Bantalan

Bantalan (bahasa Inggris: Bearing) adalah sebuah elemen mesin yang berfungsi untuk membatasi gerak relatif antara dua atau lebih komponen mesin agar selalu bergerak pada arah yang diinginkan. Bearing menjaga poros agar selalu berputar terhadap sumbu porosnya, atau juga menjaga suatu komponen yang bergerak linier agar selalu berada pada jalurnya.

Bantalan merupakan salah satu bagian dari elemen mesin yang memegang peranan cukup penting karena fungsi dari bantalan yaitu untuk menumpu sebuah poros agar poros dapat berputar tanpa mengalami gesekan yang berlebihan. Bantalan harus cukup kuat untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik.

Bearing atau laher adalah komponen sebagai bantalan untuk membantu mengurangi gesekan peralatan berputar pada poros/as. Bearing atau laher ini biasanya berbentuk bulat. Bearing di mobil dipasang pada as roda dan ditempat-tempat yang berputar lainnya.

Tujuan dari bantaran balock untuk mengurangi gesekan rotasi dan mendukung radial dan aksial beban.

Penemuan bantalan gelinding, sudah mendahului penemuan bantalan biasa yang digunakan untuk roda alat transportasi. Bantalan ini hadir dalam bentuk potongan rol kayu yang menopang beban diatasnya.

Menurut spekulasi moderen,^[1] orang Mesir kuno menggunakan bantalan rol dalam bentuk batang poton yang diletakkan dibawah kereta barang yang ingin digerakkan,^[2] namun gambar di makan Djehutihotep menunjukkan bahwa proses pemindahan balok batu besar adalah dengan menggunakan kereta luncur berpelumas cair yang membentuk bantalan biasa.^[3] Ada juga gambar-gambar dari Mesir kuno yang menunkukkan bantalan digunakan di dalam bor tangan.^[3]

Kendaraan beroda yang menggunakan bantalan biasa muncul antara sekitar 5000 SM dan 3000 SM.

Contoh paling awal dari bantalan elemen gelinding adalah bantalan bola kayu yang menopang meja berputar dari sisa-sisa kapal Romawi Nemi di Danau Nemi, Italia. Bangkai kapal tersebut diperkirakan berasal dari tahun 40 SM^[4]

Leonardo da Vinci memasukkan gambar bantalan bola dalam desainnya untuk sebuah helikopter sekitar tahun 1500.^[5] Ini adalah penggunaan bantalan pertama yang tercatat dalam desain kedirgantaraan. Namun, Agostino Ramelli adalah yang pertama menerbitkan sketsa roller dan bantalan dorong.^[4] Masalah dengan bantalan bola dan rol adalah bahwa bola atau rol bergesekan satu sama lain menyebabkan gesekan tambahan yang dapat dikurangi dengan memasukkan bola atau rol di dalam sangkar. Yang ditangkap, atau dikurung, bantalan bola awalnya dijelaskan oleh Galileo pada abad ke-17.^[5]

Bantalan rol sangkar praktis pertama ditemukan pada pertengahan 1740-an oleh ahli horologi John Harrison untuk pencatat waktu kelautan H3-nya. Ini menggunakan bantalan untuk gerakan berosilasi yang sangat terbatas tetapi Harrison juga menggunakan bantalan serupa dalam aplikasi yang benar-benar berputar di jam regulator kontemporer.^[5]

Paten modern pertama yang tercatat untuk bantalan bola diberikan kepada Philip Vaughan, seorang penemu dan ahli besi Inggris yang menciptakan desain pertama untuk bantalan bola di Carmarthen pada tahun 1794. Ini adalah desain bantalan bola modern pertama. Di desain bantalan ini, bola bantalan berjalan di arus pada rakitan poros bantalan^[6]

Bearing telah memainkan peran penting dalam Revolusi Industri yang baru lahir, memungkinkan mesin industri baru untuk beroperasi secara efisien. Misalnya, mereka melihat kegunaan untuk menahan roda dan gandar untuk sangat mengurangi gesekan daripada menyeret benda dengan membuat gesekan bekerja pada jarak yang lebih pendek saat roda berputar.

Bantalan polos dan elemen gelinding pertama adalah kayu diikuti oleh perunggu. Selama sejarahnya, bantalan telah dibuat dari banyak bahan termasuk keramik, safir, kaca, baja, perunggu, logam lain dan plastik (misalnya, nilon, polioksimetilen, politetrafluoroetilen, dan UHMWPE) yang semuanya digunakan saat ini.

Pembuat jam tangan memproduksi jam tangan "berhiaskan permata" menggunakan bantalan polos safir untuk mengurangi gesekan sehingga memungkinkan ketepatan waktu yang lebih tepat.

Bahkan bahan dasar pun bisa memiliki daya tahan yang baik. Sebagai contoh, bantalan kayu masih dapat dilihat hari ini di jam tua atau di pabrik air di mana air memberikan pendinginan dan pelumasan.

Paten pertama untuk bantalan bola gaya radial diberikan kepada Jules Suriray, seorang mekanik sepeda Paris, pada tanggal 3 Agustus 1869. Bantalan tersebut kemudian dipasang ke sepeda pemenang yang dikendarai oleh James Moore dalam balap sepeda jalan raya pertama di dunia, Paris-Rouen, pada November 1869.^[7]

Pada tahun 1883, Friedrich Fischer, pendiri FAG, mengembangkan pendekatan untuk penggilingan dan penggilingan bola dengan ukuran yang sama dan kebulatan yang tepat melalui mesin produksi yang sesuai dan membentuk dasar untuk penciptaan industri bantalan independen. Kampung halamannya Schweinfurt kemudian menjadi pusat terkemuka dunia untuk produksi bantalan bola.^[8]

Desain bantalan bola yang modern dan dapat disejajarkan sendiri adalah ciptaan Sven Wingquist. Beliau adalah salah satu pendiri dari produsen bantalan bola SKF. Pada tahun 1907, ketika ia dianugerahi paten Swedia No. 25406 untuk desainnya.^[9]

Henry Timken, seorang visioner dan inovator abad ke-19 di bidang manufaktur kereta, mematenkan bantalan rol tirus pada tahun 1898. Tahun berikutnya ia membentuk sebuah perusahaan untuk menghasilkan inovasinya. Lebih dari satu abad perusahaan berkembang untuk membuat bantalan dari semua jenis, termasuk baja khusus dan berbagai produk dan layanan terkait.^[10]

Erich Franke menemukan dan mematenkan bantalan balapan kawat pada tahun 1934. Fokusnya adalah pada desain bantalan dengan penampang sekecil mungkin dan yang dapat diintegrasikan ke dalam desain penutup. Setelah Perang Dunia II, ia bersama dengan Gerhard Heydrich mendirikan perusahaan Franke & Heydrich KG (sekarang Franke GmbH) untuk mendorong pengembangan dan produksi bantalan perlombaan kawat.

Penelitian ekstensif Richard Stribeck ^[11] pada baja bantalan bola mengidentifikasi metalurgi dari 100Cr6 yang umum digunakan (AISI 52100)^[12] yang menunjukkan koefisien gesekan sebagai fungsi tekanan.

Didesain pada tahun 1968 dan kemudian dipatenkan pada tahun 1972, salah satu pendiri Bishop-Wisecarver Bud Wisecarver menciptakan roda pemandu bantalan alur vee, sejenis bantalan gerak linier yang terdiri dari sudut vee 90 derajat eksternal dan internal.^[13]

Pada awal 1980-an, pendiri Pacific Bearing, Robert Schroeder, menemukan bantalan polos bi-material pertama yang ukurannya dapat dipertukarkan dengan bantalan bola linier. Bantalan ini memiliki cangkang logam (aluminium, baja atau baja tahan karat) dan lapisan bahan berbasis Teflon yang dihubungkan oleh lapisan perekat tipis.^[14]

Saat ini bantalan bola dan rol digunakan dalam banyak aplikasi yang mencakup komponen yang berputar. Contohnya termasuk bantalan kecepatan ultra tinggi dalam latihan gigi, bantalan ruang angkasa di Mars Rover, gearbox dan bantalan roda pada mobil, bantalan lentur dalam sistem penyelarasan optik, hub roda sepeda, dan bantalan udara yang digunakan dalam mesin pengukur koordinat.

Bantalan banyak jenis macamnya, mulai dari bantalan bola, bantalan jarum, bantalan gesek dan lain sebagainya. Jenis-jenis Elemen Laher ada 5 jenis rolling-elemen yang digunakan di bantalan:

Bola

Bantalan bola menggunakan bola untuk membawa beban yang diterapkan. Karena ada titik kontak (dibandingkan dengan kontak line untuk bantalan tol [Roll Bearing]) beban daya dukung lebih rendah daripada bantalan rol [Roll Bearing]. Bantalan rol dapat mendukung kedua Radial (Tegak Lurus pada poros) dan Aksial beban (Parelel ke poros). Untuk bantalan ringan dimuat, bola menawarkan gesekan lebih rendah dari rol. Self-menyelaraskan bantalan bola juga dapat beroperasi ketika cincin bantalan sejajar. Bantalan bola yang paling umum adalah bantalan bola dalam alur. Bola presisi biasanya lebih murah untuk menghasilkan daripada bentuk seperti rol, dikombinasikan dengan volume tinggi penggunaan, bantalan sering jauh lebih murah daripada bantalan lain dari dimensi yang sama.

Rol Silinder

Bantalan rol umum menggunakan silinder dengan panjang sedikit lebih besar dari diameter. Bantalan rol biasanya memiliki kapasitas beban lebih tinggi di bawah beban tegak lurus ke arah didukung primer. Jika ras di dalam dan di luar tidak sejajar, daya dukung sering turun dengan cepat dibandingkan dengan baik bantalan bola atau bantalan rol bola. Bantalan rol dikenal sejak 40 SM.

Rol Jarum

Bantalan rol jarum menggunakan silinder yang sangat panjang dan tipis. Seringkali ujung lancip ke titik, dan ini digunakan untuk menjaga rol captive, atau mereka mungkin hemispherical dan tidak captive tapi dipegang oleh poros sendiri atau pengaturan yang sama. Karena rol tipis, diameter luar bantalan ini hanya sedikit lebih besar dari lubang di tengah, Namun, berdiameter kecil tol harus menekuk tajam dimana mereka menghubungi ras, dan dengan demikian bantalan seragam relatif cepat.

Rol Tirus

Bantalan tirus menggunakan rol kerucut yang berjalan pada as kerucut. Bantalan rol kebanyakan hanya mengambil beban radial atau aksial, tetapi bantalan rol tirus mendukung beban radial dan aksial, dan umumnya dapat membawa beban lebih tinggi dari bantalan bola karena bidang kotak yang lebih besar. Taper bantalan rol yang digunakan, misalnya, sebagai bantalan roda dari kendaraan darat yang paling roda. Kerugian untuk bantalan ini adalah bahwa karena kompleksitas manufaktur, bantalan rol tirus biasanya lebih mahal daripada bantalan bola, dan selain itu di bawah beban berat rol tirus seperti irisan dan beban bantalan cenderung mencoba untuk mengeluarkan roller, kekuatan dari kerah yang menjaga roller di bantalan menambah gesekan bantalan dibandingkan dengan bantalan bola.

Rol Bulat

Bantalan rol bulat memiliki cincin luar dengan bentuk bulat internal. Rol lebih tebal ditengah dan tipis di ujungnya. Bantalan rol bola sehingga dapat menyesuaikan untuk mendukung kedua misalignment statis dan dinamis. Namun, rol bola sulit untuk diproduksi sehingga harganya menjadi mahal, dan bantalan memiliki gesekan lebih tinggi daripada bantalan rol silinder yang ideal atau meruncing karena ada sejumlah geser antara elemen rolling dan cincin.

Wikimedia Commons memiliki media mengenai Bearings.

• Comprehensive review on bearings, University of Cambridge
• A glossary of bearing terms Diarsipkan 2016-01-04 di Wayback Machine.
• How bearings work
• bearing^{[pranala nonaktif permanen]}
• Bearing lubricants
• Early bearing failure detection Diarsipkan 2010-04-09 di Wayback Machine.
• How to measure a bearing
• Choosing the correct bearing type
• Kinematic Models for Design Digital Library (KMODDL) - Movies and photos of hundreds of working mechanical-systems models at Cornell University. Also includes an e-book library of classic texts on mechanical design and engineering.
• Types of bearings, Cambridge University