Desain Elemen Mesin Isuzu ELF NHR 71 HD 125PS

TUGAS PERANCANGAN ELEMEN MESIN DESAIN ULANG “KOPLING DAN RODA GIGI”

DISUSUN OLEH:

IBRAHIM 0907114173

PROGRAM STUDI S1 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSIT UNIVE RSITAS AS RIAU 2013

KATA KATA PENGAN PEN GANT TAR Alhamdulillah, puji syukur kepada Allah SWT. Yang telah memberikan kemudahan kepada penulis untuk dapat menyelesaikan tugas makalah mengenai “Perancangan Ulang Kopling dan Roda Gigi”. Selanjutnya kepada dosen pembimbing yang sering memberikan kritik dan saran yang sangat bermanfaat bagi penulis dehingga dapat mengetahui segala kekurangan dan kasalahan dalam penulisan penulisan dan perhitungan sehingga

dapat

disempurnakan sehingga meminimalisir kesalahan. Juga buat teman – teman yang selalu membantu untuk memperolah data – data pendukung yang sangat diperlukan dalam perancangan ulang ini. Namun penulis menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan dan kesalahan dalam penulisan. Untuk itu, kritik dan saran sangat dibutuhkan untuk membantu dalam penyempurnaan penulisan makalah ini. Terima kasih untuk kritik dan saran serta kerja sama yang diberikan oleh berbagai pihak yang terkait, moga apa yang tersajikan dalam makalah “Perancangan Ulang Kopling dan Roda Gigi “ dapat bermanfaat bagi semua.

Pekanbaru, 2 oktober 2012

Ibrahim

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR DAFTAR ISI ............................................ .................................................................. ............................................ ......................................... ................... i BAB I PENDAHULUAN.................... PENDAHULUAN .......................................... ............................................ ............................................ ...................... 1 1.1

Latar Belakang ........................................... ................................................................. ............................................ ...................... 1

1.2

Tujuan Rancangan. ............................................ .................................................................. .................................... .............. 2

1.3

Manfaat. ........................................... ................................................................. ............................................ ................................. ........... 2

1.4

Pembatasan masalah. ............................................ ................................................................... ................................. .......... 3

1.5

Sistematika Laporan .......................................... ................................................................. .................................... ............. 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA.................... PUSTAKA .......................................... ............................................. ................................. .......... 5 2.1

Pengertian Kopling...................... Kopling............................................. ............................................. .................................... .............. 5

2.2

JenisJenis- jenis jenis kopling .......................................... ................................................................ ........................................ .................. 5

2.3

Roda Gigi.................... Gigi.......................................... ............................................ ............................................ ............................... ......... 19

2.3.1

Roda Gigi Lurus ( Spur gear ) ........................................................ 20

2.3.2

Roda Gigi Miring ( Helical gear ) .................................................. 20

2.3.3

Roda Gigi Cacing (W (Worm gear g ear ) .................................................... 21

2.4

Perencanaan Komponen Utama Kopling........................................... Kopling ........................................... 21

2.4.1

Poros .......................................... ................................................................ ............................................ ............................... ......... 21

2.4.2

Pelat gesek. ........................................... ................................................................. .......................................... .................... 26

2.4.3

Spline dan naft...................... naft. ............................................ ............................................. .................................. ............ 28

2.4.4

Paku keling. ......................................... ............................................................... .......................................... .................... 29

2.4.5

Pegas. ......................................... ............................................................... ............................................ ............................... ......... 31

2.4.6

Bantalan ........................................... .................................................................. ............................................. ........................ 34

2.4.7

Baut ........................................... ................................................................. ............................................ ............................... ......... 35

2.5

Sket Gear Box .......................................... ................................................................ ............................................ ........................ 41

2.5.1

Gambar Sket Gear Box................... Box .......................................... .............................................. ....................... 41

2.5.2

Tingkat Kecepatan 1 (n) = 5315 rpm .......................................... 41

2.5.3

Tingkat Kecepatan 2 (n) = 3053 rpm .......................................... 42

2.5.4

Tingkat Kecepatan 3 (n3) = 1655 rpm ........................................ 42

2.5.5

Tingkat Kecepatan Revers (nr) = 5068 rpm ............................... 43

BAB III PERENCANAAN KOMPONEN........................................................ KOMPONEN ........................................................ 44 3.1

Perencanaan Poros ............................................. ................................................................... .................................. ............ 44

i

3.2

Perencanaan Plat Gesek ............................................ ................................................................... ........................... .... 46

3.3

Perencanaan Perencanaan Spline dan Naft .......................................... .............................................................. .................... 48

3.3.1

Perencanaan Spline ............................................ ................................................................... ........................... .... 48

3.3.2

Naft. ........................................... ................................................................. ............................................ ............................... ......... 51

3.4

Perencanaan Pegas ............................................. ................................................................... .................................. ............ 52

3.4.1

Perencanaan Perencanaan Pegas Kejut .................... Kejut .......................................... .......................................... .................... 52

3.4.2

Pegas Diafragma Diafragma .......................................... ................................................................. .................................. ........... 54

3.5

Perancanaan Roda Gigi ............................................ ................................................................... ........................... .... 56

3.5.1

Perhitungan roda gigi 1 dan 2 ...................................................... 56

3.5.2


3.5.3


BAB IV PERENCANAAN KOMPONEN PENDUKUNG ............................. 64 4.1

Perancangan Paku Keling ...................... Keling ............................................. .............................................. ....................... 64

4.1.1

Paku Keling A.................... A .......................................... ............................................ ...................................... ................ 64

4.1.2

Paku Keling B.................... B .......................................... ............................................ ...................................... ................ 64

4.1.3

Paku Keling C.................... C.......................................... ............................................ ...................................... ................ 64

4.2

Perhitungan Paku keling .......................................... ................................................................. ........................... .... 64

4.2.1

Paku Keling A.................... A .......................................... ............................................ ...................................... ................ 64

4.2.2

Paku Keling B.................... B .......................................... ............................................ ...................................... ................ 66

4.2.3

Paku Keling C.................... C.......................................... ............................................ ...................................... ................ 67

4.2.4

Menghitung Sambungan Baut pada Clutch Cover .................... 68

BAB V PENUTUP.................... PENUTUP .......................................... ............................................ ............................................ ............................... ......... 71 5.1

Kesimpulan .......................................... ................................................................ ............................................ ........................... ..... 71

5.2

Saran...................... Saran ............................................. .............................................. ............................................. .................................. ............ 74

DAFTAR PUSTAKA

ii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Dunia modern merupakan dunia yang penuh dengan teknologi, baik secara langsung maupun tidak. Banyak manfaat yang kita rasakan dengan perkembangan teknologi ini, baik disaat kita duduk, berdiri bahkan disaat kita tidur sekalipun. Dan masyarakat modern seperti kita sekarang ini sudah terbiasa dimanjakan dengan berbagai jenis teknologi kemudahan yang sangat membantu dalam berbagai kegiatan kita. Dan yang tak kalah penting nya adalah Kendaraan (vehicle). Berbicara mengenai Kendaraan, maka ada hal terpenting yang harus dilakukan sebelum para pengendara dapat merasakan kenikmatan berkendara, yaitu merancang (mendesain). Perancangan (design (design)) secara umum dapat didefinisikan sebagai formulasi suatu rencana untuk memenuhi kebutuhan manusia. Sehingga secara sederhana perancangan dapat diartikan sebagai kegiatan pemetaan dari ruang fungsional (tidak kelihatan/imajiner) kepada ruang fisik (kelihatan dan dapat diraba/dirasa) untuk memenuhi tujuantujuan -tujuan akhir perancang secara spesifik atau obyektif. Namun, perancangan bukanlah merupakan hal yang mudah yang bisa dilakukan sesuka hati tanpa perhitungan. Sebaliknya harus melalui tahapan – tahapan berupa berbagai aspek dan permasalahan. Baru bisa di ciptakan sebuah perancangan sesuai dengan permasalahan dan kebutuhan yang berlaku. Perancangan merupakan langkah awal yang harus dilakukan sebelum terciptanya produk jadi yang bisa diaplikasikan dalam kehidupan. Dalam prosesnya, perancangan adalah kegiatan yang biasanya bia sanya berulangberulang -ulang (iterative (iterative). ). Kegiatan perancangan umumnya dimulai dengan didapatkannya persepsi tentang kebutuhan masyarakat, kemudian dijabarkan dan disusun dengan spesifik, selanjutnya dicari ide dan penuangan kreasi. Ide dan kreasi kemudian di analisis dan diuji. Kalau hasilnya sudah memenuhi kemudian akan dibuat prototipe. Kalau prototipe sudah dipilih yang terbaik selanjutnya dilempar ke pasaran. Pasar akan memberikan tanggapan apakah kebutuhan telah terpenuhi.

1

Merancang ulang komponen kenderaan bukanlah merupakan hal yang mudah, merancang ulang sama halnya dengan merancang pada saat pertama kali merancang komponen, semua harus dimulai dari awal. Hanya saja kita telah memiliki data yang bisa dijadikan referensi yang sedikit membantu dalam proses perancangan ulang. Tetapi data perhitungan yang diperoleh harus sesuai dengan data yang menjadi referensi, untuk memastikan bahwa perhitungan yang dilakukan adalah benar. Untuk pembahasan kali ini, kita akan coba untuk menjelaskan cara – cara mendesain ulang komponen mesin berupa roda gigi transmisi dan kopling pada mobil ISUZU ELF NHR 71 HD 125PS . Langkah awal yang akan dilakukan adalah tinjauan ke pabrik yang kemudian akan dilanjutkan ke proses pengukuran, perhitungan dan mendesain ulang. ulang.

1.2 Tujuan Rancangan.

Tujuan dari rancangan ini secara umum adalah untuk meningkatkan kreatifitas, gairah membaca dan kecintaan dalam menimba ilmu pengetahuan, yakni menguji kebenaran hipotesa (Keseimpulan sementara), untuk membuktikan kebenaran dari data yang diperoleh dan juga untuk mendapatkan temuan -temuan baru yang mungkin dapat kita sumbangkan bagi kemajuan dunia otomotif dinegara kita ini. Sedangkan tujuan secara khusus yang diperoleh dalam penulisan laporan ini adalah untuk memperoleh gambaran yang lebih jelas tentang cara kerja kopling itu sendiri disamping juga sumbangan pikiran dalam penyempurnaan dan pengembangan pengembangan dunia otomotif dinegara kita ini.

1.3 Manfaat.

1. Khusus. 

Agar penulis dapat mengaplikasikan perkuliahan tentang mesin dijurusan teknik mesin.

2. Umum.

2



Agar penulis dapat memecahkan masalah yang ada dalam pembuatan rancangan kopling ini.



Agar penulis dapat membuat tugas t ugas rancangan kopling dengan baik.

1.4 Pembatasan masalah.

Dalam perencanaan perancangan kopling ini, penulis hanya akan membahas sesuai dengan topik laporan, yakni Kopling ISUZU ELF NHR 71 HD 125PS plat gesek tunggal.

Dimana dalam rancangan rancangan elemen ini penulis akan menggunakan

rumus yang didapat dari buku panduan untuk menghitung diameter poros, plat gesek, naft, pegas dan perancangan per ancangan paku keling.

1.5 Sistematika Laporan

Untuk memberi gambaran yang lebih jelas tentang maksud dan tujuan serta hubungan antara bagianbagian - bagian bagian yang terpenting dalam penulisan laporan ini, penulis mengemukakan sistematika laporan sebagai berikut : Bab I

Pendahuluan.

Pada bab ini membahas tentang latar belakang, tujuan, manfaat perancangan yang diperoleh, batasan masalah, serta sistematika penulisan dalam rancangan ini. Bab II

Tinjauan Pustaka.

Pada bab ini membahas tentang pengertian kopling, jenisjenis - jenis jenis kopling , cara kerja kopling, dan bagianbagian - bagian bagian kopling beserta rumusrumus-rumus yang dipakai pada perancangan kopling dalam bab III dan bab IV. IV. Bab III Perencanaan komponen utama

Meliputi : Perencanaan poros, plat gesek, spline dan naft serta pegas. Bab IV Perencanaan komponen pendukung .

Meliputi : perencanaan paku keling dan baut.

3

Bab V

Kesimpulan dan Saran

Pada bab ini membahas tentang kesimpulan dari hasil perencanaan yang dilakukan serta saransaran-saran yang mendukung proses pembuatan tugas wajib

perencanaan

kopling

ini.

4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Pengertian Kopling.

Kopling adalah salah satu bagian yang mutlak diperlukan pada mobil dan alatalat-alat berat. Dimana kopling adalah suatu alat bantu elemen mesin yang berfungsi sebagai alat untuk menghubungkan dan melepaskan putaran atau daya dari mesin ke roda belakang secara perlahanperlahan -lahan atau sebagai

penerus

putaran dan daya dari poros penggerak ke poros yang digerakkan sehingga poros

yang

digerakkan

berputar atau berhenti sama sekali. Apabila

kopling

sebuah kendaraan dilepaskan secara tibatiba-tiba diwaktu mesin hidup dan setelah memasukkan gigi maka kendaraan akan melompat atau mengakibatkan mesin akan mati. Maka fungsi dari kopling kopling dapat kita diartikan sebagai berikut : Memberikan dukungan dari poros suatu unit yang terpisah sebagai



motor dan generator. generator. 

Mendapatkan keluesan poros atau mengatur kelenturan mesin.



Melindungi poros dari beban yang berlebihan.



Mengatur kecepatan dan percepatan.

2.2 JenisJenis- jenis jenis kopling

Menurut cara kerjanya, kopling dibedakan atas dua yaitu : 

Kopling tetap.



Kopling tidak tetap.

Namun pada perancangan kali ini, jenis kopling yang dugunakan adalah kopling tidak tetap, yaitu jenis kopling Pelat . 2.2.1

Kopling Plat.

Kopling

plat

adalah

kopling

yang

meneruskan

momen

dengan

perantaraan kontak bidang gesek. kopling plat menggunakan satu plat atau lebih yang dipasang

antara

dua

poros

serta

membuat

kontak dengan

poros 5

tersebut,

sehingga

terjadi

penerapan

daya

melalui gesekan diantara

sesamanya. Kopling plat pla t dapat dibagi atas kopling plat tunggal t unggal dan kopling plat banyak yaitu berdasarkan atas banyak plat gesek yang dipakai.

Gambar 2.1 Kopling Pelat

2.2.1.1 Cara kerja kopling.

Cara kerja kopling dapat dilakukan dengan dua cara yaitu urutan pemindahan tenaga bila kopling dihubungkan dan urutan pemutusan daya kopling dibebaskan. Pemindahan tenaga bila kopling dihubungkan, dimana tutup kopling yang dipasang pada roda penerus akan turut berputar bersamabersama -sama.

Plat

penekan dipasang pada penutup kopling dan diantaranya diberi pegaspegas - pegas, pegas, sehingga plat penekan dapat tertekan secara konstant dan kuat terhadap plat kopling, dengan adanya tekanan pegas ini maka gaya gesek plat bertambah besar, sehingga dapat diteruskan.Untuk memutuskan daya yang ditransmisikan itu maka pegas (pegas diafragma) ditekan, sehingga terjadi perenggangan baja gesek pada kotak kopling (tutup kopling) sehingga plat gesek terbebas dari jepitan dua baja gesek, sehingga gaya gesek menjadi nol. nol. 1) Konsep dasar fungsi dan kerja unit kopling Kopling dan komponen pengoperasiannya yang akan dibahas dalam modul ini adalah yang dipergunakan pada kendaraan bermotor khususnya

untuk

kendaraan ringan, yaitu yaitu sepeda motor, sedan dan mobil penumpang. penumpang.

6

Kopling dan komponen pengoperasiannya merupakan bagian dari sistem pemindah tenaga memindahkan

dari

tenaga

sebuah dari

kendaraan,

sumber

tenaga

yaitu

sistem

(mesin)

ke

yang berfungsi roda

kendaraan

(pemakai/penggunaan tenaga). Pemindahan tenaga dari mesin kesistem penggerak pada kendaraan, tentunya diperlukan suatu proses yang halus tanpa adanya kejutan, yang menyebabkan ketidak nyamanan bagi pengendara dan penumpang. Di samping itu, kejutan juga dapat menyebabkan terjadinya kerusakan pada bagian mesin. Sistem pemindah tenaga secara garis besar terdiri dari Unit kopling, transmisi, defrensial, poros dan roda kendaraan. Sementara Posisi unit kopling dan komponennya (Clutch Assembly), terletak pada ujung paling depan dari sistem pemindah tenaga pada kendaraan. Sesuai dengan fungsinya, yaitu untuk memutus dan menghubungkan, unit kopling memutus dan menghubungkan aliran daya/gerak/momen dari mesin ke sistem pemindah tenaga. Dengan adanya kopling, maka saat tidak diperlukan tenaga gerak, maka tidak perlu harus mematikan sumber gerak (mesin). Posisi unit kopling pada kendaraan secara skema dapat dilihat pada gambar 2.2 berikut ini.

Gambar 2.2 Posisi Kopling (Clutch) pada kendaraan

Rangkaian pemindahan tenaga berawal dari sumber tenaga (Engine) kesistem pemindah tenaga, yaitu masuk ke unit kopling (Clutch) diteruskan

7

ketransmisi (Gear Box) ke propeller shaft dan keroda melalui differensial (Final Drive). Jenis kopling paling tidak dapat dikelompokan menjadi tiga kelompok yaitu kopling dengan menggunakan gigi,

menggunakan gesekan, dan

menggunakan tekanan hidrolis. Secara skema seperti terlihat pada gambar 2.9 berikut ini.

Gambar 2.3 jenis kopling cakra dan gesek

Kopling jenis dog banyak dipergunakan pada mekanisme hubungan roda gigi transmisi. Untuk menyambungkan antara poros sumber tenaga dengan poros yang digerakan biasanya kopling ini mengalami kesulitan bila tidak dalam kondisi ber -henti. Untuk itu pada transmisi dilengkapi dengan komponen yang disebut dengan synchronmesh. Synchronmesh pada dasar nya adalah salah satu bentuk kopling gesek dengan bentuk konis. Kopling konis ini akan menyamakan gerak kedua gigi yang akan dihubungkan, sehingga kopling dog akan mudah disambungkan. Kopling gesek (Friction Clutch) adalah proses pemindahatenaga

melalui

gesekan antara bagian penggerak dengan yang akan digerakan. Konsep kopling kopling ini banyak dipergunakan pada sistem pemindah tenaga kendaraan, khususnya pada kendaraan ringan, sepeda motor, motor, sedan dan mobil penumpang lainnya. Berikut ini akan dibahas Konsep kerja kopling gesek yang banyak digunakan dapat dijelaskan melalui gambar 2.4 dan 2.5

8

Gambar 2.4 Saat Piringan pemutar tidak berhubungan berhubungan dengan piringan yang diputar

Berdasarkan

skema

rangkaian tersebut,

kini terlihat

fungsi utama

kopling adalah memutus dan menghubungkan menghubungkan jalur tenaga dari mesin ke roda kendaraan. Proses perpindahan tenaga, poros engkol engkol (crank shaft) memutar drive disc dalam kopling. Selama piringan/disc yang lain (driven disc) tidak berhubungan dengan dengan drive disc, maka tidak ada tenaga/torsi/ gerak yang ditransfer dari mesin ke pemindah daya. Atau kopling dalam kondisi bebas. Pada saat drive disc dan driven disc bersinggungan, maka drive disc akan memutar driven disc yang berhubungan dengan poros input transmisi. Sebagai hasilnya, torsi/gaya putar dari mesin ditransfer melalui kopling ke komponen pemindah daya yang lainnya hingga ke roda penggerak. Saat kedua disc bersinggungan, dan saling berputar bersama dapat diilustrasikan dalam gambar 2.6 berikut ini.

Gambar 2.6 Saat Kedua piringan berhubungan dan berputar bersama.

9

Pada prakteknya, saat menghubungkan kopling, yaitu disaat bersamaan melepas pedal kopling, tidak dilepas langsung namun sedikit demi sedikit hingga terhubung. Proses ini untuk menghindarkan terjadinya kejutan saat kedua berhubungan. Sebab bila kedua piringan tersebut, berhubungan secara langsung tentu akan terjadi kejutan gerak pada kendaraan, dan ini sering dialami oleh pengemudi pada pengalaman pertamapertama -nya melepas pedal kopling, hingga mobilnya bergerak tersendattersendat-sendat. Jadi dengan melepas kopling sedikit

(kalau

istilah masyarakat setengah kopling), terjadi perpindahan tenaga melalaui gesekan plat kopling. Dengan kata kata lain, perpindahan tidak terjadi sekaligus.

Macam Macam- macam macam 2.2.1.2

Kopling Gesek.

Seperti telah dijelaskan di atas, kopling gesek banyak digunakan pada kendaraan ringan. Pad kendaraan roda empat menggunakan jenis kering dengan plat tunggal. Sedangkan pada sepeda motor, motor, menggunakan jenis basah dengan plat ganda. Perbedaan kopling basah dan kering, karena plat kopling tidak kena minyak pelumas untuk jenis kering, dan plat kopling bekerja dalam minyak pelumas untuk jenis basah. a).Kopling gesek pelat tunggal.

10

KomponenKomponen-komponen kopling gesek pelat tunggal tunggal secara bersamaan membentuk rangkaian kopling/ kopling set (clutch assembly). Seperti terlihat pada gambar 2.7

berikut ini. Gambar 2.7 Clutch Assembly

Komponen utama dari kopling gesek ini adalah sebagai sebagai berikut : (1) Driven plate (juga dikenal sebagai piringan kopling, pelat kopling atau friction disc/piringan gesek, atau kanvas kopling). Plat kopling bagian tengahnya berhubungan slip dengan poros transmisi. Sementara ujung luarnya dilapisi

kampas kopling yang pemasangannya di keling.

Konstruksinya dapat dilihat pada gambar 2.8.

Gambar 2.8 Plat kopling tunggal.

11

Lapisan plat kopling disebut dengan kanvas kopling terbuat dari paduan bahan asbes dan logam. Paduan ini dibuat dengan tujuan agar plat kopling dapat memenuhi persyaratan, yaitu : (a). Tahan Tahan terhadap panas. Panas dalam hal ini terjadi karena terjadi gesekan yang memang direncanakan saat kopling akan dihubungkan. dihubungkan. (b). Dapat menyera panas dan membersihkan diri. Gesekan akan menyebabkan panas dan kotoran debu bahan yang aus. Kanvas kopling dilengkapi dengan alur yang berfungsi untuk ventilasi dan menampung dan membuang debu yang terjadi. (c). Tahan terhadap gesekan. Kanvas kopling direncana -kan untuk bergesekan, maka perlu dibuat tahan terhadap keausan akibat gesekan. (d). Dapat mencengkeram dengan baik. Plat kopling dilengkapi dengan alat penahan kejutan baik dalam bentuk pegas ataupun karet. Alat ini dipasang secara radial, hingga disebut dengan pegas radial. Konstruksinya seperti terlihat pada gambar 2.9 berikut ini.

Gambar 2.9 Pegas Radial Plat Kopling

12

Pegas radial berfungsi untuk meredam getaran/kejutan saat kopling terhubung sehingga

diperoleh proses penyambungan yang halus, dan juga

getaran atau kejutan selama sela ma menghubungkan/bekerja. Untuk itu maka pegas radial harus mampu menerima gaya radial yang terjadi pada plat kopling memiliki elastisitas yang baik. Namun demikian karena penggunaan yang terus menerus, maka pegas radial dapat mengalami kerusakan. Untuk yang dalam bentuk karet, kemungkinan karetnya berkurang/tidak elastis lagi atau pecah. Sedangkan yang pegas ulir, kemungkinan berkurang panjang bebasnya, yang biasanya ditunjukan dengan terjadinya kelonggaran pegas dirumahnya dan menimbulkan suara. Plat kopling di samping pegas radial juga dilengkapi dengan pegas aksial.

Konstruksinya seperti terlihat pada gambar 2.10 berikut ini. Gambar 2.10 Pegas Aksial Plat Kopling

Pegas aksial dipasang diantara kanvas kopling, danbentuknya ada dua macam. Gambar 2.1 A pegas aksial berbentuk E dan Gambar B pegas aksial berbentuk W. Fungsi pegas aksial adalah untuk mendapatkansenntuhan yang halus saat plat kopling mulai terjepit oleh plattekan pada fly wheel. Dengan Dengan kata lain terjadi prosesmenggesek terlebih dahulu sebelum terjepit kuat oleh plat tekan pada fly wheel.

(2) Pressure plate(plat penekan) dan rumahnya, unit ini yang berfungsi untuk menekan/menjepit kampas kopling hingga terjadi perpindahan tenaga dari mesin ke poros transmisi.Untuk kemampuan menjepitnya, plat tekan

13

didukung oleh pegas kopling. Pegas kopling paling tidak ada dua macam, yaitu dalam bentuk pegas coil dan diafragma atau orang umum menyebutnya sebagai matahari. Kontruksinya seperti terlihat pada gambar

2.11 berikut ini. Gambar 2.11 Clutch Asembly dengan pegas diafragma dan pegas coil.

Clutch Asembly sebelah kiri menggunakan pegas diafragma dan yang sebelah kanan menggunakan pegas coil. Karena fungsi fungsi pegas adalah untuk untuk menjepit menjepit plat kopling, ternyata keduanya mempunyai karateristik kemampuan kerja yang

berbeda. Perbedaan tersebut dapat digambarkan sebagai berikut. Perbandingankemampuan pegasdiafragmadengan pegas coil. Gambar2.12 Perbandingankemampuan

14

Pada gambar 2.12, terdapat dua garis, garis yang penuh menggambarkan tekanan pegas diafragma, sedangkan garis terputusterputus - putus putus menggambarkan tekanan pegas coil. Pada point a menunjukan posisi pada saat plat kopling sudah aus. Pada posisi ini terlihat bahwa pegas diafragma memberikan tekanan yang lebih besar dibandingkan dengan pegas coil. Besarnya tekanan yang diberikan ini akan menentukan tingkat kemungkinan terjadinya slip pada kopling. Sehingga saat plat kopling sudah aus, penggunaan pegaas coil kemungkinan akan terjadi sllip lebih besar dibandingkan dengan pegas diafragma. Hal ini karena tekanan yang diberikan oleh pegas coil lebih kecil. Pada saat plat koplingnya masih baru atau tebal keduanya memberikan kemampuan tekanan yang sama besarnya. Posisi ini digambarkan pada titik poin b. Pada titik poin c menggambarkan tekanan pegas saat pedal kopling diinjak penuh. Pegas coil memberikan tekanan yang lebih besar

dibandingkan pegas

diafragma. Hal ini berarti terkait dengan besarnya tenaga pengemudi untuk membebaskan kopling. Kalau pegasnya coil berarti tenaga injakan kopling lebih berat dibandingkan bila menggunakan menggunakan pegas diafragma. Pegas diafragma memberikan tekanan lebih merata dibandingkan pegas coil. Bentuk pegas diafragma bila dilihat dari depan seperti gambar 2.13 berikut ini.

Gambar 2.13 Pegas diafragma/matahari. diafragma/matahari.

(3) Clutch release atau throwout bearing, unit ini berfungsi untuk memberikan tekanan yang bersamaan pada pressure plate Lever dan menghindarkan terjadinya gesekan antara pengungkit dengan pressure plate Lever untuk

15

pegas coil.

Sedangkan yang pakai pegas difragma langsung ke ujung

pegas. Bantalan tekan ini ada tiga macam. Seperti terlihat pada gambar 2.14 berikut ini.

Gambar2.14 macammacam-macam bantalan tekan kopling

Gambar 2.14.1 adalah bantalan tekan yang mampu menerima beban aksial dan menyudut. Gambar 2.14.2 bantalan tekan

yang

hanya

mampu

menerima

beban aksial. Keduanya memerlukan pelumasan, bila pelumasnya habis maka keduanya akan mengalami kerusakan. Sedangkan gambar 2.14.3 adalah bantalan tekan yang terbuat dari karbon yang tidak memerlukan pelumasan.

(4) Throwout lever/Clutch

Fork/plate

Lever berfungsi

untuk menyalurkan

tenaga pembebas kopling. Konstruksi di atas berarti plat tekan bersama rumahnya dipasang menggunakan

baut

pada fly wheel. Sementara plat kopling dipasang diantara

fly wheel dengan pelat tekan, dan bagian tengahnya dihubungkan dengan poros transmisi dengan sistem sliding. Dengan demikian Prinsip dasar bekerjanya kopling gesek dengan plat tunggal yang banyak digunakan pada kendaraan roda empat ini seperti terlihat pada gambar 2.21 berikut ini.

16

Gambar 2.15 Prinsip kerja kopling plat tunggal

17

Pada posisi seperti gambar 2.15 berarti kopling sedang bekerja, dimana plat kopling terjepit oleh Fly wheel (6) dan Pressure plate (4) yang mendapat tekanan

dari pegas kopling (7). Dengan demikian putaran putaran mesin disalurkan

melalui fly wheel ke plat kopling dan kemudian ke poros primer (2). Sewaktu pedal kopling (9) diinjak, gerakan menarik sambungan pengatur (11) dan garpu kopling (10). Gerakan tersebut menyebabkan bearing (8) dan membawa pressure plate (4) bergerak kekanan melawan tegangan pegas kopling (7). Hal ini berarti menyebabkan plat kopling (3) terbebas dari jepitan. Sehingga putaran dari mesin terputus tidak tersalurkan ke sistem pemindah tenaga. Untuk lebih jelasnya dapat

dilihat pada gambar 2.16 berikut ini. Gambar 2.16 Kopling Plat Tunggal Dengan Posisi Terhubung

Poros yang dihubungkan menggunakan kopling adalah poros engkol (Driver shaft) dengan poros kopling yang tidak lain adalah poros yang masuk ke transmisi (Driven Shaft). Pada gambar 2.16 plat kopling pada posisi terhubung terjepit diantara plat tekan dengan Fly wheel, kekuatan jepitnya jepitnya diperoleh dari tegangan pegas kopling yang dalam hal ini dalam bentuk pegas diafragma. Dengan posisi demikian maka putaran poros transmisi akan sama dengan putaran mesin.

18

Pada saat tuas tuas pembebas pembebas ditekan maka gayanya diteruskan ke

bantalan

tekan dan menekan pegas diafragma. Pegas diafragma mengungkit plat penekan, sehingga plat kopling terbebas. Dengan kata lain, putaran poros engkol/mesin tidak tersalurkan ke sistem pemindah tenaga. Kondisi ini diperlukan saat memindah kecepatan transmisi, saat mengerem kendaraan, dan saat menghentikan

kendaraan. Gambar 2.17 Kopling Kopling Plat Tunggal Tunggal Dengan Posisi Posisi bebas

2.3 Roda Gigi

Pada dasarnya sistem transmisi roda gigi merupakan pemindahan gerakan putaran dari satu poros ke poros yang lain hampir terjadi disemua mesin. Roda gigi merupakan salah satu yang terbaik antara sarana yang ada untuk memindahkan suatu gerakan. Roda gigi dikelompokkan menurut letak poros putaran atau berbentuk dari jalur gigi yang ada. Keuntungan dari penggunaan sistem transmisi diantaranya : 1. Dapat dipakai untuk putaran tinggi maupun rendah 2. Kemungkinan terjadinya slip kecil 3. Tidak menimbulkan kebisingan Adapun klasifikasi dari roda gigi gigi antara lain :

19

2.3.1

Roda Gigi Lurus ( Spur gear )

Roda gigi lurus dipakai untuk memindahkan gerakan putaran antara poros poros yang sejajar. Yang biasanya berbentuk silindris dan gigigigi-giginya adalah lurus dan sejajar dengan sumber putaran. Pengunaan roda gigi lurus karena putarannya tidak lebih dari 3600 rpm dan kecepatan keliling kelili ng tidak lebih dari dar i 5000 ft/menit. Ini tidak mutlak, spur gear dapat juga dipakai pada kecepatan diatas batas batas- batas batas tersebut.

Gambar 2.18. Roga Gigi Lurus

2.3.2

Roda Gigi Miring ( Helical gear )

Roda gigi miring dipakai untuk memindahkan putaran antara poros - poros poros yang sejajar. Sudut kemiringan adalah sama pada setiap roda gigi, tetapi satu roda gigi harus mempunyai kimiringan ke sebelah kanan dan yang lain ke kiri. Roda gigi ini mampu memindahkan putaran lebih dari 3600 rpm dan kecepatan keliling lebih dari 5000 ft/menit.

Gambar 2.19 Roda Gigi Miring

20

2.3.3

Roda Gigi Cacing (Worm (Worm gear )

Roda gigi cacing dipakai untuk memindahkan putaran antara poros yang tegak lurus bersilang. Susunan roda gigi cacing biasanya mempunyai penutup tunggal atau ganda, suatu susuna roda gigi berpenutup tunggal adalah sesuatu dimana roda gigi dibungkus penuh atau sebagian oleh gigi cacing, sebuah roda gigi dimana setiap elemen ditutup sebagian oleh yang lain adalah susunan roda gigi cacing berpenutup ganda.

Gambar 2.20 Roda Gigi Cacing

2.4 Perencanaan Komponen Utama Kopling

2.4.1

Poros

Poros adalah suatu bagian stasioner yang beputar, biasanya biasanya berpenampang bulat dimana terpasang elemenelemen-elemen seperti roda gigi (gear), pulley, pulley, flywheel, engkol, sprocket dan elemen pemindah lainnya. la innya. Poros bisa menerima beban lenturan, beban tarikan, beban tekan atau beban puntiran yang bekerja sendirisendiri sendiri atau berupa gabungan satu dengan lainnya. la innya. (Josep Edward Shigley, 1983). Poros dalam sebuah mesin berfungsi untuk meneruskan tenaga melalui putaran mesin. Setiap elemen mesin yang berputar, seperti cakra tali, puli sabuk mesin, piringan kabel, tromol kabel, roda jalan, dan roda gigi, dipasang berputar terhadap poros dukung yang tetap atau dipasang tetap pada poros dukung yang berputar. berputar.

21

Untuk merencanakan sebuah poros, perlu diperhitungkan gaya yang bekerja pada poros di atas antara lain: gaya dalam akibat beratnya (W) yang selalu berpusat pada titik gravitasinya. Gaya (F) merupakan gaya luar arahnya dapat sejajar dengan permukaan benda ataupun membentuk sudut α dengan permukanan benda. Gaya F dapat menimbulkan tegangan pada poros, karena tegangan dapat rimbul pada benda yang mengalami gayagaya. Gaya yang timbul pada benda dapat berasal dari gaya dalam akibat berat benda sendiri atau gaya luar yang mengenai benda tersebut. Baik gaya dalam maupun gaya luar akan menimbulkan berbagai macam tegangan pada kontruksi tersebut. Pada dasarnya poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau beban lentur dan juga gabungan keduanya. Melihat pada konstruksinya maka tegangan lentur yang terjadi sangat kecil sehingga dapat dapat diabaikan, dengan demikian dapat dipastikan bahwa poros hanya mendapat beban puntir saja. Macam Macam- macam macam 2.4.1.1 

poros

Berdasarkan Jenis Pembebanannya Pembebanannya

a. Poros Transmisi

Poros transmisi berfungsi untuk memindahkan tenaga mekanik salah satu elemen mesin ke elemen mesin yang yang lain. Poros transmisi mendapat beban puntir puntir murni atau puntir dan lentur

yang akan

meneruskan daya ke poros melalui

kopling, roda gigi, puli sabuk atau sproket rantau, dan lainlain -lain.

Gambar 2.21 Poros Transmisi Transmisi 

Berdasarkan Bentuknya

22

a. Poros Lurus Gambar 2.22 poros lurus

b. Poros Engkol

Poros engkol merupakan bagian dari mesin yang dipakai untuk merubah gerakan naik turun dari torak menjadi gerakan gerakan berputar. berputar. Poros engkol yang yang kecil sampai yang sedang biasanya dibuat dari satu bahan yang ditempa kemudian dibubut, sedangkan yang besar - besar besar dibuat dari beberapa bagian yang disambungdisambung-sambung dengan cara pengingsutan. 2.4.1.2 Perencanaan

HalHal-hal penting dalam perencanaan poros sebagai berikut ini perlu diperhatikan : 1.

Kekuatan poros

Poros transmisi akan menerima beban puntir (twisting moment), beban lentur (bending moment) ataupun gabungan antara a ntara beban puntir dan lentur. Dalam perancangan poros perlu memperhatikan beberapa faktor, misalnya : kelelahan, tumbukan dan pengaruh konsentrasi tegangan bila menggunakan poros bertangga ataupun penggunaan alur pasak pada poros tersebut. Poros yang dirancang tersebut harus cukup aman untuk menahan beban beban- beban beban tersebut. 2.

Kekakuan poros poros

Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup aman dalam menahan pembebanan tetapi adanya lenturan atau defleksi yang terlalu besar akan mengakibatkan ketidaktelitian (pada mesin perkakas), getaran

23

mesin (vibration) dan suara (noise). Oleh karena itu disamping memperhatikan kekuatan poros, kekakuan poros juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan jenis mesin yang akan ditransmisikan dayanya dengan poros tersebut. 3.

Putaran kritis

Bila putaran mesin dinaikan maka akan menimbulkan getaran (vibration) pada mesin mes in tersebut. Batas antara putaran mesin yang mempunyai jumlah putaran normal dengan putaran mesin yang menimbulkan getaran yang tinggi disebut putaran kritis. Hal ini dapat terjadi pada turbin, motor bakar, motor listrik, dll. Selain itu, timbulnya getaran yang tinggi dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagianbagian - bagian bagian lainnya. Jadi dalam perancangan poros perlu mempertimbangkan putaran kerja dari poros tersebut agar lebih rendah dari putaran kritisnya. 4.

Material poros

Poros yang biasa digunakan untuk putaran tinggi dan beban yang berat pada umumnya dibuat dari baja paduan (alloy steel) dengan proses pengerasan kulit (case hardening) sehingga tahan terhadap keausan. Beberapa diantaranya adalah baja khrom nikel, baja khrom nikel molebdenum, baja khrom, baja khrom molibden, dll. Sekalipun demikian, baja paduan khusus tidak selalu dianjurkan jika alasannya hanya karena putaran tinggi dan pembebanan yang berat saja. Dengan demikian perlu dipertimbangkan dalam pemilihan jenis proses heat treatment yang tepat sehingga akan diperoleh kekuatan yang sesuai. Selanjutnya untuk mendapatkan diameter poros yang sesuai maka perlu dipilih beberapa faktor koreksi dan faktor keamanan sebagai berikut : 

Faktor koreksi daya (fc).



Faktor koreksi momen puntir (kt).



Faktor koreksi lenturan (cb).



Faktor keamanan tegangan geser (sf)

24

PersamaanPersamaan- persamaan persamaan yang digunakan dalam perancangan mengenai poros adalah sebagai berikut : 1). Menentukan daya rencana (pd) digunakan rumus : pd = P. fc (Kw) ….....……………………………... 2.1

Dimana : pd = daya rencana. fc = Faktor koreksi. P = daya motor. 2). Menentukan momen puntir rencana (T) :

T = 9,74. 10 . pd/n. ..………………………………... 2.2

Dimana T = momen puntir. pd = daya rencana. n = putaran.

Koreksi perencanaan poros terhadap tegangan :

3). Tegangan geser yang terjadi.

τg

= ,³……………………..………………………………….. 2.3

4). Tegangan puntir yang terjadi.

τp =

 …………………….…………………………………….. 2.4 

Dimana : ds = diameter poros.

25

kt = Faktor koreksi puntiran (1,5 – 3,0 ) cb = Faktor koreksi lenturan ( 1,2 – 2,3 ) τ g = Tegangan geser maksimum (kg/mm²) ( kg/mm²) WP adalah Momen perlawanan

2.4.2 Pelat

 

gesek.

Permukaan plat gesek yang bersinggungan biasanya besi cor dan asbes yang tahan terhadap panas pada waktu dia bergesekan. Pada plat gesek diameter luar (D1) dan diameter dalam (D2). Perbandingan antara keduanya D1 : D2 biasanya besar dari 0,5 karena bidang gesek yang terlalu dekat dengan sumbu poros yang mempunyai pengaruh yang kecil terhadap permindahan momen pada bidang gesek (p).



Tekanan ratarata-rata bidang gesek (p)



Koefisien plat kering ( k )



Perbandingan diameter diameter plat gesek (D1/D2)

Dari datadata-data yang ada dapat ditentukan :

1). Gaya tekanan bidang gesek (F)

F =

  ;. ……………….…….………….. 2.5

2). JariJari- jari jari ratarata-rata plat gesek (r m)

rm

= :  ……………………………………….. 2.6

3). Momen gesek pada pemukaan plat gesek ( Mg ) sama dengan momen puntir ( T ).

26

T=

 . F . rm …………………………………..................….. 2.7

4). Lebar permukaan plat gesek ( b )

  = ²;   …………………………………….…………...... 2.8 5). Luas permukaan gesek ( A )

A = 2π. rm . b

……………………………………….……….. 2.9

6). Umur Plat Gesek Umur plat gesek artinya adalah lamanya plat gesek dipakai mulai dari waktu

pemasangan sampai dengan dengan mencapai keausan yang yang diizinkan .Biasanya

umur plat gesek yang baik berkisar 3000 sampai 5000 jam untuk jenis pemakaian sedang. Faktor umur ini ditemukan oleh volume keausan dari plat gesek di bagi dengan keausan spesifik dan daya gesek dari plat.

Hubungan ini memakai memakai persamaan :

Nml =

³ ×

…………………………………………. ………….. 2.10

Dimana : Nml = Umur plat dari jumlah hubungan hubungan (hb) L³

= Volume Volume keausan plat gesek gesek yang diizinkan ( cm³ )

E

= Kerja penghubung untuk satu kali hubungan (kgm/hb)

W

= Laju Laju keausan bidang gesek (cm³. kg m )

Volume keausan berarti volume dari plat gesek yang diizinkan aus mulai dari dipasang sampai dengan datarnya sama dengan kelingan (paku keling), bila hal ini diteruskan akan merusak kelingan.

27

2.4.3

Spline dan naft. 2.4.3.1

Spline.

Sama dengan poros, maka spline juga mempunyai fungsi untuk meneruskan daya dan putaran. Diameter spline lebih besar dari diameter poros. 1). Lebar gigi spline ( L )

 ……………………………………………..........…..….. 

L =

2.11

2). Diameter Maximal ( D )

 ……………………………………….…..........……….. 2.12 ,

D =

3). Tinggi spline ( h )

h=

;…………………………………….….............……….. 2.13 

4). JariJari- jari jari ratarata-rata spline

; ……………………………………………….............. 2.14 

rs =

5). Gaya yang bekerja pada spline ( Ft )

Ft =

 …………………………………………………….......... 2.15 

Dimana T = Torsi ( Momen rencana )

6). Lebar spline ( b )

b=

 .

……………………………………….………….. 2.16

Dimana

28

τg=

 .₂

7). Jumlah spline atau jumlah pasak ( Z )

Z =

.………………………………………………….. 2.17 

8). Gaya yang bekerja pasa setiap spline ( Fts ).

Fts =

………………………………………..………….. 2.18 

2.4.3.2

Naft.

Jumlah naft sama dengan jumlah spline ( Zi ) buah dengan menganggap jari jarijari jari pada neft sama dengan spline.

1). Panjang naft dapar diperoleh dari pers. berikut :

Ln = 1,4 ds. ……………………………………..………….. 2.19

Dimana : Ds = diameter spline.

2). Gaya yang bekerja pada naft

Fn =

 . ………………………………………………….. 2. 20 .

Dimana : Fts = Gaya yang bekerja pada setiap spline. b

= Lebar naft. 2.4.4

Paku keling.

Pada kopling terdapat tiga macam ukuran paku keling dengan posisi letak yang berbeda, adapun ukuran untuk masingmasing -masing paku keling. 29

1). Gaya yang bekerja pada paku keling ( F )

F =

 …………………………………………….…..…….. 2. 21 

Dimana : T = Torsi. R = Jarak dari sumbu.

2). Gaya yang bekerja pada setiap paku ( Fs ) Fs =

 

…………………………………………………….. 2. 22

Dimana : n = jumlah paku keling F = gaya yang bekerja semua paku

3). Tegangan tarik izin (δ t )

δ =

 

……..………………………………………....…..... 2. 23

σt = tegangan tarik Sf =faktor keamanan (80(80-90)%

4). Tegangan geser izin ( δ g ).

δ g = 0,8 . δ t. ……………………………………….……… 2. 24

5). Diameter paku keling ( d )

30

dpaku keling =

 .. . …………………...………………..…....... 2. 25

6). Diameter lubang kelingan ( D )

Dlubang keling = d + 0,2 0,2 mm . ……………….……….……..…… 2. 26

2.4.5

Pegas. Pegas 2.4.5.1

kejut.

Pegas kejut berfungsi sebagai pelunak tumbukan atau kejutan. Sifat pegas yang terpenting adalah menerima kerja kawat perubahan bentuk elastis dan ketika mengendorkan kembali kerja tersebut. 1). Gaya yang bekerja pada pegas kejut adalah gaya keling ( F )

F=

 ……………………………………..………….. ........ 2. 27 

2). Gaya untuk satu pegas ( Fa ) Fa = ZF ………………………………………..………......... 2. 28

Dimana : MP = Torsi. Z

= Jumlah pegas kejut.

3). Diameter kawat pegas ( d )

dkawat pegas =

 ... …………………….………….. .......... 2. 29

Dimana : k = faktor tegangan.

;  , ; 

k =

C = indeks pegas

31

Fa = gaya yang bekerja pada pegas. δ t = tegangan tegangan tarik.

4). Diameter kawat pegas ( d )

d = C . dkawat pegas …………….…………….………….... 2. 30

5). Lendutan Lendutan yang terjadi ( δ ).

δ =

... ………………………………..…….....…...….. 2. 31 .

Dimana : δ = Defleksi pegas. n = jumlah lilitan yang aktif. G = Modulus geser.

6). Panjang pegas sebelum dibebani ( Lo )

Lo = nd + δ max. + (n- 1) 1) . 0,1 . …………………..…….. 2. 32

7). Kisar ( K )

K =

 ……………………………………..……….. .... ;

2. 33

8). Panjang pegas dalam keadaan dibebani ( Li )

Li = Lo - δ …………………………………..………….. 2. 34

9). Tegangan geser pegas ( δ g )

δg=

 /

………………………………..………….. . 2. 35

32

10). Tegangan Tegangan puntir pegas ( δ p )

τp=

.. ³

……………………………………………... 2. 36

11). Tegangan total ( δ tot. )

δ tot = δ g + δ p

Pegas Pegas 2.4.5.2

…………..…………….….……….. 2. 37

Diafragma Diafragma

Pegas diafragma berfungsi sebagai penekanan plat gesek melalui permukaan plat tekan. Bila pegas diafragma ditekan, atau diberi gaya tekan melalui pedal koplin, maka pada saat bersamaan pegas diafragma ini akan melepaskan hubungan plat gesek dengan fly wheel, sehingga tidak terjadi penerusan daya dan putaran ke transmisi.

1). Gaya yang bekerja ( Fi )

Fi =

..²………………………………..………….. .

2. 38

Dimana : τ a = Tegangan dinamis pegas yang diizinkan. τ a = 0,75 τ o. b = Lebar lengan penampang melintang h = Tebal pegas L = Panjang Panjan g pegas τ o = 200 N/mm

2). besarnya kemampuan pegas keseluruhan ( F ) 33

F = F ₁ . Z ………………………………….………….. 2. 39

3). Pemin dalam pegas ( f )

f =

...³ ..²

………………………………..………… 2.40

4). Kemiringan τgα =

.. ² ..³

2.4.6

Bantalan

……………………………………...... 2.41

Pada kopling ini terdapat dua buah bantalan yang ukuran dan fungsi yang berbeda, kedua bantalan tersebut adalah sebagai berikut : 1. Release bearing. 2. Input shaft bearing. Release bearing terletak antara pegas matahari dengan luas penekanan, gaya tekan yang yang terjadi sama dengan gaya yang diperlukan untuk membebaskan flat gesek antaranya dengan baja, untuk itu ditetapkan koefisien gesek.

1). Gaya gesek yang terjadi ( Fq )

Fq = π . fo . ……………………………………….. …………..

2.42

2). Beban ekuivalen dinamis ( p )

p = Fr . Fa ……………………………………………………..

2.43

Fr = Gaya radial Fa = Gaya aksial

3). Faktor kecepatan ( fn )

34

Fn =

, . / ……………………………..………….. 2.44

4). Faktor umur ( fh )

Fh = Fn .

 

…………………………………………….. 2.45

5). Umur nominal bantalan ( Lh )

Lh = 500 . fh³ . …………………………………….………….. 2.46 2.4.7

Baut

Baut adalah suatu elemen mesin yang berfungsi untuk menyambung atau mengikat dua atau lebih elemen mesin lainnya. sambungan baut menggunakan alat yang ber -ulir untuk menyambungkan dua elemen atau lebih. Kelebihan jenis sambungan ini adalah kemungkinan untuk melepas dan memasang kembali. Sehingga sambungan jenis ini sangat cocok untuk peralatan yang sering dilepas dan dipasang untuk keperluan perawatan atau penggantian komponen yang aus. Gambar di bawah ini menunjukkan tiga buah tipe sambungan baut yang umum digunakan berdasarkan konstruksi dan kegunaan, tipe ulir, dan jenis kepala baut, yaitu :

35

Gambar 2.23 Konstruksi sambungan baut (a) baut-mur, (b) sambungan cap-

screw, (c) sambungan stud.

2.4.7.1 Standar dan Kekuatan Baut

Standar geometri baut tipe kepala segi enam ditunjukkan pada gambar 3.2 Bagian yang akan mengalami konsentrasi tegangan adalah pada fillet kepala baut dan pada titik awal ulir. Standard panjang bagian yang berulir berdasarkan UNS adalah :

dan untuk metrik (ISO), dalam mm :

Gambar 1.24 Standar baut kepala hexagonal

36

Penggunaan bautbaut -mur untuk struktur dan aplikasi beban yang besar, maka baut harus dipilih berdasarkan proof strength Sp seperti yang dispesifikasikan di SAE, ASTM, dan ISO. Standar -standar ini mengklasifikasikan grade baut berdasarkan material, heat treatment, dan proof strength minimum. Grade atau kelas baut dapat dilihat dari tanda pada kepala bautnya. Tabel 1 dan 2 menunjukkan standard baut SAE dan ISO yang terbuat dari baja.

Table 1 standard baut SAE

37

Table 2 standard baut ISO

2.4.7.2 Preload dan Faktor Kekakuan Baut

Sebagai fastener, fungsi bautbaut-mur adalah untuk mencekam komponen bersama, dimana beban yang bekerja akan menimbulkan tegangan tarik pada baut seperti ditunjukkan pada gambar 8.13. Dalam dunia praktis, pencekaman ditimbulkan

oleh

beban

awal

( preload )

dengan

mengencangkan

baut.

Pengencangan baut dapat dilakukan dengan memberikan torsi yang cukup sehingga menimbulkan beban tarik yang mendekati proof strength. Untuk

38

sambungan yang mendapat beban statik, beban awal biasanya diberikan sampai 90% proof strength. Sedangkan untuk sambungan yang mendapat beban dinamik (fatigue) maka beban awal umumnya diberikan sampai 75% proof strength.

Gambar 2.25 (a) Sambungan baut, (b) diagram benda bebas baut yang

mendapat beban Tarik Konstruksi sambungan baut dapat dianalogikan sebagai sistem pegas seperti ditunjukkan pada gambar 8.14. Baut dapat dipandang sebagai pegas tarik dengan kekakuan kb dan komponen yang disambung dapat dianalogikan sebagai pegas tekan dengan kekakuan kj. Baut yang terdiri dari bagian tanpa ulir dan bagian berulir dapat dianggap sebagai pegas susunan seri, lihat gambar 8.14. Untuk jenis baut tertentu mungkin terdapat beberapa jenisukuran diameter. Recall defleksi batang yang mendapat beban uniaksial, maka kekakuan baut dapat dituliskan menjadi :

 =  =  .  =   

39

Gambar 2.26 Konstruksi Sambungan baut

dimana At adalah tensile stress area baut, dan A b adalah luas penampang bagian yang tidak berulir. berulir. Kekakuan komponen yang disambung juga merupakan susunan seri. Kekakuan totalnya adalah :

      . . dimana L1 dan L2 adalah masingmasing-masing tebal komponen yang disambung, A m luas efektif material yang di

cekam. Khusus Khusus jika material komponen komponen yang

dicekam sama maka :

 = . Menentukan nilai kekakuan sambungan jauh lebih sulit dan kompleks dibandingkan dengan kekakuan baut. Kesulitan terutama terletak pada penentuan luasefektif

pencekaman,

Am.

Pendekatan

umumnya

dilakukan

untuk

menyederhanakan analisis. Berdasarkan analisis numerik dengan metoda elemen hingga diketahui bahwa distribusi tegangan pencekaman padakomponen yang signitfikan terjadi pada daerah berbentuk frusta cone.

40

2.5 Sket Gear Box 2.5.1 Gambar Sket Gear Box

input

output

Gambar 2.27 sket gear box

2.5.2 Tingkat Kecepatan 1 (n) = 5315 rpm

Gambar 2.28 tingkat kecepatan 1

Pada tingkat kecepatan 1 (n1) roda gigi 1 dan 2 saling berhubungan sehingga terjadi tingkat kecepatan 1 (n1) = 5315 rpm

41

2.5.3 Tingkat Kecepatan 2 (n) = 3053 rpm



2.5.4 Tingkat Kecepatan 3 (n3) = 1655 rpm



42

2.5.5 Tingkat Kecepatan Revers (nr) = 5068 rpm

Gambar 2.31 tingkat kecepatan revers (nr)

Pada tingkat kecepatan revers (nr) roda gigi 7,8 dan 9 saling berhubungan , karena adanya roda gigi rivers maka putarannya searah dengan putaran pinion. sehingga terjadi tingkat kecepatan revers (nr) = 5068 rpm

43

BAB III PERENCANAAN KOMPONEN

3.1

Perencanaan Poros

Gambar 3.1. Poros Bahan yang digunakan dalam perencanaan poros pada perancangan ini adalah batang baja yang difnis dingin dengan kode S55C -D, dengan kekuatan tarik 72 kg/mm². Bahan jenis ini dipilih karena memiliki nilai kekuatan tarik tarik cukup tinggi, sehingga sangat memungkinkan untuk digunakan pada kenderaan berat seperti truk. Sementara datadata-data yang ada adalah :  Daya transmisi P = 125 PS.  Putaran N = 2900 rpm.

Faktor koreksi dan factor keamanan adalah sebagai berikut :  Faktor koreksi daya ( f ( f c ) = 1.2 (tabel 1.6, Sularso)  Faktor koreksi momen punter ( kt ) = 1.5  Faktor koreksi lenturan ( kb ) = 1.3  Faktor keamanan tegangan ( sf ) = 1.6 Karena daya da ya dalam satuan PS maka untuk mendapatkan daya dalam kW, kW, dikalikan 0,76 sebagai berikut : 125 PS . 0,76 kW/PS = 95 kW Daya rencana rencana ( Pd ) Pd

= fc.P( kW ) = 1,3 . 95 (kW) = 123,5 kW.

Momen puntir rencana rencana ( T )

 = ,, . . ⁵ ⁵  123,5 = 9,74.10⁵0⁵ 2900 44

123,5 = 9,74.10 × 2900 = 41478,97 97 . .  Tegangan geser yang diizinkan ( τ g )

 /² = 6 /² τg= 

τg=

.₂

Tegangan puntir yang diizinkan (τ p ) τp = 0,7 . τ a = 0,7 . 6 kg mm² = 4,2 Kg / mm² Diameter Poros Poros ( Ds )

= * , ..¹̸ ³ 5,1 1,5 × 1,3 × 41 = [6/² 4147 478,8,97 97  ]] ¹̸¹̸³ = √ 68751, 68751,39 = 40,97 

ds

3.1.1 Koreksi Perencanaan poros

1). Tegangan geser yang terjadi (τ )

,. ³ ,×., kg = ,³

τ =

= 3,08 kg/mm²

3.08 kg/mm² < 5 kg/mm² ) Jadi τ < τ a ( 3.08 2). Tegangan Tegangan puntir yang terjadi (τ p ) τp = =

 , W p adalah momen / perlawanan =   ³ .,  ,/×, ³ 45

= 0,012 kg/mm²

Jadi τ p < τ pi ( 0,012 kg/mm² < 3,5 kg/mm² kg/mm² ) Dengan demikian poros aman terhadap tegangan geser dan tegangan puntir.

3.2 Perencanaan Plat Gesek

Gambar 3.2 Plat Gesek

Dari perencanaan plat gesek ini ditetapkan spesifikasi sebagai berikut : 

Tekanan ratarata-rata pada bidang gesek gesek ( p ) = 0,012 Kg/mm² Kg/mm²



Koefisien gesek plat kering ( µ ) = 0,35 (tabel 3.1 Sularso)



Perbandingan geser plat gesek ;

 = 0,8 atau D1 = 0,8D2.  Dari data diatas dapat ditentukan : 1). Gaya tekanan pada bidang gesek ( F ) :

F

 2 − 1 ×   , 1−0,82²×0,012/² =  =

0,7851−0,642²×0,012/² = 0,00852²/² =

2). Jari – jari rata – rata plat gesek ( r m )

rm = 12 4 = 10,8 4 2 = 0,452 .

3). Momen gesek pada permukaan plat gesek ( Mg )

46

Mg

= µ . F . rm.

= 0,35×0,00852²×0,45D2 = 1,34 × 10¯2 Besarnya momen gesek yang bekerja pada plat gesek sama dengan besarnya momen puntir yang bekerja bekerja pada poros kopling, yaitu : 41478,97Kgmm, 41478,97Kgmm, maka : T

= µ . F . rm

41478,97

= 1,34 x 10ˉ³D2³

D2

=

  ,,  x ¯³



= 313,98 mm Maka, dari rumus diatas didapatkan : D1

= 0,8.D2 = 0,8 x 313,98

= 251,18 mm

4). Lebar permukaan plat gesek ( b )

B

;  ,;, =  =

= 31,4 mm

5). Jadi, besarnya gaya gesekan ( F ) adalah

F

0,00852²/² = 0,0085×313,98²/² = 837,96 /² =

6). Jari – jari rata – rata

r m

=

0,452

= 0,45 x 313,98 mm = 141,29 mm

7). Untuk momen gesekan ( Mg ) 47

Mg

1,34×10¯2 = 1,34×10¯ ×313,98³ =

= 41477,33 kg.mm

8). Luas permukaan plat gesek ( A ) A

= 2π . rm . b =

2×3,14×141,29×31,4

= 2786,13 mm²

9). Umur plat gesek Nml

³ ×  = ,×.¯⁷

=

= 841022,68

= 841023 hubungan.

Jika kopling dianggap bekerja 8 jam / hari dan frekuensi penghubung adalah 8 hubung / menit, hubungan yang terjadi adalah : 8 x 60 x 8 = 3840 hub/hari, dan apabila kopling bekerja selama 250 hari dalam satu tahun akan terjadi sejumlah 3840 x 250 = 960000 hubungan / tahun. Dengan demikian usia plat kopling adalah : Nml

=

 

= 0,9 tahun.

3.3 Perencanaan Spline dan Naft

3.3.1

Perencanaan Spline

Gambar 3.3 Spline

48

Bahan spline sama dengan bahan poros yaitu batang baja definis din gin dengan kode S55CS55C -D dengan kekuatan tarik 72 kg/mm², Jadi : 1). Lebar gigi spline ( L ) L

 ,×, = 

=

= 64,36 mm 2). Diameter Maximal ( D ) D

 , , = , =

= 50,58mm 3). Tinggi Tinggi spline ( h ) h

;ds  ,;, =  = 4,81 mm =

4). JariJari- jari jari ratarata-rata spline rs

:  ,:, =  =

= 22,89 mm 5). Gaya yang bekerja pada spline ( Ft ) Fts

=

=

 ; dimana 

T=

41478,9 414 78,977 . . 

, . , 

= 1812 kg

49

6). Lebar spline ( b ) b

=

 .

 .₂  /² = ×

;

dimana τ g

=

= 6 kg/mm²

b

=

s f ₁

= 6

s f ₂ ₂

=2

1812 

 /²×,

= 4,69 mm

7). Jumlah spline atau jumlah pasak ( Z ) Z

.  ×,×., = ,

=

= 31 buah.

8). Gaya yang bekerja pasa setiap spline ( Fts ). Fts

   =  = 58,45 kg =

50

3.3.2

Naft.

Gambar 3.4 Naft

Jumlah Naft sama dengan jumlah Spline ( Z ) buah dengan menganggap Jari - jari jari pada naft sama dengan spline. Data Naft didapatkan :  Jumlah Naft ( Zn ) = 31 buah.  JariJari- jari jari Naft ( rn ) = 22,89 mm.  Lebar Naft = 4,69 mm.  Tinggi Tinggi Naft ( hn ) = 4,81 mm.  Gaya tangensial satu Naft ( Ftsn )= 58,45 kg.

1). Panjang naft dapar diperoleh dari pers. berikut : Ln

= 1,4 ds = 1,4 x 40,97 = 57,36 mm Didalam perencanaan ini kita ambil bahan naft sama dengan bahan poros yaitu batang baja difinis dingin ( S45CS45C -D ) dengan kekuatan tarik 60 Kg/mm². τg

 .₂  /² = ×× =

= 6 kg.

2). Gaya yang bekerja pada naft Fn

 .   = ,×, =

= 6,74 kg/mm²

51

3.4 Perencanaan Pegas 3.4.1

Perencanaan Perencanaan Pegas Kejut



Pegas dalam keadaan bebas.



Pegas dalam keadaan dibebani.

Direncanakan jarak pegas kejut ke sumbu poros ( r ) = 50 mm.

1). Gaya yang bekerja pada pegas kejut adalah gaya keling ( F ) F

= =

 

41478,97 .

 

= 829,58 kg

2). Gaya untuk satu pegas ( Fa ) Fa

  ,  = 

=

= 207,40 kg 3). Faktor Tegangan ( K ) K

;  , ; 

=

= 1,19 + 0,123 = 1,3

4). Diameter kawat ( d )

d

 ...  ×,×,× =   /×, =

52

=

  , ,

= 5,47 mm.

5). Diameter pegas ( d ) D

= C . d

× 5,47

=5

= 27,35 mm 6). Lendutan Lendutan yang terjadi ( δ ).





. .  .  = .

δ = Defleksi pegas n = Jumlah lilitan yang aktif D = diameter pegas = 27 mm d = diameter kawat = 5,47 mm G = Modulus geser ( 8000 Kg/mm² )

., ×× = ,×/² , = , = 18,24 mm

7). Panjang pegas sebelum dibebani ( Lo ) Lo

= p.n + 2.d = nd + δ

max.

+ (n(n-1) . 0,1

×5,4718,244−1×0,1

=4

= 40,42 mm 8). Kisar ( K ) K

 ; 40,42 = 4−1

=

53

= 13,47 mm 8). Panjang pegas setelah dibebani Li

= Lo - δ = ( 40,42 – 18,24) mm = 22,18 mm

9). Tegangan geser pegas ( δ g ) τ g

= =

 /

829,58  

,×,

= 35,32 kg/mm 10). Tegangan Tegangan puntir pegas (τ p) τp

.. ³ ×829,58×27 = ,×,³ =

=348,67 kg/mm²

11). Tegangan total ( δ tot. ) τ tot

3.4.2

= τ g+ τp = (35,32 + 348,67 )kg/mm² = 383,99 kg/mm²

Pegas Diafragma

54

Gambar 3.6 Pegas Pegas Diafragma

Di asumsikan :  Panjang pegas ( L ) = 65 mm.  Tebal Pegas ( h ) = 3,5 mm  Lebar lengan penampang melintang ( b ) = 35 mm  Lebar penampang melintang depan ( bo ) = 8 mm  Jumlah bagian diafragma = 15 buah. Besarnya gaya yang bekerja pada seluruh pegas diafragma sehingga terjadi defleksi, maka : 1). Gaya yang bekerja ( Fi ) Fi = diizinkan.

Fi

..², Dimana .

τa

= Tegangan dinamis pegas yang

τa

= 0,75 τ o = 0,75 x 200N/mm = 150 N/mm

 ××,    = × = 164,90 Newton

2). besarnya kemampuan pegas keseluruhan ( F ) F

= F ₁ . Z = 164,90N 15 = 2473,5 Newton

×

3). Pemindahan dalam pegas ( f ) f =

...³ ..³

dimana

q = q1 q1 / q2. ho = h = 3,5 mm bo = b = 8 / 35 mm = 0,2 mm. E = 15000 kgm.

55

f

=

×,×,×³ ××,³

= 9,66 mm 4). Kemiringan ( α ) Tg. α

α

 .  .   = ..³  ,  ××,  × = ××,³

= 13,55°.

3.5 Perancanaan Perancanaan Roda Gigi Diketahui data-data sebagai berikut :

- Daya putaran motor (N input)

= 125 PS

- Putaran input (N input)

= 5315 rpm

- Putaran output (N1)

= 3053 rpm


= 1655 rpm


= 1000 rpm

- Putaran output (Nreves)

= 5068 rpm

Asumsi

- C (JARAK POROS)

=

127 mm

- Sudut tekan ( θ )

=

25°

- Diameterial Diameterial pitch

=

153 mm

3.5.1 Perhitungan roda gigi 1 dan 2

56

Data Data-data sebagai berikut : Daya Motor

: 125 PS = 122.5 HP

Putaran Input

: 5315 Rpm

Putran Output

: 3053 Rpm

Asumsi

:

Sudut kontak

: 25o

Jarak Poros

: 127 mm

Diameter Pitch

: 153 mm

a. Perbandingan Kecepatan

 =  =  = 1.7 =     

r V

=

d2

= 1.7 x d1

C

=

d 1



d 2

2

127 mm =

d:.d = .d  

254 mm = 2.7 d 1  d1 = 94 mm d2

= 1.7 x 94 = 160 mm

b. Kecepatan Pitch Line

VP1

=

..  57

= VP2

= =

.×× = 130731.28 mm/min  .. =  .×× = 222521.33 mm/min 

c. Torsi yang terjadi

  . 63000 ×  . 63000 × 

T = 63000 T1 = T2 =

= 1452 l bin =2527.84 l bin

d. Gaya yang terjadi - Gaya tangensial

Ft1

= =

Ft2

= =

-

.  .× = 30.92 l bin . .  .× = 18.17 l bin (arahnya berlawanan) .

Gaya normal Fn1

=

Fn2

=

 = . = 34.11 l b   cos Ft 2 Cos 

=

. = 20.05 l b (arahnya berlawanan) berlawanan) cos

- Gaya radial Fr 1 = Fn1 . sin  = 34.11 x sin 25° = 14.42 l b Fr 2 = Fn₂ . sin  = 20.05 x sin 25° = 8.47 l b (arahnya berlawanan) berlawanan)

- Gaya Dinamis Untuk 0< Vp <2000 Fd =

: .₁  58

:. ×30.92 = 6767.94l 6767.94l b 

=

3.5.2

Perhitungan roda gigi 3 dan 4


: 125 PS = 122.5 HP

Putaran Input

: 5315 Rpm

Putran Output

: 1655 Rpm

Asumsi

:

Sudut kontak

: 25o

Jarak Poros

: 127 mm

Diameter Pitch

: 153 mm


 =  =  = 3.2 =     

r V

=

d2

= 3.2 x d1

C

=

d 1

127 mm =



d 2

2

d:.d = .d   59

254 mm = 4.2 d 1  d1 = 60.48 mm d2

= 3.2 x 60.48 = 193.5 mm


..  .×.× = 84113.06 mm/min =  .. = =  .×.× = 269111.74 mm/min = 

VP1

=

VP2


  . 63000 ×  . 63000 × 

T = 63000 T1 = T2 =

= 1452 l bin = 4663 l bin


Ft1

= =

Ft2

= =

-

.  .× 84113.06

= 48 l bin

.  .× = 15 l bin 269111.74

(arahnya berlawanan)

Gaya normal Fn1

=

Fn2

=

 =  = 52.96 l b   cos Ft 2 Cos 

=

 = 16.55 l b (arahnya berlawanan) berlawanan) cos

- Gaya radial Fr 1 = Fn1 . sin  = 52.96 x sin 25° 25° = 22.38 l b

60

Fr 2 = Fn₂ . sin  = 16.55x sin 25° = 6.99 l b (arahnya berlawanan) berlawanan)

- Gaya Dinamis Untuk 0< Vp <2000

: .₁  :84113.06 × 48= 6777 l b 

Fd = =

3.5.3 Perhitungan roda gigi 5 dan 6


: 125 PS = 122.5 HP

Putaran Input

: 5315 Rpm

Putran Output

: 1000 Rpm

Asumsi

:

Sudut kontak

: 25o

Jarak Poros

: 127 mm

Diameter Pitch

: 153 mm


 =  =  = 5.3 =     

r V

=

d2

= 5.3 x d1

61

C

=

d 1



d 2

2

127 mm =

d:.d = .d  

254 mm = 6.3 d 1  d1 = 40.32 mm d2

= 5.3 x 40.32 = 213.7 mm


VP1

= =

VP2

.. 

.×.× = 56075.38 mm/min 

= = =

.. 

.×. × = 297205 mm/min 


  . 63000 ×  . 63000 × 

T = 63000 T1 = T2 =

= 1452 l bin = 7717.5 l bin


Ft1

= =

Ft2

= =

-

.  .× 56075.38

= 72 l bin

.  .× = 13.6 l bin 297205

(arahnya berlawanan)

Gaya normal Fn1

=

Fn2

=

 =  = 79.44 l b   cos Ft 2 Cos 

=

. = 15 l b (arahnya berlawanan) berlawanan) cos 62

- Gaya radial Fr 1 = Fn1 . sin  = 79.44 x sin 25° = 33.57 33.57l l b Fr 2 = Fn₂ . sin  = 15x sin 25° = 6.33 l b (arahnya berlawanan) berlawanan)

- Gaya Dinamis Untuk 0< Vp <2000

: .₁  :56075.38 × 72= 6801 l b 

Fd = =

63

BAB IV PERENCANAAN KOMPONEN PENDUKUNG 4.1 Perancangan Perancangan

Paku Keling

Gambar 4.1 Paku Keling

Pada kopling terdapat tiga macam ukuran paku keeling yang menyatukan elemenelemen-elemen dari plat gesek dengan posisi dan ukuran yang berbeda, paku keling tersebut adalah : 4.1.1

Paku Keling A  Jumlah paku keling : 32 buah paku : 9 mm.  Diameter paku  Jarak paku ke sumbu poros : 114 mm.

4.1.2

Paku Keling B  Jumlah paku keling : 16 buah  Diameter paku : 8,5mm.  Jarak paku ke sumbu poros : 106 mm.

4.1.3

Paku Keling C  Jumlah paku keling : 4 buah  Diameter paku : 11,75 mm.  Jarak paku ke sumbu poros : 96 mm.

4.2 Perhitungan Paku keling 4.2.1

Paku Keling A

Bahan direncanakan St 37, dengan kekuatan tarik 37 kg/mm² dengan factor keamanan ( sf ) = 5. 1). Gaya Yang Yang Bekerja Pada Paku Kelig ( F ) F

  ,kg. =  =

64

= 364 kg = 3570 Newton

2). Gaya Yang Bekerja Pada Tiap Paku ( Fs ) F

    =  =

= 111,56 N

3). Tegangan Tarik Izin ( τ t ) τt

   /² =  =

= 7,4 kg/mm²

4). Tegangan Tegangan Geser Izin ( τ g ) τg

= 0,8 . τ t = 0,8 x 7,4 = 5,92 kg/mm²

5). Diameter Paku Keling A τg

d

 , dimana A   =  ² . = . × =  ,×, =

=

 ² 

= 8,85 mm

65

4.2.2

Paku Keling B

Bahan direncanakan St 37, dengan kekuatan tarik 37 kg/mm² dengan factor keamanan ( sf ) = 5. 1). Gaya Yang Yang Bekerja Pada Paku Kelig ( F ) F

  ,kg/² =   =

= 391 kg = 3835,71 Newton


  ,  =  =

= 239.73 N = 24.44kg 3). Tegangan Tarik Izin ( τ t ) τt

   /² =  =

= 7,4 kg/mm²


= 0,8 . τ t = 0,8 x 7,4 = 5,92 kg/mm²

5). Diameter Paku Keling B τg

=

 , dimana 

A

=

 ²  66

=

d



² 

 ..  ,× ×,

=

=

= 9,17 mm

6). Pemeriksaan terhadap Tegangan Tegangan Geser yang terjadi τq

   =  ²   = , ² =

= 0,18 kg/mm²

Berdasarkan perhitingan diatas, maka τ q ≤ τ t( 0,18 kg / mm² ≤ 7,4 kgmm²). kgmm²).

4.2.3

Paku Keling C

Bahan direncanakan S35CS35C -D, dengan σ1 = 53 kg/mm² dengan factor keamanan ( sf ) = 5. 1). Gaya Yang Yang Bekerja Pada Paku Kelig ( F ) F

  ,kg/² =   =

= 432 kg = 4237,92 Newton


=

 

67

=

,  

= 1059,48 N = 108 kg = 108 kg 3). Tegangan Tarik Izin ( τ t )

   /² = 

τt

=

= 10,6 kg/mm²


= 0,8 . τ t = 0,8 x 10,6 = 8,48 kg/mm²

5). Diameter Paku Keling C

 ..  ,× ×,

d

=

=

= 8,06 mm

4.2.4

Menghitung Sambungan Baut pada Clutch Cover

Baut penutup kopling atau clutch cover ada 9 buah, baut ukurannya M 14 Diket : N

= 9 buah

E baja pada baut = 210 Gpa E baja pada bahan = 30 x 10 6 Psi S p

= 600 Mpa

Ditanya : Kekuatan Baut (Kb) Kekuatan Sambungan (Km) Konstanta (C)

68

Gaya Awal (Fi) Factor Safety (Fs) 4.2.4.1 Menghitung Kekuatan Baut ( Kb) :

 =  Karena permukaan silindris maka:

   = 

.3010/    3, 1 4. 4. 14 14 = 4  25  .3010/    3, 1 4. 0, 5 51 = 4  0,984 

./  ,    = .  Kb = , / 4.2.4.2 Menghitung Kekuatan Sambungan ( km) :

 =   ...+.+.

(Elemen Mesin I Wirat ITB)

/   0,551 0. 5 77  3010  = 0.577 0,984 84  0.5 0,551 51) (5 2 ln 0.577 0,984  2.5 0,551 / .0,551   0, 5 57. 57. 3, 1 4 4 .3010  = 2ln2,169  = 1,29975973 548532464 km= 19357665,21 lb/in

69

4.2.4.3

Menghitung Konstanta (C) :

 =    (Elemen Mesin I Wirat ITB) 461 /  = 7271341,47271341, 61/ 61/19357665, 19357665,21 / / 461 /  = 7271341, 26629006,67 /  = , ,  4.2.4.4 Menghitung Gaya Awal (Fi) :

Pada table 8.1 buku Pak Wiraf dimensi ulir berdasarkan iso jika d mayor =14 maka A = 115.44 mm 2. Pada table 8.5 buku Pak Wiraf spesifikasi baut baja menurut iso metric property class 4.6 maka Sp = 225 225 N/mm2.

 = 0.75    = 0.75 115.44 225 ⁄)  = .  Untuk mendapatkan F (gaya) diambil dari harga torsi yang direncanakan T design = 2747.8689 N.m dan r = 0.13 m jarak antara pusat baut dengan titik sumbu poros kopling.

 =   2747,86 7,8689 89 . .   =  = 274 0.13  = , ,   Faktor Safety (Fs) :

 =  ;    (Elemen Mesin I Wirat ITB)   115,44  − 19473,75  225  =  0.997 21136,9 923 25  = 6500, 2341,50 Fs = 2.776

70

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan

Dari hasil perhitungan dalam perancangan Kopling dan Roda gigi pada ELF NKR 71 HD 125PS 125PS . Hasil Analisa Data : 1. Daya maksimal

: 125PS (95 kW)

2. Daya

: 123,5 kW

3. Momen puntir (Mp)

: 41478,97 kg.mm



4. Tegangan geser izin ( g)



5. Tegangan puntir izin ( p)







: 6 kg/mm² : 3.5 kg/mm²

Poros

Bahan

: S55CS55C-D

Diameter

: 40.97 mm

Tegangan geser yang terjadi te rjadi

: 3,08 kg/mm²

Tegangan puntir yang terjadi

: 0.012 kg/mm²

Plat Gesek

Diameter dalam

: 251,18 mm

Diameter luar

: 313,18 mm

Gaya tekanan bidang gesek

: 837,96 kg/mm²

Jari ratarata-rata plat gesek

: 141,29 mm

Momen gesek (Mg)

: 41477,33 kg.mm

Lebar permukaan plat gesek

: 31,4 mm

Luas permukaan plat gesek

: 2786,13 mm²

Gaya gesekan ( F )

: 837,96 kg/mm²

Umur plat

: 1 tahun

Spline

Bahan

: S55CS55C-D

Lebar gigi spline

: 64,36 mm

71





Diameter maksimal

: 50,58 mm

Tinggi spline

: 4,81 mm

Jari ratarata-rata spline

: 22,89 mm

Gaya yang bekerja

: 1812 kg

Lebar spline

: 4,69 mm

Jumlah gigi spline

: 31 buah

Gaya yang bekerja tiap spline

: 58,45 kg

Naft

Panjang naft

: 57,36 mm

Gaya yang bekerja pada naft

: 6,74 kg

Pegas kejut

Bahan

: SUP 4

Gaya yang bekerja pada pegas

: 829.58 kg

Gaya yang bekerja masingmasing -masing

: 207.40 kg/mm²

Faktor tegangan ( K )

: 1.3

Diameter pegas

: 27.35 mm

Diameter

: 5.47 mm

Defleksi pegas

: 18.24 mm

Panjang pegas (normal)

: 40.42 mm

Panjang pegas (dibebani)

: 22.18 mm

) Tegangan puntir pegas ( ) Tegangan total (  . ) Tegangan geser pegas (

tot



: 35.32 kg/mm² : 348.67 kg/mm² : 383.99 kg/mm²

Pegas diafragma

Tegangan dinamis

: 150 N/mm

Gaya seluruhnya

: 2473.5 N

Pemindahan pegas

: 9.66 mm

Kemiringan

: 13.55°

72



Paku keling A

Jumlah paku keling

: 32 buah

Diameter paku keling

: 9 mm

Jarak paku ke poros

: 114 mm

Gaya yang bekerja pada paku

: 364 kg

Gaya yang bekerja tiap paku

: 11.37 kg





Tegangan tarik izin ( t)

: 7.4 kg/mm²

Tegangan geser izin

: 5.92 kg/mm²

Paku keling B

Jumlah paku keling

: 16 buah


: 8.5 mm

Jarak paku ke poros

: 106 mm


: 391 kg


: 24.44 kg






: 7.4 kg/mm²

Tegangan geser izin

: 5.92 kg/mm²

Paku keling C

Jumlah paku keling

: 4 buah


: 11.75 mm

Jarak paku ke poros

: 96 mm


: 432 kg


: 108 kg




: 10.6 kg/mm²

Tegangan geser izin

: 8.48 kg/mm²

Pada dasarnya data yang diperoleh dan hasil survey dengan data yang diperoleh dan perencanaan perencanaan tidaklah jauh berbeda toleransinya, hal ini disebabkan oleh beberapa factor yang mempengaruhi yakni: 1. Faktor koreksi momen puntir

73

2. Faktor koreksi daya 3. Faktor Koreksi Lenturan 4. Faktor keamanan tegangan gesek 5. Tegangan tarik 6. Tegangan gesek 7. Jenis bahan yang digunakan juga sangat mempengaruhi hasil perancangan. Perencanaan dianggap aman apabila memperhatikan beberapa faktor diatas dengan kata lain dalam perencanaan tidak boleh melebihi variabel dan ketentuan yang ada. Selain itu kekerasan bahan sangat mempengaruhi kerja dari rancangan, semakin lunak bahan yang dipilih maka semakin besar ukurannya. Dalam hal ini penulis hanya melakukan perancangan jadi tidak mengolah atau mendesain bentuk dari kopling, tapi yang paling penting dalam perancangan ini adalah tidak ti dak boleh melebihi dari variabel varia bel yang diizinkan sehingga kopling dianggap aman a man dan bisa berkeja dengan baik sebagi mana mestinya.

5.2 Saran

Adapun tujuan dari saransaran -saran ini adalah agar penyusun rancangan kopling lebih sempurna lagi hendaknya. Adapun hal -hal yang mungkin perlu diperhatikan adalah: 1. Dalam penyusunan perancangan kopling ini hendaknya dilengkapi dengan datadata -data yang kita rancang. 2. Dalam menetapkan faktor keaman seorang perancang harus teliti mengamsumsikan kondisi kopling yang akan dioperasikan. 3. Pemakaian

bahan

dalam

perancangan

hendaknya

sesuai

dengan

kondisi yang ada.

Untuk memudahkan penyusunan rancangan kopling ini, hendaknya dipakai buku

pegangan

yang

praktis

dan

sesuai

dengan

tujuan

perancangan.

74

DAFTAR PUSTAKA

Sularso MSME, Kiyokatsu Suga (2008). Desain (2008). Desain Of Machine Elements. Jakarta: PT. PT. Kresna Prima Persada. Wirat ITB. Elemen ITB. Elemen Mesin 1. M. F. Spoots. Desain Spoots. Desain Of Machine Elements, Elements, third edition. PrenticePrentice -Hall, INC. http://www.docstoc.com/login/?ref=header -reg&pt=92®ister=1&ft=19 (25 desember 2012)

75

Desain Elemen Mesin Isuzu ELF NHR 71 HD 125PS

Recommend Documents