BAB VII KOPLING Kopling Poros Ukuran Ukuran terpanjang terpanjang poros pada alat transportasi transportasi adalah 7 m agar didapatkan didapatkan poros yang lebih panjang maka poros dapat disambungkan dengan bantuan kopling. Penggunaan kopling pada mesin adalah: 1. Untuk menyam menyambung bungkan kan poros poros dari beberapa beberapa unit yang yang dibuat secara secara terpisah terpisah seperti motor dan generator 2. Member Memberika ikan n pleksib pleksibili ilitas tas mesi mesin n 3. Mengurang Mengurangii beban beban kejutan kejutan pada pada transmis transmisii antar poros 4. Melindung Melindungii mesin mesin dari dari pembe pembebanan banan berlebihan berlebihan.. 5. Merubah Merubah karak karakter ter getaran getaran unit yang berputar. berputar. Syarat-syarat Kopling : 1. Mudah Mudah memasa memasang ng dan melep melepask askann annya ya 2. Dapat mentransm mentransmisikan isikan daya dengan dengan penuh 3. Dapat menyanga menyanga poros poros dengan dengan posis posisii yang yang tepat tepat 4. Tidak Tidak ada ada bagi bagian an yang yang meno menonjo njoll A. Jenis-jenis Kopling 1. Koplin Kopling g Kaku Kaku Kopl Koplin ing g kaku kaku digu diguna naka kan n untu untuk k meny menyam ambu bung ngka kan n dua dua poro poros s yang yang seja sejajar jar,, beberapa tipe kopling kaku : a. Kopling Kopling sleev sleeve e (lengan) (lengan) atau kopling kopling sarung sarung b. Kopl Koplin ing g komp kompre resi si c. Kopl Koplin ing g fle flens ns 2. Kopling Kopling Fleksibel Fleksibel Kopling Kopling fleksibel fleksibel digunakan digunakan untuk menghubun menghubungkan gkan sambungan sambungan angular dan lateral. Beberapa macam kopling fleksibel: a. Kopl Koplin ing g tipe tipe bush bushed ed pin pin b. Kopl Koplin ing g univ univer ersa sall c. Kopl Koplin ing g oldh oldham am B. Kopling Sleeve atau Kopling Muff Kopl Koplin ing g slee sleeve ve atau atau kopl koplin ing g muff muff adal adalah ah jenis jenis kopl koplin ing g kaku kaku yang yang palin paling g sederhana, dibuat dari baja cor. Pada kopling ini adalah silinder berlubang dengan ukur ukuran an diam iameter ter dalam alam sama ama deng engan ukura kuran n poros. ros. Kedua edua ujung jung poros oros disambungkan kedalam kopling ini dengan bantuan pasak kepala gib, seperti pada gambar dibawah. Gaya yang ditransmisikan oleh kopling ini dilakukan oleh sleeve dan pasak. Oleh karena itu seluruh bagian harus kuat menahan beban puntiran. Ukuran proposional kopling sleeve baja cor adalah diameter terluar adalah D = 2d +13 mm panjang sleeve adalah L = 3,5 d , d adalah diameter poros
233
Kopling
234
234
Gambar 7.1 Prosedur yang harus ditaati dalam perancangan kopling sleeve (1) Kopling didesain didesain berdasarkan berdasarkan ukuran ujung poros T = Torsi yang ditransmisikan Fs1 = Tegangan Tegangan geser ijin bahan besi cor. Angka yang aman untuk tegangan tegangan 2 geser besi cor adalah 140 Kg/cm Torsi yang ditransmisikan poros adalah T =
π
16
D 4 − d 4 D
f s1
T =
π
16
f s1 D 3 (1 − k 4 )
k =
d
D
(2) Desain Desain untuk pasak kopling sama dengan dengan pada artike13.8 artike13.8 pada (kurmi (kurmi dan gupta). Keterbalan dan lebar pasak kopling disediakan oleh persamaan. Panjang kopling setidaknya sama dengan panjang sleeve. Pasak kopling biasa dibuat dalam dua bagian, panjang setiap pasak pada setiap poros l =
L
3,5d
=
2
2
Pemeriksaan dengan perhitungan tegangan geser T = lxwxf s x
d 2
Contoh 7.1 Desainlah sebuah muff kopling untuk menghubungkan dua buah poros yang mentransmisiskan daya 50 hp pada 120 rpm. Tegangan geser ijin bahan mild steel 300kg/cm2 dengan teganagan tarik 800kg/cm 2. Muff terbuat dari bahan dengan tegangan geser ijin 150 kg/mm2. Asumsi torsi maksimum adalah 25% dari torsi utama. Diketahui: P = 50 hp N = 120 rpm Fs = 300 kg/cm2 Fc = 800 kg/cm2 Fsl = 150 kg/cm2 Jawab : T mean T max
=
a.
=
=
500 x 4500
x120 2π 1,25 x 298
=
=
298 kgm
372 ,5kgm
Desain poros T max
=
d = 3
D
π
16
f s d 3
16T max f s π
b. L
Px Px 4500 N 2π 1,25 T mean
=
=3
16 x37250
= 8,58 cm ≈ 9 cm
x300 π
Desain sleeve = =
2d +1.3 cm
3,5d
=
=
3,5 x9
2 x9 +1,3
=
19 ,5 cm
≈
31 ,5 cm
Pengecekan tegangan geser pada muff
D 4 − d 4 T = f sl 16 D π
f sl
=
c.
Elemen Mesin
16 Td
(
π D
4
− d ) 4
=
16 x37250 x19 ,5
(
π 19 ,5
Desain pasak
4
−9 ) 4
= 26 ,8kg / cm 2
Kopling
235
235
Dari tabel 13.1 (Machine Design, Khurmi & Gupta), lebar dan ketebalan pasak untuk poros dengan diameter 90 mm, w = 28 mm, t = 16 mm Panjang pasak pada setiap poros l =
L 2
=
31,3 2
= 15,75 cm
Pengujian tegangan geser pada pasak T mak f s
=
= l .w. f s 2T max l .w.d
d 2
=
2 x37250 15 ,75 x 2,8 x9
= 187 ,7
kg / cm 2
Pengujian berdasarkan patahan pada pasak T max f s
=
= l
t
xf xf c x
2 4T mak
l .t .d
=
d 2 4 x37250
15 ,75 x1,6 x9
= 657 kg / cm 2
C. Kopling Kopling Kompresi Kompresi atau Clamp Kopling ini diketahui sebagai bagian dari muff kopling, muff dibuat yang terdiri dari dua bagian bagian seperti seperti pada gambar. gambar. Setengah Setengah bagaian muff terbuat dari besi cor. Ujung Ujung poros poros dibuat dibuat terbat terbatasi asi oleh oleh masin masing-m g-masi asing ng pasak. pasak. seten setengah gah bagian bagian muff muff dipasang secara tepat dari bawah dan setengah bagian yang lainnya ditempatkan diatas.
Gambar 7.2 Kedua bagian dipasangkan bersamaan dengan pin mild steel atau baut. Jumlah baut baut yang yang dipa dipasa sang ngka kan n dua dua empa empatt atau atau enam enam buah buah.. Baut Baut yang yang dipa dipasa sang ngka kan n menc mencap apai ai muff muff yang yang dice diceta tak. k. kopl koplin ing g jenis jenis ini ini adal adalah ah dapa dapatt digu diguna naka kan n pada pada pembebanan yang kerat pada kecepatan putaran yang moderat. Keunggulan dari jenis kopling ini adalah penempatan posisi poros tidak perlu diubah pada perakitan mesin. Perhitungan secara proposional kopling ini adalah D = 2d+13mm, diamana L = 3,5 d Pada clamp atau kopling kompresi, daya yang ditransmisikan poros dihasilkan oleh pasak dan gesekan antara muff dan poros.
1. Desa Desain in muf mufff dan dan pas pasak ak Muff dan pasak didesain seperti pada kopling muff 2. Desa Desain in bau bautt clam clampi ping ng T = torsi yang ditransmisikan d = diameter poros db = diameter efektif baut n = jumlah baut f t = tegangan geser ijin bahan baut µ = koefisien gesek antara muff dengan poros Elemen Mesin
Kopling
236
236
L = panjang muff Gaya yang dipikul untuk setiap baut =
π
4
2
d b xf t
Gaya setiap baut pada kedua sisi =
π
4
2
d b xf xf t
n 2
Tekanan pada poros dan permukaan muff selama pembebanan π
P =
gaya luas
=
4
2
d b xf t x 1 2
n 2
L.d
Gaya gesek diantara poros dan muff F
=
µ xtekananxl
uas
π
1
2
d b f t
n
2 1 π dL F = µ P π dL = µ 4 1 2 2 Ld 2
= µ
π
2
8
d b f t n
Puntiran yang dapat ditransmisikan oleh kopling T = F Χ
d 2
=
2
π
16
µ d b
2
f t n d
Contoh 7.2 Desainlah sebuah sebuah kopling clamp yang yang mentransmisiskan mentransmisiskan daya 40 HP pada 100 rpm. Tegangan geser ijin untuk bahan pors dan pasak adalah 400 kg/cm2 jumlah baut yang menghubungkan kedua bagian adalah 6 buah. Tegangan tarik ijin untuk bahan baut adalah 700 kg/cm2. Koefisien gesek antara muff dan permukaan poros adalah 0,3 Diketahui: P = 40 HP N = 100 rpm f s = 400 kg/cm2 n=6 f t = 700 kg/cm2 µ = 0,3 Jawab: T =
Px Px 4500 2π n
=
40 x 4500 2π x100
= 268 ,4kgm
a. Desain untuk poros T
π =
16
d = 3
f s d 3
16T
f
π s
=3
16 x 286400 400 π
≈ 7,5cm
b. Desain untuk muff D = 2d +1,3 cm = 16,3 ≈ 16,5 cm Panjang total muff L = 3,5 d = 3,5 x 7,5 = 26,25 cm c. Desain untuk baut
Elemen Mesin
Kopling
T = d b
π
2
16
=
µ d b
237
2
f t nd
16T 2
237
µ π f t nd
=
16 x 28640 0,3 xπ 2 x700 700 x6 x7,5
= 2,215 215 ≈ 2,5cm
D. Kopl Koplin ing g Fle Flens ns Kopling flens adalah kopling yang terbuat dari dua buah flens yang terbuat dari baja baja cor cor secara secara terpis terpisah. ah. Setiap Setiap flens flens diikat diikatkan kan pada pada ujung ujung poros poros.. Flens Flens yang yang pertama berfungsi sebagai projek flens dan flens yang lainnya sebagai korespoding flens. Hal ini membantu pemeliharaan kesejajaran diantara flens. Poros kedua flens dihubungkan oleh oleh baut dan mur. Kopling flens digunakan digunakan pada pembebanan pembebanan berat berat dengan poros yang panjang. Jenis-jenis kopling flens adalah: 1. Kopli Kopling ng flens flens tanp tanpa a perlin perlindun dungan gan 2. Kopli Kopling ng flens flens dengan dengan pelind pelindung ung 3. Kopli Kopling ng fle flens ns kap kapal al lau lautt Kopling flens tanpa perlindungan diperlihatkan pada gambar 7.3, setiap poros dikuncikan pada boss dengan pasak counter shung dan flens dipasangkan oleh baut, pada umumnya digunakan tiga atau enam baut. Penghunci dimiringkan pada sudut yang tepat sepanjang dan mengelilingi poros untuk membagi pelemahan jalur pasak
Gambar 7.3 Untuk kopling flens dengan pelindung, seperti pada gambar baut yang menonjol terlin terlindun dungi gi flens flens pada pada kedua kedua bagian bagian kopling kopling,, untuk untuk mengh menghind indari ari bahaya bahaya pada pada pekerja.
Gambar 7.4 Ukuran kopling flens baja cor diameter poros atau diameter dalam hub = d Diameter luar hub D = 2d Panjang hub = 1,5 d Diameter pitch baut = 3 d Ketebalan flens = 0,5 d Ketebalan lingkaran pelindung flens = 0,25 d Jumlah baut = 3 untuk d sampai dengan 40 mm = 4 untuk d sampai dengan 100 mm = 6 untuk d sampai dengan180 mm Elemen Mesin
Kopling
238
238
Pada jenis kopling flens kapal laut ditempa ditempa dengan poros seperti pada gambar. gambar. flens dipasangkan dengan baut yang ditab.
Gambar 7.5 Tabel 7.1 Pemilihan Jumlah Baut (IS : 3653 – 1996) Diameter 35 – 56 151 – poros 55 150 230 Jumlah baut 4 6 8 Ketebalan flens =
231 390 10
≥ 390 390 12
d
3
Baut yang diruncingkan = 1 in 20 sampai dengan 1 in 40 Diameter pitch baut = 1,6 d Desain Kopling Flens Berdasarkan pada gambar d = diameter poros atau diameter dalam hub D = diameter luar hub d1 = diameter nominal atau diameter luar baut D1 = diameter lingkaran baut n = jumlah baut tf = tebal flens f s = tegangan geser ijin bahan baut, poros dan pasak f slsl = tegangan geser ijin bahan flens f c = tekanan ijin pada bahan baut dan bahan pasak (1) Desain Hub Desain hub berdasarkan pada lengkungan poros D 4 − d 4 π T = f s D 16 Diameter terluar hub biasa diambil dua kali diameter poros. Oleh karena kedua hubungan itu pemeriksaan tegangan geser pada hub dapat di periksa. Desain pasak Pasak didesain dengan proposional dan dilakukan pemeriksaan tegangan geser dan gaya penekanan. Bahannya disamakan dengan bahan poros. Panjang pasak sama dengna panjang hub. Desain Flens Tegangan pada hub dengan pembebanan geseran dari torsi (T) T = keliling hub x ketebalan flens x radius hub T
Elemen Mesin
= π D.t f . f sl
D 2
=
D π 4
t f f sl
Kopling
239
239
Ketebalan Ketebalan flens bisa diambil setengah setengah diameter diameter poros. poros. Sehingga Sehingga hubungan hubungan tegangan geser pada flens dapat diperiksa. Desain Baut Baut mengalami tegangan geser ketika transmisi puntir terjadi. Jumlah baut tergantung pada diameter poros dan diameter pitch baut ( D1) 3d. Beban setiap baut
=
π
4
Total beban setiap baut
2
d 1 xf xf s π =
Torsi yang ditransmisikan
4
=
2
d 1 xf xf s xn xn
π
4
2
d 1 xf xf s x
D1 2
Dari persamaan ini, diameter baut (d1) dapat dihitung selama penekanan Luas penekanan baut adalah nd t f Daya penekanan baut nd t f f s D T = ( nd 1t f f s ) 1 2 Dengan persamaan ini gaya tekan pada baut dapat diperiksa Diameter luar flens = D1 + ( D1 − D ) = 2 D1 − D Ketebalan lingkaran flens = o,25 d 1
1
Cont Contoh oh 7.3 7.3 Desai esain n sebua ebuah h kopl koplin ing g baja aja cor (jeni jenis s pro protekt tektif if)) untu untuk k menghubungkan dua buah poros 8 cm. Poros berputar pada 250 rpm, torsi yang ditrasmisikan 430 kgm. Tegangan yang diijinkan: Tegangan geser ijin untuk bahan baut, poros dan pasak = 500 kg/cm2 Tekanan ijin bahan baut dan pasak = 1500 kg/cm2 Tegangan geser ijin untuk baja cor = 80 kg/cm2 Diketahui: Diameter poros d = 8 cm Kecepatan poros N = 250 rpm Torsi yang ditranmisiskan = 430 kgm =43000 kgcm Tegangan geser ijin bahan poros, baut dan pasak = f s = 500 kg/cm2 Tegangan geser ijin baja cor = 80 kg/cm2 Jawab: Desain hub Diameter luar hub D
=
2d
=
2(8)
16 cm
=
mengingat lubang hub sama dengan diameter poros, kita harus memeriksa bahan hub yaitu besi cor
D 4 − d 4 T = f sl 16 D 16 4 − 8 4 π 43000 = f sl 16 16 π
f sl
=
43000 x16 x16
(
π 16
4
−8 ) 4
= 57kg / cm 2
karena tegangan kurang dari 80kg/cm2 maka bahan aman a.Desain pasak dari tabel 13.1 pasak proporsional untuk poros 8 cm adalah Diameter pasak w = w = 22 mm = 2,2 cm Ketebalan pasak t = t = 14 mm = 1,4 cm Elemen Mesin
Kopling
240
240
Panjang pasak didasarkan pada tegangan geser dan besar penekanan T = l .W . f s
d 2 8
43000 = lx 2,2 x500 x
2
43000 x 2
l =
=
2,2 x500 x8
9,8cm
Diketahui juga bahwa t d xf xf s x 2 2 1, 4 8 43000 lx x1500 x 2 2 43000 x 2 x 2 10 ,24 l 1,4 x1500 x8
T
=
lx
=
=
=
≈
11cm
b.Desain Flens Ketebalan flens diambil setengah dari diameter poros tf = 0,5d = 0,5(8) = 4 cm Mengingat sambungan flens terhadap hub mengalami beban puntir kita harus memeriksa tegangan geser pada flens D
T =
π
43000
=
π
f sl
=
2
2
f sl x4t f
x16 2
f sl x 4 2 43000 x 2 = 26,7kg / cm2 2 π x16 x4
Tegangan geser pada flens kurang dari 80kg/cm2 maka flens aman Desain Baut Diameter poros 8 cm maka jumlah baut 4 Diameter pitch baut adalah D1 = 3 d = 3( 8) = 24 T =
π
43000 =
π
=
d 1
4 4
2
d 1 f s n
D1 2
2
d 1 x500 x4 x 43000 x4 x 2 x500 x 4 x24
π
24 2
= 1.506
Standard terdekat dari baut adalah d1 = M 16 Pemeriksaan gaya tekan baut T = n.d 1t f f s 43000 f c
=
D1 2
xf c = 4 x1,6 x 4 xf 43000 x 2
4 x1,6 x 4 x 24
24 4
= 140 kg / cm 2
Gaya tekan terhadap baut kurang dari 1500 kg/cm 2 maka baut aman Diameter luar flens = 2D1 – D = 2(24) –16 = 32 cm Elemen Mesin
Kopling
241
241
Ketebalan pelindung flens = 0,25 d = 1,25 (8) = 2 cm Contoh 7.4 Sebuah kopling kapal lau digunakan untuk mentrasmisikan daya 3,75 MW pada 150 rpm. Tegangan geser ijin poros dan baut 50 N/mm2. Tentukanlah diameter poros dan diameter baut. Diketahui: P = P = 3,75 MW = 3,75 x 106 N = N = 150 rpm F s = 50 N/mm2 Jawab: a.Diameter poros T
=
T
=
d =
Px Px 60
=
2π N π
16 3
3,75 x60 2π x50
= 0,24 x10 6
f s d 3
0,24 x10 6 x16 π x50
= 290 .2 ≈ 300 mm
b.Diameter baut Dari tabel 7.1 jumlah baut untuk poros 300 mm adalah 10 buah Diameter pitch baut D1 = 1,6 d = 1,6 x 300 = 480 mm T =
π
=
π
0,24 x10
6
d 1
=
4 4
2
d 1 xf s xnx 2
D1 2
d 1 x50 x10 x 0,24 x10
480 480 2
6
94,26 x10
3
= 50,46mm
Kopling Fleksibel Kopling fleksibel digunakan pada ujung poros yang tidak tepat sejajar, yang dapat ditemukan pada penggerak utama pada genarator listrik. Disana digunakan empat pasang bantalan untuk menahan posisi poros utama. Kopling ini juga dapat ditem ditemuka ukan n dalam dalam berbag berbagai ai permes permesina inan n sepert sepertii penghu penghubun bung g antar antara a motor motor listrik listrik dengan mesin tool. Berbagai jenis kopling fleksibel : 1. Kopli Kopling ng fleks fleksibe ibell dengan dengan bush bush pin pin 2. Oldh Oldham am kopl koplin ing g 3. Kopli Kopling ng univ univer ersa sall Kopling Fleksibel dengan Bush Pin Kopli Kopling ng fleks fleksib ibel el deng dengan an bush bush pin pin dipe diperl rlih ihat atka kan n pada pada gamb gambar ar.. kopl kopling ing ini ini merupakan kopling flens kaku baut kopling diketahui sebagai pin. Karet atau kulit digunakan untuk menutup celah pin. Kedua bagian kopling mirif secara konstruksi. Pada kedua permukaan kopling disiapkan clerenc 5 mm. Pada keduanya memiliki sambun sambungan gan yang yang tidak tidak kaku, kaku, penger pengerak ak menem menempat patii celah celah karet karet atau atau kulit kulit yang yang kompresibel.
Elemen Mesin
Kopling
242
242
Gambar 7.6 Dalam merancang kopling fleksibel dengan bush pin, perhitungan jenis kopling flens kaku mengalami modifikasi. Magsud dari modifikasi adalah mengurang tekanan beareing khususnya pada bagian celah karet atau kulit yang tidak melebihi 5 kg/cm 2. Agar tekanan bearing tetap kecil perlu memperhitungkan diameter pitch dan ukuran pin. l = panjang bush (celah) (celah) pada flens d2 = diameter bush (celah) pb = tekanan bearing pada bush atau pin n = jumlah pin D = diameter lingkaran pitch pin xd 2 xl xl Pembebanan pada setiap pin, F p b xd Pembebanan total pada bush atau pin Fxn Torsi yang ditransmisikan oleh kopling =
=
T = Fxnx
D
xd 2 xlxn = p b xd
2
=
pb xd xd 2 xlxn
D 2
Pada Pada pema pemasa sang ngan an flen flens s sebe sebela lah h kana kanan n haru harus s dita ditab b pada pada kopl koplin ing g untu untuk k mengh menghind indari ari pembe pembeban banan an bendin bending. g. Jarak Jarak pin harus harus sekec sekecilil mungk mungkin, in, sehing sehingga ga tegang tegangan an geser geser terdap terdapat at pada pada leher leher sambun sambungan gan.. Tegan Teganga gan n geser geser yang yang terjad terjadii selama puntiran pada setengah bagian kopling, f s
=
F π
4
d 1
2
Pin dan bush pada kopling sebelah kiri tidak kaku, karenannya gaya tangensial F terfokus pada bagian pin yang membesar pin bush yang panjang bertindak sebagai bata batang ng cnti cntile leve ver. r. Asum Asumsi si pem pembeba bebana nan n F merat erata a sepa sepanj njan ang g bush bush,, bend bendin ing g maksimum pada pin adalah M
1 = F + 0,5 2
Tegangan lengkung adalah
1 + 0,5 M 2 f = = F
Z
π
32
d 1
2
Gambar 3.7
Pin mengal mengalami ami bendin bending g dan harus diperiksa untuk pembebanan maksimum
Elemen Mesin
gesera geseran, n, karena karena itu desain desain
Kopling
1 = f + 2
f 2
243
243
+ 4 f s 2
Tegangan geser maksimum pada pin 1 = 2
f 2
+ 4 f s 2
Angka tegangan geser maksimum bervariasi antara 280-420 kg/cm2 Con Contoh toh 7.5 Desainl inlah Koplin ling Fleksibe ibel Dengan Bush Pin untuk menghubungkan poros motor pada poros pompa untuk pelayanan pemeliharaan, dengan kondisi Daya yang ditransmisikan = 50 hp Kecepatan poros motor = 1000 rpm Diameter poros motor = 50 mm Diameter poros pompa = 45 mm Pembatasan beban pada bush karet 4,5 kg/cm2 dan pada pin 250 kg/cm 2 Diketahui: Daya yang ditransmisikan P= 50 hp Kecepatan poros motor N= 1000 rpm Diameter poros motor d= 50 mm Diameter poros pompa = 45 mm Tekanan bush karet pb= 4,5 kg/cm2 Pembebanan pada pin f s = 250 kg/cm2 Jawab: Torsi yang ditransmisikan adalah T
=
Px 4500 2π N
x 4500
= 50
2π x100 100
= 35,8 kgm kgm = 3580 kgcm
Kita pernah diskusikan bahwa kopling jenis flens kaku dengan diameter 50 mm menggunakan 4 buah baut. Dalam kopling fleksibel jumlah pin diambil enam buah. n=6 Diameter pin d 1
=
0,5d
=
0,5 x5
n
6
=
1,02 cm
Diameter pin diambil 2 cm, agar karet tetap dapat menahan bebannya. Panja Panjang ng pin diambi diambill sekur sekurang ang-ku -kuran rangny gnya a 2 cm pada pada koplin kopling g sebel sebelah ah kanan kanan berdasarkan pada standar mur. Diameter pin pada kopling sebelah kanan 2,4 cm. Pada Pada batasa batasan n yang yang lebih lebih besar besar keteba ketebalan lan bush bush yang yang tertek tertekan an 0,2 cm. cm. Asums Asumsii ketebalan karet bush adalah 0,6 cm, karenanya diameter karet bush seluruhnya d 2
= 2,4 + 2 x0,2 + 2 x0,6 = 4cm
Diameter lingkaran pin pitch D
= 2d + d 2 + 2 x0,6 = 2 x5 + 4 + 1,2 = 15,2cm
Beban dukung pada setiap pin adalah F = p b xd xd 2 xl xl = 4,5 x 4 xl xl = 18 l
Torsi yang ditransmisikan kopling adalah T = Fxnx
D
2 15,2 3580 = 18lx 6 x 2 3580 x 2 l = = 4,36 18 x 6 x15,2
≈ 4,4cm
F = 18 l =18 l =18 x 4,4 =79,2 kg Elemen Mesin
Kopling
244
244
Arah tegangan selama puntiran murni pada salah satu bagian kopling f s
=
F π
4
=
d 1
2
79,2 π
4
= 25,2kg / cm 2
22
Pin dan karet tidak terpasang kaku pada flens sebelah kiri, gaya tangensial F akan memberikan moment bending pada pin. Dengan asumsi gaya F terbagi rata sepanjang bush, moment bending maksimum pada pin adalah
1 + 0,5 = 79,2 4,4 + 0,5 = 214 214 kgcm 2 2
M = F
Moment lengkung
1 + 0,5 M 2 = f = = F
Z
π
32
d 1
2
214 214 π
32
x 2
2 = 273 273 kg/cm 2
Tegangan maksimum adalah 1 = f + f 2 + 4 f s 2 2 1 = 273 + 273 2 4 x25,2 2 2 = 275 ,3 kg/cm 2
Tegangan geser maksimum pada pin
= 1 f 2 + 4 f s 2 2 1 2 2 = 273 273 + 4 x 25,2 2 = 138 138 ,8 kg/cm 2 Ranc Rancan anga gan n aman aman sela selama ma tega tegang ngan an maks maksim imum um utam utama a maksimum geser dibawah batas kekuatan bahan.
dan dan
tega tegang ngan an
Kopling Oldham Digunakan untuk mengabungkan dua buah poros yang tidak sejajar. Kopling ini terdiri dari dua buah flens dengan slot dengan bagian tengah yang mengambang dengan dua buah puntiran T1dan T2 sudut kanan, bagian tengah yang mengembang yaitu pin yang melewati flens dan bagian yang mengambang.
Gambar 7.8 Torsi T1 terpasang pada slot flens A dan memberikan ruang agar dapat bergerak secara lelatif terhadap poros, T2 terpasang pada slot flens B agar dapat bergerak secara vertikal. Hasil dari kedua komponen gerak akan memfasilitasi gerakan yang tidak sejajar.
Elemen Mesin
Kopling
245
245
Kopling Universal
Gambar 7.9 Sebuah Kopling universal atau pengait digunakan untuk menghubungkan dua buah poros yang membentuk sudut kecil. Inklinasi kedua poros konstan tetapi pada perkteknya bervariasi ketika terjadi transmisi dari poros pertama ke poros kedua. Pengunaan kopling universal dapat ditemukan pada transmisi dari kotak roda gigi ke differ differens ensial ial pada pada mobil mobil.. Pada Pada bebera beberapa pa kasus kasus kita kita gunaka gunakan n dua buah buah kopling kopling pengai pengait, t, ujung ujung pertam pertama a ditem ditempat patkan kan pada pada ujung ujung poros poros propel propeler er dan ujung ujung yang yang lain lainny nya a pada pada ujun ujung g diff differ eren ensi sial al.. Kopl Koplin ing g peng pengai aitt univ univer ersa sall digu diguna naka kan n untu untuk k mentransmisikan daya pada mesin multi bor. Kopling ini juga digunakan sebagai sambungan menyudut pada miling mesin. Dala Dalam m mera meranc ncan ang g kopl koplin ing g univ univer ersa sall diam diamet eter er poro poros s dan dan diam diamet eter er pin pin diperhitungkan seperti pada pembahasan kopling dibawah. T = torsi yang ditransmisikan poros d = diameter poros dp = diameter pin f s & f slsl = teganagan geser ijin pada bahan poros dan pin T
=
π
16
d = 3
f s d 3
16 T π f s
Pada penggunaan kopling single hook, perhitungan perbandingan putarannya adalah N N 1
= 1 − Cos
2
2
Sin α θ .Sin
Cos α
⇒ N 1 =
N .Cos α Sin α 1 − Cos 2θ .Sin
dimana, N = Kecepatan poros pengerak rpm N1 = Kecepatan poros yang digerakan rpm α = Sudut inklinasi poros θ = Sudut Sudut poros penggerak penggerak terhadap terhadap posisi posisi pin poros penggerak penggerak pada plane kedua poros Kecepatan maksimum poros penggerak
= N 1( maksimum ) =
N Cos α
Kecepatan minimum poros
= N 1( min imum ) = N .Cos α Dari Dari kedu kedua a pers persam amaa aan n diata diatas s dapa dapatt dike diketa tahu huii kece kecepa pata tan n puta putara ran n poro poros s peng pengge gera rak k berv bervar aria iasi si dari dari kecep ecepat atan an minim inimum um sam sampai pai deng dengan an kec kecepat epatan an maksimum.
Elemen Mesin
Kopling
246
246
Contoh 7.6 Kopling universal digunakan untuk menghubungkan dua poros mild steel, yang mentransmisikan daya sebesar 500 kgm. Dengan asumsi poros hanya mentransmisikan torsi, tentukan diameter poros dan diameter pin. Tegangan geser ijin bahan poros dan pin adalah 600 kg/cm2 dan 280 kg/cm2 Diketahui: T = 500 kgm = 50000 kgcm Tegangan geser ijin bahan poros f s = 600 kg/cm2 Tegangan geser ijin bahan pin f slsl = 280 kg/cm2 Jawab: T
=
d
=
π
16 3
f s d 3
16 x50 .000
=
600 π
7,5 cm
Diameter pin menggunakan persamaan T = 2 x 50 .000 d p
Elemen Mesin
= 2 x =
π
4 π
4
2
d p xf s xd 2
d p x 280 x7,5
50 .000 x4 x280 x7,5 2π
= 3,92 ≈ 4 cm
