MAKALAH SABUK ELEMEN MESIN
Disusun Oleh : IWAN APRIYAN SYAM
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUSA PUTRA
1
KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan yang Maha Esa atas limpahan rahmat dan karunia-Nya,sehingga makalah ini dapat saya selesaikan. Makalah ini disusun untuk membantu khususnya para mahasiswa yang mengikuti mata kuliah Teknik Mesin,baik jenjang Diploma maupun Sarjana. Makalah ini juga dapat dimanfaatkan oleh siapa saja yang berminat memahami konsep dan manfaat Sabuk dalam elemen mesin yang nantinya mungkin akan kita aplikasikan dalam dunia industri yang memerlukan sabuk dalam pengerjaannya. Setelah membaca makalah ini diharapkan pembaca akan memiliki pengetahuan yang komprehensif tentang berbagai konsep mendasar tentang Sabuk dalam elemen Mesin. Berbagai aspek lanjutan tentang sabuk elemen mesin yang telah berkembang sangat pesat dan menjadi bagian penting dalam dunia usaha dan industri saat ini. Berbagai upaya telah kami lakukan untuk mencapai hasil yang maksimal terhadap makalah ini. Namun demikian kami menyadari bahwa upaya tersebut masih banyak mengandung kedangkalan dan kekurangan.Oleh karena itu,tegur sapa,kritik dan saran senantiasa kami harapkan untuk perbaikan di masa yang selanjutnya.
Sukabumi,13 Mei 2011
Penulis
2
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR. ...........................................................................................2 DAFTAR ISI...........................................................................................................3 PEMBAHASAN SABUK ELEMEN MESIN. .....................................................4 1. Pendahuluan. ........................................................................................................4 2. Pengertian Puli dan Sabuk. ..................................................................................5 3. Flat Belt…………………………………………………………………………5 4. Daya yang ditransmisikan ....................................................................................5 5. Bahan – bahan Sabuk ...........................................................................................6 6. Cara Penyambungan Sabuk .................................................................................6 7. Koefisien Gesek Sabuk ........................................................................................6 8. Macam – macam Konfigurasi Transmisi Flat Belt ..............................................6 9. Perbandingan Kecepatan ......................................................................................9 10. Panjang Sabuk ..................................................................................................10 11. Pemilihan Flat Belt ..........................................................................................11 12. Tabel Kapasitas daya untuk belt dari kulit .......................................................12 13. Tabel Kapasitas Daya untuk Belt dari kanvas berlapis karet ...........................12 14. Tabel Faktor Pemakaian Flat Belt....................................................................12 15. Tabel Faktor Koreksi untuk Dimensi Puli yang Kecil ....................................13 16. Tabel Faktor Sudut Kontak ..............................................................................13 17. Daftar Pustaka………………………………………………………………14
3
PEMBAHASAN SABUK ELEMEN MESIN 1. PENDAHULUAN Jarak yang jauh antara dua buah poros sering tidak memungkinkan transmisi langsung dengan roda gigi. Dalam hal demikian cara transmisi putaran atau daya yang lain dapat diterapkan,dimana sebuah sabuk luwes atau rantai dibelitkan sekeliling puli atau sprocket pada poros. Transmisi dengan elemen mesin yang luwes dapat digolongkan atas transmisi sabuk,transmisi rantai dan transmisi kabel atau tali. Dari macam-macam transmisi tersebut, kabel atau tali hanya dipakai untuk maksud khusus. Transmisi sabuk dapat dibagi atas tiga kelompok. Dalam kelompok pertama, sabuk rata dipasang pada puli silinder dan meneruskan momen antara dua poros yang jaraknya dapat sampai 10 (m) dengan perbandingan putaran antara 1/1 sampai 6/1. Dalam kelompok kedua,sabuk dengan penampang trapesium dipasang pada puli dengan alur dan meneruskan momen antara dua poros yang jaraknya dapat sampai 5 (m) dengan perbandingan putaran antara 1/1 sampai 7/1. Kelompok terakhir terdiri atas sabuk dengan gigi yang digerakkan dengan sprocket pada jarak pusat sampai mencapai 2 (m) dan meneruskan putaran secara tepat dengan perbandingan antara 1/1 sampai 6/1. Sabuk rata yang banyak ditulis dalam buku-buku lama belakangan ini pemakaiannya tidak seberapa luas lagi. Namun akhir-akhir ini dikembangkan sabuk rata untuk beberapa pemakaian khusus. Sebagian besar transmisi sabuk menggunakan sabuk-V karena mudah penanganannya dan harganya pun murah. Kecepatan sabuk direncanakan untuk 10 sampai 20 (m/s) pada umumnya, dan maksimum sampai 25 (m/s). Daya maksimum yang dapat ditransmisikan kurang lebih sampai 500 (kW). Karena terjadi slip antara puli dan sabuk,sabuk-V tidak dapat meneruskan putaran dengan perbandingan yang tepat. Dengan sabuk gilir transmisi dapat dilakukan dengan perbandingan putaran yang tepat seperti pada roda gigi. Karena itu sabuk gilir telah digunakan secara luas dalam industri mesin jahit,computer,mesin fotokopi,mesin tik listrik,dsb.
4
2. PENGERTIAN PULI DAN SABUK Puli merupakan salah satu elemen dalam mesin yang mereduksi putaran dari motor bensin menuju reducer, ini juga berfungsi sebagai kopling putaran motor bensin dengan reducer. Puli dapat terbuat dari besi cor, baja cor, baja pres, atau aluminium. Sabuk berfungsi sebagai alat yang meneruskan daya dari satu poros ke poros yang lain melalui dua puli dengan kecepatan rotasi sama maupun berbeda. Tipe sabuk antara lain: sabuk flat, sabuk V, dan sabuk circular. 3. FLAT BELT Belt (sabuk) dan tali digunakan untuk mentransmisikan daya dari poros yang satu ke poros yang lainnya melalui roda (pulley) yang berputar dengan kecepatan sama atau berbeda. Flat belt umumnya dipakai pada crowned pulleys, sabuk ini lebih tenang dan efisien pada kecepatan tinggi, dan juga mampu mentransmisikan sejumlah daya yang besar pada jarak pusat pulley yang panjang. Flat belt ini dapat dibeli dalam bentuk rol dan potongan yang nanti ujungnya disambung dengan special kits furnished oleh pabriknya. 4. Daya yang ditransmisikan ditentukan oleh: Kecepatan sabuk Tarikan oleh sabuk pada pulley Sudut kontak antara sabuk dengan pulley yang kecil Kondisi pemakaian Agar transmisi daya berlangsung sempurna, maka perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut: Poros harus lurus agar tarikan pada belt uniform Jarak poros tidak terlalu dekat agar sudut kontak pada roda yang kecil sebesar mungkin Jarak poros jangan terlalu jauh agar belt tidak terlalu berat Belt yang terlalu panjang akan bergoyang, dan bagian pinggir sabuk cepat rusak Tarikan yang kuat supaya bagian bawah, dan sabuk yang kendor di atas agar sudut kontak bertambah besar\ 5
Jarak antar poros maksimum 10m, dan jarak minimum adalah 3,5 kali diameter roda yang besar 5. Bahan-bahan sabuk: Kulit Anyaman benang Karet 6. Cara penyambungan sabuk menggunakan: Lem Dijahit Straples Kait Tegangan pada belt kulit: 210 – 350 kg/cm2, dan dengan angka keamanan 8 – 10. Dengan tegangan yang diijinkan 17,5 kg/cm2, maka umur belt dapat mencapai 15 tahun. Kecepatan belt dibatasi 20 – 22,5 m/s. Jika kecepatan meningkat, maka gaya sentrifugal akan bertambah besar, dan akan mengurangi daya yang diteruskan. 7. Koefisien gesek sabuk ditentukan oleh: a. Bahan sabuk b. Bahan pulley c. Kecepatan sabuk d. Faktor slip Untuk sabuk kulit dan roda besi cor, koefisien gesek dapat diprediksi dengan persamaan:
0,54
42 ,6 152 ,6 v
ν = kecepatan sabuk (m/menit) 8. Macam-macam konfigurasi transmisi flat belt: Open Belt drive, untuk poros sejajar dan berputar dalam arah yang sama 6
Crossed or twist belt drive, untuk poros sejajar dan berputar berlawanan arah. Karena belt saling bergesekan maka belt menjadi cepat aus dan sobek. Jarak poros dibatasi maksimum 20 kali lebar belt dan kecepatan maksimim 20 meter/s.
Quarter turn belt drive, untuk poros yang bersilangan tegak lurus dan berputar dalam arah tertentu. Lebar pulley harus lebih dari 1,4 kali lebar sabuk.
Belt drive with idler pulleys, untuk memperbesar sudut kontak jika jarak poros cukup panjang. Dengan cara ini dapat digunakan untuk perbandingan kecepatan tinggi, dan untuk menambah tarikan belt.
7
Dapat juga digunakan jika beberapa poros perlu mengambil daya dari sebuah poros penggerak.
Compound belt drive, digunakan untuk transmisi daya dari dari sebuah poros ke beberapa roda
Stepped or cone pulley drive, digunakan untuk mengubah putaran poros yang digerakkan sementara putaran poros penggerak tetap.
8
Fast and loose pulley drive, digunakan jika poros yang digerakkan dapat dihentikan atau diputar.
9. Perbandingan Kecepatan Karena kecepatan linier pada kedua puli sama, maka:
D1n1 D2 n2 Dan perbandingan putaran antara kedua puli menjadi: n2 D1 n1 D2
Dengan: N2 = putaran poros yang digerakkan N1 = putaran poros penggerak D2 = diameter pulley yang digerakan D1 = diameter pulley penggerak Jika tebal belt (t) perlu dipertimbangkan, maka: n2 D1 t n1 D1 t
Jika faktor slip (s) dimasukkan, maka: n2 D1 t s 1 n1 D1 t 100
Dengan : s = faktor slip total utuk kedua roda 9
10. Panjang sabuk Transmisi terbuka
(r r ) 2 L (r1 r2 ) 2 x 1 2 x Untuk sistem bersilangan
(r r ) 2 L (r1 r2 ) 2 x 1 2 x
Daya yang ditransmisikan oleh sabuk: Jika puli A menggerakkan puli B, maka dengan arah putaran searah jarum jam, maka tarikan belt F1 lebih besar dari pada F2. Hubungan F1 dan F2 dapat dinyatakan dengan: F1 e F2
Dengan: μ = koefisien gesek
= sudut kontak antara belt dan pulley yang kecil 10
Jika efek sentrifugal diperhitungkan maka tegangan belt menjadi: F1 Fc e F2 Fc
Dengan Fc = tarikan sentrifugal, dan w 2 V g w adalah berat sabuk per satuan panjang Fc
Daya yang ditransmisikan oleh belt adalah: P = (F1-F2) V Dengan: F1 = Tarikan belt pada sisi tegang F2 = Tarikan belt pada sisi yang kendor V = Kecepatan keliling belt Daya juga dapat dihitung dengan persamaan: P ( F1 Fc ).V
e 1 e
Torsi pada puli penggerak = (F1 - F2) r1, dan pada puli yang digerakkan = (F1–F2) r2 Lebar sabuk ditentukan berdasarkan tarikan maksimum, dan tegangan yang diijinkan, karena: F1 = Sw.b.t Dengan: Sw = tegangan yang diijinkan b = lebar sabuk t
= tebal sabuk
11. Pemilihan Flat Belt Pemilihan flat belt ditentukan berdasarkan kapasitas daya yang dapat diteruskan per satuan lebar belt untuk jenis belt dari bahan tertentu. Kapasitas daya masih dikoreksi dengan faktor pemakaian, faktor koreksi untuk dimensi pulley, dan faktor koreksi sudut kontak. Daya desain belt menjadi:
11
Dayadesain
KapasitasDayaxsf f d xf
Dengan: sf = faktor pemakaian fd = faktor diameter f = faktor sudut kontak 12. Tabel kapasitas daya untuk belt dari kulit (HP/cm lebar)
13. Tabel kapasitas daya untuk belt dari kanvas berlapis karet (HP/cm lebar)
Kapasitas daya untuk belt dari bahan terpal (kecepatan 10 m/s) Untuk beban ringan: 0,23 kw (0,34 HP) per cm lebar puli Untuk beban berat: 0,289 kw (0,392 HP) per cm lebar puli 14. Tabel faktor pemakaian flat belt
12
15. Tabel faktor koreksi untuk dimensi puli yang kecil
16. Tabel faktor sudut kontak
13
Daftar Pustaka Prajitno. Elemen Mesin Pokok Bahasan Transmisi sabuk dan Rantai. Jurusan Teknik Mesin UGM. 2001 Deutschman d. Aaron.,J. Michels. Walter.,E.Wilson. Design.Macmillan Publising.Co. Inc. 1975 www.Google.com
14
Charles.
Machine
