Proyek integratif: membongkar dan merakit ulang bantalan dan segel drum washer-extractor

Sebuah washer-extractor kaku berkapasitas sekitar 16 kg cucian kering di laundry rumah sakit memperlihatkan empat tanda dalam tiga bulan. Oli yang dikuras dari rumah bantalan berwarna susu. Saluran bocoran di antara segel dan bantalan basah setiap pagi. Getaran rumah bantalan pada putaran cuci dengan drum kosong naik dari garis dasar 2,2 menjadi 4,6 mm/s. Saat memeras terdengar gemeretak yang naik turun mengikuti putaran. Mesin itu satu dari dua mesin yang melayani ruang rawat, sehingga kerusakan mendadak berarti linen harus dikirim ke luar.

Tim teknisi memutuskan mengganti bantalan dan segel drum pada henti terencana akhir pekan. Bab ini mengikuti pekerjaan itu dari keputusan sampai serah terima, dan memakai bab-bab sebelumnya di rak ini: baut, bantalan, poros dan kopling, sabuk, pelumasan, segel, kekuatan komponen, pengukuran, pemantauan kondisi, dan mekatronika. Angka manual dikutip dari manual servis mesin milik pemilik sebagai contoh dari mesin itu; data proyek lainnya adalah angka latihan.

Batas pembahasan

Bab ini adalah proyek latihan yang menyatukan konsep, bukan prosedur servis untuk model tertentu. Pekerjaan nyata mengikuti manual servis pabrik mesin itu, termasuk urutan, alat khusus, torsi, celah, dan pelumas. Mengangkat drum dan rakitan bantalan memerlukan alat angkat dan orang yang kompeten; mengelas atau memesin poros dan rumah bukan bagian proyek ini. Sumbernya adalah manual servis washer-extractor milik pemilik dan bab-bab rak ini, ditambah pengetahuan teknik umum yang ditandai di peta sumber.

Data proyek

Urutan kerja

1. Membaca tanda dan memutuskan (Contoh 1 dan 2).
2. Merencanakan: suku cadang, alat, orang, izin kerja, dan rencana bila ditemukan kerusakan lain.
3. Mengisolasi energi dan menyiapkan tempat.
4. Membongkar penggerak: pelindung, sabuk, puli.
5. Membongkar rakitan bantalan dan drum, dengan alat angkat.
6. Memeriksa dan mengukur poros, rumah, selongsong, pasak, dan baut.
7. Merakit ulang: segel, bantalan, shim, torsi.
8. Mengisi pelumas dan memasang penggerak, termasuk penyelarasan dan tegangan sabuk.
9. Menguji: putar tangan, interlock, sakelar getar, jalan tanpa muatan, jalan dengan muatan.
10. Menyerahkan: garis dasar baru dan catatan.

Membaca tanda dan memutuskan

Empat tanda saling menguatkan. Oli berwarna susu dan saluran bocoran yang basah menunjukkan segel di sisi air sudah membiarkan air lewat; manual servis mesin pemilik meminta saluran bocoran, oli yang dikuras, dan sumbat kuras bermagnet diperiksa terhadap air dan partikel logam, karena keduanya dapat menunjukkan segel dan bantalan yang aus atau rusak. Getaran yang naik melewati dua kali garis dasar dan gemeretak yang mengikuti putaran menunjukkan jalur bantalan sudah rusak, seperti tanda-tanda di bab bantalan dan bab pemantauan kondisi. Kenaikan suhu 8 K di atas kebiasaan menunjukkan gesekan bertambah.

Menurut matriks keputusan di bab pemantauan kondisi, keadaan di atas batas peringatan dengan tren naik berarti perbaikan direncanakan pada henti terencana terdekat dan pemeriksaan diperpendek sampai saat itu. Tim tidak menunggu bunyi menjadi keras, karena bantalan yang macet saat memeras dapat merusak poros dan rumah, dan karena air yang terus masuk mempercepat kerusakan. Segel dan bantalan diganti bersama: mengganti salah satunya saja meninggalkan sebab atau akibat yang sama di dalam rumah.

Merencanakan henti

Daftar kebutuhan disusun dari daftar suku cadang manual dan pemeriksaan awal:

1. Suku cadang: pasangan bantalan rol tirus, segel bibir, O-ring, paking rumah, selongsong segel bila aus, shim, baut dan ring baru untuk sambungan yang menurut manual harus diganti, oli rumah bantalan, dan sabuk satu set bila sudah aus.
2. Alat: kunci momen yang terkalibrasi, penarik bantalan dan puli, pemanas induksi atau oven bantalan, jam ukur dengan dudukan magnet, mikrometer luar dan pengukur lubang, pengukur celah, siku tukang panjang untuk kelurusan puli, alat angkat dan sling dengan beban kerja aman yang cukup.
3. Orang: sekurang-kurangnya dua teknisi untuk mengangkat dan merakit, satu yang kompeten memimpin pengangkatan.
4. Izin dan pemberitahuan: izin kerja menurut Bab 76 · Kelistrikan & Kendali, pemberitahuan kepada pengguna laundry, dan rencana pengalihan cucian.
5. Rencana cadangan: bila poros aus di tempat bantalan atau rumah retak, pekerjaan berhenti dan suku cadang atau bengkel pemesinan dihubungi; pekerjaan tidak dilanjutkan dengan mengganjal atau mengelas.

Manual servis mesin pemilik menunjukkan lubang penarik dan baut pemasangan bantalan sementara pada gambar rakitannya, tanda bahwa pembongkaran direncanakan dengan alat, bukan dengan pukulan.

Isolasi energi dan tempat kerja

Energi yang diisolasi dan diperiksa, menurut Bab 1 · Keselamatan dan Bab 76 · Kelistrikan & Kendali:

1. Listrik di pemutus mesin dikunci dan diberi tanda, lalu ketiadaan tegangan diperiksa.
2. Air panas, air dingin, uap bila ada, dan pasokan bahan kimia ditutup dan dikunci; pipa dikosongkan dan tekanannya dilepas.
3. Drum ditahan agar tidak berputar karena berat cucian sisa atau saat sabuk dilepas.
4. Pegas pelat motor dilepas tegangannya dengan cara manual; manual mesin pemilik memakai balok kayu untuk menahan pelat motor saat sabuk dilepas.

Tempat kerja dibersihkan dari air dan serat, lantai diberi alas penyerap, jalur angkat dibebaskan, dan wadah tertutup disiapkan untuk oli bekas. Manual mesin pemilik memperingatkan bahwa sabuk dan puli dapat menjepit dan meremukkan bagian tubuh.

Membongkar penggerak, rakitan bantalan, dan drum

1. Pelindung belakang dilepas dan tegangan sabuk serta kelurusan puli diukur dan dicatat sebelum dibongkar, sebagai pembanding setelah rakit.
2. Sabuk dilepas tanpa dicungkil; sabuk satu set diganti bersama bila salah satunya aus, seperti di bab sabuk.
3. Puli drum dilepas dengan melepas baut selongsong tirus dan memakai lubang dorongnya, lalu pasak diamankan. Pasak poros utama menurut manual dari baja tahan karat; pasak dan alurnya diperiksa seperti di bab poros dan kopling.
4. Oli dikuras ke wadah, diperiksa warnanya, dan sumbat bermagnet diperiksa serpihannya; sampel disimpan untuk catatan.
5. Baut rakitan dikendurkan bertahap dengan pola menyilang dan diberi label menurut kelompoknya.
6. Drum dan poros ditopang alat angkat sebelum baut terakhir dilepas, lalu dikeluarkan lurus searah sumbu agar segel dan poros tidak tergores (Contoh 3).
7. Bantalan dan segel dilepas dengan penarik; kerucut dan mangkuk bantalan rol tirus ditandai pasangannya bila akan diperiksa.

Memeriksa dan mengukur

Bagian yang dibongkar diperiksa sebelum suku cadang baru dipasang, karena suku cadang baru pada poros atau rumah yang aus akan rusak lagi:

1. Poros di tempat bantalan: diukur dengan mikrometer di dua arah dan dua posisi, dibandingkan dengan batas pabrik; bekas karat gesek atau cincin berputar adalah tanda suaian hilang, seperti di bab pengukuran.
2. Lubang rumah: diukur dengan pengukur lubang pada suhu ruang, karena rumah yang hangat terukur lebih besar.
3. Selongsong segel: alur melingkar di bawah bibir segel berarti selongsong diganti.
4. Alur pasak dan pasak: sudut membulat atau pasak cekung menunjukkan kelonggaran.
5. Ulir dan baut: ulir lubang yang rusak diperbaiki dengan sisipan ulir menurut pabrik; baut yang meregang diganti, seperti di bab baut.
6. Rumah dan braket: dibersihkan dan diperiksa retaknya, terutama di sudut lubang baut, seperti di bab kekuatan komponen.
7. Bantalan lama: jalur dan rol diperiksa untuk mencatat sebab kerusakan; karat dan bintik di jalur sesuai dengan air yang masuk lewat segel.

Merakit ulang

1. Kebersihan: rumah, poros, dan saluran oli dibersihkan dan dikeringkan; bantalan baru dibuka dari bungkusnya tepat sebelum dipasang.
2. Segel: dipasang dengan alat penekan lurus, bibir menghadap cairan yang ditahan, bibir dilumasi tipis dengan pelumas yang cocok, dan selongsong baru dipasang bila diperlukan, seperti di bab segel. Perapat sekunder dan O-ring nitril tidak dilumasi dengan pelumas yang membuatnya membengkak.
3. Bantalan: kerucut dipanaskan dengan pemanas induksi sampai suhu yang diizinkan pabrik bantalan, lalu didorong sampai menempel bahu poros dan ditahan sampai dingin (Contoh 4); mangkuk ditekan ke rumah dengan alat yang menekan cincin luar saja, seperti di bab bantalan.
4. Shim dan celah aksial: rakitan dipasang dengan shim lama, baut dikencangkan menurut torsi, lalu celah aksial poros diukur dengan jam ukur sambil poros didorong dan ditarik dan diputar agar rol duduk. Shim ditambah atau dikurangi sampai celah sesuai dokumen perakitan (Contoh 5).
5. Torsi: baut dikencangkan bertahap dengan pola menyilang sampai torsi khusus rakitan dari manual, bukan torsi tabel umum (Contoh 6). Manual servis mesin pemilik meminta baut tidak dilumasi dan mengatur pemakaian pengunci ulir, seperti dijelaskan di bab baut.
6. Putar tangan: poros diputar dengan tangan; harus halus tanpa titik berat, dan celah diperiksa sekali lagi.

Pelumas, penggerak, dan penyelarasan

1. Oli diisi dengan jenis dan jumlah dari manual (Contoh 7), lalu level diperiksa setelah beberapa menit. Untuk model bergemuk, gemuk diberikan dengan pistol yang sudah dikalibrasi, pelan, dan dalam jumlah manual, seperti di bab bantalan dan bab pelumasan.
2. Puli dan pasak dipasang kembali, selongsong tirus dikencangkan bertahap, dan putaran puli diperiksa dengan jam ukur di tepi dan muka.
3. Sabuk dipasang, ditegangkan menurut pabrik, dan kelurusan puli diperiksa dengan siku panjang menurut prosedur manual, dengan shim berbentuk U di bawah pelat dudukan motor bila perlu, seperti di bab sabuk.
4. Pelindung dipasang sebelum mesin dijalankan.

Menguji dan menyerahkan

1. Uji interlock pintu dan sakelar getar menurut bab mekatronika: mesin tidak boleh mulai dengan pintu terbuka, pintu tetap terkunci saat drum berputar, dan sakelar getar diperiksa bahwa lengannya kembali sendiri. Manual mesin pemilik meminta mesin tidak dijalankan dengan interlock pintu yang tidak berfungsi.
2. Jalan tanpa muatan: putaran cuci, lalu peras bertahap, sambil mengamati bunyi, getaran, suhu rumah bantalan, dan rembesan.
3. Jalan dengan muatan uji yang seimbang dan satu program penuh.
4. Garis dasar baru: getaran di titik yang sama, suhu di atas suhu ruang, dan arus motor pada tahap yang sama, dicatat sebagai garis dasar setelah perbaikan (Contoh 8).
5. Pemeriksaan lanjutan: tegangan sabuk diperiksa lagi setelah satu hari kerja, saluran bocoran diperiksa setiap hari selama seminggu, dan oli diperiksa pada penggantian berikutnya.
6. Catatan serah terima: tanda yang dilihat, keputusan dan alasannya, suku cadang yang dipakai, hasil ukur poros dan rumah, shim akhir, torsi, pelumas, hasil uji, garis dasar baru, dan saran, seperti di Bab 1 · Kerja Lapangan & Serah Terima.

Contoh kerja

Contoh 1. Tren getaran. Getaran 4,6 mm/s dibanding garis dasar 2,2 mm/s: $4{,}6/2{,}2 = 2{,}1$ kali, di atas batas peringatan dua kali garis dasar (angka latihan) dan di bawah batas bahaya empat kali, 8,8 mm/s. Keputusan: perbaikan terencana dalam satu sampai dua minggu, pemeriksaan getaran setiap dua hari sampai saat itu.

Contoh 2. Air di oli. Bila oli 634 g mengandung 3 persen air (angka latihan), airnya sekitar $0{,}03 \times 634 = 19$ g, cukup untuk membuat oli berwarna susu dan menurunkan kekuatan lapisannya, seperti di bab pelumasan.

Contoh 3. Tarikan sling. Drum dan rakitan sekitar 120 kg berarti beban $120 \times 9{,}81 = 1.177$ N. Dengan sling dua kaki yang masing-masing membentuk 30° terhadap tegak, tarikan setiap kaki $1.177/(2 \cos 30°) = 680$ N. Sling dan alat angkat dipilih dengan beban kerja aman di atas angka itu menurut tabelnya, dan sudut yang lebih landai menaikkan tarikan tiap kaki.

Contoh 4. Pemuaian kerucut bantalan saat dipanaskan. Kerucut berlubang sekitar 66,7 mm dipanaskan 80 K di atas suhu poros (angka latihan): lubang membesar $12 \times 10^{-6} \times 66{,}7 \times 80 = 0{,}064$ mm, cukup untuk melewati suaian sesak yang umumnya puluhan mikrometer.

Contoh 5. Menyetel shim. Celah aksial terukur 0,013 inci (0,33 mm), sedangkan dokumen perakitan meminta sekitar 0,003 inci (angka latihan). Shim dikurangi $0{,}013 - 0{,}003 = 0{,}010$ inci, yaitu satu shim 0,010 inci atau dua shim 0,005 inci, lalu celah diukur ulang.

Contoh 6. Torsi dalam N·m. Torsi rakitan dari manual 24 sampai 26 ft·lb sama dengan $24 \times 1{,}356 = 32{,}5$ sampai $26 \times 1{,}356 = 35{,}3$ N·m; 18 sampai 20 ft·lb sama dengan 24,4 sampai 27,1 N·m. Kunci momen disetel di tengah rentang.

Contoh 7. Volume oli. Oli 634 g dengan massa jenis sekitar 0,88 g/mL (nilai literatur umum untuk oli mineral) sama dengan $634/0{,}88 = 720$ mL. Gelas ukur bersih dipakai, bukan perkiraan dari botol.

Contoh 8. Garis dasar baru. Setelah perbaikan, getaran di titik yang sama 2,0 mm/s dan kenaikan suhu 21 K di atas ruang. Getaran turun $4{,}6/2{,}0 = 2{,}3$ kali dan berada sedikit di bawah garis dasar lama, tanda sebabnya sudah hilang. Batas baru dihitung dari 2,0 mm/s.

Contoh 9. Biaya henti terencana dan tak terencana. Henti terencana dua hari dengan suku cadang, oli, dan tenaga sekitar Rp 9 juta; bila bantalan macet di tengah peras, perkiraan biaya menjadi sekitar Rp 30 juta karena poros yang mungkin harus diganti, linen yang dikirim ke luar selama seminggu, dan lembur (angka latihan). Keputusan merencanakan perbaikan setelah membaca tren menghemat sekitar dua pertiga biaya.

Membaca hasil sebagai satu sistem

Kerusakan ini bermula di segel, bukan di bantalan. Air yang lewat segel sisi air mencapai oli, menurunkan kekuatan lapisan pelumas, menimbulkan karat di jalur, dan akhirnya merusak bantalan; getaran dari bantalan yang rusak lalu membebani segel lebih berat. Karena itu sebab akar dicari di sisi segel: umur segel, selongsong yang beralur, saluran bocoran yang tidak diperiksa, atau penggerak yang tidak lurus sehingga poros bergoyang. Catatan proyek mengusulkan pemeriksaan saluran bocoran masuk daftar mingguan, dan analisis oli pada setiap penggantian.

Keputusan yang diserahkan

1. Poros atau rumah di luar batas: keputusan mengganti atau memesin diserahkan kepada pabrik atau bengkel pemesinan yang menerima gambar.
2. Retak di rangka atau braket: diserahkan kepada pabrik atau perancang, seperti di bab kekuatan komponen.
3. Pondasi dan baut pondasi yang kendur atau retak: diperiksa sebelum mesin dipakai penuh, karena manual mesin pemilik menjelaskan bahwa mesin kaku meneruskan gaya besar ke lantai dan memasukkan pemeriksaan baut pondasi ke perawatan bulanan.
4. Perubahan setelan sakelar getar: hanya bila setelannya hilang dan menurut manual.

Kondisi berhenti

Hentikan pekerjaan bila:

1. Listrik, air, uap, bahan kimia, dan pegas pelat motor belum diisolasi dan diperiksa; ikuti Bab 1 · Keselamatan dan Bab 76 · Kelistrikan & Kendali.
2. Drum atau rakitan akan diangkat tanpa alat angkat dan sling yang sesuai, tanpa orang yang kompeten, atau dengan orang di bawah beban.
3. Poros, rumah, atau braket ditemukan retak, atau poros aus di tempat bantalan di luar batas.
4. Suku cadang tidak sesuai kode dan ukurannya, atau baut pengganti tidak diketahui kelasnya.
5. Celah aksial tidak dapat disetel ke rentang dokumen dengan shim yang tersedia.
6. Uji interlock pintu atau sakelar getar tidak lulus; mesin tidak diserahkan.

Salah tafsir yang sering terjadi

"Ganti bantalan, masalah selesai." Bila segel dan selongsong tidak diperbaiki, air masuk lagi dan bantalan baru rusak.

"Pukul saja bantalan sampai masuk." Pukulan merusak jalur; pabrik menyediakan lubang penarik dan cara pasang dengan panas atau alat tekan.

"Torsi tabel umum cukup untuk semua baut." Rakitan bantalan mempunyai torsi khusus di dokumennya.

"Shim lama dipakai lagi tanpa ukur." Bantalan baru memerlukan pengukuran celah ulang.

"Mesin jalan halus berarti perbaikan selesai." Garis dasar baru, pemeriksaan lanjutan, dan catatan menyelesaikan pekerjaan.

"Sakelar getar dimatikan saat uji agar tidak mengganggu." Uji justru membuktikan sakelar dan interlock bekerja.

Hubungan dengan bab lain

Proyek ini memakai bab baut, bantalan, poros dan kopling, sabuk, pelumasan, segel, kekuatan komponen, pengukuran, pemantauan kondisi, dan mekatronika di rak ini, serta Bab 10 · Laundry washer-extractor, Fisika 216 analisis washer-extractor, Bab 1 · Keselamatan dan Bab 76 · Kelistrikan & Kendali isolasi energi, dan Bab 1 · Kerja Lapangan & Serah Terima serah terima.

Latihan dan pembahasan

Untuk setiap soal, tuliskan rumus, hitungan, atau alasannya.

1. Garis dasar 1,8 mm/s dan bacaan sekarang 4,0 mm/s. Berapa kali garis dasar, dan apa keputusannya bila batas peringatan dua kali dan bahaya empat kali?
2. Celah aksial terukur 0,011 inci dan target 0,003 inci. Shim mana yang dikurangi dari daftar shim proyek?
3. Berapa torsi 18 ft·lb dalam N·m?
4. Kerucut berlubang 50 mm dipanaskan 90 K. Berapa lubangnya membesar?
5. Mengapa segel dan bantalan diganti bersama dalam proyek ini?
6. Mengapa garis dasar getaran dicatat lagi setelah perbaikan?

Kunci jawaban beralasan

1. $4{,}0/1{,}8 = 2{,}2$ kali, di atas peringatan dan di bawah bahaya, sehingga perbaikan direncanakan dan pemeriksaan diperpendek.
2. Selisih 0,008 inci dikurangi dengan shim 0,005 dan 0,003 inci, lalu celah diukur ulang.
3. $18 \times 1{,}356 = 24{,}4$ N·m, batas bawah rentang torsi kelompok baut itu.
4. $12 \times 10^{-6} \times 50 \times 90 = 0{,}054$ mm, cukup untuk melewati suaian sesak yang umum.
5. Air dari segel yang bocor adalah sebab kerusakan bantalan, sehingga mengganti satu saja meninggalkan sebab atau akibatnya.
6. Mesin setelah perbaikan mempunyai angka normal baru, dan batas berikutnya dihitung dari angka itu.

Referensi