Bantalan Trunnion Ball Mill: Logam Putih (Babbitt) vs Elemen Bergulir, Pelumasan Hidrodinamik, dan Panduan Mode Kegagalan

Sebuah ball mill atau SAG mill di pabrik pengolahan semen atau mineral dapat memiliki berat 1.000–5.000 ton jika terisi penuh dengan media penggilingan dan bijih. Seluruh massa yang berputar ini ditopang pada dua titik — bantalan trunnion pada ujung umpan dan ujung pelepasan gilingan. Di pabrik SAG yang besar, setiap bantalan trunnion dapat membawa beban radial statis sebesar 3.000–8.000 kN pada diameter jurnal poros 800–1.800 mm. Bantalan yang menopang beban ini bukanlah bantalan elemen gelinding standar dari katalog — melainkan bantalan logam putih hidrodinamik (Babbitt) yang direkayasa secara presisi, beroperasi pada lapisan tipis oli bertekanan yang biasanya tebalnya hanya 50–150 mikron. Jika lapisan oli ini utuh, bearing akan bekerja tanpa batas waktu dan hampir tidak ada keausan. Saat lapisan film rusak — saat startup, saat pasokan oli gagal, atau saat kelebihan beban — kontak logam-ke-logam terjadi dalam hitungan milidetik, dan lapisan lembut Babbitt mengorbankan dirinya untuk melindungi jurnal poros. Kegagalan bantalan trunnion tunggal pada pabrik SAG yang besar dapat menyebabkan hilangnya produksi, perbaikan poros, dan pelapisan ulang bantalan sebesar $2–5 juta.

Panduan ini memberikan kerangka teknik lengkap untuk memilih, menentukan, dan memelihara bantalan trunnion ball mill dan grinding mill — mencakup pilihan mendasar antara bantalan logam putih (Babbitt) dan elemen gelinding, teori pelumasan hidrodinamik dan bilangan Sommerfeld, desain sistem pelumasan paksa, spesifikasi jarak bebas bantalan, dan mode kegagalan yang diakibatkan oleh spesifikasi yang salah atau kekurangan sistem pelumasan.

Bagian 1: Jenis Bantalan Trunnion — Logam Putih vs Elemen Bergulir

1.1 Pilihan Mendasar

Dua teknologi bantalan digunakan untuk dukungan trunnion pabrik penggilingan:

Bantalan hidrodinamik logam putih (Babbitt) — teknologi dominan untuk pabrik besar (diameter cangkang > 3,0m). Jurnal trunnion berputar di dalam cangkang bantalan dengan lubang presisi yang dilapisi logam Babbitt. Lapisan oli bertekanan memisahkan jurnal dari permukaan Babbitt dalam kondisi pengoperasian normal.

Bantalan elemen gelinding (bantalan rol bulat) — digunakan untuk pabrik yang lebih kecil (diameter cangkang < 3,0m) dan untuk pabrik yang mengutamakan kemudahan pemeliharaan bantalan elemen gelinding dibandingkan kapasitas beban akhir bantalan hidrodinamik.

1.2 Teknologi Bantalan Logam Putih (Babbitt).

Bantalan logam putih menggunakan lapisan paduan Babbitt yang diikat ke cangkang baja atau besi cor. Lapisan Babbitt — biasanya setebal 3–12 mm — membentuk permukaan bantalan sebenarnya yang bersentuhan dengan lapisan oli.

Komposisi paduan Babbitt:

Untuk bantalan trunnion ball mill dan SAG mill, Babbitt berbahan dasar timah (Grade 2) adalah spesifikasi standarnya — ini memberikan kombinasi terbaik antara kekuatan lelah, ketahanan terhadap korosi, dan kemampuan melekat (kemampuan untuk menyerap partikel kontaminan kecil tanpa mencetak jurnal poros).

Sifat utama Babbitt sebagai bahan bantalan:

• Keausan korban: Babbitt lebih lembut dibandingkan jurnal poros (biasanya 20–30 HB vs 200–300 HB untuk jurnal yang diperkeras). Di bawah kontak logam-ke-logam, Babbitt lebih mudah dipakai, melindungi jurnal poros yang jauh lebih mahal dari kerusakan.

• Kemampuan tertanam: Matriks Babbitt yang lembut dapat menyematkan partikel kecil yang keras (skala gilingan, debu, serpihan keausan) yang masuk ke dalam bantalan, sehingga mencegahnya menggores permukaan jurnal.

• Kesesuaian: Babbitt dapat berubah bentuk sedikit di bawah beban agar sesuai dengan ketidaksejajaran kecil antara lubang bantalan dan jurnal, mendistribusikan beban lebih merata daripada bahan bantalan kaku.

• Batas kelelahan: Keterbatasan utama Babbitt adalah kekuatan lelahnya — di bawah pembebanan siklik, lapisan Babbitt dapat retak dan mengelupas dari bagian belakangnya. Tekanan bantalan yang diijinkan untuk Babbitt berbahan dasar timah biasanya 3,5–7,0 MPa untuk pengoperasian berkelanjutan.

1.3 Bantalan Elemen Bergulir untuk Trunnion Pabrik

Untuk pabrik penggilingan yang lebih kecil, bantalan rol bulat adalah bantalan elemen gelinding standar untuk penyangga trunnion. Bantalan rol bulat dipilih karena:

• Kemampuan menyelaraskan diri (misalignment hingga ±2,5°) mengakomodasi defleksi poros dan penurunan pondasi yang terjadi pada instalasi pabrik penggilingan

• Kapasitas beban radialnya yang tinggi dibandingkan dengan diameter lubang

• Kemampuannya untuk memikul beban radial dan aksial gabungan

Keterbatasan bantalan elemen gelinding untuk trunnion pabrik besar adalah ukuran lubang yang tersedia — bantalan rol sferis standar tersedia hingga diameter lubang sekitar 1.250 mm, yang membatasi penerapannya pada pabrik dengan diameter jurnal trunnion di bawah sekitar 1.100 mm. Untuk pabrik yang lebih besar, bantalan logam putih hidrodinamik adalah satu-satunya pilihan praktis.

1.4 Kriteria Seleksi: Logam Putih vs Elemen Bergulir

Bagian 2: Teori Pelumasan Hidrodinamik - Landasan Desain Bantalan Trunnion

2.1 Persamaan Reynolds dan Pembentukan Film Minyak

Lapisan oli hidrodinamik pada bantalan trunnion dihasilkan oleh aksi baji dari jurnal berputar. Saat jurnal berputar, ia menyeret minyak ke dalam celah konvergen antara permukaan jurnal dan lubang bantalan. Tekanan yang terbentuk pada irisan oli konvergen ini menopang beban jurnal — inilah yang disebut pelumasan hidrodinamik.

Persamaan yang mengatur distribusi tekanan pada lapisan minyak adalah persamaan Reynolds:

Di mana:

• P = tekanan lapisan oli (Pa)

• h = ketebalan lapisan minyak lokal (m)

• μ = viskositas dinamis oli (Pa·s)

• u = kecepatan permukaan jurnal (m/s)

• x = koordinat keliling

• z = koordinat aksial

Intisari dari persamaan Reynolds adalah bahwa tekanan lapisan minyak – dan juga kapasitas dukung beban – sebanding dengan:

• Viskositas oli  μ (viskositas lebih tinggi → tekanan film lebih tinggi → kapasitas beban lebih tinggi)

• Kecepatan permukaan jurnal u (kecepatan lebih tinggi → lebih banyak minyak yang terseret ke dalam irisan → tekanan film lebih tinggi)

• Kebalikan dari ketebalan film h⊃3; (film lebih tipis → gradien tekanan lebih tinggi → kapasitas beban lebih tinggi, namun risiko kerusakan film juga lebih tinggi)

2.2 Nomor Sommerfeld — Parameter Desain Utama

Nomor Sommerfeld (S) adalah parameter tak berdimensi yang mencirikan kondisi pengoperasian bantalan hidrodinamik. Ini menggabungkan geometri bantalan, beban, kecepatan, dan viskositas oli menjadi satu angka yang memprediksi rezim pelumasan bantalan:

Di mana:

• μ = viskositas dinamis minyak pelumas pada suhu operasi (Pa·s)

• N = kecepatan putaran jurnal (rev/s)

• P = beban satuan bantalan =

(Pa), dimana W adalah beban bantalan (N), L adalah panjang bantalan (m), dan D adalah diameter jurnal (m)

• R = radius jurnal (m) =D/2

• C = jarak bebas radial antara jurnal dan lubang bantalan (m)

Interpretasi dari bilangan Sommerfeld:

Untuk bantalan trunnion ball mill dan SAG mill, target desainnya adalah S ≥ 0,30 dalam semua kondisi pengoperasian normal. Bilangan Sommerfeld paling kritis pada saat startup (N rendah) dan pada kondisi beban puncak.

2.3 Perhitungan Ketebalan Film Minimum

Ketebalan film oli minimum pada bantalan hidrodinamik adalah:

Dimana ε adalah rasio eksentrisitas (rasio offset pusat jurnal terhadap jarak bebas radial). Untuk bantalan trunnion pabrik yang dirancang dengan baik yang beroperasi dalam rezim hidrodinamik penuh:

Untuk bantalan dengan jarak bebas radial C = 0,5 mm:

Ketebalan film minimum harus melebihi gabungan kekasaran permukaan jurnal dan lubang bantalan dengan faktor keamanan minimal 3–5:

Dimana  Λ adalah rasio ketebalan film (target  Λ ≥3 ) dan Ra adalah kekasaran permukaan (biasanya 

= 0,4–0,8 m,

= 0,8–1,6 m untuk Babbitt).

Untuk

= 0,4 m dan

= 1,0 mikron:

Nilai minimum ini mudah dipenuhi dengan ketebalan film 150 μm yang dihitung di atas — memastikan bahwa bantalan beroperasi dengan aman dalam rezim hidrodinamik penuh.

2.4 Spesifikasi Jarak Bebas Bantalan

Izin radial

C antara jurnal dan lubang bantalan adalah salah satu parameter dimensi paling penting dalam desain bantalan trunnion:

• Terlalu kecil: Jarak bebas yang tidak mencukupi membatasi aliran oli melalui bantalan, mengurangi pendinginan, dan meningkatkan risiko kejang termal di bawah beban

• Terlalu besar: Jarak bebas yang berlebihan mengurangi tekanan lapisan oli (aksi irisan menjadi kurang efektif pada celah yang lebar), meningkatkan eksentrisitas jurnal, dan menyebabkan getaran

Jarak bebas radial yang direkomendasikan untuk bantalan trunnion pabrik:

Untuk diameter jurnal 1.200 mm:

Jarak bebas harus diukur pada suhu pengoperasian — pemuaian termal jurnal (baja, koefisien ≈ 12 × 10⁻⁶/°C) mengurangi jarak bebas efektif saat pabrik memanas. Untuk jurnal 1.200 mm yang dijalankan pada suhu 60°C di atas suhu sekitar:

Ekspansi termal ini menghabiskan sebagian besar jarak bebas dingin — jarak bebas dingin harus diatur cukup besar untuk memastikan jarak bebas panas tetap dalam kisaran yang disarankan.

Bagian 3: Desain Sistem Pelumasan Paksa

3.1 Mengapa Pelumasan Paksa Penting

Bantalan trunnion logam putih memerlukan sistem pelumasan sirkulasi oli paksa — bukan penangas oli atau pelumasan gemuk sederhana. Alasannya mendasar:

1. Penghapusan panas: Pergeseran kental pada lapisan minyak menghasilkan panas. Untuk bantalan trunnion pabrik SAG yang besar, laju pembangkitan panas bisa mencapai 20–80 kW per bantalan. Panas ini harus dihilangkan oleh oli yang bersirkulasi — oli berfungsi sebagai pelumas dan pendingin.

2. Pasokan minyak berkelanjutan: Lapisan hidrodinamik harus dipertahankan secara terus menerus. Gangguan apa pun pada pasokan oli — bahkan selama beberapa detik saat diberi beban — menyebabkan lapisan film runtuh dan terjadi kontak logam-ke-logam.

3. Penyaringan oli: Kontaminan dalam oli (partikel aus, debu gilingan, air) harus terus-menerus dihilangkan untuk mencegah kerusakan abrasif pada permukaan dan jurnal Babbitt.

3.2 Komponen Sistem Pelumasan Paksa

Sistem pelumasan bantalan trunnion lengkap terdiri dari:

Reservoir minyak (bah):

• Kapasitas: Biasanya 500–3.000 liter untuk sistem trunnion pabrik besar

• Bahan: Baja dilas dengan lapisan internal atau lapisan baja tahan karat

• Fitur: Kaca penglihatan level oli, sensor suhu, alarm level rendah, katup pembuangan, lubang akses untuk pembersihan

Pompa minyak utama:

• Tipe: Pompa roda gigi (perpindahan positif) — memberikan aliran konstan berapa pun tekanan sistem

• Tugas: Operasi berkelanjutan setiap kali pabrik berjalan

• Siaga: Pompa siaga 100% dengan pergantian otomatis jika pompa utama rusak — wajib untuk pabrik besar

Pompa bertekanan tinggi (jacking):

• Tipe: Pompa piston — memberikan tekanan sangat tinggi (10–25 MPa) pada laju aliran rendah

• Fungsi: Mengangkat jurnal dari permukaan Babbitt selama pengaktifan dengan menyuntikkan oli bertekanan tinggi langsung di bawah jurnal melalui kantong di lubang bantalan. Hal ini mencegah kontak logam-ke-logam selama periode permulaan kritis sebelum lapisan hidrodinamik terbentuk.

• Pengoperasian: Diaktifkan secara otomatis 2–5 menit sebelum pabrik dimulai; dinonaktifkan ketika pabrik mencapai kecepatan operasi dan film hidrodinamik dikonfirmasi dengan stabilisasi suhu bantalan

Pendingin oli:

• Tipe: Penukar panas shell-and-tube atau pelat, berpendingin air

• Tugas: Menjaga suhu suplai oli pada 40–50°C (saluran masuk ke bantalan)

• Kontrol: Katup bypass yang dikontrol secara termostatik menjaga suhu suplai oli tetap konstan, berapa pun suhu lingkungan atau beban pabrik

Filtrasi minyak:

• Filter primer: filtrasi absolut 25–50 mikron — menghilangkan partikel yang dapat merusak permukaan Babbitt

• Filter sekunder (halus): absolut 10 mikron — untuk bantalan presisi tinggi

• Pemisah magnetik: Menghilangkan partikel keausan besi dari oli

• Kebersihan target: ISO 4406 Kelas 16/14/11 atau lebih baik untuk bantalan trunnion pabrik

Instrumentasi dan interlock:

Interlock kritis: Jika tekanan pasokan oli turun di bawah setpoint trip, pabrik harus segera dihentikan — bearing tidak dapat bertahan lebih dari 10–30 detik pengoperasian tanpa pasokan oli pada beban penuh.

3.3 Pemilihan Oli untuk Bantalan Trunnion

Catatan penting: JANGAN gunakan oli yang mengandung aditif tekanan ekstrim (EP) atau anti aus (AW) pada bantalan trunnion logam putih. Senyawa belerang dan fosfor dalam aditif EP/AW bereaksi secara kimia dengan timah dan timbal dalam logam Babbitt, menyebabkan serangan korosif pada permukaan bantalan — suatu modus kegagalan yang sering salah didiagnosis sebagai keausan mekanis.

3.4 Sistem Oli Jacking (Tekanan Tinggi).

Sistem oli jacking adalah perlindungan paling penting untuk bantalan trunnion selama penyalaan. Saat memulai dari keadaan istirahat:

• Jurnal bertumpu pada permukaan Babbitt (pelumasan batas — kontak logam-ke-logam)

• Pabrik harus berakselerasi dari 0 hingga kecepatan operasi (biasanya 0,2–0,5 rpm untuk pabrik SAG besar)

• Film hidrodinamik tidak dapat terbentuk sendiri sampai jurnal mencapai kecepatan yang memadai

Tanpa mendongkrak oli, periode permulaan melibatkan kontak logam-ke-logam antara jurnal dan Babbitt selama 30–120 detik — menyebabkan keausan Babbitt yang terukur pada setiap permulaan. Selama ratusan permulaan, hal ini terakumulasi pada hilangnya ketebalan Babbitt secara signifikan dan akhirnya kegagalan bantalan.

Sistem oli jacking menyuntikkan oli pada 10–25 MPa langsung di bawah jurnal melalui kantong khusus di lubang bantalan. Hal ini secara hidrolik mengangkat jurnal dari permukaan Babbitt sebelum rotasi dimulai, menjaga lapisan oli tetap penuh selama rangkaian pengaktifan.

Spesifikasi sistem oli jacking:

Bagian 4: Jarak Bebas, Penyelarasan, dan Pemasangan Bantalan

4.1 Pengukuran Lubang Bantalan dan Verifikasi Jarak Bebas

Jarak bebas radial antara jurnal dan lubang bantalan harus diukur dan diverifikasi pada saat pemasangan dan pada setiap logam ulang:

Metode pengukuran — teknik kawat timah:

1. Tempatkan kabel timah lunak (diameter sedikit lebih besar dari jarak bebas yang diharapkan) di bagian atas dan bawah lubang bantalan, sejajar dengan sumbu poros

2. Pasang rumah bantalan dan kencangkan sesuai torsi yang ditentukan

3. Bongkar dan ukur ketebalan kawat timah terkompresi dengan mikrometer

4. Jarak bebas di bagian atas = ketebalan kawat timah di bagian atas; jarak bebas di bawah = ketebalan kawat timah di bawah

5. Jarak bebas diatral = jarak bebas atas + jarak bebas bawah

Metode pengukuran — pengukur dial:

Untuk bantalan terpasang, pengangkatan jurnal (jarak pengangkatan jurnal secara vertikal sebelum menyentuh bagian atas lubang bantalan) diukur dengan dial gauge. Ini sama dengan jarak bebas atas, yang kira-kira setengah dari total jarak bebas diametris.

4.2 Persyaratan Permukaan Jurnal Poros

Kualitas permukaan jurnal poros sangat penting untuk kinerja bantalan hidrodinamik:

Permukaan jurnal yang terlalu kasar (Ra > 0,8 μm) akan mengikis permukaan Babbitt bahkan di bawah pelumasan hidrodinamik penuh — kekasaran pada permukaan jurnal secara berkala menembus lapisan minyak dan menghubungi Babbitt.

4.3 Penjajaran Bantalan

Ketidakselarasan antara dua bantalan trunnion pada pabrik penggilingan adalah salah satu penyebab utama kegagalan bantalan dini. Kedua garis tengah bantalan harus koaksial di dalam:

Untuk jurnal 1.200 mm dengan panjang bantalan 1.500 mm:

Ketidaksejajaran menyebabkan jurnal berjalan miring di dalam lubang bantalan, memusatkan beban pada salah satu ujung bantalan dan menciptakan distribusi tekanan yang tidak seragam di seluruh permukaan Babbitt. Hasilnya adalah keausan yang dipercepat pada ujung yang dibebani dan akhirnya retak akibat kelelahan Babbitt.

Bagian 5: Analisis Mode Kegagalan Bantalan Trunnion

5.1 Kelelahan Babbitt (Retak dan Delaminasi)

Penampilan: Retakan pada lapisan Babbitt, biasanya sejajar dengan sumbu bantalan atau dalam pola jaringan. Dalam kasus lanjut, bagian Babbitt terkelupas dari cangkang pendukung dan bersirkulasi dalam sistem oli (terdeteksi dengan analisis oli atau inspeksi filter).

Akar penyebab:

• Tekanan unit bantalan melebihi batas yang diijinkan (> 7 MPa): Beban berlebih pada bantalan melebihi batas kelelahan Babbitt menyebabkan tegangan siklik pada lapisan Babbitt yang memicu keretakan. Paling sering disebabkan oleh beban berlebih pada pabrik (muatan media penggilingan yang berlebihan) atau oleh redistribusi beban dari penurunan pondasi.

• Cacat ikatan Babbitt: Ikatan yang buruk antara lapisan Babbitt dan cangkang pendukung menciptakan konsentrasi tegangan pada antarmuka yang memulai delaminasi di bawah pembebanan siklik. Disebabkan oleh persiapan permukaan backing shell yang tidak memadai sebelum dilakukan logam ulang.

• Kelelahan termal: Siklus startup-shutdown yang berulang menciptakan tekanan termal pada lapisan Babbitt (Babbitt mengembang dan berkontraksi lebih banyak daripada lapisan baja karena koefisien ekspansi termalnya yang lebih tinggi).

Tindakan perbaikan:

• Pastikan berat muatan pabrik tidak melebihi desain — periksa tingkat media penggilingan dan kepadatan bijih

• Lakukan analisis oli dan pemeriksaan filter untuk mendeteksi partikel Babbitt sebelum terjadi kegagalan besar

• Pada penutupan berikutnya, periksa permukaan Babbitt dengan pemeriksaan visual dan pengujian penetran pewarna (PT)

• Jika retakan menutupi > 10% luas permukaan bantalan, jadwalkan pelapisan ulang pada jadwal pemeliharaan berikutnya

5.2 Penilaian Jurnal (Wiping)

Penampilan: Goresan atau noda memanjang pada permukaan jurnal dan kerusakan terkait pada permukaan Babbitt. Dalam kasus yang parah, Babbitt dioleskan dan didistribusikan kembali ke seluruh jurnal.

Akar penyebab:

• Runtuhnya lapisan oli selama pengoperasian: Disebabkan oleh kegagalan pasokan oli (kegagalan pompa, penyumbatan pipa, bypass filter), viskositas oli terlalu rendah (oli terlalu panas atau kadar oli salah), atau beban bantalan melebihi kapasitas lapisan hidrodinamik.

• Pengaktifan tanpa jacking oil: Kontak logam-ke-logam selama pengaktifan tanpa mengaktifkan sistem oli jacking menyebabkan permukaan Babbitt terhapus. Setiap permulaan yang tidak dilindungi menghilangkan ketebalan Babbitt yang dapat diukur.

• Masuknya kontaminan: Partikel keras (mill scale, silika) dalam minyak yang lebih besar dari ketebalan lapisan minyak menembus lapisan film dan menggores permukaan jurnal dan Babbitt.

Tindakan perbaikan:

• Pastikan sistem oli jacking berfungsi dan diaktifkan sebelum setiap pabrik dimulai — hal ini tidak dapat dinegosiasikan

• Periksa suhu pasokan oli, tekanan, dan laju aliran terhadap spesifikasi desain

• Tingkatkan filtrasi oli menjadi absolut 10 mikron jika diduga ada kontaminasi

• Periksa permukaan jurnal pada penutupan berikutnya — skor kecil (Ra <1,6 μm) dapat dipoles di tempat; penilaian yang parah memerlukan penghapusan jurnal dan penggilingan ulang

5.3 Serangan Korosif terhadap Babbitt

Penampilan: Pitting dan etsa pada permukaan Babbitt, sering kali tampak gelap atau berubah warna. Lubang tersebut didistribusikan ke seluruh permukaan bantalan dan tidak terkonsentrasi pada lokasi tertentu (yang membedakannya dari pengelupasan kelelahan, yang terlokalisasi).

Akar penyebab:

• Aditif EP/AW dalam oli: Senyawa belerang dan fosfor dalam tekanan ekstrem atau aditif anti aus bereaksi dengan timah dan timbal di Babbitt, menyebabkan korosi kimia pada permukaan bantalan. Ini adalah penyebab paling umum dari serangan korosif pada bantalan trunnion pabrik — ini terjadi ketika spesifikasi oli diubah tanpa memverifikasi kompatibilitas dengan Babbitt.

• Kontaminasi air: Air dalam oli (dari kebocoran atau kondensasi air pendingin) menyebabkan oksidasi komponen timbal dalam Babbitt, membentuk oksida timbal yang lebih keras dibandingkan matriks Babbitt dan menyebabkan keausan abrasif.

• Degradasi minyak asam: Minyak yang terdegradasi parah (angka asam tinggi) menyerang permukaan Babbitt secara kimia.

Tindakan perbaikan:

• Segera ganti dengan oli mineral murni R&O (penghambat karat dan oksidasi) tanpa bahan tambahan EP atau AW

• Siram seluruh sistem pelumasan dengan oli bersih sebelum diisi ulang

• Periksa kebocoran air pendingin di oil cooler — lakukan uji tekanan pada pendingin

• Menerapkan analisis minyak secara berkala (minimum triwulanan) termasuk bilangan asam, kadar air, dan analisis logam spektrometri

5.4 Bantalan Terlalu Panas

Penampilan: Suhu logam bantalan melebihi 80°C (trip setpoint). Suhu pasokan minyak meningkat. Dalam kasus yang parah, Babbitt meleleh secara lokal (titik leleh Babbitt: bahan dasar timah ≈ 240°C; bahan dasar timbal ≈ 180°C) dan logam cair dikeluarkan dari bantalan.

Akar penyebab:

• Laju aliran oli tidak mencukupi: Aliran oli di bawah laju desain mengurangi pelumasan dan pendinginan. Disebabkan oleh keausan pompa, filter tersumbat, atau katup isolasi tertutup sebagian.

• Pengotoran pada pendingin oli: Penumpukan kerak pada sisi air pendingin pendingin oli mengurangi perpindahan panas, menyebabkan suhu pasokan oli meningkat.

• Jarak bebas bantalan yang berlebihan: Bantalan yang aus dengan jarak bebas yang berlebihan memungkinkan jurnal bekerja pada eksentrisitas tinggi, mengurangi ketebalan lapisan oli dan meningkatkan pembentukan panas kental.

• Kelebihan pabrik: Media penggilingan atau muatan bijih yang berlebihan meningkatkan beban bantalan melebihi desain, sehingga meningkatkan pembentukan panas pada lapisan oli.

Tindakan perbaikan:

• Periksa laju aliran oli terhadap spesifikasi desain — bersihkan atau ganti filter, verifikasi keluaran pompa

• Bersihkan oil cooler (sisi air) — bersihkan kerak jika perlu

• Ukur jarak bebas bantalan — jika jarak bebas melebihi 1,5× nilai desain, jadwalkan pelapisan ulang

• Pastikan berat muatan pabrik berada dalam batas desain

5.5 Getaran dan Ketidakstabilan Bearing (Pusaran Minyak)

Penampilan: Getaran sub-sinkron pada sekitar 0,4–0,48× frekuensi rotasi. Amplitudo getaran meningkat seiring dengan kecepatan dan dapat bertahan sendiri (cambuk minyak) pada kecepatan yang lebih tinggi.

Akar penyebab:

• Pusaran minyak: Ketidakstabilan hidrodinamik yang terjadi ketika pusat jurnal mengorbit di sekitar pusat bantalan dengan kecepatan sekitar setengah kecepatan rotasi. Disebabkan oleh beban bantalan yang tidak mencukupi dibandingkan dengan kapasitas beban bantalan — jurnal 'mengambang' di tengah bantalan dan bukannya didorong ke satu sisi oleh beban.

• Jarak bebas bantalan yang berlebihan: Bantalan yang aus dengan jarak bebas yang berlebihan lebih rentan terhadap ketidakstabilan pusaran oli.

• Tekanan unit bantalan rendah: Bantalan dengan beban ringan (tekanan unit <0,5 MPa) rentan terhadap pusaran oli.

Tindakan perbaikan:

• Untuk bantalan trunnion pabrik, pusaran oli jarang terjadi karena beban bantalan yang sangat tinggi — jika hal ini terjadi, pastikan bantalan tersebut benar-benar dibebani (periksa penurunan pondasi yang mungkin telah mengurangi beban pada satu bantalan)

• Pertimbangkan desain bantalan yang dimuat sebelumnya atau bantalan dengan profil lubang non-lingkaran (lubang lemon, lubang tiga lobus) yang memberikan stabilitas bawaan

• Ukur dan perbaiki jarak bebas bantalan jika berlebihan

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Q1: Apa perbedaan antara logam putih (Babbitt) dan bantalan elemen bergulir untuk trunnion ball mill?

Bantalan hidrodinamik logam putih (Babbitt) beroperasi pada lapisan oli bertekanan yang sepenuhnya memisahkan jurnal dari permukaan bantalan — dengan pelumasan hidrodinamik penuh, tidak ada kontak logam-ke-logam dan hampir tidak ada keausan. Ini adalah standar untuk pabrik besar (diameter > 3,0 m) karena dapat mengakomodasi diameter jurnal yang sangat besar (hingga 2.000 mm+) tanpa batasan ukuran praktis. Bantalan elemen gelinding (bantalan rol bulat) menggunakan kontak gelinding dan lebih mudah perawatannya, namun terbatas pada diameter lubang sekitar 1.100 mm dan memiliki toleransi beban kejut yang lebih rendah. Untuk SAG besar dan ball mill di pertambangan dan semen, bantalan hidrodinamik logam putih adalah satu-satunya pilihan praktis.

Q2: Berapa nomor Sommerfeld yang harus dirancang untuk bantalan trunnion pabrik?

Target desain untuk pengoperasian berkelanjutan adalah S ≥ 0,30 — hal ini memastikan pelumasan hidrodinamik penuh tanpa kontak logam-ke-logam. Pada S < 0,05, lapisan oli rusak dan pelumasan batas (kontak logam) dimulai — hal ini berbahaya dan tidak boleh terjadi selama pengoperasian normal. Nomor Sommerfeld paling penting saat startup (kecepatan rendah N) dan di bawah beban puncak. Sistem oli jacking dirancang khusus untuk melindungi bantalan selama penyalaan ketika bilangan Sommerfeld berada di bawah ambang batas hidrodinamik.

Q3: Mengapa aditif EP (tekanan ekstrim) harus dihindari dalam oli bantalan trunnion pabrik?

Aditif EP dan AW (anti aus) mengandung senyawa sulfur dan fosfor yang bereaksi secara kimia dengan timah dan timbal dalam logam Babbitt, menyebabkan lubang korosif pada permukaan bantalan. Serangan korosif ini sering salah didiagnosis sebagai keausan mekanis. Spesifikasi oli yang benar untuk bantalan trunnion logam putih adalah oli mineral R&O murni (penghambat karat dan oksidasi), ISO VG 100–220 tergantung pada perhitungan nomor Sommerfeld, tanpa aditif EP atau AW. Selalu verifikasi kompatibilitas oli dengan Babbitt sebelum mengganti merek atau kualitas oli. 

Q4: Seberapa sering sistem oli jacking harus diaktifkan?

Sistem jacking oil harus diaktifkan sebelum setiap pabrik dimulai — tanpa kecuali. Setiap penyalaan yang tidak terlindungi (tanpa oli jacking) menyebabkan keausan Babbitt yang dapat diukur dari kontak logam ke logam selama periode penyalaan. Selama ratusan permulaan, hal ini terakumulasi pada hilangnya ketebalan Babbitt secara signifikan. Sistem jacking oil harus diaktifkan 2–5 menit sebelum perintah start pabrik dan dinonaktifkan secara otomatis ketika pabrik mencapai 50–70% kecepatan pengoperasian. Pastikan tekanan oli jacking berada dalam spesifikasi (10–25 MPa) sebelum memulai.

Q5: Berapakah jarak bebas radial yang benar untuk bantalan trunnion ball mill?

Jarak bebas radial yang direkomendasikan adalah 0,001 hingga 0,0015 × diameter jurnal. Untuk jurnal 1.200mm, ini memberikan jarak radial 1,2–1,8mm. Jarak bebas dingin harus ditetapkan lebih besar daripada target jarak bebas panas untuk memperhitungkan pemuaian termal jurnal — untuk jurnal baja 1.200 mm yang bersuhu 60°C di atas suhu sekitar, pemuaian termal mengurangi jarak bebas sekitar 0,86 mm. Ukur jarak bebas menggunakan teknik kawat timah pada saat pemasangan dan setelah setiap pelapisan ulang. Jika jarak bebas yang diukur melebihi 1,5× nilai desain, jadwalkan pelapisan ulang.

Q6: Bagaimana cara mendeteksi kelelahan Babbitt sebelum kegagalan besar?

Metode peringatan dini yang paling efektif adalah: (1) Analisis oli — analisis spektrometri mendeteksi partikel timah dan timbal dalam oli akibat keausan Babbitt sebelum terjadi kerusakan yang terlihat; menjadwalkan analisis minyak minimum triwulanan; (2) Pemeriksaan filter — periksa elemen filter oli pada setiap penggantian filter untuk mencari partikel logam; Partikel Babbitt lembut dan berwarna keperakan; (3) Pemantauan getaran — akselerometer pada rumah bantalan mendeteksi perubahan tanda getaran seiring memburuknya kondisi permukaan Babbitt; (4) Tren suhu bantalan — peningkatan suhu logam bantalan secara bertahap selama berminggu-minggu menunjukkan peningkatan gesekan akibat degradasi permukaan Babbitt.

Mesin Yile: Bantalan Trunnion Khusus dan Komponen Pabrik

Yile Machinery memasok komponen bantalan trunnion khusus, cangkang bantalan, dan perangkat keras pabrik terkait untuk pabrik bola, pabrik SAG, pabrik batang, dan tanur putar dalam aplikasi pemrosesan semen, pertambangan, dan mineral.

Kemampuan pasokan bantalan trunnion kami:

• Cangkang bantalan berlapis Babbitt: Babbitt berbahan dasar timah (Kelas 1 dan Kelas 2) dan Babbitt berbahan dasar timah; diameter cangkang dari 400 mm hingga 2.000 mm; bosan dengan presisi hingga ±0,01 mm setelah logam ulang

• Cangkang penyangga bantalan: Besi tuang atau baja fabrikasi; lubang dan OD dengan mesin presisi; kantong oli jacking dikerjakan sesuai spesifikasi

• Jurnal trunnion (ujung poros): Baja paduan 42CrMo4 yang ditempa; dibumikan hingga Ra ≤ 0,4 μm; mengeras hingga 200–300 HB

• Rumah bantalan: Baja tuang atau baja fabrikasi; bosan dengan presisi; sambungan saluran masuk/keluar minyak; port sensor suhu

• Layanan pelapisan ulang: Pelepasan Babbitt secara menyeluruh, persiapan permukaan, dan layanan pelapisan ulang untuk cangkang bantalan yang aus atau rusak

• Dokumentasi teknik: Perhitungan nomor Sommerfeld; verifikasi ketebalan film minimum; spesifikasi jarak bebas bantalan; tinjauan desain sistem minyak

Produk terkait dan sumber daya teknis:

• Solusi Industri Pertambangan & Semen — pasokan komponen lengkap untuk ball mill, SAG mill, dan rotary kiln

• Rotary Kiln Tire & Support Roller Guide — Tegangan kontak Hertz dan metodologi penyelarasan untuk sistem pendukung kiln

• Rolling Mill Rolls: Panduan Roll Kerja & Roll Cadangan — pemilihan bantalan leher gulung dan tegangan kontak untuk aplikasi rolling mill

• Panduan Pemilihan Gearbox Heliks & Bevel-Helical Industri — pemilihan gearbox penggerak pabrik dan metodologi faktor servis

• Panduan Pemilihan Katrol Konveyor — desain poros dan spesifikasi bantalan untuk katrol konveyor

• Tempa Khusus — Poros, Kosong Roda Gigi & Tempa Cincin — jurnal trunnion palsu dan komponen bantalan

• Poros Baja Tempa vs. Baja Cor untuk Penghancur - proses penempaan dan referensi pemilihan material

• Solusi Pemrosesan Baja & Logam — komponen pabrik untuk peralatan penggilingan pabrik baja

Untuk menerima penawaran, berikan:

• ✅ Jenis pabrik (ball mill / SAG mill / rod mill) dan diameter pabrik × panjang

• ✅ Diameter dan panjang jurnal trunion (mm)

• ✅ Beban bantalan per trunnion (kN) atau berat total pabrik

• ✅ Kecepatan pengoperasian pabrik (rpm)

• ✅ Dimensi cangkang bantalan yang ada (OD, ID, panjang) atau gambar

• ✅ Diperlukan grade Babbitt (bahan dasar timah Kelas 1 / Kelas 2 / bahan dasar timah)

• ✅ Jarak bebas bantalan yang diperlukan (atau spesifikasi OEM)

• ✅ Kuantitas dan tanggal pengiriman yang diperlukan

• ✅ Cangkang bantalan yang aus atau rusak tersedia untuk rekayasa terbalik

E-mail: jasmine@yileindustry.com

Kirimkan RFQ: www.yilemachinery.com/contactus.html

Perhitungan nomor Sommerfeld dan tinjauan desain sistem oli disediakan pada setiap pesanan bantalan trunnion. Penyelesaian pengerjaan ulang logam: 2–4 minggu untuk ukuran standar.

Sumber Daya Teknis Terkait

• Rotary Kiln Tire & Support Roller: Stres Kontak, Migrasi Ban & Panduan Penyelarasan

• Pemilihan Roller Pemalas Konveyor: Seri CEMA, Rating Beban & Panduan Umur Bearing

• Pemilihan Katrol Konveyor: Desain Poros, Ketegangan Sabuk & Panduan Lagging

• Rolling Mill Rolls: Panduan Pemilihan Material Work Roll & Backup Roll

• Panduan Pemilihan Gearbox Heliks & Bevel-Helical Industri

• Tempa Khusus — Kosong Roda Gigi, Tempa Cincin & Poros

• Solusi Industri Pertambangan & Semen