BAB VI PULI Puli digunakan untuk mentransmisikan daya dari batang/poros kebatang/poros lainnya dengan menggunakan sabuk atau tali. Rasio kecepatan berbanding terbalik dengan diameter puli merupakan hal yang mutlak dalam penggunaan puli, oleh karena itu dalam memilih diameter puli perlu dipertimbangkan dengan sempurna rasio kecepatannya. Puli harus sempurna dalam penggunaannya, tali atau sabuk untuk menghubungkan puli satu dengan lainnya sejajar dan presisi pada permukaan puli. Puli biasanya terbuat dari besi tuang (cor), baja tuang, kayu dan kertas. Material tuang (cor) memiliki gesekan dan karakteristik bahan yang baik. Puli yang dibuat dari besi tekan (press) lebih ringan dibandingkan terbuat dari besi tuang, tapi permukaan puli kurang memiliki gesekan . A. Puli Besi Tuang Puli umumnya terbuat dari besi tuang, karena membut'uhkan biaya yang kecil. Lingkaran bibir puli ditahan dari tengah puli dengan menggunakan lengan atau jeruji. Jeruji dapat berbentuk lurus atau kurva (Gambar 2.1) dan jeruji menyilang digunakan untuk puli elips.

Gambar 2.1 Puli besi tuang umumnya berbentuk lingkaran. Pada bibir puli terdapat celah untuk meletakkan tali/sabuk (crowning). Celah tersebut dimaksudkan agar sabuk mempunyai tegangan yang tetap dan tetap ditengah puli disaat bergerak/berputar. Celah tersebut umumnya berukuran 9 mm untuk 300 mm lebar dari permukaan puli. Puli besi tuang dapat berbentuk tunggal atau terpisah (split). Bila ditemukan dilapangan dimana salah satu batang/poros digunakan untuk menghubungkan batang/poros lainnya yang telah terdapat puli atau akhir dari transmisi puli, lebih mudah meggunakan puli tipe terpisah (split). Pada puli tersebut terdapat jarak antara permukaan puli satu dan lainnya atau terbagi dua bagian, dihubungkan dengan baut sehingga dapat digunakan pada alat berat (Gambar 2.2).

Gambar 2.2 A. Puli Baja Puli baja dibuat dari Lembaran/potongan baja yang di tekan (press) dan memiliki daya tahan yang baik. Puli ini lebih ringan 40%-60% daripada besi tuang yang223

Puli

224

memiliki kapasitas yang sama dan didesain untuk bekerja pada kecepatan tinggi. Pada saat ini koefisien gesekkan dengan permukaan sabuk puli baja lebih sedikit daripada yang terdapat pada puli besi tuang. Puli baja pada umumnya dibuat dengan tipe terpisah yang disambung dengan baut bersama. Pada puli menyambung pada batang/poros dengan dikelem, tidak terdapat pengunci seperti yang sering dioperasikan. Puli baja umumya peralatan yang memiliki ring/paking perubah untuk digunakan pada setiap batang/poros dengan ukuran yang berbeda-beda. Tabel dibawah menentukan jumlah dari jeruji. Diameter puli (mm) 280-500 560-710 800-1000 1120 1250 1400 1600 1800 Tabel 6.1 Jumlah Diameter jeruji jeruji (mm) 6 19 8 10 12 14 16 18 18 19 22 22 22 22 22 22lebar permukaan 2

Panjang dari pusat =

Panjang dari pusat tidak boleh kurang dari 100 mm untuk diameter jari-jari 19mm dan 138mm untuk diameter jari-jari 22 mm. Tebal dari lingkaran puli = 5 mm untuk setiap ukuran. Jari-jari tunggal pada puli memiliki lebar sampai dengan 30 cm dan jari-jari ganda memiliki lebar lebih dari 30cm. B. Puli Kayu Puli kayu lebih ringan dan memiliki koefisien lebih tinggi dari besi tuang atau puli baja. Puli ini memiki berat 2/3 rad dari puli besi tuang pada setiap ukurannya. Pada umumnya puli ini dibuat dari kayu pilihan dimana tiap serat kayu di lekatkan bersam dengan tekanan yang kuat. Puli ini dijaga agar tidak terdapat penyerapan uap air dengan menggunakan pelitur atau sejenisnya. Puli ini dibuat dengan ganda (both) dan terpisah (split) pada pusatnya dengan menggunakan besi tuang, hal dimaksudkan agardisaat berputar pada batang/poros. Puli tahan terhadap gaya gesek yang ditimbulkan. Puli ini dapat dihubungkan dengan motor penggerak dengan menggunakan sabuk tertentu. C. Puli Kertas Puli kertas dibuat dari serat kertas yang dikompresi dan terdapat logam pada pusatnya. Puli ini sering digunakan sebagai transmisi sabuk dari elektrik motor, jarak dari pusat ke pusat menggunakan batang/poros berukuran pendek. D. Puli Terikat dan Lepas Puli terikat dan lepas (lihat Gbr. 2.3), digunakan agar batang/poros pada mesin dapat bekerja dengan baik. Puli terikat digunakan untuk poros/batang mesinElemen Mesin

Puli

225

sedangkan puli lepas tidak digunakan pada poros/batang mesin. Sabuk berputar pada puli terikat untuk menstransimisikan tenaga dari mesin, berbeda dengan puli lepas yang tidak dapat digunakan mentransmisikan tenaga dari mesin. Walaupun demikian, pada puli terikat disaat mematikan satu mesin tidak mempengaruhi kinerja mesin/komponen lain pada batang/poros yang sama dalam satu tingkat/garis. Puli lepas adalah besi tuang dengan penahan pada satu sisi untuk menjaga pergerakkan aksial. Lingkaran luar dari puli terikat terbuat lebih besar daripada puli lepas hat ini dimaksudkan agar tidak terjadi pengencangan(Slack) sabuk. Puli lepas biasanya memiliki pusat puli yang lebih panjang untuk menurunkan gesekkan dibutuhkan pelumas.

Gambar 2.3 E. Merancang Puli Besi Tuang Prosedur dalam perancangan puli besi tuang, ada beberapa yang perlu diperhatikan. 1. Dimensi Puli Diameter puli (D) ,ada yang perlu diperhatikan antara lain rasio kecepatan dan gaya sentrifugal yang terjadi. Kita mengetahui gaya sentrifugal terjadi pada lingkaran luar puli.f1 =

v 2g

Dimana :

= Kerapatan material(7.2 gm/cm3 atau 7.2 kg/cm2 untuk besi tuang) v = Kecepatan lingkaran luar puli (cm/det)=

DN60

D = Diameter puli N = Putaran puli (rpm) Dibawah ini adalah diameter puli dalam mm untuk sabuk datar (flat) dan sabukV. 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 224, 250, 260, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2240, 2500, 2800, 3150, 3550, 4000, 5000, 5400. Ukuran 20-36 mm hanya digunakan untuk sabuk-V. Jika lebar dari sabuk diketahui, dari lebar dari puli atau muka puli (B) Maka diambil 25% lebih besar dari lebar sabuk. B = 1 .25 b ; dimana b = lebar dari sabuk. Menurut I.S.I. Lebar dari puli dan lebar sabuk dapat dilihat pada tabel perbandingan( label F.1.a)

Elemen Mesin

Puli

226

Tabel 6.2 Lebar sabuk dalam (mm) Up to 125 125-250 250 375 375 500 Lebar puli lebih besar daripada lebar sabuk (mm) 13 25 38 50

Di bawah ini merupakan lebar puli besi tuang datar dan baja ringan (mm): 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 315, 355, 400, 450, 560, 630. Tebal dari lingkaran puli (t) bervariasi dari untuk sabuk tunggal danD D + 2 mm sampai + 3 mm 200 200

D + 6 mm 200

untuk

sabuk

ganda.

Diameter puli (D) dalam mm. 2. Dimensi Lengan (i) Banyaknya lengan yang dapat diambil 4 untuk diameter puli dari 20 cm sampai 60 cm dan 6 untuk diameter puli dari 60 cm sampai 150 cm. Ket. Untuk puli yang diameternya kurang dari 20 cm terbuat dari solid disk yangbtelah terdapat lengan. Tebal puli diambil dari tebal lingkaran puli dari tengah puli ke permukaan puli. (ii) Persimpangan dari lengan biasa berbentuk elips dengan sumbu utama (a) sampai dengan sumbu minor (b) persimpangan dari lengan yang perlu diperhatikan lengan cantilever, harus benar akhir pusat puli sampai pengangkut terkosentrasi pada akhir lingkaran puli. Panjang dari cantiveler diambil sama dengan radius puli lebih lanjut diasumsikan pada suatu waktu, tenaga untuk mentransmisikan pusat ke lingkaran luar puli, hanya menggunakan setengah total lengan. Misalkan : T = transmisi torsi R2 = Radius puli n = Banyaknya lengan .-. Beban Tangensial per lengan= 2T R n

Maksimum bending pada lengan di akhirdari pusat puliM = 2T 2T R= Rn n

Modulus,Z =

32

ba 2

Sekarang gunakan penggabungan,f b or f t = M , persimpangan dari lengan berlaku. Z

Gambar 2.4 (iii) Lengan meruncing dari pusat ke lingkaran luar. Keruncingan ini biasanya sampai1 1 sampai . 48 12

Elemen Mesin

Puli

227

(iv) Ketika lebar puli berhubungan dengan diameter puli, maka dua jajar lengan dibutuhkan (Gbr. 2.4) 3. Dimensi Pusat Puli (i) Diameter pusat (d1) dan diameter batang/poros (d) dapat dibuat persamaaan : D| = 1.5d + 25 mm. Diameter pusat puli tidak boleh lebih dari 2d. (ii) Panjang dari pusat/nap,L=

d 2

Panjang minimum dari pusat/nap

2 B tapi tidak boleh melebihi lebar puli (B). 3

Contoh 6.1 Puli mentransimisikan daya sebesar 45 h.p pada 240 rpm. Sabuk vertikal dengan membentuk sudut 180. Jarak tengah puli dari lingkaran luar puli 35 cm. = 0.25. Tentukan: a. Diameter puli b. Lebar sabuk di asumsikan 1 cm. c. Diameter poros/batang d. Dimensi pengunci e. Ukuran lengan Bagian lengan diambil yang elips, sumbu utama terhubung dengan kedua sumbu minor. Dibawah ini ketentuan yang dapat diambil dalam desain diantaranya: Tekanan dan kompresi poros/batang : 800 kg/cm2 Pengunci : 500 kg/cm2 Tekanan sabuk : 25 kg/cm2 Lingkaran luar puli: tekanan : 45 kg/cm2 Lengan puli : tekanan : 150 kg/cm2 Diketahui: Daya transmisi , P = 45 hp. Putaran, N = 240 rpm Sudut penempatan, = 1800 = rad Jarak puli dan lingkaran L = 35 cm Koefisien gesek, = 0,25 a. Diameter Puli Misalkan D = Diameter puli ft = Gaya sentrifugal = 45 kg/cm22 7,2 x10 2v 2 45 = ( = 7,21 x10 2 kg/cm2 untuk besi tuang) 981 45 x981 v2 = = 641 x104 7,2 x10 2 v = 641 x10 4 = 2.480 cm/dt = 24,8 m/det ft =

v 2

Elemen Mesin

Puli

228

Kita tahu bahwav=

DN

60 v x 60 24 ,8 x60 D= = = 197 ,2 atau 200 cm N x 240

b. Lebar Sabuk Misalkan b = Lebar sabuk t = Tebal sabuk = 1cm f = tekanan untuk material sabuk = 25 kg/cm2 T1 = Tekanan kuat pada sabuk T2 = Tekanan kendur pada sabuk Kita tahu bawa horse power mentransmisikan75 Px 75 45 x75 T1 T2 = = = 136 kg .....( i ) v 24 ,8 P=

(T1 T2 )v

maka2,3 log log T1 = = 0,25 x T2 T1 0,25 x = = 0,341 T2 2,3 T1 = 2,193 T2

atau T1 = 2,193 T2 Subsitusi T1 ke (i)

2,913T 2 T1 = 135 T2 = 114kg T1 = T 2 + 136 = 114 + 136 = 250kg

Kita mengetahui bahwaT1 = f .b.t b= T1 250 = = 10 cm f .t 25 x1

c. Diameter Poros/Batang Misalkan d = Diameter poros/batang F2 = Tekanan pada poros/batang =500 kg/cm2 Kita mengetahui torsi pada transmit poros/batangT = P 4500 x 2 N 45 x 4500 = =134 ,2 kg .m =13420 kg ..cm 2 240

Momen pada poros/batang

Elemen Mesin

Puli

229 M = (T1 + T2 ) xL Ta = T 2 + M2 2

= ( 250 +114 ) x35 = 12 .740 kg .cm

= 13 .420 2 +12 .470 = 18 .500 kg .cm

Dengan menggunakan persamaan Ta = d3

fad 2 16 16 xT a = = 188 ,4 x500

d = 3 188 ,4 = 5,76 atau 6 cm

d. Dimensi Pengunci Dimensi standar pengunci memiliki diameter 6 cm Lebar kunci w = 18 mm Tebal kunci =11 mm Misalkan l = panjang kunci Persamaan yang kita dapat,T =l x w x f a x d 2 6 = 2700 l 2

13 .420 = l x 1,8 x 500 x l=

13 .420 = 2,49 cm 2700

Panjang kunci sama dengan 2d Panjang kunci = 2 x 6 = 12 cm e. Ukuran Lengan Misalkan n = banyaknya lengan = 6 (diketahui) Fb = kekuatan lengan =150 kg/cm2 b = sumbu minor a = Sumbu mayor (utama) = 2 b (diketahui) Kita ketahui bahwa bending momen maksimum per lenganM = 2T n 2 x13 .420 = = 4.473 kg.cm 6 Z=

dan bagian modulus,

ba 2 32 = b(2b) 2 = b 3 32 8

dari persamaan,

Elemen Mesin

Puli

230

M Z 4.473 x8 150 = 2 b 8 4.473 x8 b3 = = 75 ,8 150 x b = 4,23 atau 4,4 cm a = 2b = 2 x 4,4 = 8,8 cm fb =

Elemen Mesin