1
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Dalam kehidupan sehari-hari kendaraan merupakan sarana terpenting dalamsistem transportasi dan sangat dibutuhkan. Ide pengembangan sarana transportasi yang kian berkembang, menunjukkan suatu bukti nyata dengan adanya perubahan-perubahanyang terjadi pada sarana transportasi tersebut. Kendaraan yang dahulunya bersifat klasik dimana mengandalkan tenaga hewan, kini telah berubah menjadi modern yang lebih mengandalkan mekanik atau mesin.Mobil sebagai salah satu sarana transportasi, kerap dipakai oleh segenap masyarakat. Dapat dikatakan bahwa mobil memiliki kelebian tersendiri dibandingkan dengan kendaraan bermotor lainya. Diantaranya adalah dapat mengangkut beban yang besar, dapat dipakai untuk menempuh perjalanan yang jauh, memiliki konstruksi yang lebih kokoh dan stabil serta kelebihan-kelebihan lainnya. Namun kadangkala kita selalu diperhadapkan pada masalah-masalah teknis permesinannya. Hal ini membuktikan bahwa mesin tersebut yang terdiri dari bermacam-macam elemen mesin memegang peranan yang sangat penting. Salah satu elemen mesinyang akan dibahas lebih jauh pada tugas perencanaan ini adalah kopling, dalam hali ini sebagai contoh analisa kita menggunakan bahan Kopling Pada Mobil Etios dengan berdasarkan data-data yang tertera pada brosur mobil tersebut. B. Tujuan Karena suatu perencanaa elemen mesin haruslah benar-benar akurat atau teliti,maka khusus dalam perencanaan kopling ini terdapat beberapa tujuan yang hendak dicapai agar memiliki efisiensi yang tinggi, antara lain : 1. 2. 3. 4.
Mendapatkan kekuatan kopling yang baik dengan dasar bahwa faktor keamanan yang dimilikinya adalah optimal yang ditunjang dengan pemilihan bahan yang sesuai. Memiliki efisiensi kerja yang tinggi. Mendapatkan kopling yang kuat tetapi ekonomis. Dapat memperkirakan umur kopling yang direncanakan.
C. Batasan Masalah Dalam perencanaan kopling ini tidak semua bagian-bagian dari sebuah koplingkami jabarkan. Hanya sebahagian saja dimana dalam hal ini yang kami bahas adalah : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Diameter rata-rata plat tengah gesek Luas bidang tekan pada kopling Tekanan rata-rata pada permukaan kopling Tekanan maximum pada permukaan kopling Umur daripada plat kopling Mengukur perkiraan temperatur plat pada saat digunakan Mengetahui diameter poros kopling
2
BAB II KOPLING A. Pengertian Kopling Kopling atau Clutch yaitu peralatan transmisi yang menghubungkan poros engkol dengan poros roda gigi transmisi. Kopling suatu perangkat/ sistem yang merupakan bagian dari sistem pemindah. Fungsi kopling adalah untuk memindahkan, memutus dan menghubungkan putaran tenaga mesin ketransmisi, kemudian transmisi mengubah tingkat kecepatan sesuai yang diinginkan dengan lembut dan cepat.
Gambar 1 : Contoh bentuk kopling pada kendaraan Didalam industri bidang otomotif, kopling digunakan untuk memindahkan tenaga motor ke unit transmisi. Dengan menggunakan kopling, pemindahan gigi-gigitransmisi dapat dilakukan, koling juga memungkinkan motor juga dapat berputar walaupun tidak dalam posisi netral.
Gambar 2 : Konstuksi letak unit kopling (clutch) pada kendaraan Dalam keadaan normal, dimana fungsi kopling bekerja dengan baik,begitu pengemudi menekan pedal kopling, tenaga mesin akan di putuskan,karena saat pedal ditekan maka gaya tekan itu akan mendorong release fork dan release fork akan mendorong release bearing. Sehingga release bearing akan mengangkat mendorong pegas diapraghma dan pressure palte, clutch disc akan terlepas dengan flywheel. Serentak roda gigi akan terlepas dari pengaruh putaran mesin. Kondisi inilah yang memungkinkan terjadinya perpindahan roda gigi pada transmisi. Kopling dalam pemakaian dikendaraan, harus memiliki syarat-syarat minimalsebagai berikut : a.
b.
c.
Harus dapat memutus dan menghubungkan putaran mesin ke transmisi dengan lembut. Kenyamanan berkendara menuntut terjadinya pemutusan dan penghubungan tenaga mesin berlangsung dengan lembut. Lembut berarti terjadinya proses pemutusan dan penghubungan adalah secara bertahap. Harus dapat memindahkan tenaga mesin dengan tanpa slip Jika kopling sudah menghubung penuh maka antara flywheel dan plat koping tidak boleh terjadi slip sehingga daya dan putaran mesin terpindahkan 100%. Harus dapat memutuskan hubungan dengan sempurna dan cepat. Pada saat kita operasionalkan, kopling harus dapat memutuskan daya dan putaran dengan sempurna, yaitu daya dan putaran harus betul-betul tidak diteruskan, sedangkan pada saat kopling tidak dioperasionalkan, kopling harus menghubungkan daya dan putaran 100%. Kerja kopling dalam memutus dan menghubungkan daya dan putaran tersebut harus cepat atau tidak banyak membutuhkan waktu.
3
B. Kopling Gesek Kopling gesek adalah proses pemindahan tenaga melalui gesekanantara bagian penggerak dengan yang akan digerakan. Konsep kopling ini banyak dipergunakan pada 12 sistem pemindah tenaga kendaraan, khususnya pada kendaraan ringan, sepeda motor, sedan dan mobil penumpang lainnya. Macam-macam Kopling Gesek : Seperti telah dijelaskan di atas, kopling gesek banyak digunakanpada kendaraan ringan. Pada kendaraan roda empat menggunakan jeniskering dengan plat tunggal. Sedangkan pada sepeda motor,menggunakan jenis basah dengan plat ganda. Perbedaan kopling basahdan kering, karena plat kopling tidak kena minyak pelumas untuk jeniskering, dan plat kopling bekerja dalam minyak pelumas untuk jenis basah. 1.
Kopling pelat tunggal. Komponen-komponen kopling gesek pelat tunggal secara bersamaan membentuk rangkaian kopling/ kopling set (clutch assembly). Seperti terlihat pada gambar berikut ini :
Gambar 3 : kopling plat tunggal assembly 2.
Kopling plat ganda/banyak
Gambar 4 : kopling plat banyak assembly
4
Kopling plat banyak adalah unit kopling dengan jumlah piringan lebih dari satu lapisan plat kopling disebut dengan kampas kopling terbuat dari paduan bahan asbes dan logam. Paduan ini dibuat dengan tujuan agar plat kopling dapat memenuhi persyaratan, yaitu : Tahan terhadap panas. Panas dalam hal ini terjadi karena terjadi gesekan yang memang direncanakan saat kopling akan dihubungkan. Dapat menyerap panas dan membersihkan diri. Gesekan akan menyebabkan panas dan kotoran debu bahan yang aus. Kampas kopling dilengkapi dengan alur yang berfungsi untuk ventilasi dan menampung dan membuang debu yang terjadi. Tahan terhadap gesekan. Kampas kopling direncanakan untukbergesekan, maka perlu dibuat tahan terhadap keausan akibat gesekan. Dapat mencengkeram dengan baik. Plat kopling dilengkapi dengan alat penahan kejutan baik dalam bentukpegas ataupun karet. Alat ini dipasang secara radial, hingga disebut denganpegas radial. Konstruksinya seperti terlihat pada gambar berikut ini.
Gambar 5 : pegas radial pada kopling Pegas radial berfungsi untuk meredam getaran/kejutan saat koplingterhubung sehingga diperoleh proses penyambungan yang halus, dan jugagetaran atau kejutan selama menghubungkan/bekerja. Untuk itu maka pegasradial harus mampu menerima gaya radial yang terjadi pada plat kopling memilikielastisitas yang baik. Namun demikian karena penggunaan yang terus menerus, maka pegasradial dapat mengalami kerusakan. Untuk yang dalam bentuk karet,kemungkinan karetnya berkurang/tidak elastis lagi atau pecah. Sedangkan yangpegas ulir, kemungkinan berkurang panjang bebasnya, yang biasanya ditunjukandengan terjadinya kelonggaran pegas dirumahnya dan menimbulkan suara. Plat kopling di samping pegas radial juga dilengkapi dengan pegas aksial.Konstruksinya seperti terlihat pada gambar berikut ini :
Gambar 6 : pegas aksial pada kopling Gesekan antar bidang/permukaan komponen tentu akan menimbulkan panas, sehingga memerlukan media pendinginan. Ditinjau dari lingkungan/mediakerja, kopling dibedakan menjadi : Kopling basah Kopling basah adalah unit kopling dengan bidang gesek (piringan atau disc) terendam cairan/minyak. Aplikasi kopling basah umumnya pada jenis atau tipe plat banyak, dimana kenyamanan berkendara yang diutamakan dengan proses kerja kopling tahapannya panjang, sehingga banyak terjadi gesekan/slip pada bidang gesek kopling dan perlu pendinginan.
5
Kopling kering Kopling kering adalah unit kopling dengan bidang gesek (piringan atau disc) tidak terendam cairan/minyak (dan bahkan tidak boleh ada cairan/minyak). Untuk mendapatkan penekanan yang kuat saat bergesekan, sehingga saat meneruskan daya dan putaran tidak terjadi slip maka dipasangkan pegas penekan. Ditinjau dari pegas penekannya, kopling dibedakan menjadi dua jenis pegas penekan : Kopling pegas spiral
Gambar 7 : kopling gesek dengan pegas spiral Adalah unit kopling dengan pegas penekannya berbentuk spiral. Dalam pemakaiannya dikendaraan kopling dengan pegas coil memiliki kelebihan penekanannya kuat dan kerjanya cepat/spontan. Sedangkan kekurangannya penekanan kopling berat, tekanan pada plat penekan kurang merata, jika kampas kopling aus maka daya tekan berkurang, terpengaruh oleh gaya sentrifugal pada kecepatan tinggi dan komponennya lebih banyak, sehingga kebanyakan kopling pegas spiral inidigunakan pada kendaraan menengah dan berat yang mengutamakan kekuatan dan bekerja pada putaran lambat. Kopling pegas diaphragma
Gambar 8 : Kopling gesek pegas diaphragma Adalah unit kopling dengan pegas penekannya berbentuk diaphragma. Penggunaan pegas diaphragma mengatasi kekurangan dari pegas spiral. Namun pegas diaphragma mempunyai kekurangan kontruksinya tidak sekuat pegas spiral dan kurang responsive (kerjanya lebih lambat), sehingga kebanyakan kopling pegas diaphragm ini digunakan pada kendaraan ringan yang mengutamakan kenyamanan
6
BAB III ANALISA PERHITUNGAN KOPLING PLAT GESEK A. Spesifikasi TOYOTA ETIOS Dari data yang diperoleh di lapangan (pada brosur), mobil TOYOTA ETIOS memiliki spesifikasi sebagai berikut : a. Daya Maksimum (N) : 80 PS b. Putaran Pada Daya Maksimum (n) : 5600 rpm c. Torsi Maksimum (T) : 10,6 kgf.m d. Putaran Pada Torsi Maksimum (n) : 3100 rpm B. Analisa Perancangan 1. Torsi Maksimum Harga torsi maksimum yang akan digunakan dalam perhitungan perancangan kopling ini ditentukan berdasarkan dua kriteria, yaitu : torsi maksimum dan daya maksimum kendaraan yang terdapat pada data lapangan (brosur). Kopling pelat gesek bekerja karena adanya gaya gesek dengan permukaan, sehingga menyebabkan terjadinya momen puntir pada poros yang digerakkan. Momen ini bekerja dalam waktu tR sampai putaran kedua poros sama. Pada keadaan terhubung tidak terjadi slip dan putaran kedua poros sama dengan putaran awal poros penggerak, sehingga dapat dibuat persamaan :
Mr Mr Mb Mh
Mb
Mh = Torsi Gesek (kgf.cm) = Momen Puntir Poros Transmisi (kgf.cm) = Torsi Percepatan (kgf.cm)
Nilai M h dapat dihitung dengan persamaan :
Mh Mh N n 71620
71620
N n
= Torsi Maksimum = Daya Maksimum = Putaran Poros = Konstanta Korelasi Satuan
(kgf.cm) (PS) (rpm)
Menghitung Torsi Maksimum
Mh
71620
N n
80 ps 5600rpm 1023.14kgf .cm 10.23kgf .m 71620 x
Maka untuk menjaga keamanan pemakaian dipilih harga torsi yang paling tinggi yaitu : Mh = 10,6 kgf.m, dengan kecepatan putar mesin n = 3100 rpm
7
2.
Torsi Gesek
Mr
C.M h
Mr C
= Torsi Gesek = Konstanta
(kgf.cm) (2,5)
Harga C berkisar antara 2-3 untuk kendaraan jenis mobil dapat dipilih dari tabel pada lampiran. Untuk ini dipilih C=2.2 Menghitung Torsi Gesek
Mr
C.M h 2,5 x10,23 22,51kgf .m 2250,91kgf .cm
3.
Kerja Gesek dan Daya Gesek Kerja gesek ditentukan dari hubungan antara torsi, putaran dan waktu terjadinya slip.
Ar
M r .n.t R 1910
Ar Mr N tR 1910
= Kerja Gesek = Torsi Gesek = Putaran pada Torsi Maximum = Waktu Penyambungan/slip = Faktor Korelasi Satuan
(kgf.cm) (kgf.cm) (rpm) (detik)
Menghitung Kerja Gesek Dengan mengasumsikan waktu penyambungan t R = 0.5 detik maka dapat dihitung besarnya kerja gesek yang dihasilkan sebagai berikut :
Ar
M r .n.t R 1910 2250,91x3100x0,5 1910 1826,66kgm.cm
Daya gesek dapat ditentukan dari hubungan kerja gesek dengan frekuensi penggunaan kopling, yaitu jumlah penekanan atau pelepasan kopling persatuan waktu.
Nr
Ar .z 27.10 4
Nr z 27x104
= Daya Gesek = Frekuensi Penekanan Kopling = Faktor Korelasi Satuan
(hp) (jam)
8
Menghitung Daya Gesek Dengan mengasumsikan pemakaian kopling rata-rata pada kondisi jalan apapun z = 60/jam maka dapat dihitung besarnya daya gesek terhadap kopling sebagai berikut :
Ar .z 27.10 4 1826,66 x60 27 x10 4 0,41Hp
Nr
4.
Diameter Rata-rata Pelat Gesek Diameter rata-rata pelat gesek ditentukan dengan menggunakan persamaan untuk diameter rata-rata, yaitu : 0,4
d
71,5
Nr b K T . . j.n1 / 2 d
d
= Diameter Rata-rata pelat
b d
= Ratio Antara Lebar Pelat Terhadap Diameter Rata-rata
KT n 71,5 j
= Parameter Koefisien Gesek = Putaran = Faktor Korelasi Satuan = Jumlah plat gesek
(cm)
(rpm)
Menghitung Diameter rata-rata Pelat Gesek Untuk menghitung diameter rata-rata plat gesek harus ada beberapa persamaan yang harus dipenuhi diantaranya ada beberapa hal sebagai berikut : Berdasarkan tabel faktor koreksi untuk lenturan KT = 1,0 – 1,5, tentukan harga KT yang diambil paling besar (1,5) karena sedikit terjadi kejutan / tumbukan Dan harga
b b berkisar antara 0,15 s.d 0,3, tentukan harga dan coba ambil angka 0,175 d d
Jumlah plat gesek yang dipakai kita tentukan j = 2 0, 4
d
71,5
Nr b K T . . j.n1/ 2 d
0,41 71,5 1,5 x0,175 x 2 x31001 / 2
0,4
71,5 x 0,014 12,92cm Maka lebar pelat dapat diperoleh dengan substitusi harga d kedalam ratio
b d
9
b
b .d d 0,175x12,92
2,26cm Dengan diketahuinya nila d dan b maka kita dapat menghitung diameter rata-rata plat gesek d1 (diameter dalam) dan d0 (diameter luar)
d1
d b 12,92 2,26
10,66cm d0
d b 12,92 2,26
15,18cm 5.
Pengujian Harga K T dan K U Untuk memeriksa apakah harga KT dan KU masih dalam batas-batas yang diizinkan maka terlebih dahulu ditentukanya kecepatan tangensialnya v :
v
.d .n 60
Maka jika harga KT tidak berbeda jauh dengan pemilihan awal dan harga KU masih berkisar antara 2-8 maka rancangan ini dapat dilanjutkan.
KT KU
N r .1000 b.d . j.v1 / 2 2.M r b.d 2 . j
Menghitung Kecepatan Tangensial
v
.d .n 60 3,14 x12,92 x10 2 x3100 60 1257,88 60 20,96m / s
Menghitung Harga KT dan KU
KT
N r .1000 b.d . j.v1 / 2 0,699 x1000 2, 26 x12,92 x 2 x 20,961/ 2 405,92 267,61 1,52kgm.cm 2
10
KU
2.M r b.d 2 . j 2 x 2250,91 2,26 x12,92 2 x 2 4501,83 755,29 5,96 x10 3 kgm.cm
6.
Luas Bidang Tekan Tekanan permukaan terjadi akibat adanya gaya tekan yang mengenai satuan luas bidang tekan. Gaya ini dipengaruhi oleh koefisien gesek sebesar = 0,3 dan ini adalah koefisien gesek bahan permukaan pelat gesek yang kita pilih. Luas bidang tekan sama dengan luas permukaan pelat dan dapat diperoleh dari hubungan :
F
.b.d . j.Y (cm2)
F
= Luas Bidang Tekan
Y
= Faktor Koreksi Luas Permukaan akibat Pengurangan Luas alur
Menghitung Luas Bidang Tekan Untuk dapat menghitung luas bidang tekan maka kita harus mendapatkan nilai mengasumsikan = 0,9
F
Y dengan
.b.d . j.Y 3,14 x 2,26 x12,92 x 2 x0,9 165,17cm 2
7.
Tekanan Rata-rata Permukaan Tekanan rata-rata permukaan dicari dari hubungan torsi maksimum, diameter rata-rata, koefisien gesekan dan luas bidang tekan
p
p
2.M r .d . f = Tekanan Permukaan Rata-rata
(kgf/cm2)
= Koefisien Gesek F
= Luas bidang Tekan
Menghitung Tekanan Rata-rata Permukaan Dengan mengasumsikan koefisien gesek ( dapat dihitung dengan rumus perhitungan diatas
p
2.M r .d . f 2 x 2250,91 0,3 x12,92 x165,17 4501,83 640,33 7,03kgm / cm 2
(cm2)
) dari permukaan gesek = 0.3 maka tekanan rata-ratanya
11
8.
Tekanan Maksimum Permukaan Tekanan maksimum permukaan digunakan untuk memilih pelat gesek yang cocok dan aman. Pada table 2 lampiran II tertulis harga-harga tekanan untuk bahan pelat gesek maka tekanan rata-rata dapat dihitung dengan persamaan berikut :
Pmax
p
d d1
Menghitung Tekanan Maksimum Permukaan
Pmax
p
d d1
7,03 x
12,92 10,66
8,52kgf / cm 2 Dengan asumsi koefisien gesek dari permukaan gesek adalah 0,1 dan tekanan maksimum yang diizinkan agar keamanan selama pemakaian terjamin adalah 3,22kgf/cm2 maka dari tabel 2 pada lampiran II dapat disimpulkan bahwa permukaan pelat gesek dapat terbuat dari bahan Asbestos Pressed Hidraulically with plastic, yang mempunyai limit koefisien gesek antara 0,2–0,35 dan tekanan permukaan yang diizinkan antara 0,5–80 kgf/cm. Jadi, bahan inisesuai digunakan untuk rancangan, karena tekanan maksimum permukaan gesek yang dirancang masih berada dalam batas tersebut. 9.
Umur Pelat Gesek Umur pelat gesek atau ketahanan pelat gesek (kampas kopling) menentukan nilai jual pelat gesek tersebut sehingga memiliki daya saing dipasara. Umur pelat gesek ditentukan dari hubungan antara volume keausan spesifik dan daya gesek, sedangkan untuk menghitung volume keausan digunakan metode perhitungan sebagai berikut :
VV VV F SV J
F .SV . j = Volume Keausan (cm3) = Luas Permukaan Bidang Tekan (cm2) = Tebal Lapisan Permukaan Gesek (cm) = Jumlah Plat Gesek
Dengan didapatkanya hasil volume keausan dengan menggunakan metode perhitungan seperti diatas maka umur pelat gesek dapat ditentukan dari pesamaan :
LB LB VV QV
VV QV .N r = Umur Pelat Gesek = Volume Keausan = Keausan Spesifik
(jam) (cm3)
Menghitung Umur Pelat Gesek Umur pelat gesek ditentukan dari hubungan antara volume keausan spesifik dan daya gesek. Dengan adanya dengan ini maka kita mengasumsikan tebal permukaan gesek (SV) tersebut adalah 2 mm/0,2 cm dan ini sama dengan tebal keausan maksimum dari pelat gesek.
12
VV
F .SV . j 165,17 x 0,2 x 2 66,07 cm 3
Untuk dapat menghitung volume keausan Plat Gesek maka kita perlu mengetahui nilai keausan spesifik (QV) kita dapat mengasumsikan nilai keausan spesifik sesuai dengan standar yaitu 0,125 maka dapat dihitung volume keausan sebagai berikut :
LB
VV QV .N r
66,07 0,125 x 0,406 1302,09 jam 10. Temperatur Kerja Pelat dan Kopling Temperatur kerja kopling harus memenuhi temperatur yang diizinkan, karena apabila melewati batas yang diizinkan akan menyebabkan pelat gesek cepat sekali aus yang menyebabkan umur pakai kopling lebih pendek. Untuk dapat mengetahui temperature kerja plat kopling maka terlebih dahulu kita harus mengetahui nilai beberapa hal berikut ini : Luas Permukaan Bidang Pendingin dapat diketahui dengan rumus persamaan berikut ini :
FK dK bK
.d K .bK
.(d K
2
2
d1 )
4
= Diameter Terluar atau Diameter Rumah Kopling = Lebar Rumah Kopling
(cm) (cm)
Selanjutnya kita harus mencari nilai kecepatan tangensial dapat diperoleh dengan rumus persamaan berikut ini :
VK
.d K .n 60
Selanjutnya kita harus mencari nilai koefisien perpindahan panas, dari rumah kopling dapat diketahui dengan rumus persamaan berikut ini : K
VK
4,5 6(VK ) 3 / 4 = Kecepatan Tangensial Rumah Kopling
(m/det)
Selanjutnya kita harus mencari nilai dari kenaikan temperatur dapat diketahui dengan rumus persamaan berikut ini :
t FK K
632.N r FK . K = Luas Permukaan Bidang Pendingin = Koefisien Perpindahan Panas
(m2) (kcal/moC.jam)
Selanjutnya setelah nilai-nilai diatas diketahui maka kita dapat menghitun Temperatur kerja kopling dengan dipengaruhi oleh koefisien perpindahan panas dari rumah kopling, luas perpindahan panas dan temperatur sekeliling. Temperatur Kerja Kopling adalah :
13
t
tL
t
t tL t
= Temperatur Kerja Kopling = Temperatur Lingkungan = Kenaikan Temperatur
Menghitung Temperatur Kerja Pelat dan Kopling Untuk mengetahui temperature kerja plat dan kopling maka kita harus mencari terlebih dahulu luas permukaan bidang pendingin dengan persamaan sebagai berikut :
dk
d0
2. 3
15,5 2 x3 15,8 6 21,18cm bk
FK
2 3 5cm
.d K .bK
.(d K
2
2
d1 )
4 3,14 x (21,18 2 10,66 2 ) 3,14 x 21,18 x5 4 1052,22 332,53 4 332,59 263,06 595,64cm 2
Selanjutnya kita akan mencari kecepatan tangensial pada rumah kopling dapat diketahui dengan persamaan berikut ini :
VK
.d K .n 60 3,14 x 21,18 x3100 60 34.37m/det ik
Selanjutnya kita akan mencari koefisien perpindahan panas, dari rumah kopling dapat diketahui dari persamaan berikut ini : K
4,5 6(VK )3 / 4 4,5 6 x(34,37) 3 / 4 4,5 85,17 89,67 kkal / m C . jam
14
Selanjutnya kita harus mencari nilai kenaikan temperatur dapat dihitung dari hubungan persamaan berikut ini :
632.N r FK . K
t
632 x 0,041 595,64 x10 4 x89,67 256,54 5,34 x10 3 48,03 C Selanjutnya setelah beberapa persamaan diatas diketahui nilainya maka temperature kerja kopling dapat diketahui, dengan asumsi temperatur kerja lingkungan ( t L ) adalah 20oC, maka temperatur kerja kopling dapat diketahui dengan persamaan berikut ini :
t
tL t 20 48,03 68,03 C
Berdasarkan tabel 2 temperatur kerja yang diizinkan untuk Asbestos Pressed Hidraulically with Plastic antara 250 C sampai 550 C, jadi temperaturkerja kopling hasil rancangan dapat diterima karena masih dalam batas yang diizinkan. 11. Diameter Poros Untuk perancangan poros, hal yang sangat berpengaruh adalah torsi dari kopling, dengan menggunakan rumus perhitungan poros dan harga tegangan geser seperti persamaan berikut ini :
d
3
16.M r . YP
Menghitung Diameter Poros Untuk menghitung diameter poros maka kita harus mengkonversikan terlebih dahulu harga torsi gesek dari kopling ke dalam satuan SI seperti berikut : Torsi Gesek = 2250,91kgf.cm atau 22,51kgf.m Dikonversikan ke satuan SI menjadi : 22,51x9,81 = 220,81Nm = 220814,69Nmm Material yang diambil untuk poros ini adalah AISI 4340 COLD DRAWN dengan yp = 99000psi atau 682,8Mpa dengan menggunakan rumus perhitungan poros dan harga tegangan geser, kita akan mendapatkan harga diameter poros yang kita inginkan, yaitu :
d
3
16.M r . YP
3
16 x 2250,91 3,14 x 682,8
3
3533035,06 2143,99
3
1647,88
11,81mm
15
C. Hasil Perancangan Dari hasil perhitungan diatas dan menggunakan data dari lapangan yg tertera pada brosur maka didapatkan hasil perancangan koplint pada kendaraan TOYOTA ETIOS diperoleh hasil sebagai berikut : Torsi Maksim Mh
= 1023kgf.cm
Torsi Gesek Mr
= 2251kg.cm
Kerja Gesek Ar
= 1826,66kgf.cm
Daya Geser Nr
= 0,41Hp
Diameter rata-rata pelat d
= 12,92cm
Diameter (luar) pelat d0
= 15,18cm
Diameter (dalam) pelat dI
= 10,66cm
Luas Bidang Tekan F
= 165,17cm2
Tekanan rata-rata permukaan
p
= 7,03kgm/cm2
Tekanan Maksimum Pmax
= 5,52kgf/cm2
Perkiraan Umur Plat LB
= 1302jam
Temperatur Kerja t
= 68,030C
Diameter Poros
= 11,81mm
D. Analisa Perancangan Dari hasil perancangan yang telah dilakukan melalui perhitungan berdasarkan teori yang penulis peroleh, didapatkan ada beberapa spesifikasi yang berbeda dengan ukuran yang sebenarnya berdasarkan data lapangan yang ada. Hal ini dimungkinkan, karena adanya beberapa variabel yang diasumsikan yang berpengaruh langsung terhadap hasil perancangan yang dibuat. Hal lain yang cukup berpengaruh adalah asumsi-asumsi yang penulis lakukan, yang didapatkan berdasarkan perkiraan-perkiraan atau pembulatan angka yang disesuaikan dengan pemahaman yang penulis miliki. Hal penting lain yang perlu diperhatikan pada perancangan kopling ini adalah perancangan pada umur pakai plat kopling. Dengan semakin lamanya umur pakai kopling, maka efisiensi dalam pemakaian akan semakin tinggi dan mampu untuk bersaing dengan produk sejenis dipasaran. Umur plat dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain : Luas permukaan gesek Daya gesek Faktor keausan plat gesek Umur kopling berbanding lurus dengan luas permukaan serta volume keausan. Semakin besar diameter plat gesek, maka permukaan akan semakin luas sehingga volume keausannya besar dan umur pakai kopling akan lebih lama. Disamping itu berdasarkan tegangan permukaan yang bekerja pada plat gesek dapat pula diperkirakan jenis bahan yang cocok untuk plat gesek, sehingga dengan analisa ini efisiensi ekonomis juga dapat dilakukan.
16
BAB IV LAMPIRAN A. Tabel 1. Empirical values for C
B. Tabel 2. Typical Data for friction pairings
17
C. Tabel 3. Charateristics of Friction Clutch and Brakes
18
D. Brosur & Spesifikasi Toyota Etios
DAFTAR PUSTAKA 1.
MACHINE ELEMENT, Dobrovolsky. V, K.Zablonsky, S. Mak, A. Radchick, L. Erlickh
2.
FISIKA JILID 1, Halliday and Resnick, terjemahan P. Silaban
3.
ELEMEN MESIN, Nieman. G, terjemahan Ir. Anton Budiman dan Ir. Bambang Priambodo
4.
PERANCANGAN KOPLING, Yefri Chan, Teguh Budianto, Universitas Darma Persada
5.
BROSUR SPESIFIKASI TOYOTA ETIOS, toyota astra.co.id
