat melumasi pada suhu yang lebih rendah lagi. Grease ini biasanya dapat bekerja dengan baik pada suhu rendah adalah karena grease ini dibuat dengan oli yang titik tumpahnya sangat rendah. Grease lithium yang digunakan pada suhu tinggi membutuhkan bahan oli yang berbeda, karena grease yang sama tidak bisa digunakan dengan baik pada suhu yang berbeda sangat jauh.

Grease EP lithium digunakan pada aplikasi otomotif, dan dalam jumlah yang besar di steel mill. Grease EP lithium memiliki kebaikan-kebaikan seperti yang dimiliki grease lithium murni, tetapi juga memiliki sifat anti aus dan toleransi tekanan yang membuat grease ini dapat digunakan dalam aplikasi lebih luas lagi. Kalau sabun lithium dicampurkan dengan pelumas sintetis, variasi lain dapat dihasilkan. Grease ini dapat bekerja pada rentang suhu yang luas, mulai dari -100oF sampai +300oF

GREASE Grease sabun-aluminium

Grease sabun-aluminium tidak banyak digunakan sebagai grease untuk keperluan umum-grease ini cenderung digunakan untuk keperluan khusus. Grease ini tidak dimasukkan dalam Tabel 3-5 karena kegunaanya yang khusus. Tetapi kita perlu mengetahui sifat-sifat utamanya.

Kita dapat mengenali grease sabun-aluminium dari kurangnya serat atau butiran yang nampak pada grease ini. Sebenarnya grease ini benar-benar trasnsparan. Titik tumpahnya biasanya cukup rendah, bahkan lebih rendah dari grease sabun-kalsium, tetapi biasanya di atas 170-F. Grease ini sangat lengket kalau disentuh. Grease ini melekat dengan baik pada permukaan yang dilumasinya, tetapi tidak membentuk lapisan yang kontinyu.

Grease sabun-aluminium sedikit terbatas penggunaannya dalam industri, karena grease ini mulai berubah tekstur dan pecah pada sekitar 150- F. Daya tahan geseknya kurang, begitu pun kemampuannya dalam melindungi bagian-bagian dari oksidasi, meskipun grease ini cukup punya daya tahan terhadap air.

GREASE Grease Sabun lainnya

Strontium dan timbal jarang digunakan sebagai bahan grease. Grease yang dibuat dengan bahan strontium dan timbal adalah grease untuk keperluan khusus, dan tidak perlu dibahas secara terperinci di sini. Grease sabun-timbal bahkan tidak nampak seperti grease-grease ini biasanya berbentuk fluida pada suhu ruangan.

Grease Dengan Bahan Bukan Sabun Meskipun grease dengan bahan bukan sabun ekonomis dan bekerja baik pada

hampir segala situasi, grease ini juga memilki keterbatasan. Misalnya, grease ini melunak dan mencair pada suhu sedang. Sebagai usaha untuk memperbaiki kekurangan ini, grease baru yang menggunakan pengental jenis lain telah dikembangkan.

Salah satu kelompok pengental bukan sabun yang paling baik adalah kelompok metal-based complexes. Complex adalah melekul organik yang rumit yang menangkap ion logam pada jeruji atom. Grease complex-kalsium dan grease complex-aluminium banyak digunakan.

GREASE Jenis Pelumas Padat (Types of Solid Libricant)

Pelumasan dengan lapisan bahan padat yang disisipkan di antara dua permukaan yang bergesekkan disebut pelumasan lapis-kering. Beberapa bahan yang digunakan untuk pelumasan lapis-kering telah dikemukan, termasuk grafit dan MoS2. Kebanyakan lapisan pelumas kering itu tetap “basah” dan diaplikasikan banyak kesamaannya dengan cat biasa.

Pelumas lapis-kering digolongkan berdasarkan komposisi kimia dan struktur fisiknya. Misalnya sejumlah besar pelumas lapis-kering digolongkan sebagai zat padat lamelar.

Bisa disebutkan seperti grafit, borax, mica dan iodida tertentu. Benda padat ini memiliki kelicinnya karena keadaanya yang datar, partikel seperti piringan dapat meluncur dengan mudah di atas yang lainnya.

Friksi rendah pada grafit sebagian besar karena uap air yang diserap oleh muka lapisan grafit yang datar. Bila tidak ada lapisan tipis air itu, grafit kehilangan kemampuannya untuk melumasi dan sebaliknya menjadi abrasive (bersifat mengikis). Baik lapisan grafit maupun kristal MoS2 tahan terhadap suhu yang cukup tinggi karena keduanya secara kimiawi lembam.

GREASE Jenis Pelumas Padat (Types of Solid Libricant)

Kelompok pelumas lapis-kering kedua adalah lapisan kimia, sudah dibahas pada bab bahan tambah EP. Yang masuk dalam kelompok ini adalah semua senyawa yang dapat dibentuk pada permukaan logam dengan reaksi kimia. Di antaranya adalah berbagai oksida, sulfida, klorida dan fosfat.

Kelompok pelumas lapis-kering ketiga mungkin agak sedikit sulit untuk diaplikasikan dan untuk tetap ditempatnya. Di antaranya adalah tanah liat bentonit, timbal putih, dan talk biasa (bubuk talk).

Sejumlah besar senyawa organik dapat juga digunakan sebagai pelumas lapis-kering. Beberapa di antaranya adalah bahan-bahan utama grease, seperti sabun,asam lemak, dan beeswax (lilin tawon lebah). Tallow dan spermaceti wax juga banyak digunakan. Ilmu kimia pada masa ruang angkasa ini juga telah menawarkan lapisan-lapisan polimer sintetis. Yang paling terkenal mungkin zat kimia yang dikenal dengan PTFE, singkatan dari polytetrafluoroethylene.

Pelumas lapis-kering harganya mahal tidak dapat diganti atau atau diisi lagi secepat pelumas konvensional. Pelumas lapis-kering itu merupakan alternatif dari grease dan oli dalam beberapa keadaan, tetapi jangan dianggap penyelesaian untuk semua masalah pelumasan.

CAIRAN LAINNYA• ATF (AUTOMATIC FLUID TRANSMISSION) dan MINYAK POWER STEERING

Minyak ini selain berfungsi sebagai pemindah tenaga juga berfungsi sebagai pelumas bagian-bagian transmisi otomatis yang berputar

Syarat viskositas sesuai, tahan terhadap panas dan oksidasi, tidak berbusa, berwarna untuk membedakan, tidaj merusak komponen logam maupun karet.

• BRAKE FLIUD (MINYAK REM)

Digunakan pada sistem hidroulik sistem rem maupun mekanisme penggerak kopling mekanik.

Syarat viskositas sesuai, titik didik tinggi, tidak merusak karet dan logam• COOLANT (CAIRAN PENDINGIN)

Pada beberapa kendaraan terutama yang beroperasi di daerah yang memiliki 4 musim, maka akan terjadi suatu fenomena dimana air pendingin akan mengalami pembekuan, disamping itu air pendingin kadang menjadi cepat mencapai titik didihnya, sehingga akan mengurangi kemampuan system pendinginan. Oleh karenanya dalam system pendinginan diperlukan cairan tambahan yang sering

disebut dengan coolant • PELUMAS REFRIGERANT