AVANZA MEDY

Perencanaan Kopling pada Mobil Toyota Avanza BAB I PENDAHULUAN

1.1. 1.1. Latar Latar Belakang Belakang Dalam kehidupan sehari-hari kendaraan merupakan sarana terpenting terpenting dalam sistem transportasi. transportasi. Ide pengembangan pengembangan sarana transportasi yang kian berkembang, menunjukkan menunjukkan suatu suatu bukti bukti nyata nyata deng dengan an adan adanya ya perub perubah ahan an-pe -perub rubah ahan an yang yang terja terjadi di pada pada saran sarana a transpo transportasi rtasi tersebut tersebut.. Kendara Kendaraan an yang yang dahulun dahulunya ya bersifat bersifat klasik klasik dimana dimana mengan mengandal dalkan kan tenaga hewan, kini telah berubah menjadi modern yang lebih mengandalkan mengandalkan mekanik atau mesin. Mobi Mobill seba sebaga gaii sala salah h satu satu sara sarana na tran transp spor orta tasi si,, kera kerap p dipa dipaka kaii oleh oleh sege segena nap p masyarak masyarakat. at. Dapat Dapat dikataka dikatakan n bahwa bahwa mobil mobil memilik memilikii kelebian kelebian tersend tersendiri iri dibandin dibandingkan gkan dengan kendaraan bermotor lainya. Diantaranya adalah dapat mengangkut mengangkut beban yang besar, dapat dipakai untuk menempuh perjalanan perjalanan yang jauh, memiliki konstruksi yang lebih kokoh dan stabil serta kelebihan-kelebihan lainnya. Namu Namun n kadan kadangk gkala ala kita kita selalu selalu dipe diperha rhada dapka pkan n pada pada masa masalah lah-ma -masa salah lah tekn teknis is permesinannya. Hal ini membuktikan bahwa mesin tersebut yang terdiri dari bermacammacam elemen mesin memegang peranan yang sangat penting. Salah satu elemen mesin yang akan dibahas lebih jauh pada tugas perencanaan ini adalah kopling.

1.2. 1.2. Tujua Tujuan n Karena Karena suatu suatu perenca perencanaa naa elemen elemen mesin mesin haruslah haruslah benar-be benar-benar nar akurat, akurat, maka khusus dalam perencanaan perencanaan kopling ini terdapat beberapa beberapa tujuan yang hendak dicapai agar memiliki efisiensi yang tinggi, antara lain : a.

Mendapatkan kekuatan kopling yang baik dengan dasar bahwa faktor keamanan yang dimilikinya adalah optimal yang ditunjang dengan pemilihan bahan yang sesuai.

b.

Memiliki Memiliki efisiens efisiensii kerja kerja yang yang tinggi. tinggi.

c.

Mendapa Mendapatkan tkan kopling kopling yang yang kuat kuat tetapi tetapi ekonomi ekonomis. s.

d.

Dapat memperkirakan memperkirakan umur kopling yang direncanakan. direncanakan.

1.3. 1.3. Batasan Batasan Masalah. Masalah.

TUGAS ELEMEN MESIN II

- 1

Perencanaan Kopling pada Mobil Toyota Avanza Dalam perencanaan kopling ini tidak semua bagian-bagian dari sebuah kopling kami jabarkan. Hanya sebahagian saja dimana dalam hal ini yang kami bahas adalah : 1. Diam Diamet eter er poro poros s 2. Diame Diamete terr sep seplin line e 3. Diame Diamete terr plat plat gese gesek k 4. Diame Diamete terr plat plat tenga tengah h 5. Efisie Efisiensi nsi koplin kopling g 6. Lama Lamamy mya a pemak pemakaia aian n


- 2

Perencanaan Kopling pada Mobil Toyota Avanza BAB II TEORI DASAR

2.1. Pengertian Kopling Kopling merupakan suatu bagian dari mesin yang berfungsi sebagai sambungan poros dengan elemen mesin yang dengan terus menerus atau kadang-kadang harus ikut berputar dengan poros tersebut. Elemen mesin serupa itu ialah umpamanya puli sabuk, puli tali dan puli rantai, roda gigi serta tromol. Sehubungan dengan tujuannya, terdapat bermacam-macam prinsip kopling. Prinsipprinsip tersebut antara lain : a)

Kalau harus dibuat suatu sambungan mati, dipergunakan kopling lekat

b)

Kalau kopling harus membolehkan gerakan poros yang satu terhadap poros yang lain dalam arah memanjang sebagai akibat perubahan yang diakibatkan oleh perubahan temperatur, dalam arah radial sebagai akibat ketidaktelitian ketika memasang – maka dipasang kopling yang dapat bergerak atau fleksibel.

c)

Suatu sambungan yang mengurangi tumbukan lewat akumulasi kerja dan lewat pengubahan kerja menjadi kalor danyang banyak atau sedikit meredam getaran, dinamakan kopling elastik.

d)

Apabila sambungan dapat dibuat bekerja hanya kalau sedang berhenti, tetapi dapat dilepaskan selama sedang bergerak, maka kita sedang berhadapan dengan kopling yang dapat dilepaskan. Misalnya pada kopling cakar.

e)

Apabila sambungan sembarang waktu selama sedang bergerak harus dapat dihubungkan dan dilepaskan, maka yang dipergunakan ialah kopling yang dapat dihubungkan, kopling gesek, kopling hidrolik atau kopling induksi elektromagnetik.

f)

Untuk pekerjaan berat atau pekerjaa yang peka, dipergunakan kopling aman untuk menghindari tumbukan dalam bagian yang peka dalam perkakas yang digerakkan atau beban terlampau besar dalam mesin penggerak, motor dan sebagainya. Untuk yang belakangan ini juga diterapkan kopling starter.

Adapun hal-hal yang perlu diperhatikan dalam merencana kopling adalah sebagai berikut : a)

Kopling harus ringan, sederhana dan semurah mungkin dan mempunyai garis tengah yang sekecil mungkin.


- 3

Perencanaan Kopling pada Mobil Toyota Avanza b)

Garis-sumbu poros yang hendak di sambung harus berderet dengan tepat terutama apabila kopling tidak fleksibel atau tidak elastik.

c) Titik berat kopling sebanyak mungkin harus terletak pada gasris sumbu poros, tambahan pula kopling harus disetimbangkan dinamik, kalau tidak, kopling akan berayun. (Apabila titik barat terletak dalam garis-sumbu, maka kopling telah disetimbangkan). d) Kopling harus dapat di pasang dan dilepaskan dengan mudah. e)

Bagian menonjol harus di cegah atau ditutupi demikian rupa sehingga tidak menimbulkan bahaya.

2.2. Klasifikasi Kopling Secara umum kopling dapat dibedakan atas 2 macam, yaitu : a)

Kopling tetap adalah suatu elemen mesin yang berfungsi sebagai penerus putaran dan daya poros pengerak ke poros yang digerakkan secara pasti (tanpa terjadi slip), dimana sumbu poros tersebut terletak pada suatu garis lurus. Yang termasuk kopling tetap adalah 1. Kopling kaku Kopling ini dipergunakan bila kedua poros harus dihubungkan dengan sumbu segaris. Kopling ini dipakai pada mesin dan poros transmisi umumnya di pabrikpabrik. Kopling ini terbagi atas: 

Kopling box atau kotak digunakan apabila dua buah poros dan transmisi harus dihubungkan dengan sebuah garis. Kopling ini dipakai pada poros transmisi.



Kopling flens kaku terdiri dari naf dengan flens yang terbuat dari besi cor atau baja cor dan dipasang pada ujung poros yang diberi pasak serta diikat dengan flensnya. Dalam beberapa hal, naf pada poros dengan sumbunya dipress atau dibaut.



2.

Kopling flens tempa.

Kopling luwes, kopling ini terbagi atas: 

Kopling fans lurus



Kopling karet ban



Kopling karet bintang



Kopling rantai


- 4

Perencanaan Kopling pada Mobil Toyota Avanza 

3.

Kopling gigi

Kopling universal, kopling ini terbagi atas: 

Kopling universal hook



Kopling universal

b) Kopling Tidak Tetap Yaitu suatu elemen mesin yang menghubungkan poros yang digerakkan dengan poros penggerak dengan putaran yang sama dalam meneruskan daya serta dapat melepaskan hubungan kedua poros tersebut baik dalam keadaan diam maupun berputar. Jenis kopling tidak tetap ini adalah 1. Kopling cakar Kopling ini berfungsi untuk meneruskan momen dengan kontak positif (tidak dengan perantaraan gesekan) sehingga tidak terjadi slip. Ada dua bentuk kopling cakar yaitu:

2.



Kopling cakar persegi



Kopling cakar spiral

Kopling Plat Kopling ini disusun berdasarkan : 

Berdasarkan banyaknya plat yaitu kopling plat tunggal dan kopling plat banyak



Berdasarkan ada tidaknya pelumas yang digunakan yaitu basah dan kering.



Berdasarkan pelayanannya yaitu kopling manual, hidrolik, numatik dan elektromagnetik.

3. Kopling kerucut 4. Kopling friwill 5. Kopling gesek ( dutch )

2.3. Rumus-Rumus Yang Digunakan

1.

Momen Puntir (Mp) Mp = 71620 N/n (Kg/mm 2) …… ……………………………….…………….…….1 Dimana : N = Daya maksimum mesin (Hp) n = Putaran mesin (rpm)

2.

Momen puntir yang direncanakan


- 5

Perencanaan Kopling pada Mobil Toyota Avanza Mtd = Mp x v……………………………………………………………………………....2 3.

Momen Gesek (Mfr) Mfr = B x Mtd………………………………………………………………………………3

4.

Tegangan tarik yang diizinkan =

σ bol

5.

s

………………………..……………………………………………………….…4

Tegangan geser yang diizinkan τ bol

6.

σ td

=

σ bol

s

………………………………………………………………………………..…5

Diameter Poros Dp = [ 5 . Mfr/τ bolII]1/3………………………………………...……………….…...6

7.

Diameter Spline Ds = dp/0.8…………………………………………………………………………..…..7

8.

Tinggi spline H = 0.1 x ds……………………………………………………………………………….8

9.

Lebar spline W = 0.25 x ds…………………………………………………………………..…...9

10.

Jari-jari rata-rata

rm 11.

=

Ds

4

…………………………………………………………………….....10

P …………………………………………………………………………….…..11 A

Tegangan geser yang terjadi pada spline τ g

13.

+

Tegangan geser yang terjadi pada poros τ s =

12.

Dp

=

Mg m. F . z

……………………………….………………….……………………...12

Perbandingan lebar permukaan gesek terhadap jari-jari rata-rata b =

r 0 – r 1 …………………………………………….………………………13

rm = 0.5(r 0 + r 1) 14.

Perbandingan jari-jari dalam dengan jari-jari luar r 1/r 0 = ( 0.6 – 0.8 )………………………………………………………………14

15.

Momen Gesek Mfr = f . P . Fm . rm.……………………………………………………………15


- 6

Perencanaan Kopling pada Mobil Toyota Avanza 16.

Jari-jari dalam plat gesek r 1g = 0.6 r 0g……………………………………………………………………….16

17.

Diameter luar plat gesek D0g = 2 . r 0………………………………………………………………………….17

18.

Diameter dalam plat gesek D1g = 2 . r 1g……………………….……………………………………………..18

19.

Berat plat gesek Gl = 2 . π (D 0g2 – D1g2) t . γasbes / 4………......…………………….19

20.

Perhitungan berat plat tengah G2 = π . (D0t – D1t) . t . γ p  lat…………………….…………………....20

21.

Perhitungan naf G3 = π .(D0n-D1n) . t . γ  baja..………………………....………………..21

22.

Perhitungan berat rumah kopling G4 = π . ((D0g + 2 . A . K) 2 – D1n2) . t. γ plat…………………22

23.

Perhitungan berat poros G5 = π. dp 2 . t . γ plat……………………………………………………23

24.

Defleksi akibat beban poros Υ =

25.

Ε Ι.348

Ρ Ι3 Ε Ι.348

………………….…………………………………………..……25

Putaran Kritis Ncr = 300

27.

………………………………..……………………….………….24

Defleksi akibat berat kopling Υ =

26.

5.q.Ι 4

1

Υ tot

……………………………………………….………26

Akibat beban terpusat ML1 = Pl/4………………………………………………………………….…27

28.

Akibat beban terbagi merata Ml2 = gl2/8………………………………………………………………..….28

29.

Momen lentur yang terjadi Mltot = Pl/4 + gl 2/8…………………..……………………………………29

30.

Diameter Kritis


- 7

Perencanaan Kopling pada Mobil Toyota Avanza Mrc = (ml)2 + A (mp)2………………………….…………..…………..30 31.

Diameter kritis yang terjadi pada poros Dcr

32.

=

Μred

0,1.σ bolii

………………………………………………………………31

Energi yang dihilangkan karena gesekan Wg = Mtd . W . t/2………………...…………………………….32

33.

Kenaikan Suhu Q = Wg = G . Cp . Dt………………..………….………………33

34.

Umur Kopling Τ=

35.

a.k .Αm Ν fr

……………………………………………………………..…….34

Efesiensi Kopling Ν=

fr Νm − Ν Νm

………………………………..………………………..….…35


- 8

Perencanaan Kopling pada Mobil Toyota Avanza BAB III PERHITUNGAN

Data perencanaan diambil dari spesifikasi Toyota Avanza: 1.

Daya mesin (N)

: 86 PS

dimana 1 PS = 0,985 dk

: 86 . 0,985 : 84,71 dk 2.

Putaran mesin(n)

: 6000 rpm

3. Panjang poros yang direncanakan

: 25 cm

3.1. Perencanaan Poros 1. Perhitungan momen puntir 

Momen puntir yang terjadi (M p)

Mp = 71620 = 71620

N n

84.71 6000

= 1011,1550 kg.cm = 1011,155 kg.cm 

Momen puntir yang direncanakan (M td)

Mtd = Mp . v

dimana v = faktor keamanan (1 – 6) Dipilih v = 2 agar kopling yang direncakan dapat dipergunakan untuk beban yang cukup besar.

Mtd = 1011,155 . 2 = 2022,31 kg.cm

2. Perhitungan momen gesek Mg = Mtd . β

dimana β = faktor engagemen (1,2 – 1,5) Dipilih β = 1,4 untuk memperoleh gesekan yang kecil sehingga poros yang direncanakan tidak mudah aus

= 2022,31 . 1,4 = 2831,234 kg.cm


- 9

Perencanaan Kopling pada Mobil Toyota Avanza

3. Pemilihan material poros Oleh karena poros merupakan bagian dari suatu mesin yang sangat vital dan sering mengalami gaya gesek (menerima gesekan), maka material poros yang digunakan haruslah benar-benar kuat (baja St 37 – St 60). Untuk menjaga agar dalam operasinya lebih aman maka dipilih baja St 37 sebagai material poros dalam perencanaan ini.

Poros dianggap berada pada kondisi beban dinamis II dengan faktor keamanan S = 5 ÷ 8 maka tegangan-tegangan yang terjadi adalah sebagai

berikut : (dipilih S =

6)

4. Perhitungan tegangan tarik dan tegangan geser Untuk St 37, maka σ t = 37 kg/mm 2 = 3700 kg/cm 2 Poros dianggap berada pada kondisi beban dinamis II (bd II) maka tegangantegangan yang terjadi adalah: 

Tegangan tarik yang diizinkan

σbdII =

σt

dimana s = faktor keamanan terhadap batas patah

s

Dipilih s = 6 =

3700 6

= 616,67kg/cm 2



τ

Tegangan geser yang diizinkan: bdII

=

=

σ bdII 1,73

616,67 1,73

= 356,45 kg/cm 2


- 10

Perencanaan Kopling pada Mobil Toyota Avanza 5. Perhitungan diameter poros Dp =

=

5M g τ bdII 5 . 2831,234 356,45

= 5,714 cm = 57,14 mm karena adanya pemakaian spie, maka diameter poros harus disesuaikan dengan normalisasi N 161 (1930), sehingga diameter poros yang digunakan adalah: Dp = 56 mm

6. Pemeriksaan tegangan geser pada poros

τ

s

=

P

dimana P =

A

=

M p

1

r

⇒r = 2

D p

=

1 . 57,14 = 28,57 mm 2

1011,155 28,57

= 35,392 kg A =

τ

s

=

π

4

D p

2

=

3,14 4

2

. 6 = 28,26 cm 2

35 ,392 28 ,26

= 1,252 kg/cm 2 Material poros cukup aman karena tegangan geser yang terjadi lebih kecil dari tegangan geser yang diizinkan, yaitu:

τ s < 1,252 kg/cm 2 <

τ

bdII

433,526 kg/cm 2

3.2. Perencanaan Seplain Seplain merupakan pasak yang dibuat menyatu dengan poros sesuai dengan lubang alur pasaknya pada naf. Seplain dari poros berfungsi untuk mentransmisikan daya plat ke poros utama, sehingga momen puntir dari cakra dapat dipindahkan melalui alur-alur seplain yang mengakibatkan poros tersebut berputar bersama-sama dengan cakra.


- 11

Perencanaan Kopling pada Mobil Toyota Avanza 1. Pemilihan bahan seplain Dari perencanaan ini material poros yang digunakan adalah baja St 37 maka bahan seplain yang digunakan juga adalah baja St 37 dengan faktor keamanan s = 6, maka tegangan tarik yang diizinkan ( σ diizinkan ( τ

bdII

) = 616,67 kg/cm2 sedangkan tegangan geser yang

bdII

) = 356,45 kg/cm 2

2. Pemilihan jumlah seplain Dengan menentukan jumlah seplain, maka dapat ditentukan dimensi seplain yang lain. Dalam perencanaan ini digunakan 10 buah seplain.

3. Perhitungan jari-jari rata-rata seplain Rm =

1

=

1

4

4

(D + Dp)

dimana D (diameter luar) =

(7,407 + 6)

= 3,3517 cm

4. Perhitungan tinggi seplain h = 0,095 . D = 0,095 . 7,407 = 0,469 cm

5. Perhitungan lebar seplain w = b = 0,150 D = 0,150 . 7,407 = 1,11 cm 6. Perhitungan diameter rata-rata seplain Dm = 2 Rm = 2 . 3,3517 = 6,704 cm


- 12

D p 0,81

=

6 0,81

= 7,407 cm


7. Pemeriksaan kekuatan seplain Tegangan geser yang terjadi pada seplain Mg

τ g=

dimana F

R m . F . z . μ

= 0,8 . (D m/z) . l

l = panjang seplain = 6 (direncanakan) z = jumlah seplain = 10 buah F = 0,8 . (2,2345/10) . 6 = 1,072

µ = 0,75 5790,384

τ g=

2,2345

. 1,072 . 10 . 0,75

= 322,307 kg/cm 2 karena τ

g

<τ

bdII

⇒ 322,307 kg/cm 2 < 578,034 kg/cm 2

maka seplain dalam keadaan aman

3.3. Perencanaan Plat Gesek (Kopling) Dari tabel friction material digunakan 

Material plat gesek

: asbes



Keadaan plat gesek

: kering



Koefisien gesek (f)

: 0.2



Tekanan permukaan (P)

: 8 kg/cm 2



Temperatur maksimum

: 150 – 250 0 C

1. Perhitungan ukuran plat gesek a.

b r m

Perbandingan lebar permukaan gesek (b) terhadap jari-jari rata-rata (r m): =

r ou t − r in 1

2

(r ou t + r in )

= (0,2 – 0,5)

dalam hal ini dipilih 0,5 sebab semakin besar permukaan gegas maka gaya geseknya juga semakin besar sehingga kopling dapat berfungsi dengan baik dimana plat gesek berfungsi sebagai rem.


- 13

Perencanaan Kopling pada Mobil Toyota Avanza b = 0,5 r m

Perbandingan jari-jari dalam (r in) dan jari-jari luar (r out):

b.

r in

= (0,6 – 0,8)

r out

dalam hal ini dipilih 0,6 sebab semakin kecil perbandingan jari-jari dalam dan jari jari luar maka geseknya juga semakin kecil sehingga kopling dapat berfungsi dengan baik. c.

Momen gesek (M p)

Mp = f . P . Fm . r m

dimana F m = 2π . r m . b . z Z = jumlah plat gesek = 2 (direncanakan) = 2π . r m . 0,5r m . 2 = 2π . r m2

Mp = f . P . 2π . r m3 r m

=

3

=

3

Mg f . P . 2π 5790,384 0,2 . 8 . 2 . 3,14

= 8,321 cm sehingga lebar permukaan gesek (b): b = 0,5 r m = 0,5 . 8,321 = 4,1605 cm karena r m = ½ ( r out + r in )

dimana

r m = ½ ( r out + 0,6 r out ) 8,321 = ½ (1,6) r out r out = 10,401 cm r in = 0,6 r out = 0,6 . 10,401


- 14

r in r out

= 0,6

maka:

Perencanaan Kopling pada Mobil Toyota Avanza = 6,240 cm Syarat tebal plat gesek (0,2 – 0,5) cm sehingga dipilih 0,5 cm Semakin tebal plat gesek yang direncanakan maka semakin baik karena semakin lama dipakai.

d.

Diameter pelat gesek

Dout = 2 . r out = 2 . 10,401 = 20,802 cm Din = 2 . r in = 2 . 6,240 = 12,480 cm

2. Perhitungan plat tengah gesek Plat ini disatukan dengan naf dan juga berfungsi untuk memegang plat gesek. Dimensi-dimensi plat gesek tengah yang direncanakan adalah sbb: a. Diameter luar pelat tengah sama dengan diameter luar plat gesek Dot = Dout = 20,802 cm b. Bahan plat tengah yaitu St 60

σ

t

= 6000 kg/cm 2

c. Tebal plat tengah yang direncanakan t = 0,4 cm d. Diameter dalam plat tengah yang direncanakan 7 cm Dit = 7 cm

3. Perhitungan naf Naf berfungsi untuk mentransmisikan daya poros ke plat gesek dan penghubung antara poros dan seplain. Dimensi-dimensi yang direncanakan: a. Diameter luar naf Don = 7 cm b. Diameter dalam naf sama dengan diameter poros


- 15

Perencanaan Kopling pada Mobil Toyota Avanza Din = 4 cm c. Panjang naf yang direncanakan sama dengan panjang seplain yaitu 6 cm. d. Bahan naf direncanakan adalah baja St 60 e. Tebal naf yaitu 0,6 cm

4. Perhitungan berat komponen plat gesek/kopling a. Berat plat gesek (terdiri dari 2 plat) G1 = 2 π

(D 4

2 out

−

D in

2

) t.γ

Dimana Dout = diameter luar plat gesek = 20,802 cm Din = diameter dalam plat gesek = 12,480 cm t

= tebal plat gesek = 0,5 cm (direncanakan)

γ

= massa jenis asbes = 2,1 – 2,8 gr/cm 3 = 2,6 gr/cm3 (direncanakan)

G1 = 3,14

20,8022 − 12,4802 ) 0,5 . 2,6 ( 2

= 565,301 gr.

b. Berat plat tengah G2 =

π

( Do 4

2 t

−

2

)

Di t t . γ

Dimana Dot = diameter luar plat tengah = 20,802 cm Dit = diameter dalam plat tengah = 7 cm t

= tebal plat tengah = 0,4 cm

γ

= massa jenis besi tempa = 7,6 – 7,89 gr/cm 3 = 7,8 gr/cm 3

G2 = 3,14

( 20,802 4

2

−

7 2 ) 0,4 . 7,8

= 939,814 gr

c. Berat naf


- 16

Perencanaan Kopling pada Mobil Toyota Avanza G3 =

π

( Do 4

Dimana

2 n

−

2

)

Di n t . γ

Don= diameter luar naf = 7 cm Din = diameter dalam naf = 4 cm t

= tebal naf = 0,6 cm

γ


G3 = 3,14

(7 4

2

−4

2

) 0,6 . 7,8

= 121,235 gr

d. Berat poros dan seplain G4 = π

2

4

D p . L . γ

Dimana

Dp= diameter poros = 4 cm L

= panjang poros = 25 cm (direncanakan)

γ


G4 =

3,14

4

. 4 2 . 25 . 7,8

= 2449,2 gr

e. Berat total komponen kopling Gtot = G1 +G2 + G3 + G4 = 565,301 + 939,814 + 121,235 + 2449,2 = 4075,55 gr.

3.4. Perhitungan Lendutan yang Terjadi Dalam perhitungan lendutan yang terjadi pada poros ada dua yaitu: a.

Lendutan yang terjadi akibat bobot poros itu sendiri (G 4) L/2


G3

L/2

- 17


f 1

= 5 WL4 384 EI dimana:

W = Berat Poros (2,4492 kg) L

= 25 cm (Direncanakan)

E

= Modulus Elastisitas 2,15 . 106 kg/cm²

I

= Momen Inersia π . d4 64 = 12,56 cm 4 =

= π . (4) 4 64

Maka : f 1

= 5 . 2,4492 . (25) 4 384.(2,15 .10 6). 12,56 = 4,6131 . 10 -4cm

Lendutan yang terjadi akibat berat plat gesek dan plat tengah (G 1 + G2)

b.

MA

Bila kopling dalam keadaan tidak beroperasi, maka keadaannya adalah terjepit dan beban G1 + G2, merupakan beban terpusat sehingga lendutan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : f 2

= P . (L)3 3EI Dimana :

P = Berat plat gesek dan plat tengah (G 1 + G2) = 1,505115 kg.

f 2

= 1,505115 . (25) 3


.

- 18

Perencanaan Kopling pada Mobil Toyota Avanza 3 (2,15 .10 6) . 12,56 = 2,9029 . 10 -4 cm

Sedangkan momen yang terjadi (M A) adalah : L

P

MA

MA = P .(L / 2)² 2

= 1,505115 (12,5)² 2

= 117,587

Reaksi yang terjadi pada tumpuan A dan B sebagai berikut : Σ MA

=0

RB . L – P (L/2) – W (L/2) = 0 RB.(25) – 1,505115.(12,5) – 2,4492.(12,5) = 0 RB.(25) – 6,3139 – 30,615 = 0 RB = 36,9289 25 = 1,4771 kg

Σ MB

=0

RA . L – P (L/2) – W (L/2) = 0 RA.(25) – 1,505115.(12,5) – 2,4492.(12,5) = 0 RA.(25) – 6,3139 – 30,615 = 0 RA = 36,9289 25 = 1,4771 kg

Lendutan total yang terjadi adalah : f total

= f 1 + f 2 = 4,6131 . 10 -4 + 2,9029 . 10 -4 = 7,516 . 10 -4 cm

3.5. Perhitungan Putaran Krisis Putaran krisis dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut:


- 19

Perencanaan Kopling pada Mobil Toyota Avanza ncr

 1 = 300   f  tot

1

   

2

1

= 300 .

1    −4   7,516 . 10 

2

= 10942,7850 rpm Putaran poros aman apabila : ncr

>

nnormal

10942,7850 rpm

>

5000 rpm ⇒ Putaran poros aman


- 20

Perencanaan Kopling pada Mobil Toyota Avanza BAB IV PERHITUNGAN SUHU, UMUR DAN EFISIENSI KOPLING

1. Perhitungan suhu kopling Suhu kopling yang terjadi pada saat beroperasi sangat menentukan baik dan buruknya kopling tersebut. Timbulnya temperatur dari kopling dikarenakan adanya gesekan yang juga menimbulkan Power Losess (daya yang hilang). Daya yang hilang ini timbul menjadi panas dan mengakibatkan temperatur kopling naik. Perhitungan : Q ≤ Fm . k (t1 – t2) Dimana : ∆t = (t1 – t2), kenaikan temperatur Q = Luas bidang bergesekan. k

=

Faktor pemindahan panas yang tergantung dari kecepatan linier

kopling

(Cal/m².C°). Diambil dari 15 – 75, bergantung pada kecepatan aliran udara, direncanakan 75 . Q =

75 427

. 3600 . N fr r

Q = 632 Nfr (Kcal/hr) Nfr

= Daya yang hilang

Nfr

=

dimana

E fr . Z 75 . 3600 Efr

⇒

= Daya yang hilang

= 2 detik Efr = Efr =

M p . ω . t

ω =

2 1608,44 . 523,33 . 2

= 8417,4490 (kg.m.rad/det) = Kerja kopling/jam


60

=

2 . 3,14 . 5000

= 523,33 (rad/det)

2

= 841744,9052 (kg.cm.rad/det)

Z

2πn

- 21

60

t

Perencanaan Kopling pada Mobil Toyota Avanza = 20-60 rad/jam (30 dipilih) Nfr = =

E fr . Z 75 . 3600 8417,4490

.30

75 . 3600

= 0,93527 DK Sehingga ; ∆t°C

=

632 . N fr α . A fr

dimana α

= k = 75

Afr = Fm = 2 .π . r m .b . z = 2 .3,14 . 8,321 . 4,1605 .2 = 434,821 cm² = 0,0434821 m² ∆t°C

=

632 . 0,93527 75 . 0,0434821

= 181,2517 °C Maka : t b °C

= ∆t + t

t b°C

= Temperatur kopling dalam operasi

= 181,2517 + 27

∆t

= Temperatur yang terjadi

= 208,0428 °C

t

= Temperatur kamar

Karena temperatur kopling berada dalam interval temperatur yang diizinkan yaitu ; t b °C

= 150 – 250 °C ……………………………………….(33)

Berarti “memenuhi”

2. Perhitungan Umur Kopling Penentuan umur kopling ini berguna untuk mengetahui sampai dimana ketahanan dari kopling yang direncanakan. Penentuan umur kopling berguna agar kita bisa mengganti kembali kopling tersebut setelah mencapai umurnya. Umur dari kopling tergantung dari pemakaian kopling itu sendiri. Apakah kontinyu atau terputus – putus, dapat dihitung dengan rumus sbb :


- 22

Perencanaan Kopling pada Mobil Toyota Avanza Ld = Afr . Ek. a jam Nfr Dimana : Ld

= Umur kopling (jam)

Afr = 434,821 cm a

= Tebal asbes (plat gesek) = 5 mm (0,5 cm).

Ek = Kerja yang dihasilkan oleh plat gesek (5 - 8) dalam jam/cm 3. = 6 (direncanakan). Ld = (434,821) (6) (0,5) 0,77939 = 1673,6973 jam

Banyaknya penyambung tiap jam (20 – 60), direncanakan 30x, diperhitungkan lama kopling menyambung dan melepas masing-masing 2 detik. Jadi berjumlah 4 detik. Waktu yang diperhitungkan untuk menyambung setiap jam adalah : 50 x 4 = 200 detik. Jika diperkirakan seharian dipakai sampai 14 jam, maka pemakaian untuk setiap harinya adalah : 14 x 200 = 2800 det/hari. (Th) Jadi umur kopling : Lk = Ld (3600) Th = (1673,6973) (3600) 2800 = 1814,8304 hari = 2151,8965 hari Jika dalam satu tahun 365 hari, maka umur kopling adalah : L = 2151,8965 365 = 5,8956 tahun

3. Perhitungan Efisiensi Kopling


- 23

Perencanaan Kopling pada Mobil Toyota Avanza Tujuan mencari efisiensi kopling adalah untuk mengetahui batas kemampuan kopling tersebut bekerja secara efektif untuk memindahkan daya maksimun kebagian transmisi lainnya, dimana dipengaruhi oleh gaya gesek yang hilang dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : η kopling

= Nm – Ng x 100% Nm dimana : Nm

= daya rata-rata kopling perjam.

Nm

= Nmax . Z + N (3600 – Z . t) 3600 Nmax

= Mp . n 71620

= 1608,44 . 5000 71620

= 112,29 dk Z

= Banyaknya penyanbungan tiap jam = 30 (yang direncanakan)

N

= Daya yang dimiliki oleh mesin = 112,29 dk

t

= Waktu penyambungan = 2 detik

Nfr

= Daya yang hilang = 0,93527 dk

Nm

= Nmax. Z + N (3600 – Z . t) 3600 = 112,29 . 30 +112,29 (3600 – 30 . 2) 3600 = 111,359 dk

Sehingga efisiensi kopling diperoleh sbb: η kopling

= Nm – Nfr . 100% Nm = 111,359 – 0,93527 . 100% 111,359 = 99,1601 % η kopling = 99,1601 %


- 24



- 25

Perencanaan Kopling pada Mobil Toyota Avanza f.

Berat rumah kopling

G4 =

π

[( D 4

Dimana

out +

2.ak )

2

−

2

]

Di n t . γ

Dout= diameter luar plat gesek = 20,802 cm Din = diameter dalam naf = 4 cm t

= ak = tebal rumah kopling = 0,5 (direncanakan)

γ


G4 = 3,14

[( 20,802 + 2 . 0,5) 4

2

−4

2

] 0,5 . 7,8

= 1406,230 gr


- 26


DAFTAR PUSTAKA

Dobrovolsky, Machine Element Perry, Robert, H, Engineering Manual , Mc. Graw Hill Book Company Rune, Ir, Zaenab A, Materi Kuliah Elemen Mesin Ressang, Prof.Dr.Ir.H. Arifuddin, Materi kuliah Mekanika Kekuatan Material I Stolk, Ir, Elemen Mesin; Elemen Konstruksi dari Bangunan Mesin , 1993, Jakarta, Erlangga Sularso, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, 1987, Jakarta, PT. Pradnya Paramita


- 27

AVANZA MEDY

Recommend Documents