PERANCANGAN POROS TRANSMISI

1. Pengertian 
Poros merupakan salah satu bagian terpenting dalam setiap mesin yang berfungsi untuk meeneruskan daya dan putaran . Poros adalah suatu bagian stasioner yang berputar,biasanya berpenampang bulat ,dimana terpasang elemen-elemen seperti : kopling, roda gigi ,pully ,roda gila ,engkol sproket ,dll . 

2. Macam –Macam Poros 
               Menurut pembebananya poros diklasifikasikan menjadi  :
a. poros transmisi
b. poros spindle
c. poros gandar 
            Dalam perancanaan kopling ini dipilih jenis ‘poros transmisi ‘ .poros ini mendapat beban puntir murni atau gabungan beban puntir dan lentur.Daya ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling ,roda gigi ,pully ,dll.
Dalam perencanaan poros transimisi ini, perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut:
• Kekuatan poros
Suatu poros transmisi harus dapat menahan beban seperti puntiran,lenturan, tarikan dan tekanan. Oleh karena itu, poros harus dibuat dari bahan pilihan yang kuat dan tahan terhadap beban-beban tersebut.
• Kekakuan poros 
Walaupun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup tinggi  tetapi jika lenturan atau defleksi puntirnya terlalu besar, akan mengakibatkan terjadinya getaran dan suara. Oleh karena itu disamping kekuatan poros, kekakuannya juga harus dipertimbangkan sesuai dengan jenis mesin yang dilayani.
• Putaran Kritis
Suatu mesin bila putarannya dinaikkan, maka pada harga putaran tertentu akan terjadi getaran yang sangat besar dan disebut putaran kritis. Putaran ini harus dihindari dengan membuat putaran kerja lebih rendah dari putaran kritisnya.
• Bahan Poros 
Bahan poros transmisi biasa dibuat dari bahan yang ditarik dingin dan difinishing  seperti baja karbon yang dioksidasikan dengan ferra silicon dan dicor. Pengerjaan dingin membuat poros menjadi keras dan kekuatannya menjadi besar.

Penentuan Daya Perencanaan
Poros yang akan dirancang adalah poros transmisi yang digunakan untuk mentransmisikan daya dan putaran, yang diperoleh dari brosur pada lampiran 1 adalah sebesar:

N = 107 PS 
   = 107 HP
  = 107 x  0,735 kW
  = 78,645 kW
n = 5400 rpm

Penentuan daya rencana (Pd) diperoleh dari rumus:

Pd = fc.N                                                                                  
      
Dimana: Pd = daya rencana ( kW )  
fc =  factor koreksi
N = daya nominal keluaran motor penggerak ( kW )


Untuk perancangan poros ini diambil daya maksimum sebagi daya rencana dengan faktor koreksi sebesar 
fc = 1,1. Harga ini diambil dengan pertimbangan bahwa daya yang direncanakan akan lebih besar dari daya maksimum sehingga poros yang akan direncanakan semakin aman terhadap kegagalan akibat momen puntir yang terlalu besar. 
Maka besarnya daya rencana adalah:
 Pd = 1,1 x 78,645 kW
 Pd = 86,5095 kW

Dengan adanya daya dan putaran, maka poros akan mendapat beban berupa momen puntir. Oleh karena itu dalam penentuan ukuran-ukuran utama poros akan dihitung berdasarkan beban puntir serta kemungkinan-kemungkinan kejutan/tumbukan dalam pembebanan, seperti pada saat motor mulai berjalan.
Besarnya momen puntir uang dikerjakan pada poros dapat dihitung :
Mp = 9,74 .105                                                         (lit.1 Hal 7)
Dimana: Mp = momen puntir ( kg.mm)
Pd  = daya rencana ( kW )
n    = putaran ( rpm )

Untuk daya rencana Pd = 78,645 kW dan putaran  n = 6000 rpm, maka momen puntirnya adalah:
Mp = 9,74 .105  x  
Mp = 14043,3755 kg.mm

Read More

Bagian Bagian Utama Kopling

            Secara umum bagian-bagian utama dari sebuah kopling terdiri atas :
1.      Roda Penerus ( flywheel)

Berupa sebuah piringan yang dihubungkan dengan  poros penggerak (poros engkol) pada salah satu sisinya. Flywheel ini akan berputar mengikuti putaran dari poros penggerak.
2.      Plat Penekan ( Pressure Plat)

Plat penekan berfungsi untuk menekan plat gesek kearah roda penerus pada saat kopling terhubung.
3.      Plat Gesek ( disc clutch )
Plat gesek ditempatkan diantara roda penerus dan plat penekan. Plat gesek ini berfungsi untuk meneruskan daya dan putaran dari roda penerus ke naaf saat kopling terhubung.
4.      Naaf
Naaf berfungsi untuk menghubungkan plat gesek dengan spline pada poros yang digerakkan. Pada saat kopling terhubung maka daya dan putaran akan diteruskan dari plat gesek ke poros yang digerakkan melalui naaf.
5.      Spline
Spline adalah gigi luar yang terdapat pada permukaan poros yang bersangan dengan gigi dalam yang terdapat pada naaf. Spline berfungsi untuk meneruskan momen puntir dari plat gesek ke poros melalui perantaraan naaf.
6.      Bantalan Pembebas ( Releasing Bearing )
Bantalan ini dapat digerakkan maju-mundur dengan menekan pedal kopling . Fungsinya adalah untuk meneruskan tekanan pada pedal kopling ke pegas matahari yang selanjutnya akan melepas  hubungan kopling.
7.      Pegas Matahari
Pegas matahari berfungsi untuk menarik plat penekan menjauhi flywheel, yang dengan demikian membebaskan plat gesek dan membuat kopling menjadi tidak terhubung. Pegas matahari ini akan menjalankan fungsinya saat pedal kopling ditekan.
8.      Penutup ( Cover )

Penutup pada kopling ikut berputar bersama roda penerus. Fungsi penutup ini adalah sebagai tempat dudukan berbagai elemen yang membentuk kopling serta sebagai penahan bantalan pembebas.

Read More

Kopling Sebagai Elemen Mesin

Kopling merupakan komponen mesin yang banyak sekali digunakan dalam konstruksi mesin, sehingga untuk merencanakan kopling harus diperhatikan hal-hal sebagai berikut;
a. aman pada putaran tinggi, getaran dan tumbukannya kecil.
b. konstruksinya yang baik dan praktis
c. pemasangan yang mudah dan cepat.
d. material kopling harus tahan terhadap:

• Temperatur yang tinggi dan sifat  penghantar arus
• Keausan dan goresan
• Koefisien gesek yang tinggi
• Sifat ductility yang baik

Menurut konstruksinya secara umum kopling dapat dibagi atas dua  bagian, yaitu:
1.kopling tetap
2. kopling tidak tetap


Kopling Tetap
Kopling tetap adalah  elemen  mesin yang berfungsi sebagai penerus putaran dan daya dari poros penggerak ke poros yang digerakkan secara pasti  (tanpa terjadi slip), dimana sumbu kedua poros terletak pada satu garis lurus atau dapat berbeda sedikit letak sumbunya.
Kopling tetap  dibedakan lagi atas, kopling kaku, kopling luwes, dan kopling universal.

1. Kopling Kaku

Kopling kaku digunakan bila kedua poros dihubungkan dengan sumbu segaris. Kopling ini banyak digunakan pada poros mesin dan transmisi umum dipabrik-pabrik.
Yang termasuk kedalam kopling kaku adalah:

• Kopling Bus

Kopling ini digunakan apabila dua buah poros saling disambungkan sentrik dengan teliti. Pada konstruksinya ujung poros pada kopling ini harus dirapikan dan distel satu terhadap yang lainnya dengan teliti, juga pada arah memanjang. Kopling ini sering digunakan pada bubungan, baling-baling kapal, dan juga pada poros baling-baling.
Kopling bus seperti terlihat pada gambar 2.1. dibawah ini

• Kopling Flens Kaku

Kopling flens kaku terdiri atas naaf dengan flens yang terbuat dari besi cor atau baja dan dipasang pada ujung dengan diberi pasak serta diikat dengan  baut pada flensnya. Dalam beberapa hal naaf dapat dipasang paa poros dengan sumbu pres atau kerut.
Kopling flens kaku seperti terlihat pada gambar 2.2.

• Kopling Flens Tempa

Kopling ini flensnya ditempa menjadi satu dengan poros pada ujung poros dan disebut poros flens tempa. Keuntungannya adalah diameter flens dibuat kecil karena tidak memerlukan naaf.

      2.  Kopling Luwes

Mesin –mesin yang dihubungkan dengan penggeraknya melalui kopling kaku memerlukan  penyetelan yang sangat teliti agar kedua poros yang saling dihubungkan dapat menjadi satu garis lurus, selain itu getaran dan tumbukan yang terjadi dalam penerusan daya antara poros penggerak dan yang digerakkan tidak dapat diredam sehingga memperpendek umur mesin serta menimbulkan bunyi berisik. Untuk menghindari kelemahan-kelemahan tersebut dapat digunakan kopling luwes terutama bila terdapat ketidaklurusan antara sumbu kedua porosnya.
Yang termasuk jenis kopling luwes adalah:
1. Kopling Karet Ban
Kopling ini dihubungkan oleh suatu lapisan karet pada bagian luarnya. Pada lapisan karet ini diperkuat oleh rangkaian kawat dan dipasang oleh baut pada sekeliling poros. Dengan adanya karet ban ini memungkinkan poros tidak pada satu garis lurus.
Kopling karet ban seperti terlihat pada gambar 2.4. dibawah ini.

2. Kopling Flens Luwes
Kopling ini adalah kopling tetap yang menggunakan baut untuk menghubungkan kedua poros dimana dilengkapi dengan bus karet atau kulit sehingga memungkinkan poros tidak pada satu garis.
Kopling flens luwes seperti terlihat pada gambar 2.5

3. Kopling Karet Bintang
Kopling ini juga hampir sama kerjanya dimana digunakan karet sehingga memungkinkan poros ikut berputar tidak pada satu garis seperti yang terlihat pada gambar.

4. Kopling Rantai 
Sesuai dengan namanya kopling ini menggunakan rantai untuk mengubungakan kedua buah poros seperti terlihat pada gambar.

5. Kopling Gigi
Kopling ini pada bagaian sillinder dalam terdapat gigi-gigi yang dihubungkan dengan silinder luar. Silinder luar ini dihubungkan  dengan menggunakan baut. Pada kopling ini terdapat tempat untuk memasukkkan minyak. Kopling gigi seperti terlihat pada gambar

6. Kopling  Universal
Salah satu jenis kopling universal yaitu kopling universal hook. Kopling ini dirancang sedemikian rupa sehingga mampu memindahkan putaran walaupun poros tidak sejenis. Kopling universal seperti terlihat pada gambar


 Kopling Tidak tetap      
  Kopling tidak tetap adalah elemen mesin yang menghubungkan poros yang digerakkan dan poros penggerak dengan putaran yang sama dalam meneruskan daya serta dapat melepaskan hubungan kedua poros tersebut,baik dalam keadan diam maupun berputar. Yang termasuk kopling tidak tetap antara lain :

1. Kopling Cakar
Kopling ini meneruskan momen dengan kontak positif(tidak dengan perantaraan gesekan) hingga tidak dapat slip. Ada dua bentuk kopling cakar, yaitu kopling cakar persegi dan kopling cakar spiral. Kopling cakar persegi dapat meneruskan momen dalam dua arah putaran, tetapi tidak dapat dihubungkan dalam keadaan berputar sebaliknya, kopling cakar spiral dapat dihubungkan dalam keadaan berputar tetapi hanya baik untuk satu putaran saja. Kopling cakar seperti terlihat dalam gambar.

2. Kopling Plat
Kopling ini meneruskan momen dengan perantaraan gesekan. Dengan demikikan pembebanan yang berlebihan pada poros penggerak pada waktu dihubungkan dapat dihindari. Selain itu, karena dapat terjadi slip maka kopling ini sekaligus juga dapat berfungsi sebagai pembatas momen. Menurut jumlah platnya, kopling ini dibagi aatas kopling plat tunggal  dan kopling plat banyak; dan menurut cara pelayanannya dapat dibagi atas cara manual, hidrolik dan magnetik. Kopling disebut kering bila plat-plat gesek tersebut bekerja dalam keadaan kering dan disebut basah bila terendam atau dilumasi dengan minyak.

3. Kopling Kerucut ( Cone Clutch)
Kopling ini menggunakan bidang gesek yang berbentuk kerucut. Kopling ini mempunyai keuntungan dimana dengan gaya aksial yang kecil dapat ditransmisikan momen yang besar. Kelemahannya adalah daya yang diteruskan tidak seragam. Kopling kerucut sepeti terlihat pada gambar.

4. Kopling Friwil
Dalam permesinan sering diperlukan kopling  yang dapat lepas dengan sendirinya bila poros penggerak mulai berputar lebih lambat atau dalam  arah berlawanan arah dari poros yang digerakkan. Kopling friwil seperti yang terlihat pada gambar.

Read More