Pengertian Tribologi: gesekan, pelumas dan kehausan

Triblogy 

Tribology berasal dari kata  tribos (bahasa Yunani yang berarti  rubbing, dan logy atau  logia  artinya  studi. Tribologi  adalah  studi  tentang  interaksi  atau   rubbing dari permukaan yang saling bergerak relatif..

Walaupun  penggunaan pelumas sudah dimulai sejak  jaman  kuno,  misalnya  pada peralatan  seperti  roda  pembuatan  keramik,  engsel  pintu,  roda  kereta,  seluncur untuk menyeret  batu  besar/patung  di  Mesir  dll.  Namun  pembahasan  secara  ilmiah  terhadap teknologi  pelumas  dan  pelumasan  ini  relatif  baru.  Perumusan  pertama  hukum  tribologi baru  mengemuka  pada  abad  15,  pada  saat  itu  insinyur-artis,  

gambar tribologi

Leonardo  da  Vinci  (1452-1519),  menemukan  bahwa  gaya  friksi  sebanding  dengan gaya  normal.  Terminologi TRIBOLOGI  diperkenalkan  baru  sekitar  tahun  1966  sebagai  ilmu  sain  tentang  friksi  (friction),  keausan (wear)  pelumasan  (lubrication),  dan  sudah  digunakan  secara  global untuk menggambarkan aktifitas yang jangkauannya luas ini.

Friction biasanya merupakan cabang ilmu dari bidang teknik mesin ataupun fisika. Wearbiasanya bagian dari ilmu bahan atau metalurgi. Lubricatio nadalah cabang Dengan demikian tribologi adalah ilmu indisipliner dalam semua aspek, dan memberikan dasar sain untuk memahami fenomena  gesekan dan pelumasan dalam sistim tribologi. 

Efisiensi pelumasan  dan  aplikasi  pelumas  selanjutnya  tergantung  pada  paremeter  kunci  seperti konsistensi,  properti  aliran  atau  viskositas  untuk  cairan  yang  selalui  muncul  pada spesifikasi semua pelumas. 

Cabang tribologi

Friksi (Friction)
 Friksi adalah gaya yang menahan gerakan  slidingatau  rollingsatu benda terhadap benda lainnya. Friksi merupakan faktor yang pentingdalam mekanisme operasi sebagian besar peralatan atau mesin. Friksi  besar  (high  friction)  dibutuhkan  untuk  bekerjanya  mur  dan  baut,  klip  kertas,  penjepit (tang catut), sol sepatu, alat pemegang dll. 

Gaya friksi dibutuhkan pada saat kita jalan agar tidak terpeleset. Friksi juga dibutuhkaan agar dapat menumpuk pasir, apel dll. Namun  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 mesin tenaga (engine), ski, elemen arloji/jam dll. Disamping itu juga dibutuhkan friksi konstan (constant friction) yaitu untuk rem, dan kopling agar geakkan tidak tersendat sendat.

Friksi telah dipelajari sebagai cabang mekanika beberapa ratus tahun yang lalu, dan hukum
dan  metode  untuk  memperkirakan  besarnya  friksi  telah  diketahui  2  abad  lalu.  Manun
mekanisme friksi, yaitu proses hilangnya energi jika dua permukaan saling bergesek tidak
dapat diterangkan dengan baik.

 1. Gaya gesekan pada permukaan yang bersentuhan berbanding lurus dengan gaya tegak lurus pada permukaan tersebut. 

Contoh : Jika bata ditumpuk empat ditarik diatas meja, besarnya friksi empatkalinya friksi satu batayang ditarik.

2. Gaya gesekan tidak bergantung pada luas proyeksi permukaan yang bersentuhan

contoh : Jika sebuah bata ditarik diatas meja, gaya friksi tetap sama, baik posisi bata berdiri ataupun tidur. (Leonardo da Vinci (1452-1519)

3. Gaya gesekan tidak berhubungan dengan kecepatan sliding permukaan.

Gaya gesekan statis

gaya ini terjadi antara dua permukaan benda yang diam atau tidak ada gerak relatif antara satu benda dengan benda lainnya. Saat suatu benda ditarik dengan sebuah gaya dan benda tersebut belum bergerak, maka berarti ada gaya yang berlawanan arah dengan arah gerak benda tersebut. Gaya itu adalah gaya gesekan statik (fs ).
Apabila gaya tarik diperbesar dan balok belum bergerak, berarti gaya gesekan statis (fs) bertambah besar sampai mencapai harga maksimum. Hasil percobaan menunjukkan bahwa gaya gesekan statik maksimum (fsmaks) sebanding dengan gaya normal (N). Harga kesebandingan ini disebut koefisien gesekan statis (µs). Koefisien gesekan merupakan tetapan yang menunjukkan tingkat kekasaran benda. Gaya gesekan statis mempunyai nilai yang terletak antara nol sampai nilai maksimum sebesar µsN.

Gaya gesekan kinetis

untuk menggerakkan balok kayu di atas lantai dibutuhkan gaya yang dapat mengatasi gaya gesekan statis (fs). Setelah bergerak, gaya itu mempertahankan gerak benda dan digunakan untuk mengatasi gaya gesekan kinetisnya (fk). Sehingga hanya diperlukan gaya yang lebih kecil daripada gaya yang digunakan untuk mulai menggerakkannya. Setelah bergerak, gaya gesek statis (fs) berkurang sdikit demi sedikit dan berubah menjadi gaya gesekan kinetis (fk). Sehingga, besar gaya kinetis selalu lebih besar daripada gaya gesekan statis maksimum.

fk < fsmaks

gaya gesekan kinetis mencerminkan hubungan relatif antara dua permukaan yang melakukan kontak.

gaya gesekan

Pelumasan (Lubrication)
 Pelumasan adalah tindakan menempatkan  pelumasantara permukaan yang saling bergeser untuk mengurangi keausan dan friksi. Pengembangan dan uji pelumas merupakan aspek  tribologi  yang  menerima  perhatian  sangat  besar.

 Satu  perusahaan  pelumas  bisa memasarkan ratusan jenis pelumas dan tidak ada. Penggunakan pelumas pada jaman kuno, seperti tergambar pada relief dinding batu di  Mesir  4,000  yl.,  yaitu  orang   melumasi   jalan  saat  menyeret  patung  batu  yang  berat. Pelumasan pada jaman modern, sistim pelumasan didesain untuk mengurangi keausan alat sehingg dapat beroperasi lama dan tanpa pemeliharaan.

Alam  menggunakan  cairan  yang  disenbut  synovial  fluid pada  pelumasan  tulang sendi  hewan  dan  manusia. Sedangkan manusia jaman  prasejarah  menggunakan  lumpur untuk menarik seluncur. Pelumas dari lemak binatang dipakai untuk gerobak pertama, dan terus digunakan sampai abad 19 ketika industri minyak bumi (petroleum) muncul, yang kemudian mejadi sumber  utama  pelumas mineral  (mineral oil)  atau  pelumas  petro (petroleum lubricant).

Kemampuan  pelumas  petro  terus  dikembangkan  untuk  memenuhi  bervariasi  kebutuhan spesifik seperti sepeda motor, mobil, pesawat, mesin turbo, kereta api, mesin pembangkit tenaga dll. dan tuntutan bertambahnya kecepatan dankapasitas mesin transportasi maupun mesin industri.

Zaman jet dan ruang angkasa memperbaharui minat orang pada  pelumas sintetik(synthetic  lubricants) karena  menawarkan  unjuk  kerja  superior  dibandingkan  pelumas petro. Minyak lumas sintetik walaupun sudah banyakdipasarkan namun harganya masih beberapa kali lebih mahal dibandingkan dengan pelumas petro konvensional.

Jenis pelumasan
Ada tiga jenis pelumasan yaitu pelumasan oleh lapisan cairan (Fluid-film), pelumasan Batas ( Boundary Lubrication), Pelumasan padat ( Solid Lubrication)

pelumasan

Keausan (wear)
Keausan (wear) adalah hilangnya materi dari  permukaan  benda  padat sebagai akibat dari gerakan mekanik. Keausan  umumnya  sebagi 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  kerena menjadi legok atau tumpul akibat digelindingi oleh roda kereta terus menerus..

Hanya makhluk hidup (sendi tulang) yang tidak rusakakibat keausan disebabkan memilki kemampuan penyembuhan diri. Dengan pertumbuhan. Namun ada juga organ yang tidak punya kemampuan pulih, misalnya gigi. Studi tentangkeausan 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.

tribologi gambar

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 :

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 :
1.  Kehilangan materi pada akhirnya membawa pada menurunnyanya unjuk kerja suatu mekanisme.
2. Pembentukan partikel keausan pada pasangan permukaan slidding yang sangat rapat dapat menyebabkan mekanisme terhambat atau mahkan macet, padahal umurperalatan masih baru. Keausan adesi beberapa kali lebih besar pada kondisi tanpa pelumasan dibandingkan kondisi permukaan yang dipplumasi dengan baik.

Share this post