Valve Spring

PENGANTAR METALURGI Tugas I

Valve Spring

Disusun: Reza Syah Ammarullah Nim: 2613111039 Date: 11 October 2013

TEKNIK METALURGI UNIVERSIT UNIVERSI TAS JENDRAL ACHMADYANI ACHMADYANI BANDUNG

Valve Spring

Valve Spring atau biasa dikenal dengan per klep adalah salah satu komponen yang berada dalam komponen mesin ruang bakar dalam. Valve Spring berperan penting untuk mengontrol tertutup kembalinya katup pada ruang bakar. Ketika katup secara mekanik terbuka oleh camshaft, melalui rocker arm via valve lifter dan tertutup kembali oleh valve spring.

Kriteria yang harus dimiliki oleh valve spring adalah sebagai berikut: • • • • • •

Mampu mengangkat berat katup Konduktivitas panas rendah mempunyai kekuatan tarik Low Fatigue Mengatasi gesekan pada poros katup ketika katup menutup menciptakan cukup gesekan Menjaga valve train dan katup mengikuti kerja camshaft secara akurat, dengan selalu menyediakan sedikit kekuatan yang lebih besar daripada g aya inersia dengan massa yang mempercepat pada katup

Bahan Material Valve Spring

Dengan material yang mampu tahan akan konduktivitas panas agar tidak memuai, serta kuat dan tahan lama ada beberapa kriteria pemilihan bahan yang sesuai dengan resistansi suhu yang diinginkan:

Wire type

Max Temp.

Wire type

Max Temp.

Music Wire

250ºF

302 Stainless

500ºF

Hard Drawn Carbon

250ºF

17-Ph

600ºF

Oil Tempered Carbon

300ºF

NiCr A286

950ºF

Chrome Vanadium

425ºF

Inconel 600

700ºF

Chrome Silicon

475ºF

Inconel X750

1100ºF

Dikarenakan kawat pegas terutama dikenakan torsi tekanan, tingkat kelelahan maksimum terjadi pada kawat permukaan. Akibatnya akan terjadi cacat pada permukaan material dan dapat secara dramatis mengurangi umur kelelahan material yang berdampak mengurangi kinerja dari fungsi material tersebut. Maka dari itu, para produsen mengkatagorikan “valve spring quality” sebagai aplikasi untuk menghadapi kelelahan. Dua bahan yang paling populer untuk menghadapi titik kelelahan pada valve spring adalah Music Wire (ASTM A228) dan Chrome-Silicon Valve Spring Quality (ASTM A877). Pada ukuran kawat dibawah sekitar 0.080 " (2,0 mm), Musik Wire menawarkan kekuatan tarik lebih tinggi, namun suhu maksimum pada musik wire lebih rendah di banding dengan Chrome-Silicon.

Proses Pembuatan Valve Spring

Setelah melakukan proses pemilihan bahan, maka proses selanjutnya adalah preoses pembuatan Valve spring, dengan langkah sebagai berikut:

Spring Coiling ↓ Stress Relieving ↓ Grinding ↓ Shot Peen ↓ Heat Setting

a. Spring Coiling Pada proses ini dilakukan machining biasanya proses dilakukan oleh CNC

(Mesin CNC tampak depan)

b. Stress Relieving Segera setelah dilakukan Spring Coiling dilanjutkan dengan perlakuan panas. Hal ini meski dilakukan agar menghilangkan Residual Coiling Stress, yang juga menyebabkan Stress Cracking. Suhu dapat di atur dari temperature 700°F (370°C) hingga 825°F (440°C), tergantung pada sifat kimia dari kawat tersebut. c. Grinding Grinding proses melakukan perataan (persegi)pada kedua ujung valve spring dan meningkatkan beban yang tepat untuk pegas (Valve Spring), ketelitian harus diambil untuk mencegah ujung pegas dari over heating dimana dapat menyebabkan penurunan kekerasan material, dan perubahan dalam “tingkat” dari pegas.

(Ujung dari pegas akan terlihat seperti disamping)

d. Shot Peen Tujuan dari proses ini adalah untuk mendorong tekanan kompresi ke permukaan kawat. Hal ini sangat penting untuk daya tahan yang panjang pada pegas secara dinamis. Bila menggunakan kawat “High Tensile”, proses ini kemungkinan akan ada sedikit prubahan untuk mendapatkan hasil dari “Almen strip” dan kondisi permukaan. Setelah dilakukan proses Soot peening. Pegas harus kembali menjalani proses stress relieve, tetapi dalam temperature yang lebih rendah. 400°F (200°C) sampai 450°F (230°C). e. Heat Setting Ketika pegas membutuhkan menghilangkan kelemahan beban rendah, proses ini kemungkinan dapat digunakan. Pegas dipanaskan lalu didinginkan dengan beban. Hal ini dapat menghilangkan Stress Relieve setelah proses Shoot Peening.

Standarisasi

Kebanyakan spesifikasi material pegas di tentukan oleh ASTM (American Standard Testing and Material). Secara umum, kekuatan tarik bervariasi dengan diameter kawat. Biasanya spesifikasi bahan meliputi tabel yang berisi rentang kekuatan tarik yang diijinkan untuk berbagai rentang diameter kawat. Jenis bahan yang paling banyak digunakan dan spesifikasi ASTM yang sesuai akan dilihat pada tabel dibawah ini. Wire Type

ASTM Spec

Wire Type

ASTM Spec

Oil Tempered Carbon (Commercial)

A229

Chrome-Vanadium (Valve)

A232

Oil Tempered Carbon (Valve)

A230

Hard Drawn Carbon

A227, A764

Chrome-Silicon (Commercial)

A401

High Tensile Hard Drawn Carbon

A679

Chrome-Silicon (Valve)

A877

Music Wire

A228

Chrome-Vanadium (Commercial)

A231

Stainless Steel

A313

Sebagai sumber alternatif, Spring Produsen Institute menerbitkan Hand Book of Design Spring serta Ensiklopedia Spring Design, yang keduanya termasuk data kekuatan tarik untuk berbagai pegas.

 Daftar Pustaka http://performance-suspension.eibach.com/motorsport/products/engine_valve_springs Valve Tech. Bulletin ASM • hotrod.com • physicsforums.com • Technical Faq's by SMI ( • Spring Manufacturers Institute) •

• •

http://www.diamondwire.com/manufacturing.aspx http://slametsolihin58.blogspot.com/2013/02/cara-kerja-katup-engine-mobil.html