Fluida hidrolik harus memiliki pelumasan yang baik untuk mencegah keuasan antara part-part yang bekerja secara berkontak atau bergesekan. Logam-logam yang berkontak langsung dapat dihindari (keausannya) dengan kekuatan (lapisan) film fluida yang memiliki viskositas yang cukup. Part-part hidrolik tersebut diantaranya adalah impeler pompa, kumparan katup, ring piston dan bantalan batang (rod bearing).

Keausan adalah kehilangan (sebagian) permukaan material yang disebabkan oleh gaya gesek antara dua permukaan yang berkontak. Hal ini dapat menghasilkan perubahan dimensi komponen yang dapat menyebabkan kelonggaran (tidak kompak) dan operasional berikutnya yang tidak tepat (memiliki problem). 

Uji keausan tiga bola baja

Gambar Alat Uji Keausan empat bola baja

Gaya gesek (F) adalah gaya sejajar pada dua permukaan yang berkontak yang bergeser satu dengan yang lain. Gaya gesek ini secara aktual berlawanan terhadap arah pergeseran antara dua permukaan. Semakin besar gaya gesek, semakin besar pula keausan dan panas yang dibangkitkan. Hal ini berdampak pada kehilangan daya dan umur yang berkurang yang pada gilirannya terjadi peningkatan biaya pemeliharaan.

Gaya gesek berbanding lurus dengan gaya normal (N) yang memaksa menggerakkan dua permukaan bersama-sama. Konstanta kesebandingan (CF = coefficient of friction) disebut koefisien gesek:

F = CF x N

Oleh karena itu, semakin besar nilai koefisien gesek dan gaya normal, semakin besar pula gaya gesek dan keausannya. Besar  dari gaya normal bergantung pada sejumlah daya dan gaya yang ditransmisikan dan karenanya terikat oleh sifat hidrolik fluida. Meski demikian, koefisien gesek bergantung pada kemampuan fluida untuk mencegah kontak logam ke logam dari part-part yang berkontak.

Persamaan tersebut dapat ditulis kembali untuk memecahkan koefisien gesek yang merupakan parameter tak berdimensi:

CF = F/N

Persamaan tersebut dapat dilihat bahwa CF dapat ditentukan secara eksperimental untuk memberi indikasi sifat anti aus dari fluida jika F dan N dapat diukur. Tes eksperimental yang dimaksud tersebut adalah tes (pengujian) keausan empat bola. Alat ini menggunakan gaya vertikal melalui bola baja yang berputar dan mengukur koefisien gesek dan material yang dipindahkan dari tiga bola statsioner. Alat tersebut memutar keempat bola (di bawah beban yang ditentukan, kecepatan, dan temperatur) melawan tiga bola baja stasioner menggunakan pelumas. Setelah pengujian selesai, koefisien gesek dihitung menggunakan persamaan berikut:

CF = 2,83 F/L x r/s

Dimana:

s = diameter tiap  bola baja (cm)

L = Beban total yang diterapkan pada bola baja (g)

F = Gaya yang bekerja pada lengan torsi/torque arm (g)

r = Panjang lengan torsi (cm)

CF = Koefisien gesek (tak berdimensi)

Nilai koefisien gesek tipikal untuk fluida hidrolik adalah dari 0,003 - 0,06. Karakteristik anti aus dari fluida dapat ditentukan dengan mengukur area yang aus yang terbentuk pada tiga bola stasioner. Hal ini secara normal dilakukan setelah dilakukan pengujian selama satu jam.

Contoh:

Pengujian pelumasan dilakukan pada fluida hidrolik menggunakan penguji keausan 4 bola yang memiliki diameter bola 1,3 cm dan radius lengan torsi 8 cm. Selama pengujian, gaya (F) (dalam hal ini massa) sebesar 47 g diukur pada lengan torsi ketika beban vertikal konstan (L) 20 kg diterapkan pada bola yang berputar. Hitung koefisien geseknya?

Solusi:

CF = 2,83 (47/20.000) (8/1,3) = 0,041 (jawab)

Referensi:  Fluid Power With Applications, Anthony Esposito