Desain elemen mesin Isuzu ELF NHR 71 HD 125PS

TUGAS PERANCANGAN ELEMEN MESIN

DESAIN ULANG

“KOPLING DAN RODA GIGI”

DISUSUN OLEH:

IBRAHIM0907114173

PROGRAM STUDI S1 JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS RIAU

2013

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, puji syukur kepada Allah SWT. Yang telah memberikan

kemudahan kepada penulis untuk dapat menyelesaikan tugas makalah mengenai

“Perancangan Ulang Kopling dan Roda Gigi”.

Selanjutnya kepada dosen pembimbing yang sering memberikan kritik dan

saran yang sangat bermanfaat bagi penulis dehingga dapat mengetahui segala

kekurangan dan kasalahan dalam penulisan dan perhitungan sehingga dapat

disempurnakan sehingga meminimalisir kesalahan. Juga buat teman – teman yang

selalu membantu untuk memperolah data – data pendukung yang sangat

diperlukan dalam perancangan ulang ini.

Namun penulis menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan dan

kesalahan dalam penulisan. Untuk itu, kritik dan saran sangat dibutuhkan untuk

membantu dalam penyempurnaan penulisan makalah ini.

Terima kasih untuk kritik dan saran serta kerja sama yang diberikan oleh

berbagai pihak yang terkait, moga apa yang tersajikan dalam makalah

“Perancangan Ulang Kopling dan Roda Gigi “ dapat bermanfaat bagi semua.

Pekanbaru, 2 oktober 2012

Ibrahim

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI............................................................................................................i

BAB I PENDAHULUAN.......................................................................................1

1.1 Latar Belakang........................................................................................1

1.2 Tujuan Rancangan..................................................................................2

1.3 Manfaat....................................................................................................2

1.4 Pembatasan masalah...............................................................................3

1.5 Sistematika Laporan...............................................................................3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA............................................................................5

2.1 Pengertian Kopling..................................................................................5

2.2 Jenis-jenis kopling...................................................................................5

2.3 Roda Gigi................................................................................................18

2.3.1 Roda Gigi Lurus (Spur gear).........................................................18

2.3.2 Roda Gigi Miring (Helical gear)...................................................19

2.3.3 Roda Gigi Cacing (Worm gear).....................................................19

2.4 Perencanaan Komponen Utama Kopling............................................20

2.4.1 Poros................................................................................................20

2.4.2 Pelat gesek.......................................................................................24

2.4.3 Spline dan naft................................................................................26

2.4.4 Paku keling.....................................................................................28

2.4.5 Pegas................................................................................................29

2.4.6 Bantalan..........................................................................................33

2.4.7 Baut.................................................................................................34

2.5 Sket Gear Box........................................................................................40

2.5.1 Gambar Sket Gear Box.................................................................40

2.5.2 Tingkat Kecepatan 1 (n) = 5315 rpm...........................................40

2.5.3 Tingkat Kecepatan 2 (n) = 3053 rpm...........................................41

2.5.4 Tingkat Kecepatan 3 (n3) = 1655 rpm.........................................41

2.5.5 Tingkat Kecepatan Revers (nr) = 5068 rpm................................42

BAB III PERENCANAAN KOMPONEN.........................................................43

3.1 Perencanaan Poros................................................................................43

3.2 Perencanaan Plat Gesek.......................................................................45

3.3 Perencanaan Spline dan Naft...............................................................47

3.3.1 Perencanaan Spline........................................................................47

3.3.2 Naft..................................................................................................50

3.4 Perencanaan Pegas................................................................................51

3.4.1 Perencanaan Pegas Kejut...............................................................51

3.4.2 Pegas Diafragma.............................................................................54

3.5 Perancanaan Roda Gigi........................................................................55

3.5.1 Perhitungan roda gigi 1 dan 2.......................................................56



BAB IV PERENCANAAN KOMPONEN PENDUKUNG..............................63

4.1 Perancangan Paku Keling.....................................................................63

4.1.1 Paku Keling A.................................................................................63

4.1.2 Paku Keling B.................................................................................63

4.1.3 Paku Keling C.................................................................................63

4.2 Perhitungan Paku keling......................................................................63

4.2.1 Paku Keling A.................................................................................63

4.2.2 Paku Keling B.................................................................................65

4.2.3 Paku Keling C.................................................................................66

4.2.4 Menghitung Sambungan Baut pada Clutch Cover.....................67

BAB V PENUTUP................................................................................................70

5.1 Kesimpulan............................................................................................70

5.2 Saran.......................................................................................................73

DAFTAR PUSTAKA

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dunia modern merupakan dunia yang penuh dengan teknologi, baik secara

langsung maupun tidak. Banyak manfaat yang kita rasakan dengan perkembangan

teknologi ini, baik disaat kita duduk, berdiri bahkan disaat kita tidur sekalipun.

Dan masyarakat modern seperti kita sekarang ini sudah terbiasa dimanjakan

dengan berbagai jenis teknologi kemudahan yang sangat membantu dalam

berbagai kegiatan kita. Dan yang tak kalah penting nya adalah Kendaraan

(vehicle). Berbicara mengenai Kendaraan, maka ada hal terpenting yang harus

dilakukan sebelum para pengendara dapat merasakan kenikmatan berkendara,

yaitu merancang (mendesain).

Perancangan (design) secara umum dapat didefinisikan sebagai formulasi

suatu rencana untuk memenuhi kebutuhan manusia. Sehingga secara sederhana

perancangan dapat diartikan sebagai kegiatan pemetaan dari ruang fungsional

(tidak kelihatan/imajiner) kepada ruang fisik (kelihatan dan dapat diraba/dirasa)

untuk memenuhi tujuan-tujuan akhir perancang secara spesifik atau obyektif.

Namun, perancangan bukanlah merupakan hal yang mudah yang bisa dilakukan

sesuka hati tanpa perhitungan. Sebaliknya harus melalui tahapan – tahapan berupa

berbagai aspek dan permasalahan. Baru bisa di ciptakan sebuah perancangan

sesuai dengan permasalahan dan kebutuhan yang berlaku.

Perancangan merupakan langkah awal yang harus dilakukan sebelum

terciptanya produk jadi yang bisa diaplikasikan dalam kehidupan. Dalam

prosesnya, perancangan adalah kegiatan yang biasanya berulang-ulang (iterative).

Kegiatan perancangan umumnya dimulai dengan didapatkannya persepsi tentang

kebutuhan masyarakat, kemudian dijabarkan dan disusun dengan spesifik,

selanjutnya dicari ide dan penuangan kreasi. Ide dan kreasi kemudian di analisis

dan diuji. Kalau hasilnya sudah memenuhi kemudian akan dibuat prototipe. Kalau

prototipe sudah dipilih yang terbaik selanjutnya dilempar ke pasaran. Pasar akan

memberikan tanggapan apakah kebutuhan telah terpenuhi.

Merancang ulang komponen kenderaan bukanlah merupakan hal yang

mudah, merancang ulang sama halnya dengan merancang pada saat pertama kali

merancang komponen, semua harus dimulai dari awal. Hanya saja kita telah

memiliki data yang bisa dijadikan referensi yang sedikit membantu dalam proses

perancangan ulang. Tetapi data perhitungan yang diperoleh harus sesuai dengan

data yang menjadi referensi, untuk memastikan bahwa perhitungan yang

dilakukan adalah benar.

Untuk pembahasan kali ini, kita akan coba untuk menjelaskan cara – cara

mendesain ulang komponen mesin berupa roda gigi transmisi dan kopling pada

mobil ISUZU ELF NHR 71 HD 125PS . Langkah awal yang akan dilakukan

adalah tinjauan ke pabrik yang kemudian akan dilanjutkan ke proses pengukuran,

perhitungan dan mendesain ulang.

1.2 Tujuan Rancangan.

Tujuan dari rancangan ini secara umum adalah untuk meningkatkan

kreatifitas, gairah membaca dan kecintaan dalam menimba ilmu pengetahuan,

yakni menguji kebenaran hipotesa (Keseimpulan sementara), untuk membuktikan

kebenaran dari data yang diperoleh dan juga untuk mendapatkan temuan-temuan

baru yang mungkin dapat kita sumbangkan bagi kemajuan dunia otomotif

dinegara kita ini. Sedangkan tujuan secara khusus yang diperoleh dalam

penulisan laporan ini adalah untuk memperoleh gambaran yang lebih jelas

tentang cara kerja kopling itu sendiri disamping juga sumbangan pikiran dalam

penyempurnaan dan pengembangan dunia otomotif dinegara kita ini.

1.3 Manfaat.

1. Khusus.

Agar penulis dapat mengaplikasikan perkuliahan tentang mesin dijurusan

teknik mesin.

2. Umum.

Agar penulis dapat memecahkan masalah yang ada dalam pembuatan

rancangan kopling ini.

Agar penulis dapat membuat tugas rancangan kopling dengan baik.

1.4 Pembatasan masalah.

Dalam perencanaan perancangan kopling ini, penulis hanya akan membahas

sesuai dengan topik laporan, yakni Kopling ISUZU ELF NHR 71 HD 125PS plat

gesek tunggal. Dimana dalam rancangan elemen ini penulis akan menggunakan

rumus yang didapat dari buku panduan untuk menghitung diameter poros, plat

gesek, naft, pegas dan perancangan paku keling.

1.5 Sistematika Laporan

Untuk memberi gambaran yang lebih jelas tentang maksud dan tujuan

serta hubungan antara bagian-bagian yang terpenting dalam penulisan

laporan ini, penulis mengemukakan sistematika laporan sebagai berikut :

Bab I Pendahuluan.

Pada bab ini membahas tentang latar belakang, tujuan, manfaat

perancangan yang diperoleh, batasan masalah, serta sistematika penulisan

dalam rancangan ini.

Bab II Tinjauan Pustaka.

Pada bab ini membahas tentang pengertian kopling, jenis-jenis kopling ,

cara kerja kopling, dan bagian-bagian kopling beserta rumus-rumus yang

dipakai pada perancangan kopling dalam bab III dan bab IV.

Bab III Perencanaan komponen utama

Meliputi : Perencanaan poros, plat gesek, spline dan naft serta pegas.

Bab IV Perencanaan komponen pendukung.

Meliputi : perencanaan paku keling dan baut.

Bab V Kesimpulan dan Saran

Pada bab ini membahas tentang kesimpulan dari hasil perencanaan yang

dilakukan serta saran-saran yang mendukung proses pembuatan tugas

wajib perencanaan kopling ini.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Kopling.

Kopling adalah salah satu bagian yang mutlak diperlukan pada

mobil dan alat-alat berat. Dimana kopling adalah suatu alat bantu elemen mesin

yang berfungsi sebagai alat untuk menghubungkan dan melepaskan putaran atau

daya dari mesin ke roda belakang secara perlahan-lahan atau sebagai penerus

putaran dan daya dari poros penggerak ke poros yang digerakkan sehingga

poros yang digerakkan berputar atau berhenti sama sekali. Apabila kopling

sebuah kendaraan dilepaskan secara tiba-tiba diwaktu mesin hidup dan setelah

memasukkan gigi maka kendaraan akan melompat atau mengakibatkan mesin

akan mati. Maka fungsi dari kopling dapat kita diartikan sebagai berikut :

Memberikan dukungan dari poros suatu unit yang terpisah sebagai

motor dan generator.

Mendapatkan keluesan poros atau mengatur kelenturan mesin.

Melindungi poros dari beban yang berlebihan.

Mengatur kecepatan dan percepatan.

2.2 Jenis-jenis kopling

Menurut cara kerjanya, kopling dibedakan atas dua yaitu :

Kopling tetap.

Kopling tidak tetap.

Namun pada perancangan kali ini, jenis kopling yang dugunakan adalah

kopling tidak tetap, yaitu jenis kopling Pelat.

2.2.1 Kopling Plat.

Kopling plat adalah kopling yang meneruskan momen dengan

perantaraan kontak bidang gesek. kopling plat menggunakan satu plat atau lebih

yang dipasang antara dua poros serta membuat kontak dengan poros

tersebut, sehingga terjadi penerapan daya melalui gesekan diantara

sesamanya. Kopling plat dapat dibagi atas kopling plat tunggal dan kopling

plat banyak yaitu berdasarkan atas banyak plat gesek yang dipakai.

Gambar 2.1 Kopling Pelat

2.2.1.1 Cara kerja kopling.

Cara kerja kopling dapat dilakukan dengan dua cara yaitu urutan

pemindahan tenaga bila kopling dihubungkan dan urutan pemutusan daya kopling

dibebaskan. Pemindahan tenaga bila kopling dihubungkan, dimana tutup kopling

yang dipasang pada roda penerus akan turut berputar bersama-sama. Plat

penekan dipasang pada penutup kopling dan diantaranya diberi pegas-pegas,

sehingga plat penekan dapat tertekan secara konstant dan kuat terhadap plat

kopling, dengan adanya tekanan pegas ini maka gaya gesek plat bertambah besar,

sehingga dapat diteruskan.Untuk memutuskan daya yang ditransmisikan itu

maka pegas (pegas diafragma) ditekan, sehingga terjadi perenggangan baja gesek

pada kotak kopling (tutup kopling) sehingga plat gesek terbebas dari jepitan dua

baja gesek, sehingga gaya gesek menjadi nol.

1) Konsep dasar fungsi dan kerja unit kopling

Kopling dan komponen pengoperasiannya yang akan dibahas dalam modul

ini adalah yang dipergunakan pada kendaraan bermotor khususnya untuk

kendaraan ringan, yaitu sepeda motor, sedan dan mobil penumpang.

Kopling dan komponen pengoperasiannya merupakan bagian dari sistem

pemindah tenaga dari sebuah kendaraan, yaitu sistem yang berfungsi

memindahkan tenaga dari sumber tenaga (mesin) ke roda kendaraan

(pemakai/penggunaan tenaga).

Pemindahan tenaga dari mesin kesistem penggerak pada kendaraan,

tentunya diperlukan suatu proses yang halus tanpa adanya kejutan, yang

menyebabkan ketidak nyamanan bagi pengendara dan penumpang. Di samping

itu, kejutan juga dapat menyebabkan terjadinya kerusakan pada bagian mesin.

Sistem pemindah tenaga secara garis besar terdiri dari Unit kopling,

transmisi, defrensial, poros dan roda kendaraan. Sementara Posisi unit kopling

dan komponennya (Clutch Assembly), terletak pada ujung paling depan dari

sistem pemindah tenaga pada kendaraan.

Sesuai dengan fungsinya, yaitu untuk memutus dan menghubungkan, unit kopling

memutus dan menghubungkan aliran daya/gerak/momen dari mesin ke sistem

pemindah tenaga. Dengan adanya kopling, maka saat tidak diperlukan tenaga

gerak, maka tidak perlu harus mematikan sumber gerak (mesin).

Posisi unit kopling pada kendaraan secara skema dapat dilihat pada gambar 2.2

berikut ini.

Gambar 2.2 Posisi Kopling (Clutch) pada kendaraan

Rangkaian pemindahan tenaga berawal dari sumber tenaga (Engine)

kesistem pemindah tenaga, yaitu masuk ke unit kopling (Clutch) diteruskan

ketransmisi (Gear Box) ke propeller shaft dan keroda melalui differensial (Final

Drive).

Jenis kopling paling tidak dapat dikelompokan menjadi tiga kelompok

yaitu kopling dengan menggunakan gigi, menggunakan gesekan, dan

menggunakan tekanan hidrolis. Secara skema seperti terlihat pada gambar 2.9

berikut ini.

Gambar 2.3 jenis kopling cakra dan gesek

Kopling jenis dog banyak dipergunakan pada mekanisme hubungan roda

gigi transmisi. Untuk menyambungkan antara poros sumber tenaga dengan

poros yang digerakan biasanya kopling ini mengalami kesulitan bila tidak dalam

kondisi ber-henti. Untuk itu pada transmisi dilengkapi dengan komponen yang

disebut dengan synchronmesh. Synchronmesh pada dasar nya adalah salah satu

bentuk kopling gesek dengan bentuk konis. Kopling konis ini akan menyamakan

gerak kedua gigi yang akan dihubungkan, sehingga kopling dog akan mudah

disambungkan.

Kopling gesek (Friction Clutch) adalah proses pemindahatenaga melalui

gesekan antara bagian penggerak dengan yang akan digerakan. Konsep kopling

ini banyak dipergunakan pada sistem pemindah tenaga kendaraan, khususnya

pada kendaraan ringan, sepeda motor, sedan dan mobil penumpang lainnya.

Berikut ini akan dibahas Konsep kerja kopling gesek yang banyak

digunakan dapat dijelaskan melalui gambar 2.4 dan 2.5

Gambar 2.4 Saat Piringan pemutar tidak berhubungan dengan piringan yang

diputar

Berdasarkan skema rangkaian tersebut, kini terlihat fungsi utama

kopling adalah memutus dan menghubungkan jalur tenaga dari mesin ke roda

kendaraan. Proses perpindahan tenaga, poros engkol (crank shaft) memutar drive

disc dalam kopling. Selama piringan/disc yang lain (driven disc) tidak

berhubungan dengan drive disc, maka tidak ada tenaga/torsi/ gerak yang ditransfer

dari mesin ke pemindah daya. Atau kopling dalam kondisi bebas.

Pada saat drive disc dan driven disc bersinggungan, maka drive disc akan

memutar driven disc yang berhubungan dengan poros input transmisi. Sebagai

hasilnya, torsi/gaya putar dari mesin ditransfer melalui kopling ke komponen

pemindah daya yang lainnya hingga ke roda penggerak. Saat kedua disc

bersinggungan, dan saling berputar bersama dapat diilustrasikan dalam gambar

2.6 berikut ini.

Gambar 2.6 Saat Kedua piringan berhubungan dan berputar bersama.

Pada prakteknya, saat menghubungkan kopling, yaitu disaat bersamaan

melepas pedal kopling, tidak dilepas langsung namun sedikit demi sedikit hingga

terhubung. Proses ini untuk menghindarkan terjadinya kejutan saat kedua

berhubungan. Sebab bila kedua piringan tersebut, berhubungan secara langsung

tentu akan terjadi kejutan gerak pada kendaraan, dan ini sering dialami oleh

pengemudi pada pengalaman pertama-nya melepas pedal kopling, hingga

mobilnya bergerak tersendat-sendat. Jadi dengan melepas kopling sedikit (kalau

istilah masyarakat setengah kopling), terjadi perpindahan tenaga melalaui gesekan

plat kopling. Dengan kata lain, perpindahan tidak terjadi sekaligus.

2.2.1.2 Macam-macam Kopling Gesek.

Seperti telah dijelaskan di atas, kopling gesek banyak digunakan pada

kendaraan ringan. Pad kendaraan roda empat menggunakan jenis kering dengan

plat tunggal. Sedangkan pada sepeda motor, menggunakan jenis basah dengan plat

ganda. Perbedaan kopling basah dan kering, karena plat kopling tidak kena

minyak pelumas untuk jenis kering, dan plat kopling bekerja dalam minyak

pelumas untuk jenis basah.

a).Kopling gesek pelat tunggal.

Komponen-komponen kopling gesek pelat tunggal secara bersamaan membentuk

rangkaian kopling/ kopling set (clutch assembly). Seperti terlihat pada gambar 2.7

berikut ini.

Gambar 2.7 Clutch Assembly

Komponen utama dari kopling gesek ini adalah sebagai berikut :

(1) Driven plate (juga dikenal sebagai piringan kopling, pelat kopling atau

friction disc/piringan gesek, atau kanvas kopling). Plat kopling bagian

tengahnya berhubungan slip dengan poros transmisi. Sementara ujung

luarnya dilapisi kampas kopling yang pemasangannya di keling.

Konstruksinya dapat dilihat pada gambar 2.8.

Gambar 2.8 Plat kopling tunggal.

Lapisan plat kopling disebut dengan kanvas kopling terbuat dari paduan

bahan asbes dan logam. Paduan ini dibuat dengan tujuan agar plat kopling

dapat memenuhi persyaratan, yaitu :

(a). Tahan terhadap panas. Panas dalam hal ini terjadi karena terjadi gesekan yang

memang direncanakan saat kopling akan dihubungkan.

(b). Dapat menyera panas dan membersihkan diri. Gesekan akan menyebabkan

panas dan kotoran debu bahan yang aus. Kanvas kopling dilengkapi

dengan alur yang berfungsi untuk ventilasi dan menampung dan membuang

debu yang terjadi.

(c). Tahan terhadap gesekan. Kanvas kopling direncana-kan untuk bergesekan,

maka perlu dibuat tahan terhadap keausan akibat gesekan.

(d). Dapat mencengkeram dengan baik.

Plat kopling dilengkapi dengan alat penahan kejutan baik dalam bentuk

pegas ataupun karet. Alat ini dipasang secara radial, hingga disebut dengan pegas

radial. Konstruksinya seperti terlihat pada gambar 2.9 berikut ini.

Gambar 2.9 Pegas Radial Plat Kopling

Pegas radial berfungsi untuk meredam getaran/kejutan saat kopling

terhubung sehingga diperoleh proses penyambungan yang halus, dan juga

getaran atau kejutan selama menghubungkan/bekerja. Untuk itu maka pegas radial

harus mampu menerima gaya radial yang terjadi pada plat kopling memiliki

elastisitas yang baik. Namun demikian karena penggunaan yang terus menerus,

maka pegas radial dapat mengalami kerusakan. Untuk yang dalam bentuk karet,

kemungkinan karetnya berkurang/tidak elastis lagi atau pecah. Sedangkan yang

pegas ulir, kemungkinan berkurang panjang bebasnya, yang biasanya ditunjukan

dengan terjadinya kelonggaran pegas dirumahnya dan menimbulkan suara. Plat

kopling di samping pegas radial juga dilengkapi dengan pegas aksial.

Konstruksinya seperti terlihat pada gambar 2.10 berikut ini.

Gambar 2.10 Pegas Aksial Plat Kopling

Pegas aksial dipasang diantara kanvas kopling, danbentuknya ada dua

macam. Gambar 2.1 A pegas aksial berbentuk E dan Gambar B pegas aksial

berbentuk W.

Fungsi pegas aksial adalah untuk mendapatkansenntuhan yang halus

saat plat kopling mulai terjepit oleh plattekan pada fly wheel. Dengan kata lain

terjadi prosesmenggesek terlebih dahulu sebelum terjepit kuat oleh plat tekan pada

fly wheel.

(2) Pressure plate(plat penekan) dan rumahnya, unit ini yang berfungsi untuk

menekan/menjepit kampas kopling hingga terjadi perpindahan tenaga dari

mesin ke poros transmisi.Untuk kemampuan menjepitnya, plat tekan

didukung oleh pegas kopling. Pegas kopling paling tidak ada dua macam,

yaitu dalam bentuk pegas coil dan diafragma atau orang umum

menyebutnya sebagai matahari. Kontruksinya seperti terlihat pada gambar

2.11 berikut ini.

Gambar 2.11 Clutch Asembly dengan pegas diafragma dan pegas coil.

Clutch Asembly sebelah kiri menggunakan pegas diafragma dan yang sebelah

kanan menggunakan pegas coil. Karena fungsi pegas adalah untuk menjepit plat

kopling, ternyata keduanya mempunyai karateristik kemampuan kerja yang

berbeda. Perbedaan tersebut dapat digambarkan sebagai berikut.

Gambar2.12 Perbandingankemampuan pegasdiafragmadengan pegas coil.

Pada gambar 2.12, terdapat dua garis, garis yang penuh menggambarkan

tekanan pegas diafragma, sedangkan garis terputus-putus menggambarkan

tekanan pegas coil. Pada point a menunjukan posisi pada saat plat kopling sudah

aus. Pada posisi ini terlihat bahwa pegas diafragma memberikan tekanan yang

lebih besar dibandingkan dengan pegas coil. Besarnya tekanan yang diberikan ini

akan menentukan tingkat kemungkinan terjadinya slip pada kopling. Sehingga

saat plat kopling sudah aus, penggunaan pegaas coil kemungkinan akan terjadi

sllip lebih besar dibandingkan dengan pegas diafragma. Hal ini karena tekanan

yang diberikan oleh pegas coil lebih kecil.

Pada saat plat koplingnya masih baru atau tebal keduanya memberikan

kemampuan tekanan yang sama besarnya. Posisi ini digambarkan pada titik poin

b. Pada titik poin c menggambarkan tekanan pegas saat pedal kopling diinjak

penuh. Pegas coil memberikan tekanan yang lebih besar dibandingkan pegas

diafragma. Hal ini berarti terkait dengan besarnya tenaga pengemudi untuk

membebaskan kopling. Kalau pegasnya coil berarti tenaga injakan kopling lebih

berat dibandingkan bila menggunakan pegas diafragma.

Pegas diafragma memberikan tekanan lebih merata dibandingkan pegas

coil. Bentuk pegas diafragma bila dilihat dari depan seperti gambar 2.13 berikut

ini.

Gambar 2.13 Pegas diafragma/matahari.

(3) Clutch release atau throwout bearing, unit ini berfungsi untuk memberikan

tekanan yang bersamaan pada pressure plate Lever dan menghindarkan

terjadinya gesekan antara pengungkit dengan pressure plate Lever untuk

pegas coil. Sedangkan yang pakai pegas difragma langsung ke ujung

pegas.

Bantalan tekan ini ada tiga macam. Seperti terlihat pada gambar 2.14 berikut ini.

Gambar2.14 macam-macam bantalan tekan kopling

Gambar 2.14.1 adalah bantalan tekan yang mampu menerima beban aksial dan

menyudut. Gambar 2.14.2 bantalan tekan yang hanya mampu menerima

beban aksial. Keduanya memerlukan pelumasan, bila pelumasnya habis maka

keduanya akan mengalami kerusakan. Sedangkan gambar 2.14.3 adalah bantalan

tekan yang terbuat dari karbon yang tidak memerlukan pelumasan.

(4) Throwout lever/Clutch Fork/plate Lever berfungsi untuk menyalurkan

tenaga pembebas kopling.

Konstruksi di atas berarti plat tekan bersama rumahnya dipasang

menggunakan baut pada fly wheel. Sementara plat kopling dipasang diantara

fly wheel dengan pelat tekan, dan bagian tengahnya dihubungkan dengan

poros transmisi dengan sistem sliding. Dengan demikian Prinsip dasar bekerjanya

kopling gesek dengan plat tunggal yang banyak digunakan pada kendaraan roda

empat ini seperti terlihat pada gambar 2.21 berikut ini.

Gambar 2.15 Prinsip kerja kopling plat tunggal

Pada posisi seperti gambar 2.15 berarti kopling sedang bekerja, dimana

plat kopling terjepit oleh Fly wheel (6) dan Pressure plate (4) yang mendapat

tekanan dari pegas kopling (7). Dengan demikian putaran mesin disalurkan

melalui fly wheel ke plat kopling dan kemudian ke poros primer (2). Sewaktu

pedal kopling (9) diinjak, gerakan menarik sambungan pengatur (11) dan garpu

kopling (10). Gerakan tersebut menyebabkan bearing (8) dan membawa pressure

plate (4) bergerak kekanan melawan tegangan pegas kopling (7). Hal ini berarti

menyebabkan plat kopling (3) terbebas dari jepitan. Sehingga putaran dari mesin

terputus tidak tersalurkan ke sistem pemindah tenaga. Untuk lebih jelasnya dapat

dilihat pada gambar 2.16 berikut ini.

Gambar 2.16 Kopling Plat Tunggal Dengan Posisi Terhubung

Poros yang dihubungkan menggunakan kopling adalah poros engkol

(Driver shaft) dengan poros kopling yang tidak lain adalah poros yang masuk ke

transmisi (Driven Shaft). Pada gambar 2.16 plat kopling pada posisi terhubung

terjepit diantara plat tekan dengan Fly wheel, kekuatan jepitnya diperoleh dari

tegangan pegas kopling yang dalam hal ini dalam bentuk pegas diafragma.

Dengan posisi demikian maka putaran poros transmisi akan sama dengan putaran

mesin.

Pada saat tuas pembebas ditekan maka gayanya diteruskan ke bantalan

tekan dan menekan pegas diafragma. Pegas diafragma mengungkit plat penekan,

sehingga plat kopling terbebas. Dengan kata lain, putaran poros engkol/mesin

tidak tersalurkan ke sistem pemindah tenaga. Kondisi ini diperlukan saat

memindah kecepatan transmisi, saat mengerem kendaraan, dan saat menghentikan

kendaraan.

Gambar 2.17 Kopling Plat Tunggal Dengan Posisi bebas

2.3 Roda Gigi

Pada dasarnya sistem transmisi roda gigi merupakan pemindahan gerakan

putaran dari satu poros ke poros yang lain hampir terjadi disemua mesin. Roda

gigi merupakan salah satu yang terbaik antara sarana yang ada untuk

memindahkan suatu gerakan. Roda gigi dikelompokkan menurut letak poros

putaran atau berbentuk dari jalur gigi yang ada. Keuntungan dari penggunaan

sistem transmisi diantaranya :

1. Dapat dipakai untuk putaran tinggi maupun rendah

2. Kemungkinan terjadinya slip kecil

3. Tidak menimbulkan kebisingan

Adapun klasifikasi dari roda gigi antara lain :

2.3.1 Roda Gigi Lurus (Spur gear)

Roda gigi lurus dipakai untuk memindahkan gerakan putaran antara poros-

poros yang sejajar. Yang biasanya berbentuk silindris dan gigi-giginya adalah

lurus dan sejajar dengan sumber putaran. Pengunaan roda gigi lurus karena

putarannya tidak lebih dari 3600 rpm dan kecepatan keliling tidak lebih dari 5000

ft/menit. Ini tidak mutlak, spur gear dapat juga dipakai pada kecepatan diatas

batas-batas tersebut.

Gambar 2.18. Roga Gigi Lurus

2.3.2 Roda Gigi Miring (Helical gear)

Roda gigi miring dipakai untuk memindahkan putaran antara poros-poros

yang sejajar. Sudut kemiringan adalah sama pada setiap roda gigi, tetapi satu roda

gigi harus mempunyai kimiringan ke sebelah kanan dan yang lain ke kiri. Roda

gigi ini mampu memindahkan putaran lebih dari 3600 rpm dan kecepatan keliling

lebih dari 5000 ft/menit.

Gambar 2.19 Roda Gigi Miring

2.3.3 Roda Gigi Cacing (Worm gear)

Roda gigi cacing dipakai untuk memindahkan putaran antara poros yang

tegak lurus bersilang. Susunan roda gigi cacing biasanya mempunyai penutup

tunggal atau ganda, suatu susuna roda gigi berpenutup tunggal adalah sesuatu

dimana roda gigi dibungkus penuh atau sebagian oleh gigi cacing, sebuah roda

gigi dimana setiap elemen ditutup sebagian oleh yang lain adalah susunan roda

gigi cacing berpenutup ganda.

Gambar 2.20 Roda Gigi Cacing

2.4 Perencanaan Komponen Utama Kopling

2.4.1 Poros

Poros adalah suatu bagian stasioner yang beputar, biasanya berpenampang

bulat dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi (gear), pulley, flywheel,

engkol, sprocket dan elemen pemindah lainnya. Poros bisa menerima beban

lenturan, beban tarikan, beban tekan atau beban puntiran yang bekerja sendiri-

sendiri atau berupa gabungan satu dengan lainnya. (Josep Edward Shigley, 1983).

Poros dalam sebuah mesin berfungsi untuk meneruskan tenaga melalui

putaran mesin. Setiap elemen mesin yang berputar, seperti cakra tali, puli sabuk

mesin, piringan kabel, tromol kabel, roda jalan, dan roda gigi, dipasang berputar

terhadap poros dukung yang tetap atau dipasang tetap pada poros dukung yang

berputar.

Untuk merencanakan sebuah poros, perlu diperhitungkan gaya yang

bekerja pada poros di atas antara lain: gaya dalam akibat beratnya (W) yang selalu

berpusat pada titik gravitasinya. Gaya (F) merupakan gaya luar arahnya dapat

sejajar dengan permukaan benda ataupun membentuk sudut α dengan permukanan

benda. Gaya F dapat menimbulkan tegangan pada poros, karena tegangan dapat

rimbul pada benda yang mengalami gayagaya. Gaya yang timbul pada benda

dapat berasal dari gaya dalam akibat berat benda sendiri atau gaya luar yang

mengenai benda tersebut. Baik gaya dalam maupun gaya luar akan menimbulkan

berbagai macam tegangan pada kontruksi tersebut.

Pada dasarnya poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau beban

lentur dan juga gabungan keduanya. Melihat pada konstruksinya maka tegangan

lentur yang terjadi sangat kecil sehingga dapat diabaikan, dengan demikian dapat

dipastikan bahwa poros hanya mendapat beban puntir saja.

2.4.1.1 Macam-macam poros

Berdasarkan Jenis Pembebanannya

a. Poros Transmisi

Poros transmisi berfungsi untuk memindahkan tenaga mekanik salah satu

elemen mesin ke elemen mesin yang lain. Poros transmisi mendapat beban puntir

murni atau puntir dan lentur yang akan meneruskan daya ke poros melalui

kopling, roda gigi, puli sabuk atau sproket rantau, dan lain-lain.

Gambar 2.21 Poros Transmisi

Berdasarkan Bentuknya

a. Poros Lurus

Gambar 2.22 poros lurus

b. Poros Engkol

Poros engkol merupakan bagian dari mesin yang dipakai untuk merubah

gerakan naik turun dari torak menjadi gerakan berputar. Poros engkol yang kecil

sampai yang sedang biasanya dibuat dari satu bahan yang ditempa kemudian

dibubut, sedangkan yang besar-besar dibuat dari beberapa bagian yang

disambung-sambung dengan cara pengingsutan.

2.4.1.2 Perencanaan

Hal-hal penting dalam perencanaan poros sebagai berikut ini perlu

diperhatikan :

1. Kekuatan poros

Poros transmisi akan menerima beban puntir (twisting moment), beban

lentur (bending moment) ataupun gabungan antara beban puntir dan

lentur. Dalam perancangan poros perlu memperhatikan beberapa faktor,

misalnya : kelelahan, tumbukan dan pengaruh konsentrasi tegangan bila

menggunakan poros bertangga ataupun penggunaan alur pasak pada poros

tersebut. Poros yang dirancang tersebut harus cukup aman untuk menahan

beban-beban tersebut.

2. Kekakuan poros

Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup aman dalam

menahan pembebanan tetapi adanya lenturan atau defleksi yang terlalu

besar akan mengakibatkan ketidaktelitian (pada mesin perkakas), getaran

mesin (vibration) dan suara (noise). Oleh karena itu disamping

memperhatikan kekuatan poros, kekakuan poros juga harus diperhatikan

dan disesuaikan dengan jenis mesin yang akan ditransmisikan dayanya

dengan poros tersebut.

3. Putaran kritis

Bila putaran mesin dinaikan maka akan menimbulkan getaran (vibration)

pada mesin tersebut. Batas antara putaran mesin yang mempunyai jumlah

putaran normal dengan putaran mesin yang menimbulkan getaran yang

tinggi disebut putaran kritis. Hal ini dapat terjadi pada turbin, motor

bakar, motor listrik, dll. Selain itu, timbulnya getaran yang tinggi dapat

mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagian-bagian lainnya. Jadi

dalam perancangan poros perlu mempertimbangkan putaran kerja dari

poros tersebut agar lebih rendah dari putaran kritisnya.

4. Material poros

Poros yang biasa digunakan untuk putaran tinggi dan beban yang berat

pada umumnya dibuat dari baja paduan (alloy steel) dengan proses

pengerasan kulit (case hardening) sehingga tahan terhadap keausan.

Beberapa diantaranya adalah baja khrom nikel, baja khrom nikel

molebdenum, baja khrom, baja khrom molibden, dll. Sekalipun demikian,

baja paduan khusus tidak selalu dianjurkan jika alasannya hanya karena

putaran tinggi dan pembebanan yang berat saja. Dengan demikian perlu

dipertimbangkan dalam pemilihan jenis proses heat treatment yang tepat

sehingga akan diperoleh kekuatan yang sesuai.

Selanjutnya untuk mendapatkan diameter poros yang sesuai maka perlu

dipilih beberapa faktor koreksi dan faktor keamanan sebagai berikut :

Faktor koreksi daya (fc).

Faktor koreksi momen puntir (kt).

Faktor koreksi lenturan (cb).

Faktor keamanan tegangan geser (sf)

Persamaan-persamaan yang digunakan dalam perancangan mengenai poros adalah

sebagai berikut :

1). Menentukan daya rencana (pd) digunakan rumus :

pd = P. fc (Kw)….....……………………………... 2.1

Dimana :

pd = daya rencana.

fc = Faktor koreksi.

P = daya motor.

2). Menentukan momen puntir rencana (T) :

T = 9,74. 10⁵. pd/n. ..………………………………... 2.2

Dimana

T = momen puntir.

pd = daya rencana.

n = putaran.

Koreksi perencanaan poros terhadap tegangan :

3). Tegangan geser yang terjadi.

τ g ¿5,1Tds ³

……………………..………………………………….. 2.3

4). Tegangan puntir yang terjadi.

τ p = T℘…………………….…………………………………….. 2.4

Dimana :

ds = diameter poros.

kt = Faktor koreksi puntiran (1,5 – 3,0 )

cb = Faktor koreksi lenturan ( 1,2 – 2,3 )

τ g = Tegangan geser maksimum (kg/mm²)

WP adalah Momen perlawanan π

16 ds

2.4.2 Pelat gesek.

Permukaan plat gesek yang bersinggungan biasanya besi cor dan asbes

yang tahan terhadap panas pada waktu dia bergesekan. Pada plat gesek diameter

luar (D1) dan diameter dalam (D2).

Perbandingan antara keduanya D1 : D2 biasanya besar dari 0,5 karena

bidang gesek yang terlalu dekat dengan sumbu poros yang mempunyai pengaruh

yang kecil terhadap permindahan momen pada bidang gesek (p).

Tekanan rata-rata bidang gesek (p)

Koefisien plat kering ( k )

Perbandingan diameter plat gesek (D1/D2)

Dari data-data yang ada dapat ditentukan :

1). Gaya tekanan bidang gesek (F)

F = π

4 ( D 2−D 1 )2 . p……………….…….………….. 2.5

2). Jari-jari rata-rata plat gesek (r m)

rm ¿D1+D 2

4……………………………………….. 2.6

3). Momen gesek pada pemukaan plat gesek ( Mg ) sama dengan momen

puntir ( T ).

T = μ . F . rm …………………………………..................….. 2.7

4). Lebar permukaan plat gesek ( b )

b=( D 2²−D 12

2) …………………………………….…………...... 2.8

5). Luas permukaan gesek ( A )

A = 2π. rm . b ……………………………………….……….. 2.9

6). Umur Plat Gesek

Umur plat gesek artinya adalah lamanya plat gesek dipakai mulai dari

waktu pemasangan sampai dengan mencapai keausan yang diizinkan .Biasanya

umur plat gesek yang baik berkisar 3000 sampai 5000 jam untuk jenis pemakaian

sedang. Faktor umur ini ditemukan oleh volume keausan dari plat gesek di bagi

dengan keausan spesifik dan daya gesek dari plat.

Hubungan ini memakai persamaan :

Nml = L ³

E ×W …………………………………………. ………….. 2.10

Dimana :

Nml = Umur plat dari jumlah hubungan (hb)

L³ = Volume keausan plat gesek yang diizinkan ( cm³ )

E = Kerja penghubung untuk satu kali hubungan (kgm/hb)

W = Laju keausan bidang gesek (cm³. kg m )

Volume keausan berarti volume dari plat gesek yang diizinkan aus mulai

dari dipasang sampai dengan datarnya sama dengan kelingan (paku keling), bila

hal ini diteruskan akan merusak kelingan.

2.4.3 Spline dan naft.

2.4.3.1 Spline.

Sama dengan poros, maka spline juga mempunyai fungsi untuk

meneruskan daya dan putaran. Diameter spline lebih besar dari diameter poros.

1). Lebar gigi spline ( L )

L =πds2

……………………………………………..........…..….. 2.11

2). Diameter Maximal ( D )

D = ds

0,81 ……………………………………….…..........……….. 2.12

3). Tinggi spline ( h )

h = D−ds

2…………………………………….….............……….. 2.13

4). Jari-jari rata-rata spline

rs = ds−D

4 ……………………………………………….............. 2.14

5). Gaya yang bekerja pada spline ( Ft )

Ft = Trs

…………………………………………………….......... 2.15

Dimana T = Torsi ( Momen rencana )

6). Lebar spline ( b )

b = Ft

τg . L ……………………………………….………….. 2.16

Dimana

τ g = σt

S f 1 . Sf ₂

7). Jumlah spline atau jumlah pasak ( Z )

Z = 2 π . rs

b………………………………………………….. 2.17

8). Gaya yang bekerja pasa setiap spline ( Fts ).

Fts = FtZ

………………………………………..………….. 2.18

2.4.3.2 Naft.

Jumlah naft sama dengan jumlah spline ( Zi ) buah dengan menganggap

jari-jari pada neft sama dengan spline.

1). Panjang naft dapar diperoleh dari pers. berikut :

Ln = 1,4 ds. ……………………………………..………….. 2.19

Dimana :

Ds = diameter spline.

2). Gaya yang bekerja pada naft

Fn = Fts

b . ln. ………………………………………………….. 2. 20

Dimana :

Fts = Gaya yang bekerja pada setiap spline.

b = Lebar naft.

2.4.4 Paku keling.

Pada kopling terdapat tiga macam ukuran paku keling dengan posisi letak

yang berbeda, adapun ukuran untuk masing-masing paku keling.

1). Gaya yang bekerja pada paku keling ( F )

F = TR

…………………………………………….…..…….. 2. 21

Dimana :

T = Torsi.

R = Jarak dari sumbu.

2). Gaya yang bekerja pada setiap paku ( Fs )

Fs = Fn

…………………………………………………….. 2. 22

Dimana :

n = jumlah paku keling

F = gaya yang bekerja semua paku

3). Tegangan tarik izin (δ t )

δ = σtSf

……..………………………………………....…..... 2. 23

σt = tegangan tarik

Sf =faktor keamanan (80-90)%

4). Tegangan geser izin ( δ g ).

δ g = 0,8 . δ t. ……………………………………….……… 2. 24

5). Diameter paku keling ( d )

dpaku keling = √ F .4π . τg

. …………………...………………..…....... 2. 25

6). Diameter lubang kelingan ( D )

Dlubang keling = d + 0,2 mm. ……………….……….……..…… 2. 26

2.4.5 Pegas.

2.4.5.1 Pegas kejut.

Pegas kejut berfungsi sebagai pelunak tumbukan atau kejutan. Sifat pegas

yang terpenting adalah menerima kerja kawat perubahan bentuk elastis dan ketika

mengendorkan kembali kerja tersebut.

1). Gaya yang bekerja pada pegas kejut adalah gaya keling ( F )

F = MPr

……………………………………..………….. ........ 2. 27

2). Gaya untuk satu pegas ( Fa )

Fa = ZF ………………………………………..………......... 2. 28

Dimana :

MP = Torsi.

Z = Jumlah pegas kejut.

3). Diameter kawat pegas ( d )

dkawat pegas = √ 8k .Fa .Cσt . π

…………………….………….. .......... 2. 29

Dimana :

k = faktor tegangan.

k =4 c−14 c−4

+ 0,6154

C = indeks pegas

Fa = gaya yang bekerja pada pegas.

δ t = tegangan tarik.

4). Diameter kawat pegas ( d )

d = C . dkawat pegas …………….…………….………….... 2. 30

5). Lendutan yang terjadi ( δ ).

δ = 8. n .d3 .Fa

d4 .G ………………………………..…….....…...….. 2. 31

Dimana :

δ = Defleksi pegas.

n = jumlah lilitan yang aktif.

G = Modulus geser.

6). Panjang pegas sebelum dibebani ( Lo )

Lo = nd + δ max. + (n-1) . 0,1 . …………………..…….. 2. 32

7). Kisar ( K )

K = Lo

N−1 ……………………………………..……….. .... 2. 33

8). Panjang pegas dalam keadaan dibebani ( Li )

Li = Lo - δ …………………………………..………….. 2. 34

9). Tegangan geser pegas ( δ g )

δ g = F

π d2/ 4 ………………………………..………….. . 2. 35

10). Tegangan puntir pegas ( δ p )

τ p = 8.F . d

πd ³ ……………………………………………... 2. 36

11). Tegangan total ( δ tot. )

δ tot = δ g + δ p …………..…………….….……….. 2. 37

2.4.5.2 Pegas Diafragma

Pegas diafragma berfungsi sebagai penekanan plat gesek melalui

permukaan plat tekan. Bila pegas diafragma ditekan, atau diberi gaya tekan

melalui pedal koplin, maka pada saat bersamaan pegas diafragma ini akan

melepaskan hubungan plat gesek dengan fly wheel, sehingga tidak terjadi

penerusan daya dan putaran ke transmisi.

1). Gaya yang bekerja ( Fi )

Fi = τa . b .h ²

6. L………………………………..………….. 2. 38

Dimana :

τ a = Tegangan dinamis pegas yang diizinkan.

τ a = 0,75 τ o.

b = Lebar lengan penampang melintang

h = Tebal pegas

L = Panjang pegas

τ o = 200 N/mm

2). besarnya kemampuan pegas keseluruhan ( F )

F = F₁ . Z ………………………………….………….. 2. 39

3). Pemin dalam pegas ( f )

f = 4.q 1. xf . L ³

E .b . h ² ………………………………..………… 2.40

4). Kemiringan

τgα = ¿¿ ……………………………………...... 2.41

2.4.6 Bantalan

Pada kopling ini terdapat dua buah bantalan yang ukuran dan fungsi yang

berbeda, kedua bantalan tersebut adalah sebagai berikut :

1. Release bearing.

2. Input shaft bearing.

Release bearing terletak antara pegas matahari dengan luas penekanan,

gaya tekan yang terjadi sama dengan gaya yang diperlukan untuk membebaskan

flat gesek antaranya dengan baja, untuk itu ditetapkan koefisien gesek.

1). Gaya gesek yang terjadi ( Fq )

Fq = π . fo. ……………………………………….. ………….. 2.42

2). Beban ekuivalen dinamis ( p )

p = Fr . Fa …………………………………………………….. 2.43

Fr = Gaya radial

Fa = Gaya aksial

3). Faktor kecepatan ( fn )

Fn = ( 33,3h ) .

1/3h

……………………………..………….. 2.44

4). Faktor umur ( fh )

Fh = Fn . cp

…………………………………………….. 2.45

5). Umur nominal bantalan ( Lh )

Lh = 500 . fh³ . …………………………………….………….. 2.46

2.4.7 Baut

Baut adalah suatu elemen mesin yang berfungsi untuk menyambung atau

mengikat dua atau lebih elemen mesin lainnya. sambungan baut menggunakan

alat yang ber-ulir untuk menyambungkan dua elemen atau lebih. Kelebihan jenis

sambungan ini adalah kemungkinan untuk melepas dan memasang kembali.

Sehingga sambungan jenis ini sangat cocok untuk peralatan yang sering dilepas

dan dipasang untuk keperluan perawatan atau penggantian komponen yang aus.

Gambar di bawah ini menunjukkan tiga buah tipe sambungan baut yang umum

digunakan berdasarkan konstruksi dan kegunaan, tipe ulir, dan jenis kepala baut,

yaitu :

Gambar 2.23 Konstruksi sambungan baut (a) baut-mur, (b) sambungan cap-

screw, (c) sambungan stud.

2.4.7.1 Standar dan Kekuatan Baut

Standar geometri baut tipe kepala segi enam ditunjukkan pada gambar 3.2

Bagian yang akan mengalami konsentrasi tegangan adalah pada fillet kepala baut

dan pada titik awal ulir. Standard panjang bagian yang berulir berdasarkan UNS

adalah :

dan untuk metrik (ISO), dalam mm :

Gambar 1.24 Standar baut kepala hexagonal

Penggunaan baut-mur untuk struktur dan aplikasi beban yang besar, maka baut

harus dipilih berdasarkan proof strength Sp seperti yang dispesifikasikan di SAE,

ASTM, dan ISO. Standar-standar ini mengklasifikasikan grade baut berdasarkan

material, heat treatment, dan proof strength minimum. Grade atau kelas baut dapat

dilihat dari tanda pada kepala bautnya. Tabel 1 dan 2 menunjukkan standard baut

SAE dan ISO yang terbuat dari baja.

Table 1 standard baut SAE

Table 2 standard baut ISO

2.4.7.2 Preload dan Faktor Kekakuan Baut

Sebagai fastener, fungsi baut-mur adalah untuk mencekam komponen

bersama, dimana beban yang bekerja akan menimbulkan tegangan tarik pada baut

seperti ditunjukkan pada gambar 8.13. Dalam dunia praktis, pencekaman

ditimbulkan oleh beban awal (preload) dengan mengencangkan baut.

Pengencangan baut dapat dilakukan dengan memberikan torsi yang cukup

sehingga menimbulkan beban tarik yang mendekati proof strength. Untuk

sambungan yang mendapat beban statik, beban awal biasanya diberikan sampai

90% proof strength. Sedangkan untuk sambungan yang mendapat beban dinamik

(fatigue) maka beban awal umumnya diberikan sampai 75% proof strength.

Gambar 2.25 (a) Sambungan baut, (b) diagram benda bebas baut yang

mendapat beban Tarik

Konstruksi sambungan baut dapat dianalogikan sebagai sistem pegas

seperti ditunjukkan pada gambar 8.14. Baut dapat dipandang sebagai pegas tarik

dengan kekakuan kb dan komponen yang disambung dapat dianalogikan sebagai

pegas tekan dengan kekakuan kj. Baut yang terdiri dari bagian tanpa ulir dan

bagian berulir dapat dianggap sebagai pegas susunan seri, lihat gambar 8.14.

Untuk jenis baut tertentu mungkin terdapat beberapa jenisukuran diameter. Recall

defleksi batang yang mendapat beban uniaksial, maka kekakuan baut dapat

dituliskan menjadi :

k=Fδ

= AEL

.1kb

= ¿At Eb

+ LsAb Eb

Gambar 2.26 Konstruksi Sambungan baut

dimana At adalah tensile stress area baut, dan Ab adalah luas penampang

bagian yang tidak berulir.

Kekakuan komponen yang disambung juga merupakan susunan seri. Kekakuan

totalnya adalah :

1kj

+ L1Am1. E 1

+ L 2Am2. E 2

dimana L1 dan L2 adalah masing-masing tebal komponen yang disambung, Am

luas efektif material yang di cekam. Khusus jika material komponen yang

dicekam sama maka :

Kj= Am. EmL

Menentukan nilai kekakuan sambungan jauh lebih sulit dan kompleks

dibandingkan dengan kekakuan baut. Kesulitan terutama terletak pada penentuan

luasefektif pencekaman, Am. Pendekatan umumnya dilakukan untuk

menyederhanakan analisis. Berdasarkan analisis numerik dengan metoda elemen

hingga diketahui bahwa distribusi tegangan pencekaman padakomponen yang

signitfikan terjadi pada daerah berbentuk frusta cone.

2.5 Sket Gear Box

2.5.1 Gambar Sket Gear Box

input

output

Gambar 2.27 sket gear box

2.5.2 Tingkat Kecepatan 1 (n) = 5315 rpm

Gambar 2.28 tingkat kecepatan 1

Pada tingkat kecepatan 1 (n1) roda gigi 1 dan 2 saling berhubungan sehingga

terjadi tingkat kecepatan 1 (n1) = 5315 rpm

2.5.3 Tingkat Kecepatan 2 (n) = 3053 rpm


Pada tingkat kecepatan 1 (n2) roda gigi 3 dan 4 saling berhubungan sehingga

terjadi tingkat kecepatan 2 (n2) = 3053 rpm

2.5.4 Tingkat Kecepatan 3 (n3) = 1655 rpm


Pada tingkat kecepatan 1 (n3) roda gigi 5 dan 6 saling berhubungan

sehingga terjadi tingkat kecepatan 3 (n3) = 1655 rpm

2.5.5 Tingkat Kecepatan Revers (nr) = 5068 rpm

Gambar 2.31 tingkat kecepatan revers (nr)

Pada tingkat kecepatan revers (nr) roda gigi 7,8 dan 9 saling berhubungan ,

karena adanya roda gigi rivers maka putarannya searah dengan putaran

pinion. sehingga terjadi tingkat kecepatan revers (nr) = 5068 rpm

BAB III

PERENCANAAN KOMPONEN

3.1 Perencanaan Poros

Gambar 3.1. PorosBahan yang digunakan dalam perencanaan poros pada perancangan ini adalah batang baja yang difnis dingin dengan kode S55C-D, dengan kekuatan tarik 72 kg/mm². Bahan jenis ini dipilih karena memiliki nilai kekuatan tarik tarik cukup tinggi, sehingga sangat memungkinkan untuk digunakan pada kenderaan berat seperti truk. Sementara data-data yang ada adalah :

Daya transmisi P = 125 PS. Putaran N = 2900 rpm.

Faktor koreksi dan factor keamanan adalah sebagai berikut : Faktor koreksi daya ( fc ) = 1.2 (tabel 1.6, Sularso) Faktor koreksi momen punter ( kt ) = 1.5 Faktor koreksi lenturan ( kb ) = 1.3 Faktor keamanan tegangan ( sf ) = 1.6Karena daya dalam satuan PS maka untuk mendapatkan daya dalam

kW, dikalikan 0,76 sebagai berikut :

125 PS . 0,76 kW/PS = 95 kW

Daya rencana ( Pd )

Pd = fc.P( kW )= 1,3 . 95 (kW)= 123,5 kW.

Momen puntir rencana ( T )

T=9 ,74.10⁵pdn

¿9 ,74.10⁵123,5 kW2900 rpm

¿9,74.105 ×123,5 kW2900 rpm

¿41478,97 kg . mm

Tegangan geser yang diizinkan ( τ g )

τ g = σt

S f 1 . Sf ₂

τ g = 72 kg/mm ²

6 x2=6 kg/mm ²

Tegangan puntir yang diizinkan (τ p )τ p = 0,7 . τ a

= 0,7 . 6 kg mm²= 4,2 Kg / mm²

Diameter Poros ( Ds )

ds¿ [ 5,1τa

Kt . Kb. t ]¹ J̸ ³

¿ [ 5,16 kg /mm ²

1,5 ×1,3 × 41478,97 kgmm ]¹ J̸ ³

¿ 3√68751,39¿40,97 mm

3.1.1 Koreksi Perencanaan poros

1). Tegangan geser yang terjadi (τ )

τ = 5,1.Tds ³

= 5,1× 41.478,97 kgmm

(40,97 mm) ³

= 3,08 kg/mm²

Jadi τ < τ a ( 3.08 kg/mm² < 5 kg/mm² )

2). Tegangan puntir yang terjadi (τ p )

τ p = T℘ , Wp adalah momen / perlawanan =

π16 ds ³

= 41.478,97 kgmm

3,14/ (16 ×(40,97 mm)) ³

= 0,012 kg/mm²

Jadi τ p < τ pi ( 0,012 kg/mm² < 3,5 kg/mm² )

Dengan demikian poros aman terhadap tegangan geser dan tegangan puntir.

3.2 Perencanaan Plat Gesek

Gambar 3.2 Plat Gesek

Dari perencanaan plat gesek ini ditetapkan spesifikasi sebagai berikut :

Tekanan rata-rata pada bidang gesek ( p ) = 0,012 Kg/mm²

Koefisien gesek plat kering ( µ ) = 0,35 (tabel 3.1 Sularso)

Perbandingan geser plat gesek ;

D1D2

=0,8 atau D1 = 0,8D2.

Dari data diatas dapat ditentukan :

1). Gaya tekanan pada bidang gesek ( F ) :

F =π4(D 22−D 12)× p

=3,14

4( 1−0,82 ) D 2² ×0,012 kg /mm ²

=0,785 (1−0,64 ) D2² × 0,012 kg/mm ²

= 0,0085 D 2² kg /mm ²

2). Jari – jari rata – rata plat gesek ( rm )

r m= D1+D 24

¿(1+0,8)

4D 2

¿0,45 D 2mm .

3). Momen gesek pada permukaan plat gesek ( Mg )

Mg = µ . F . rm.

¿0,35 ×0,0085 D 2² ×0,45 D 2

¿1,34 ×10 ¯ 3 D 23 kgmm

Besarnya momen gesek yang bekerja pada plat gesek sama dengan

besarnya momen puntir yang bekerja pada poros kopling, yaitu : 41478,97Kgmm,

maka :

T = µ . F . rm

41478,97 = 1,34 x 10ˉ³D2³

D2 = 3√ 41478,971,34 x 10 ¯ ³

= 313,98 mm

Maka, dari rumus diatas didapatkan :

D1 = 0,8.D2

= 0,8 x 313,98

= 251,18 mm

4). Lebar permukaan plat gesek ( b )

B = D2−D1

2

= ¿¿

= 31,4 mm

5). Jadi, besarnya gaya gesekan ( F ) adalah

F = 0,0085 D 2² kg /mm ²

= 0,0085×(313,98) ² kg/mm ²

= 837,96 kg /mm ²

6). Jari – jari rata – rata

rm = 0,45 D 2

= 0,45 x 313,98 mm

= 141,29 mm

7). Untuk momen gesekan ( Mg )

Mg = 1,34 × 10¯ 3 D 23

= 1,34 × 10¯ 3×(313,98) ³

= 41477,33 kg.mm

8). Luas permukaan plat gesek ( A )

A = 2π . rm . b

= 2 ×3,14 × 141,29× 31,4 mm

= 2786,13 mm²

9). Umur plat gesek

Nml = L ³

E ×W

= 210

312,12× 8.10 ¯ ⁷

= 841022,68 = 841023 hubungan.

Jika kopling dianggap bekerja 8 jam / hari dan frekuensi penghubung

adalah 8 hubung / menit, hubungan yang terjadi adalah : 8 x 60 x 8 = 3840

hub/hari, dan apabila kopling bekerja selama 250 hari dalam satu tahun akan

terjadi sejumlah 3840 x 250 = 960000 hubungan / tahun. Dengan demikian usia

plat kopling adalah :

Nml = 841023960000

= 0,9 tahun.

3.3 Perencanaan Spline dan Naft

3.3.1 Perencanaan Spline

Gambar 3.3 Spline

Bahan spline sama dengan bahan poros yaitu batang baja definis dingin

dengan kode S55C-D dengan kekuatan tarik 72 kg/mm², Jadi :

1). Lebar gigi spline ( L )

L =πds2

= 3,14 × 40,97

2

= 64,36 mm

2). Diameter Maximal ( D )

D = ds

0,81

= 40,970,81

= 50,58mm

3). Tinggi spline ( h )

h = D−ds

2

= 50,58−40,97

2= 4,81 mm

4). Jari-jari rata-rata spline

rs = ds+D

4

=40,97+50,58

4

= 22,89 mm

5). Gaya yang bekerja pada spline ( Ft )

Fts = Trs ; dimana T = 41478,97 kg .mm

= 41478,97 kg .mm

22,89 mm

= 1812 kg

6). Lebar spline ( b )

b = Ft

τg . L ; dimana τ g = σt

S f 1 . Sf ₂

= 72 kg/mm ²

6 ×2

= 6 kg/mm²

sf₁ = 6

sf₂ = 2

b = 1812 kg

6 kg /mm ² ×64,36 mm

= 4,69 mm

7). Jumlah spline atau jumlah pasak ( Z )

Z = 2 π . rs

b

= 2× 3,14 × .22,89 mm

4,69 mm

= 31 buah.

8). Gaya yang bekerja pasa setiap spline ( Fts ).

Fts = FtZ

= 1812 kg

31= 58,45 kg

3.3.2 Naft.

Gambar 3.4 Naft

Jumlah Naft sama dengan jumlah Spline ( Z ) buah dengan menganggap Jari-jari pada naft sama dengan spline.Data Naft didapatkan :

Jumlah Naft ( Zn ) = 31 buah. Jari-jari Naft ( rn ) = 22,89 mm. Lebar Naft = 4,69 mm. Tinggi Naft ( hn ) = 4,81 mm. Gaya tangensial satu Naft ( Ftsn )= 58,45 kg.

1). Panjang naft dapar diperoleh dari pers. berikut :

Ln = 1,4 ds= 1,4 x 40,97= 57,36 mm

Didalam perencanaan ini kita ambil bahan naft sama dengan bahan poros yaitu batang baja difinis dingin ( S45C-D ) dengan kekuatan tarik 60 Kg/mm².

τ g = σt

S f 1 . Sf ₂

= 72 kg/mm ²

6 ××2= 6 kg.

2). Gaya yang bekerja pada naft

Fn = Fts

b . ln

= 1812 kg

4,69 mm ×57,36 mm

= 6,74 kg/mm²

3.4 Perencanaan Pegas

3.4.1 Perencanaan Pegas Kejut

Pegas dalam keadaan bebas.

Pegas dalam keadaan dibebani.

Direncanakan jarak pegas kejut ke sumbu poros ( r ) = 50 mm.

1). Gaya yang bekerja pada pegas kejut adalah gaya keling ( F )

F = Tr

= 41478,97 kg .mm

50 mm

= 829,58 kg

2). Gaya untuk satu pegas ( Fa )

Fa = FZ

= 829,58 kg

4

= 207,40 kg

3). Faktor Tegangan ( K )

K =4 c−14 c−4

+ 0,6154

= 1,19 + 0,123

= 1,3

4). Diameter kawat ( d )

d = √ 8k .Fa .Cσt . π

= √ 8× 1,3× 207,40 ×5115kg /mm ×3,14

= √ 10784,8361,1

= 5,47 mm.

5). Diameter pegas ( d )

D = C . d

= 5× 5,47

= 27,35 mm

6). Lendutan yang terjadi ( δ ).

δ = 8.n .d3 .Fa

d4 .G δ = Defleksi pegas

n = Jumlah lilitan yang aktifD = diameter pegas = 27 mmd = diameter kawat = 5,47 mmG = Modulus geser ( 8000 Kg/mm² )

δ = 8× 4 ×(27)3 .207,40

(5,47 mm)4 × 8000 kg/mm ²

= 130632134,47162082,05

= 18,24 mm

7). Panjang pegas sebelum dibebani ( Lo )

Lo = p.n + 2.d

= nd + δ max. + (n-1) . 0,1

= 4×5,47+18,24+(4−1)× 0,1

= 40,42 mm

8). Kisar ( K )

K = Lo

N−1

=40,424−1

= 13,47 mm

8). Panjang pegas setelah dibebani

Li = Lo - δ

= ( 40,42 – 18,24) mm

= 22,18 mm

9). Tegangan geser pegas ( δ g )

τ g = F

π d2/ 4

= 829,58 kg

0,785 ×(5,47 mm)2

= 35,32 kg/mm

10). Tegangan puntir pegas (τ p)

τ p = 8. F . D

πd ³

= 8 ×829,58 ×27 mm3,14 ×(5,47 mm) ³

=348,67 kg/mm²

11). Tegangan total ( δ tot. )

τ tot = τ g + τ p

= (35,32 + 348,67 )kg/mm²= 383,99 kg/mm²

3.4.2 Pegas Diafragma

Gambar 3.6 Pegas Diafragma

Di asumsikan : Panjang pegas ( L ) = 65 mm. Tebal Pegas ( h ) = 3,5 mm Lebar lengan penampang melintang ( b ) = 35 mm Lebar penampang melintang depan ( bo ) = 8 mm Jumlah bagian diafragma = 15 buah.

Besarnya gaya yang bekerja pada seluruh pegas diafragma sehingga terjadi defleksi, maka :

1). Gaya yang bekerja ( Fi )

Fi = τa . b .h ²

6. L, Dimana τ a = Tegangan dinamis pegas

yang diizinkan.τ a = 0,75 τ o

= 0,75 x 200N/mm= 150 N/mm

Fi = (150Nm )×35 mm×(3,5 mm2)

6×65 mm

= 164,90 Newton

2). besarnya kemampuan pegas keseluruhan ( F )

F = F₁ . Z = 164,90N×15= 2473,5 Newton

3). Pemindahan dalam pegas ( f )

f = 4.q 1.F . L ³

E .b .h ³ dimana q = q1 / q2.

ho = h = 3,5 mm

bo = b = 8 / 35 mm = 0,2 mm.

E = 15000 kgm.

f = 4 × 1,2× 164,90× 65³15000 × 35×(3,5) ³

= 9,66 mm

4). Kemiringan ( α )

Tg. α = (q 2.6.. F L2)

E . b . h ³

= (1,3 ×6× 164,90 ×652)

15000× 35 ×(3,5) ³

α = 13,55°.

3.5 Perancanaan Roda Gigi

Diketahui data-data sebagai berikut :

- Daya putaran motor (N input) = 125 PS

- Putaran input (N input) = 5315 rpm

- Putaran output (N1) = 3053 rpm



- Putaran output (Nreves) = 5068 rpm

Asumsi

- C (JARAK POROS) = 127 mm

- Sudut tekan ( θ ) = 25°

- Diameterial pitch = 153 mm

3.5.1 Perhitungan roda gigi 1 dan 2

Data-data sebagai berikut :

Daya Motor : 125 PS = 122.5 HP

Putaran Input : 5315 Rpm

Putran Output : 3053 Rpm

Asumsi :

Sudut kontak : 25o

Jarak Poros : 127 mm

Diameter Pitch : 153 mm

a. Perbandingan Kecepatan

rV = N 1N 2

=53153053

=d 1d 2

=1.7=d 1d 2

d2 = 1.7 x d1

C =

d1 + d2

2

127 mm = d 1+1.7 d1

2=2.7 d1

2

254 mm = 2.7 d1 d1 = 94 mm

d2 = 1.7 x 94 = 160 mm

b. Kecepatan Pitch Line

VP1 = π . d 1. Ninput

12

=3.14 ×94 mm ×5315 rpm

12 = 130731.28 mm/min

VP2 = = π . d 2.Ninput

12

=3.14 ×160 mm ×5315 rpm

12 = 222521.33 mm/min

c. Torsi yang terjadi

T = 63000 Ndaya

n

T1 = 63000 ×122.55315

= 1452 lbin

T2 = 63000 ×122.53053

=2527.84 lbin

d. Gaya yang terjadi - Gaya tangensial

Ft1 =N .33000

Vp 1

=122.5× 33000

130731.28 = 30.92 lbin

Ft2 =N .33000

Vp 2

=122.5× 33000

222521.33 = 18.17 lbin (arahnya berlawanan)

- Gaya normal

Fn1 =Ft 1cosθ

= 30.92cos25

= 34.11 lb

Fn2 =

Ft 2

Cos θ =

18.17cos25 = 20.05 lb (arahnya berlawanan)

- Gaya radial

Fr1 = Fn1 . sin = 34.11 x sin 25° = 14.42 lb

Fr2 = Fn₂ . sin = 20.05 x sin 25° = 8.47 lb (arahnya berlawanan)

- Gaya Dinamis

Untuk 0< Vp <2000

Fd = 600+Vp

600. Ft ₁

=600+130731.28

600× 30.92 = 6767.94lb






Asumsi :

Sudut kontak : 25o




rV = N 1N 2

=53151655

=d 1d 2

=3.2=d 1d 2

d2 = 3.2 x d1

C =

d1 + d2

2

127 mm = d 1+3.2 d 1

2=4.2 d1

2

254 mm = 4.2 d1 d1 = 60.48 mm

d2 = 3.2 x 60.48 = 193.5 mm



12

=3.14 ×60.48 mm ×5315 rpm

12 = 84113.06 mm/min

VP2 = = π . d 2.Ninput

12

=3.14 ×193.5 mm ×5315 rpm

12 = 269111.74 mm/min


T = 63000 Ndaya

n

T1 = 63000 ×122.55315

= 1452 lbin

T2 = 63000 ×122.51655

= 4663 lbin

d. Gaya yang terjadi

- Gaya tangensial

Ft1 =N .33000

Vp 1

=122.5× 33000

84113.06 = 48 lbin

Ft2 =N .33000

Vp 2

=122.5× 33000

269111.74 = 15 lbin (arahnya berlawanan)

- Gaya normal

Fn1 =Ft 1cosθ

= 48

cos25 = 52.96 lb

Fn2 =

Ft 2

Cos θ =

15cos25 = 16.55 lb (arahnya berlawanan)

- Gaya radial

Fr1 = Fn1 . sin = 52.96 x sin 25° = 22.38 lb

Fr2 = Fn₂ . sin = 16.55x sin 25° = 6.99 lb (arahnya berlawanan)

- Gaya Dinamis

Untuk 0< Vp <2000

Fd = 600+Vp

600. Ft ₁

=600+84113.06

600× 48= 6777 lb






Asumsi :

Sudut kontak : 25o




rV = N 1N 2

=53151000

=d 1d 2

=5.3=d 1d 2

d2 = 5.3 x d1

C =

d1 + d2

2

127 mm = d 1+5.3 d 1

2=6.3 d1

2

254 mm = 6.3 d1 d1 = 40.32 mm

d2 = 5.3 x 40.32 = 213.7 mm



12

=3.14 × 40.32mm× 5315 rpm

12 = 56075.38 mm/min

VP2 = = π . d 2. Ninput

12

=3.14 ×213.7 mm× 5315 rpm

12 = 297205 mm/min


T = 63000 Ndaya

n

T1 = 63000 ×122.55315

= 1452 lbin

T2 = 63000 ×122.51000

= 7717.5 lbin

d. Gaya yang terjadi - Gaya tangensial

Ft1 =N .33000

Vp 1

=122.5× 33000

56075.38 = 72 lbin

Ft2 =N .33000

Vp 2

=122.5× 33000

297205 = 13.6 lbin (arahnya berlawanan)

- Gaya normal

Fn1 =Ft 1cosθ

= 72

cos25 = 79.44 lb

Fn2 =

Ft 2

Cos θ =

13.6cos25 = 15 lb (arahnya berlawanan)

- Gaya radial

Fr1 = Fn1 . sin = 79.44 x sin 25° = 33.57lb

Fr2 = Fn₂ . sin = 15x sin 25° = 6.33 lb (arahnya berlawanan)

- Gaya Dinamis

Untuk 0< Vp <2000

Fd = 600+Vp

600. Ft ₁

=600+56075.38

600× 72= 6801 lb

BAB IV

PERENCANAAN KOMPONEN PENDUKUNG

4.1 Perancangan Paku Keling

Gambar 4.1 Paku Keling

Pada kopling terdapat tiga macam ukuran paku keeling yang menyatukan elemen-elemen dari plat gesek dengan posisi dan ukuran yang berbeda, paku keling tersebut adalah :

4.1.1 Paku Keling A Jumlah paku keling : 32 buah Diameter paku : 9 mm. Jarak paku ke sumbu poros : 114 mm.

4.1.2 Paku Keling B Jumlah paku keling : 16 buah Diameter paku : 8,5mm. Jarak paku ke sumbu poros : 106 mm.

4.1.3 Paku Keling C Jumlah paku keling : 4 buah Diameter paku : 11,75 mm. Jarak paku ke sumbu poros : 96 mm.

4.2 Perhitungan Paku keling

4.2.1 Paku Keling A

Bahan direncanakan St 37, dengan kekuatan tarik 37 kg/mm² dengan factor keamanan ( sf ) = 5.

1). Gaya Yang Bekerja Pada Paku Kelig ( F )

F = TrA

= 41478,97 kg .mm

114

= 364 kg

= 3570 Newton

2). Gaya Yang Bekerja Pada Tiap Paku ( Fs )

F = F32

= 3570 N

32

= 111,56 N

3). Tegangan Tarik Izin ( τ t )

τ t = σsf

= 37 kg /mm ²

5

= 7,4 kg/mm²

4). Tegangan Geser Izin ( τ g )

τ g = 0,8 . τ t

= 0,8 x 7,4

= 5,92 kg/mm²

5). Diameter Paku Keling A

τ g = FA

, dimana A = π4

d ²

= F

π4

d ²

d =√ F .4π . τg

= √ 364× 43,14 ×5,92

= 8,85 mm

4.2.2 Paku Keling B

Bahan direncanakan St 37, dengan kekuatan tarik 37 kg/mm² dengan factor keamanan ( sf ) = 5.


F = TrB

= 41478,97 kg /mm ²

106 mm

= 391 kg

= 3835,71 Newton


F = F16

= 3835,71 N

16

= 239.73 N

= 24.44kg


τ t = σsf

= 37 kg /mm ²

5

= 7,4 kg/mm²


τ g = 0,8 . τ t

= 0,8 x 7,4

= 5,92 kg/mm²

5). Diameter Paku Keling B

τ g = FA

, dimana A = π4

d ²

= F

π4

d ²

d =√ F .4π . τg

= √ 391× 43,14 ×5,92

= 9,17 mm

6). Pemeriksaan terhadap Tegangan Geser yang terjadi

τ q = FsA

= Fs

π4

d ²

= 12 kg

66 , 04 mm ²

= 0,18 kg/mm²

Berdasarkan perhitingan diatas, maka τ q ≤ τ t( 0,18 kg / mm² ≤ 7,4 kgmm²).

4.2.3 Paku Keling C

Bahan direncanakan S35C-D, dengan σ1 = 53 kg/mm² dengan factor keamanan ( sf ) = 5.


F = TrC

= 41478,97 kg /mm ²

96 mm

= 432 kg

= 4237,92 Newton


F = F4

= 4237,92 N

4

= 1059,48 N = 108 kg

= 108 kg


τ t = σsf

= 53 kg/mm ²

5

= 10,6 kg/mm²


τ g = 0,8 . τ t

= 0,8 x 10,6

= 8,48 kg/mm²

5). Diameter Paku Keling C

d =√ F .4π . τg

= √ 432× 43,14 ×8,48

= 8,06 mm

4.2.4 Menghitung Sambungan Baut pada Clutch Cover

Baut penutup kopling atau clutch cover ada 9 buah, baut ukurannya M 14

Diket : N = 9 buah

E baja pada baut = 210 Gpa

E baja pada bahan = 30 x 106 Psi

Sp = 600 Mpa

Ditanya : Kekuatan Baut (Kb)

Kekuatan Sambungan (Km)

Konstanta (C)

Gaya Awal (Fi)

Factor Safety (Fs)

4.2.4.1 Menghitung Kekuatan Baut ( Kb) :

kb= AEl

Karena permukaan silindris maka:

A=π d2 E4 l

¿3,14. (14 mm )2 .30 x106lb /¿2

4 x 25 mm

¿3,14.¿¿¿

= 0,954¿2 .(30 x106lb /¿2)3.396∈¿¿

Kb ¿7271341,463 lb /¿

4.2.4.2 Menghitung Kekuatan Sambungan ( km) :

km= 0.577 πEd

2 ln(50.577 l+0.5 d0.577 l+2.5 d )

¿¿ (Elemen Mesin I Wirat ITB)

km=0.577 π x 30 x 106 lb /¿2 x 0,551∈ ¿2 ln ¿

¿¿¿¿

km=0,557. (3,14 ) .30 x 106 lb/¿2 .0,551∈ ¿2 ln (2,169)

¿

km= 29975973lb1,548532464∈¿¿

km= 19357665,21 lb/in

4.2.4.3 Menghitung Konstanta (C) :

C= kbkb x km

(Elemen Mesin I Wirat ITB)

C= 7271341,461 lb /¿(7271341,461l /¿ ) (19357665,21 lb /¿ )

¿¿

C= 7271341,461 lb /¿26629006,67 lb /¿

¿¿

C=0,2730

4.2.4.4 Menghitung Gaya Awal (Fi) :

Pada table 8.1 buku Pak Wiraf dimensi ulir berdasarkan iso jika d

mayor =14 maka A = 115.44 mm2. Pada table 8.5 buku Pak Wiraf spesifikasi baut

baja menurut iso metric property class 4.6 maka Sp = 225 N/mm2.

Fi=0.75 A Sp

Fi=0.75(115.44 mm2)¿)

Fi=19473.75 N

Untuk mendapatkan F (gaya) diambil dari harga torsi yang direncanakan Tdesign =

2747.8689 N.m dan r = 0.13 m jarak antara pusat baut dengan titik sumbu poros

kopling.

T=fx r

f =Tr=2747,8689 N .m

0.13m

f =21136,923 N

Faktor Safety (Fs) :

Fs= Sp A−Fi

C( FN ) (Elemen Mesin I Wirat ITB)

Fs=(225

N

mm2 )( 115,44mm2)−19473,75 N

0.997( 21136,9239 )

Fs=6500,252341,50

Fs = 2.776

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari hasil perhitungan dalam perancangan Kopling dan Roda gigi pada ELF

NKR 71 HD 125PS.

Hasil Analisa Data :

1. Daya maksimal : 125PS (95 kW)

2. Daya : 123,5 kW

3. Momen puntir (Mp) : 41478,97 kg.mm

4. Tegangan geser izin (τg) : 6 kg/mm²

5. Tegangan puntir izin (τp) : 3.5 kg/mm²

Poros

Bahan : S55C-D

Diameter : 40.97 mm

Tegangan geser yang terjadi : 3,08 kg/mm²

Tegangan puntir yang terjadi : 0.012 kg/mm²

Plat Gesek

Diameter dalam : 251,18 mm

Diameter luar : 313,18 mm

Gaya tekanan bidang gesek : 837,96 kg/mm²

Jari rata-rata plat gesek : 141,29 mm

Momen gesek (Mg) : 41477,33 kg.mm

Lebar permukaan plat gesek : 31,4 mm

Luas permukaan plat gesek : 2786,13 mm²

Gaya gesekan ( F ) : 837,96 kg/mm²

Umur plat : 1 tahun

Spline

Bahan : S55C-D

Lebar gigi spline : 64,36 mm

Diameter maksimal : 50,58 mm

Tinggi spline : 4,81 mm

Jari rata-rata spline : 22,89 mm

Gaya yang bekerja : 1812 kg

Lebar spline : 4,69 mm

Jumlah gigi spline : 31 buah

Gaya yang bekerja tiap spline : 58,45 kg

Naft

Panjang naft : 57,36 mm

Gaya yang bekerja pada naft : 6,74 kg

Pegas kejut

Bahan : SUP 4

Gaya yang bekerja pada pegas : 829.58 kg

Gaya yang bekerja masing-masing : 207.40 kg/mm²

Faktor tegangan ( K ) : 1.3

Diameter pegas : 27.35 mm

Diameter : 5.47 mm

Defleksi pegas : 18.24 mm

Panjang pegas (normal) : 40.42 mm

Panjang pegas (dibebani) : 22.18 mm

Tegangan geser pegas (τg) : 35.32 kg/mm²

Tegangan puntir pegas (τp) : 348.67 kg/mm²

Tegangan total (τ .tot ) : 383.99 kg/mm²

Pegas diafragma

Tegangan dinamis : 150 N/mm

Gaya seluruhnya : 2473.5 N

Pemindahan pegas : 9.66 mm

Kemiringan : 13.55°

Paku keling A

Jumlah paku keling : 32 buah

Diameter paku keling : 9 mm

Jarak paku ke poros : 114 mm

Gaya yang bekerja pada paku : 364 kg

Gaya yang bekerja tiap paku : 11.37 kg

Tegangan tarik izin (τ t) : 7.4 kg/mm²

Tegangan geser izin : 5.92 kg/mm²

Paku keling B


Diameter paku keling : 8.5 mm



Gaya yang bekerja tiap paku : 24.44 kg



Paku keling C


Diameter paku keling : 11.75 mm



Gaya yang bekerja tiap paku : 108 kg



Pada dasarnya data yang diperoleh dan hasil survey dengan data yang

diperoleh dan perencanaan tidaklah jauh berbeda toleransinya, hal ini disebabkan

oleh beberapa factor yang mempengaruhi yakni:

1. Faktor koreksi momen puntir

2. Faktor koreksi daya

3. Faktor Koreksi Lenturan

4. Faktor keamanan tegangan gesek

5. Tegangan tarik

6. Tegangan gesek

7. Jenis bahan yang digunakan juga sangat mempengaruhi hasil perancangan.

Perencanaan dianggap aman apabila memperhatikan beberapa faktor diatas

dengan kata lain dalam perencanaan tidak boleh melebihi variabel dan ketentuan

yang ada.

Selain itu kekerasan bahan sangat mempengaruhi kerja dari rancangan,

semakin lunak bahan yang dipilih maka semakin besar ukurannya. Dalam hal ini

penulis hanya melakukan perancangan jadi tidak mengolah atau mendesain bentuk

dari kopling, tapi yang paling penting dalam perancangan ini adalah tidak boleh

melebihi dari variabel yang diizinkan sehingga kopling dianggap aman dan bisa

berkeja dengan baik sebagi mana mestinya.

5.2 Saran

Adapun tujuan dari saran-saran ini adalah agar penyusun rancangan kopling

lebih sempurna lagi hendaknya. Adapun hal-hal yang mungkin perlu diperhatikan

adalah:

1. Dalam penyusunan perancangan kopling ini hendaknya dilengkapi

dengan data-data yang kita rancang.

2. Dalam menetapkan faktor keaman seorang perancang harus teliti

mengamsumsikan kondisi kopling yang akan dioperasikan.

3. Pemakaian bahan dalam perancangan hendaknya sesuai dengan

kondisi yang ada.

Untuk memudahkan penyusunan rancangan kopling ini, hendaknya dipakai

buku pegangan yang praktis dan sesuai dengan tujuan perancangan.

DAFTAR PUSTAKA

Sularso MSME, Kiyokatsu Suga (2008). Desain Of Machine Elements. Jakarta:

PT. Kresna Prima Persada.

Wirat ITB. Elemen Mesin 1.

M. F. Spoots. Desain Of Machine Elements, third edition. Prentice-Hall, INC.

http://www.docstoc.com/login/?ref=header-reg&pt=92&register=1&ft=19 (25

desember 2012)

http://www.docstoc.com/login/?ref=header-reg&pt=92&register=1&ft=19

Desain elemen mesin Isuzu ELF NHR 71 HD 125PS

Documents

Transcript of Desain elemen mesin Isuzu ELF NHR 71 HD 125PS