KAJI EKSPERIMEN KERUSAKAN BANTALAN LUNCUR PADA MESIN GILAS STATIS RODA BAJA
Yadi Heryadi
Magister Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Pancasila Jl. Borobudur No.7 Jakarta Pusat 12640. Indonesia

## ABSTRAK
Mesin  gilas  statis roda  baja  yang  sering  digunakan  untuk  proyek  peningkatan  jalan  propinsi  dan  jalan kabupaten/kota di seluruh Indonesia harus terpelihara dengan baik.  Alat ini merupakan hal yang utama bagi proyek tersebut,  jika  alat  ini  tidak  bekerja  dengan  baik  maka  tingkat  penyelesaian  pekerjaan  akan  terbengkalai  dan tentunya akan terjadi kerugian Negara.  Mesin Gilas Statis Roda 3 terdiri dari tiga bagian pokok yaitu frame/body, engine dan penggerak.Dari ketiga unsur tersebut yang paling sering mengalami kerusakan adalah sisten penggerak mulai dari kopling kering, gearbox dan roda.  Mekanisme transfer daya dari gearbox ke roda belakang melalui roda gigi besar dan bantalan luncur. Apabila bantalan luncur sebagai media penggerak mengalami kerusakan maka tingkat efisiensi pemindah daya akan berkurang.
Kendala yang utama di bantalan luncur adalah sering terjadi kerusakan dan pecah.  Kerusakan ini terjadi kemungkinan dari beberapa hal sebagai berikut pelumasan kurang baik diakibatkan viskositas menurun sehingga gesekan yang terjadi besar tentunya koefisien gesek (ρ) juga besar akibatnya akan meningkatkan keausan, celah antara bantalan luncur dan as roda belakang sempit sehingga pelumas tidak bisa menembus atau melumasi, bahan material  untuk  bantalan  luncur  yang  kurang  baik,  kecepatan  (V,  m/s 2 )  pengoperasian  tidak  diperhitungkan, Analisis  yang  akan  dilakukan  adalah  melakukan  penelitian  dengan  cara  pengujian  memakai  beberapa  jenis pelumas dan material yaitu Perunggu, Teflon dan besi cor sebagai varibel bebas  dikaitkan dengan kecepatan gerak dan putaran roda sebagai varibael tak bebsa, sehingga nantinya akan didapat data yang paling baik dari beberapa pengujian yang akan dilakukan.
Kata kunci : bantalan

## I. PENDAHULUAN
Mesin gilas statis roda baja merupakan salah satu  alat  yang  digunakan  untuk    membangun infrastuktur  jalan.    Fungsi  yang  utama adalah  untuk memadatkan  lapisan  dasar  dalam  pembuatan  jalan, Lapisan  dasar  ini  terdiri  dari  LPB  (Lapisan  pondasi bawah),  LPA  (Lapisan  pondasi  Atas)  dan  Lapen (Lapisan  penetrasi)  serta  sering  juga  dipergunakan untuk  penghamparan  Hotmix.    Pembuatanan  jalan biasanya terikat dengan kontrak kerja  dan dilaksanakan  oleh  pihak  ketiga/  penyedia  jasa  yang mana  didalamnya  terdapat  kontrak  perjanjian mengenai waktu pelaksanaan yang harus dilaksanakan  tepat  waktu,  sehingga  pekerjaan  tidak terbengkalai dan terhindar dari kerugian yang cukup besar.    Untuk  memenuhi  waktu  pekerjaan  yang tertulis di dalam kontrak kerja maka dibutuhkan alat pemadatan  yang  siap  pakai  dalam  arti  semua komponen dari alat tersebut harus dalam kondisi baik, yang tentunya juga harus didukung dari segi sumber daya  manusia  terutama  operator  yang  menjalankan alat  tersebut,  bahan  dan  suku  cadang  peralatan. Mesin  gilas  merupakan  alat  yang  utama  dalam pembuatan  jalan  dimana  hampir  60  %  pekerjaan pembuatan  jalan  tergantung  dari  alat  ini,  sehingga harus  dijaga  dalam  kondisi  baik  dan  siap  pakai. Keterlambatan beberapa hari saja akan menimbulkan
kerugian.  Dikarenakan alat yang tersedia telah lama dipakai maka  dalam hal jam kerja kemampuan sudah menurun sehingga banyak komponen yang mengalami keausan yang tentunya akan menurunkan efisiensi,  fungsi  dan  daya  guna  alat.      Adapun Komponen  utama  dari  mesin  gilas  terdiri  dari rangka/frame,  mesin  dan  sistem  penggerak.    Ketiga komponen ini harus dijaga dan dipelihara dengan baik sehingga  pada  waktu  dipakai  tidak  terkendala sehingga  pencapaian  pelaksanaan  pekerjaan  tidak terganggu dan  tepat waktu.   Hal strategis yang ingin dicapai  adalah  peningkatan  kecepatan  dalam membangun  infrastuktur  jalan  sehingga  roda pertumbuhan ekonomi akan semakin baik dan tingkat pendapatan  masyarakat  meningkat.    Hal  ini  seiring dengan  peralatan  yang  ada  dan  dimiliki  dapat dioptimalkan  pemakaiannya  semaksimal  mungkin dengan  cara  memelihara  dengan  baik  sehingga terhindar dari kerusakan.
Perusahaan  yang  mempunyai  mesin  gilas harus berfungsi mengelola dan  memelihara peralatan jalan.    Peralatan  jalan  yang  harus  dipelihara  dan dikelola  diantaranya Wheel  Loader,  Roller  Tandem, Excavator, Three Wheel Roller dsb.
Peralatan  untuk  pembuatan  jalan  utamanya mesin gilas telah ada dan digunakan sejak tahun 1900 dimana pada waktu itu masih mempergunakan mesin
uap sebagai tenaga penggeraknya. Adapun peralatan jalan  mempunyai  rentang  tahun  pembuatan  dan perakitannya mulai tahun 1972 sampai yang terbaru tahun  2014.  Perusahaan  yang mempunyai  alat  berat ini tugas  pokok dan fungsinya selalu dituntut untuk memelihara  dan  menjaga  kondisi  peralatan  selalu baik. Yang menjadi kendala adalah sedikitnya biaya pemeliharaan  ,dan  hal  ini  berdampak  juga  untuk peralatan  jalan  maka  sebagai  solusi  yang  terbaik harus diupayakan atau membuat suatu strategi khusus untuk  membuat  inovasi  baru  supaya  dengan  dana sedikit bisa memelihara dengan baik.
Peralatan yang dimiliki oleh Perusahan alat berat  salah  satunya  adalah  Mesin  Gilas  Statik  roda baja kapasitas 6-8 ton dengan rincian seperti yang ada pada  Tabel  1.1.      Biaya  pemeliharaan  yang dialokasikan tidak akan tercukupi untuk pemeliharaan  berbagai  macam  peralatan  sehingga diperlukan  strategi  khusus  untuk  menekan  biaya pemeliharaan  yaitu  dengan  cara  menjalankan preventif  maintenante,  tetapi  yang  tejadi  biasanya breakdown maintenance karena system pemeliharaan yang  kurang  dan tidak tertata  dengan  baik  dan  juga peranan sumberdaya manusia yang belum maksimal. Pemakaian dari setiap unit dalam satu tahun anggaran rata  rata  700  jam/unit  atau  kurang  lebih  100 hari/tahun atau satu hari bisa pemakaian selama 8 jam .  Sehingga  dengan  waktu  pemakaian  cukup  lama tingkat keausan peralatan tinggi.

## Tabel 1.1 Jenis Peralatan
No Tahun Pembuatan Banyaknya Umur Alat saat ini (tahun 2014) 1 1972 2 Unit 42 tahun 2 1974 2 Unit 40 tahun 3 1986 1 Unit 28 tahun 4 1989 1 Unit 25 tahun 5 1996 1 Unit 18 tahun Prinsip pemeliharaan yang harus
dilaksanakan  untuk  menjamin  peralatan  dalam kondisi  baik  dan  siap  pakai  diantaranya  untuk komponen.
1. Kopling Utama Jenis  kopling  yang  digunakan  adalah kopling  gesek  kerja  ganda  ( system kering) yang  memindahkan  daya  dari  motor  diesel ke  roda  gigi  transmisi.  Piringan  kopling harus  terjaga  dari  keausan,  kontak  tidak merata,  penyimpangan  plat  tekan  dan piringan  kopling.Pemeliharaan  yang  harus dilakukan  periksa  permukaan  piringan kopling  dari  retak,  pengerasan  yang disebabkan  panas  dan  tanda-tanda  adanya selip  yang  disebabkan  minyak  pada permukaan.
2. Kotak Roda Gigi Transmisi
Dalam  kotak  transmisi  ini  terdiri  dari bermacam-macam roda gigi tetap, roda gigi geser, roda gigi kerucut, roda gigi spiral dan komponen- komponen lainnya.Transmisi ini memindahkan daya dari mesin diesel sampai roda  gigi  penggerak roda  belakang melalui deferensial.      Gangguan  gangguan  pada kotak  roda  gigi  transmisi  diantaranya terjadinya  keausan  gigi  pada  roda  gigi, bantalan , garpu penggerak.
3. Roda depan dan Roda Belakang Roda depan terdiri dari komponen komponen  antara  lain  :  garpu  roda, pembersih  roda,  bingkai  dan  lainnya. Gangguan  gangguan  yang  sering  terjadi pada  roda  depan  yaiyu  keausan  bantalan luncur, poros garpu, cincin dan pena.  Roda belakang  terdiri  dari  roda  baja,  roda  gigi, bantalan  luncur,  poros  roda  belakang  dan komponen  lainnya.Gangguan  yang  terjadi biasanya  pada  keausan  bantalan,  cincin pembatas dan roda gigi.
4. Rem dan Kemudi Instalasi  rem  terdiri  dari  roda  rem,  lengan penggerak  ,  tuas  pengumpil,  poros  rem, penahan  rem,  kampas  rem  dan  komponen lainnya.
Selain terpeliharanya peralatan tersebut, ada kerusakan yang sering terjadi pada mesin gilas tipe ini diantaranya yaitu keausan pada roda gigi penggerak, roda gigi,  poros roda  belakang dan  bantalan luncur. Roda gigi penggerak apabila aus akan menimbulkan bunyi  cukup  keras  hal  ini  diakibatkan    ketidak sejajaran  antara  roda  gigi  penggerak  dan  roda  gigi serta poros roda belakang.
Jenis kerusakan yang cukup memakai waktu untuk perbaikan adalah apabila bantalan luncur pada roda  belakang  mengalami  keausan  dan  seringkali hancur.  Keausan ini diakibatkan oleh tidak kuatnya bahan material bantalan untuk menumpu beban dari mesin  gilas  dan  juga  disebabkan  distribusi  pelumas tidak  terdistribusi  dengan  baik  melumasi  bantalan luncur  ini.    Apabila  hal  ini  terjadi  maka  harus dilakukan  penggantian  bantalan  luncur  dan  ini biasanya memerlukan waktu perbaikan.
Gambar 1.1. Bantalan luncur terpasang
Gambar 1.2. Poros roda belakang
Gambar 1.3 Pembongkaran bantalan luncur
Perbaikan yang harus dilakukan memerlukan  waktu  yang  cukup  lama    karena pembongkaran  roda,  poros  roda  dan  bantalan  itu sendiri pada mesin gilas tipe ini agak sulit dan harus didukung oleh peralatan yang cukup besar dan baik, apalagi  jika  kerusakan  harus  dilakukan  di  tempat yang cukup jauh sehingga barang tentu memerlukan waktu  yang  cukup.  Kadangkala  apabila  di  lapangan tidak  ditemukan  bantalan  yang  cukup  sebagai pengganti dari bantalan luncur ini menggunakan pipa biasa. Maka salah satu cara untuk mendukung bahwa peralatan  selalu  siap  dalam  kondisi  baik  dan  siap digunakan  yaitu  pemilihan  bahan  material  dari bantalan luncur yang baik sifat mekanik sehinga kuat dan  tahan  lama  dan  juga  pemilihan  pelumas  yang terbaik.

## II. METODA PENELITIAN
Untuk  mendapatkan  hasil  yang  akurat  dan dapat dipertangungjawabkan maka analisis mengenai kerusakan  ini  dilakukan  dengan  membandingkan antara  hasil  perhitungan  teorits  dengan  hasil pengujian  sehingga  akan  didapat  hasil  yang maksimal.  Dengan banyaknya jenis dan contoh yang diteliti  serta  nantinya  dianalisa  maka  akan  didapatt berbagai macam  kemungkinan  alternative  yang  bisa digunakan  untuk  membuat  bantalan  luncur  tahan terhadap keausan

## 2.1.  Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian akan yang akan dilakukan sbb : Tabel 3.1. Rencana penlitian No Jenis pekerjaan Lama Ket 1 Pemilihan dan penyediaan bahan 7 hari 2 Pengujian pertama 3 hari 3 Pengujian kedua 3 hari 4 Pengujian ketiga 3 hari 5 Analisis bahan dan data 4 hari 6 Kesimpulan 1 Hari Total waktu 21 hari

## 2.2. Metode Penelitian
Metoda  penelitaian  memberikan  gambaran proses penelitian secara menyeluruh dirancang secara sistimatis  sehingga  mudah  untuk  diikuti  alurnya. Langkah  langkah  penelitian  ini  dilakukan  dengan cara  mengambil  sampel  data  dari  pengujian  yang dilakukan.   Setelah data terkumpul maka dilakukan penghitungan  untuk  menguji  kekuatan  material  dan viskositas  dari  pelumas.      Sehingga  akhirnya diharapkan  akan  terpilih  material  yang  baik  untuk bantalan luncur.

## 2.3 Pengumpulan Data
Pengumpulan  data  penelitian  dilakukan dengan  cara  melakukan  pengujian  menjalankan mesin gilas selama 2 jam terus menerus di berbagai lintasan,  dengan  varibael  bebas  tertentu  yang  akan terkait  dengan  variable  tak  bebas,  kemudian  data yang dihasilkan dicatat, data ini berupa :
1. Mengenal jenis material bantalan
2. Mengenal jenis kekentalan Pelumas
3. Mengenal putaran (n) roda
4. Mengenal diameter (d) bush
5. Mengenal beban alat (W)
6. Mengenal kecepatan (v)
7. Mengenal banyaknya lintasan penggilasan

## 2.3. Pengolahan Data
Pengolahan data yang akan dilakukan secara statistik yaitu dengan membuat parameter-paremeter
baik  variable  bebas  dan  variable  tak  bebas  diolah dengan  cara  membuat    derajat  variasi  kemudian dibuat  matrik  .  Dari  matrik  ini,  data  diolah berdasarkan  yang  paling  dominan  menyebabkan keausan  pada  bantalan  luncur.    Kesimpulan  yang akan  didapat  adalah  ingin  mendapatkan  variasi bantalan luncur dan pelumas yang terbaik yang nanti akan digunakan pada mesin gilas untuk mengurangi resiko  keausan  dan  juga  menekan  anggaran pemeliharaan.  Setelah  data  dianalisa  maka  semua informasi dari analisa tersebut dijadikan telaah untuk menentukan kelebihan dan kekurangan dari material dan  pelumas  yang  dipergunakan.    Data  yang terkumpul  akan  ditampilkan  secara  table  dan  grafik dengan  perhitungan  computer  untuk  mementukan gaya gaya yang terjadi.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  penelitaian  yang  diperoleh  adalah dapat memilih bahan material untuk bantalan luncur yang  baik,  dipandang  dari  kekuatan  material,  tahan terhadap  gaya  gesek  dan  keausan .    Parameter hasil kajian yang nantinya akan didapat diantaranya umur bantalan bisa perkirakan sampai berapa lama dengan melihat  dari struktur logam bantalan.

## 3.1. Analisis Teoritis :
Tabel 3.1 Karakteristik Data Hasil Perhitungan secara Teoritis untuk Bahan Bantalan dar Perunggu
No Uraian Simbol Nilai Satuan 1 Diameter Bantalan Luncur D 100,00 mm 2 Putaran Bantalan Luncur N 18,00 rpm 3 Beban maksimum mesin Gilas W 800,00 Kg 4 Tegangan lentur 𝜎𝐵 2,58  kg/mm2 5 Panjang Bantalan L 150,00 mm 6 Tekanan Permukaan P 0,53  kg/mm2 7 Kecepatan Keliling Poros V 9,42 cm/s 8 Viskositas C 0,10 mm 9 Koefisien Gesekan 𝜇 3.01 10 Kelonggaran H 0,049 mm 11 Kekasaran Permukaan Hb 16,00 𝜇. 𝑚𝑚
3.2. Analisis Faktual :
3.2.1. Hasil  Perhitungan  Bahan  bantalan  dari Teflon
Tabel 3.2 Karakteristik Data Hasil Perhitungan untuk Pengujian Bahan Bantaln dari Teflon
No Uraian Simbol Nilai Satuan 1 Diameter Bantalan Luncur D 100,00 mm 2 Putaran Bantalan Luncur N 18,00 rpm 3 Beban maksimum mesin Gilas W 800,00 Kg 4 Tegangan lentur 𝜎𝐵 2,58  kg/mm2 5 Panjang Bantalan L 113,29 mm 6 Tekanan Permukaan P 0,70  kg/mm2 7 Kecepatan Keliling Poros V 9,42 cm/s 8 Viskositas C 0,15 mm 9 Koefisien Gesekan 𝜇 3.01 10 Kelonggaran H 0,058 mm 11 Kekasaran Permukaan Hb 19,00 𝜇. 𝑚𝑚 3.2.2. Bahan bantalan dari Besi Cor
Tabel 3.3 Karakteristik Data Hasil Perhitungan
Bahan Material Bantalan dari Besi Cor No Uraian Simbol Nilai Satuan 1 Diameter Bantalan Luncur D 100,00 mm 2 Putaran Bantalan Luncur N 18,00 rpm 3 Beban maksimum mesin Gilas W 800,00 Kg 4 Tegangan lentur 𝜎𝐵 2,58  kg/mm2 5 Panjang Bantalan L 91,8 mm 6 Tekanan Permukaan P 0,87  kg/mm2 7 Kecepatan Keliling Poros V 9,42 cm/s
8 Viskositas C 0,16 mm 9 Koefisien Gesekan 𝜇 3.01 10 Kelonggaran H 0,067 mm 11 Kekasaran Permukaan Hb 22,00 𝜇. 𝑚𝑚 Tabel.3.4  Perbandingan Data Jenis Material dari hasil analisis No Sifat Perunggu Teflon Besi Cor 1 Pa 2 0,394 0,6 2 l/d 1,5 1,1329 0,9182 3 P 0,53 0,7 0,871 4 pv 5,024 6,594 8,209 IV. KESIMPULAN
Setelah melakukan penelitian dengan membandingkan  antara  teoritis  dan  secara  factual hasil  pengujian  maka dapat diberi kesimpulan  sbb  : bahwa  pemilihan  bahan  bantalan  akan  menentukan hasil dari kinerja mesin giling baja.  Dilihat dari hasil yang  didapat  terutama  kelonggaran  antara  bus  dan poros  jika  kita memakai  bahan  bantalan  dari Teflon maka  gap  yang  terjadi  sebesar  0,058  mm  dengan koefisen gesekan 3.01 yang mengakibatkan kekasaran  permukaan  19 𝜇. 𝑚𝑚 ,  kekasaran permukaan ini tentunya secara mekanika merupakan suatu  keuntungan  jika  dihubungkan  dengan  gaya gesek dimana bahan yang dipakai mempunyai tingkat kekasan besar.
Dari  ketiga  bahan  yang  diuji  maka  Teflon  dan besi cor nilai tingkat keausan dan  penyerapan panas terhadap  bahan  bantalan  lebih  besar  dibandingkan dengan  bahan  material  perunggu  yang  merupakan material dasar dari pabrik yang disayaratkan sehingga gap antara bos dan poros harus dapat dipertahankan antara  0,049  sd  0,067  mm  dalam  putaran  konstan dehingga dapat mempertahankan nilai viskositas (ρ) antara 0,10 sd 0.16.

## DAFTAR PUSTAKA
Phelan, Richard M.1975.”Fundamentals of Mechanical Design”.New Delhi: Tata Mc-Graw-
Hill
R.S.Khurmi & J.K.Gupta.1977. “Machine design”.
Kiyojkatsu Suga & Sularso.2008.”Dasar Perencanaan dan  Pemilihan  Elemen  Mesin”.  Jakarta  : PT.Prandya Paramita.
JHalme & P Anderson. 2009.” Rolling contact fatigue and  wear  fundamentals  for  rolling  bearing diagnostics  –  state  of  the  art”.  Melalui http://www.vtt.fi/inf/julkaisut/muut/2010/Review
_paper_377.pdf
Hirotosi  Aramaki.1997.  “Rolling  Bearing  Analysis Program Package “BRAIN”, Melalui http://www.tec.nsk.com/weblibrary/ Library/Products/bearings/MC03-Rolling Bearing Analysis Program BRAIN.pdf. PT.Barata  Indonesia  (persero).  Pembongkaran  dan Pemasangan  Mesin  gilas  jalan  roda  baja  Tipe MG-6, PT.Barata Indonesia (persero).”Petunjuk
Pengoperasian Mesin Gilas Jalan Roda Baja Tepe
MG-6”
PT.Barata  Indonesia  (persero).”Road  Roller  Part
Catalog Type MG-6”
Popov.E.P.1994.  Mekanika  Teknik.  Jakarta  :
Erlangga Dieter.George.E.1990.  Metalurgi  Mekanik.  Jakarta  : Erlangga Shigley E.Joseph & Mitchell
D.Larry.1995.Perencanaan  Teknik  Mesin  Jilid ke2. Jakarta : Erlangga
Soejanto,Irwan.2009.  Desain  Eksperimen  dengan Metode taguchi.Yogyakarta : Graha Ilmu
Jac.Stolk  &  C.Kros.1984.Elemen  Mesin,  Elemen
Konstruksi  dari  Bangunan  Mesin.  Jakarta  : Erlangga
V.Dobrovolsky, K.Zablonsky Y, S.Mak, A.Radchik, L.Erlikh. 1968. Machine Elements. Moscow : Mir Publisher.
Robert  L.  Mott. 2004.  Elemen-elemen  Mesin  dalam Perancangan Mekanis. Yogyakarta. : Andi
G.  Nieman  H  Winter.  1985.  Elemen  Mesin  Jilid  II Desain dan Kalkulasi dasi Sambungan, Bantalan dan Poros. Jakarta : Erlangga.