PEMILIHAN BAHAN DAN PROSES PEMBUATAN CONNECTING ROD
A. Pend Pendah ahul ulua uan n merupakan kan kompon komponen en mesin mesin yang yang berper berperan an untuk untuk Connecti Connecting ng rod merupa mengubah gerakan resiprok (maju mundur/turun naik) piston menjadi gerakan berputar (rotary) pada poros engkol. (batang) g) bergan bergantun tung g pada pada peneka penekanan nan yang yang tinggi tinggi dan harus harus Rod (batan mamp mampu u
mena menaha han n
beba beban n
tega tegang ngan an ters terseb ebut ut tanp tanpaa
terj terjad adin inya ya defl deflek eksi si
(penyimpan (penyimpangan) gan) lain. Rod yang yang direnc direncana anakan kan harusl haruslah ah dibuat dibuat sering seringan an mungkin untuk menjaga gaya inersia seminimum mungkin. Dalam operasinya
rod menyangga bantalan untuk pin piston dan pin engkol. Panjang minimum bat batan ang g di tentu tentuka kan n oleh oleh jari jari-ja -jari ri pist piston on dan dan dime dimens nsii pada pada berat berat yang yang berlawanan.
Selain
itu
juga
conne nnecti cting
rod
juga
dapat
meny menyed edia iaka kan/m n/mele eleng ngka kapi pi pin pin pist piston on deng dengan an pelu peluma masa san n oli oli dan dan dala dalam m beberapa hal dengan pendinginan oli. Fungsi dasar connecting rod adalah : 1.
Mentransfer Mentransfer daya daya piston piston dan gerakan gerakan piston piston pada pada poros poros engkol engkol
Connecting Connecting rod ditekan oleh gaya gas dan gaya inersia, oleh karena itu untuk untuk pembua pembuatan tan konstr konstruks uksii connec hal-ha hall beri beriku kutt haru harusl slah ah connecti ting ng rod haldipertimbangkan, yaitu : 1. Kekuat Kekuatan an mekani mekanik k haru haruss cuku cukup p 2. Kapa Kapasi sita tass bant bantal alan an (bearing ) 3. Massa yang rendah rendah (menyebab (menyebabkan kan gaya gaya inersia inersia yang kurang) kurang) 4. Panj Panjan ang g opti optimu mum m
1
1. Struktur Konstruksi 2 dimensi dari connecting rod ditunjukkan pada gambar 1, sedangkan konstruksi 3 dimensinya dapat dilihat pada gambar 2. Con-rod eye
Con-rod shank
Big end
Bearing cap
Gambar 1. Konstruksi 2 Dimensi Connecting Rod Tangkai connecting rod mem
Besar pada kedua ujungnya sehingga berbentuk kepala ( bosses ) pada ujung yang besar ( big end ) dan ujung yang kecil (small end). Ujung yang kecil dari connecting rod disebut eye. Eye ini dapat dibor atau terdiri dari bush dan biasanya tertutup. Hal ini dikarenakan bentuk poros engkolnya. Untuk bagian yang besar (big end ) terdiri dari dua bagian yang sama dan dapat dihubungkan/dikunci dengan menggunakan baut dan mur atau dengan sekrup.
Gambar 2. Konstruksi 3 Dimensi Connecting Rod
2
Gambar 3. Connecting rod motor Yamaha
Gambar 4. Connecting rod yang terpasang pada piston
2. Tekanan Pembebanan secara teori dari connecting rod dihitung dari diagram indikator dan gaya inersia. Dalam beberapa hal piston dan connecting rod dibuat lebih berat dari yang diperlukan. Hal ini dilakukan agar mengurangi beban maksimum bearing pada pin engkol. Pada mesin 4 langkah beban pada
connecting rod merupakan beban yang diganti dengan regangan dan gaya penekanan (beban inersia yang keluar selama langkah pembuangan tidak diimbangi oleh penekanan gas dan mungkin pada kecepatan piston yang sangat tinggi). Pada mesin dua langkah perhitungan keluaran beban inersia tidak pernah melebihi beban gas. Pada kondisi apappun jika tekanan kompresi hilang beban inersia penuh akan jatuh pada connecting rod . Getaran yang disebabkan oleh ayunan(osilasi)
3
dapat dikurangi dengan pengendalian massa piston dan pembuatan column
rod dengan kekauan torsinya. Getaran torsi poros engkol dengan jelas mempengaruhi pembebanan batang tetapi biasanya lebih kritis ke poros engkol. Resultan penekanan di column pada batang dapat diperhitungkan pada dasar dari teori column. Penekanan yang actual dari connecting rod mungkin jauh lebih tinggi daripada hitungan pembebanan yang tidak simetris, penekanan dengan getaran dan konsentrasi tekanan. Penekanan disesuaikan ke sisi inersia atau whip pada connecting rod . Bentuk penampang silang yang paling baik adalah “potongan I’. Pembebanan berat yang tidak simetris mengakibatkan as piston keluar dari garis kerjanya. Hal ini diakibatkan pembebanan besar mengakibatkan momen bending yang lebih tinggi dalam
connecting rod daripada whip dan ini merupakan alasan untuk pengorentasian potongan I pada connecting rod 90o dari arah biasa. Desain ini juga memudahkan dalam proses penempaan dan permesinan. 3. Konstruksi Panjang dari connecting rod ditentukan oleh jarak antara berat yang berlawanan dan piston pada BDC. Connecting rod yang lebih baik memiliki massa yang lebih kecil. Jari-jari di bagian dalam antara poros dan big end biasanya split (membelah) pada sudut kanan ke arah panjang connecting rod melalui pusat pin piston. Dua bagian yang sama bersamaan diikat dengan menggunakan baut baja tensil tinggi (kepala baut khususnya dibentuk untuk mencegah rotasi selagi mur dikencangkan). Pada engine kecepatan tinggi modern, ukuran pin engkol diperlukan untuk memberikan kekerasan ( rigiditas) yang diperlukan poros engkol.
4
B. Material Material connecting rod yang digunakan adalah baja AISI 4330 dengan komposisi sebagai berikut : Tabel 1. Komposisi kimia baja AISI 4330 (%) C
Ni
Cr
Mo
V
0,3
1,8
0,82
0,41
0,07
C : Meningkatkan ketahanan abrasi, mampu keras, dan meningkatkan kekuatan dan kekerasan Ni : Meningkatkan ketahanan korosi, ductiliy, batas elastis, tahan lelah, mampu keras, dan ketangguhan pada perlakuan panas. Cr : Meningkatkan tahan korosi dan abrasi, batas elastis, mampu keras, tahan impact, tahan terhadap shock, kekuatan tarik dan ketangguhan. Mo : Meningkatkan batas elastis, kekerasan dan ketangguhan pada perlakuan panas. V : Tahan lelah, mampu keras, tahan terhadap impact, tahan terhadap shock, ketangguhan dan memperlambat pertumbuhan butir bahkan setelah pengerasan pada temperatur tinggi. Tabel 2. Sifat Mekanik Baja AISI 4330 σy (kpsi) 69
σu (kpsi) 101
Elaongation (%) 26
E (kpsi) 2,987.10 4
C. Proses Pembuatan
Connecting rod dibuat melalui proses penempaan. Adapun tahapan penempaannya adalah : 1.
Proses fullering
Pada proses ini bahan baku diletakkan pada cetakan, pada tahap ini material terdistribusi secara merata. 2.
Proses edging
Pada proses ini material yang terdistribusi tadis sebagian terlokalisir pada suatu area sehingga membentuk pola kasar dari connecting rod . 3. Proses blocking
5
Proses ini bertujuan untuk membentuk pola kasar yang diperoleh dari proses edging menjadi connecting rod . 4. Proses trimming Pada proses ini dilakukan pembuangan flash . 5. Proses finishing Proses ini merupakan proses akhir dalam penempaan dalam suatu cetakan 6. Proses permesinan Misalnya penggurdian lubang laras dari big end sampai ke small end dimana lubang ini dibuat sebagai saluran pelumasan.
Untuk lebih jelasnya lihat gambar 5. berikut : BAR STOCK
FULLERING
EDGING
BLOCKING
TRIMMING
FINISHING
PERMESINAN
6
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
Gambar 5. Tahapan Pembuatan Connecting Rod (a)
Bar
stock,(b)Fullering,(c)Edging,(d)Blocking,(e)Trimming,(f)
Finishing
7
