Prinsip Kerja Sistem Lubrikasi

Lubrikasi atau pelumasan adalah sebuah proses atau teknik untuk mengurangi gesekan serta keausan atas salah satu atau kedua permukaan yang saling bersentuhan dan bergerak relatif terhadap satu sama lain, dengan memberikan zat pelumas di antara keduanya. 

Dalam sebuah mesin akan kita dapatkan komponen-komponen yang berputar, bergeser, ataupun bergerak relatif terhadap komponen lainnya. Gerakan-gerakan tersebut akan menciptakan gesekan dengan komponen lain. Roda gigi misalnya, tidak ada roda gigi yang bekerja sendirian, pasti ada roda gigi lain yang menjadi pasangannya. Bertemunya gigi-gigi tersebut akan menciptakan gesekan satu sama lain yang jika dibiarkan tentu akan merusak mesin. 

image
Mengurangi gesekan menjadi fungsi utama dari sistem lubrikasi, namun tentu ada fungsi-fungsi lain yang menguntungkan. Lapisan lubrikasi dapat membantu mencegah korosi dengan jalan melindungi permukaan komponen mesin dari air dan zat-zat korosif lainnya. Sistem lubrikasi dapat berfungsi pula untuk membuang zat-zat pengotor dari sistem dengan jalan mensirkulasikan oli melewati filter sehingga pengotor-pengotor tersebut terkumpul di filter oli dan tidak merusak komponen permesinan. Fluida lubrikasi juga memegang peranan penting untuk mengontrol temperatur mesin dengan jalan menyerap panas mesin dan membuangnya ke udara luar atau komponen seperti heat exchanger

Prinsip kerja lubrikasi dapat diklasifikasikan menjadi beberapa cara, yakni full film lubrication, boundary film lubrication, dan mixed film lubrication. Perbedaan dari ketiganya terletak pada proses pembentukan lapisan pelumas di antara dua permukaan yang saling bertemu. 

Full Film Lubrication

Full Film Lubrication adalah sebuah proses lubrikasi dengan mengkondisikan adanya sebuah lapisan film di antara kedua permukaan komponen yang bertemu. Lapisan film tersebut secara total ikut menahan gaya maupun beban yang didistribusikan melalui bidang kontak kedua permukaan komponen yang bertemu. Ketebalan lapisan film yang dibentuk oleh zat pelumas harus lebih besar daripada tingkat kekasaran dari permukaan bidang kontak yang bertemu, agar dapat dikatakan sebagai full film lubrication.

Sistem lubrikasi inipun masih diklasifikasikan kembali menjadi beberapa tipe. 

  1. Lubrikasi Hidrostatis
    Lubrikasi hidrostatis merupakan sistem lubrikasi yang menggunakan tekanan kerja luar untuk membentuk lapisan film agar selalu terjaga bentuknya di tengah-tengah kedua permukaan yang bertemu. Lubrikasi tipe ini mempergunakan pompa oli untuk menjaga tekanan oli agar lapisan film yang terbentuk tetap berada di posisinya baik saat komponen dalam keadaan bekerja maupun diam.
    Lubrikasi Hidrostatis
  2. Lubrikasi Hidrodinamik
    Lubrikasi hidrodinamik menggunakan komponen mesin internal untuk menciptakan lapisan film di permukaan kedua komponen yang bertemu. Pada sistem ini, lapisan film lubrikasi hanya akan terbentuk jika mesin dalam kondisi beroperasi. Sedangkan jika dalam keadaan diam, lapisan film akan rusak dan hilang. Maka dari itu sistem lubrikasi tipe ini tidak bekerja pada saat penyalaan awal mesin, mematikan, maupun posisi putaran balik (reverse).
  3. Elastohydrodynamic Lubrication
    Pada satu kondisi disaat kedua bidang kontak bekerja dengan putaran tinggi dan beban yang tinggi (pada bearing misalnya), dimungkinkan beban yang ditanggung oleh lapisan film lubrikasi akan sangat tinggi. Beban tersebut akan menyebabkan tegangan tarik tinggi pada lapisan film, jika lapisan film tidak mampu menahan beban tersebut maka dimungkinkan kedua permukaan komponen akan saling bertemu dan timbul gesekan.

    Solusi dari kondisi di atas adalah dengan menggunakan pelumas khusus yang jika berada dalam kondisi di atas viskositasnya akan meningkat dan nilai elastisitasnya naik. Sehingga seakan oli pelumas bersifat lentur untuk selalu menjaga lapisan film agar tidak terlepas dari permukaan yang ia lindungi.

Perbedaan Tipe-tipe Lubrikasi

Boundary Film Lubrication

Saat dua permukaan bertemu, panas akan terbentuk sebagai akibat dari tekanan antara kedua permukaan komponen tersebut. Pada tingkat temperatur dan tekanan tertentu, zat pelumas secara kimia akan bereaksi dengan permukaan kontak membentuk lapisan resistif yang kuat. Lapisan tersebut berupa lapisan film di permukaan lapisan solid (boundary film) yang ikut menahan beban kerja komponen serta mencegah terjadinya keausan komponen akibat gesekan antara kedua permukaan komponen. Dengan kata lain, pada boundary film lubrication beban yang dikenakan kepada dua permukaan komponen tidak ditanggung oleh zat pelumas, akan tetapi ditahan oleh lapisan film khusus yang terbentuk sebagai akibat dari bereaksinya zat pelumas dengan permukaan komponen.

Boundary lubrication terjadi pada saat lapisan film lubrikasi memiliki ketebalan yang sama dengan tingkat kekasaran permukaan bidang kontak komponen. Kondisi semacam ini secara umum tidak dikehendaki pada bearing dengan lubrikasi hidrostatik maupun hidrodinamik karena akan menimbulkan gesekan, kerugian energi, keausan, serta kerusakan material. Namun demikian, sebagian besar mesin akan kita dapati lapisan boundary film pada saat mereka beroperasi, terutama pada saat proses penyalaan (start up), shut down, serta di putaran mesin rendah. Pelumas dengan zat aditif terus berusaha dikembangkan untuk dapat meminimalisir efek negatif dari boundary film lubrication.


Mixed Film Lubrication

Mixed film lubrication atau lubrikasi campuran merupakan pertengahan antara lubrikasi hidrodinamik dengan boundary. Lubrikasi ini terjadi pada saat ketebalan film fluida lubrikasi sedikit lebih besar daripada kekasaran permukaan bidang kontak, sehingga masih ada sedikit permukaan komponen (disebut sebagai asperities) yang saling bergesekan secara langsung. Asperities adalah bagian mikroskopis permukaan material yang menjadi puncak tertinggi di antara keseluruhan permukaan bidang kontak. Pada lubrikasi tipe ini, boundary film akan terbentuk hanya di area tertentu yang kita kenal sebagai asperities tersebut, sedangkan di area lain pelumasan akan bertipe hidrodinamik.

Referensi:

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *