BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Makalah ini di susun
sebagai persyaratan untuk menyelesaikan matakuliah Elemen Mesin II . di mana
Dosen yang mengajar mata kuliah ini menuntun siswanya agar membuat makalah /
tugas akhir mengenai salah materi Tentang kopling . jadi saya sebagai siswa
yang mengikuti perkuliahan mata kuliah Elemen Mesin II ini memilih submateri
tentang Kopling dan lebih di fokuskan pada kopling cakar , karena kopling
merupakan suatu bagian system pemindah tenaga yang sangat berpengaruh dalam
pemindahan tenaga dari fly wheel ke transmisi.
1.2 RUMUSAN MASALAH
Rumusan masalah yang akan
di bahas pada makalah ini:
1.
Pengertian dan fungsi kopling
2.
Jenis kopling
3.
Prinsip kerja kopling
4.
Komponen kopling
2.3 TUJUAN PENUNILSAN
1. Supaya pembaca mengetahui pengertian dan
jenis kopling
2.
Mengetahui prinsip kerja kopling
BAB II
TINNJAUAN PUSTAKA
(KOPLING)
2.1 Pengertian
sistem kopling
Kopling/Clutch adalah merupakan peralatan transmisi
yang menghubungkan poros engkol dengna poros roda gigi transmisi. Manfaat
kopling yaitu untuk memindahkan tenaga mesin ke transmisi, lalu transmisi
merubah tingkat kecepatan sesuai sama dengan yang di idamkan. Dalam situasi
normal, di mana manfaat kopling bekerja dengan terbaik, demikian pengemudi
menghimpit pedal kopling, tenaga mesin bakal di putuskan, lantaran waktu pedal
ditekan maka style tekan itu bakal mendorong release fork serta release fork
bakal mendorong release bearing. Hingga release bearing bakal mengangkat
mendorong pegas diaprahgma serta preaseure palte, clutch disc bakal lepas
dengan flywheel. Serentak roda gigi bakal lepas dari dampak putaran mesin.
Keadaan inilah yang sangat mungkin terjadinya perpindahan roda gigi pada
transmisi. Saat ini ada beragam type kopling salah satunya kopling gesek,
kopling fluida, koping sentrifugal, serta kopling magnet. Kopling plat basah
yaitu kopling yang plat-platnya di rendam dengan minyak pelumas. Umumnya
kopling type ini dipakai oleh sepeda motor. Sedang type kopling plat kering
yaitu type kopling yang plat-platnya tak di rendam oleh minyak pelumas. Pada
umunya, sisi utama kopling terdiri atas 3 jenis, yakni unit kopling, tutup
kopling, serta unit pembebas. Unit kopling terdiri atas plat kopling, plat
tekan, serta pegas kopling. Tutup kopling diikat oleh roda hilang ingatan,
sedang didalamnya dipasangkan pada roda poros persneling serta diletakkan di
antara roda hilang ingatan serta plat tekan. Plat tekan bakal menghimpit plat
kopling pada roga hilang ingatan karenanya ada desakan dari pegas-pegas koping.
Peranti ini di buat berbahan besi tuangkan di mana sisi permukaannya di buat
halus serta rata. Sedang plat kopling di untuk buat berikan gesekan yang besar
pada roda hilang ingatan serta plat tekan dan diletakkan di antara keduanya.
Pada ke-2 permukaan plat kopling ini dipasangkan kampas serta dikeling dengna
paku keling, serta umumnya pada permukaan platnya diberi kepingan logam.
Fungsinya yaitu untuk memperkuat serta juga untuk menyalurkan panas. Diluar
itu, di bagian tengah plat kopling ada pegas torsi. Pegas torsi berperan untuk
kurangi kejutan-kejutan yang berlangsung pada saat kopling bekerja serta untuk
menghindar kemungkinan pecahnya plat kopling atau rusaknya yang lain seperti
bengkoknya plat kopling
2.2 Tujuan
utama dari kopling
Tujuan utama dari kopling adalah menyatukan dua bagian yang dapat berputar.
Dengan pemilihan, pemasangan, dan perawatan yang teliti, performa kopling bisa
maksimal, kehilangan daya bisa minimum, dan biaya perawatan bisa diperkecil
2.3
Cara kerja Sistem Kopling
Pada saat pedal kopling ditekan/diinjak, ujung tuas
akan mendorong bantalan luncur kebelakang. bantalan luncur akan menarik plat
tekan melawan tekananpegas. Pada saat pelat tekan bergerak mundur, pelat
kopling terbebas dari roda penerus dan perpindahan daya terputus. bila tekanan
pedal kopling dilepas, pegas kopling akan mendorong pelat tekan maju dan
menjepit pelat kopling dengan roda penerus dan terjadi perpindahan daya. Pada
saat pelat tekan bergerak kedepan,pelat kopling akan menarik bantalan luncur,
sehingga pedal kopling kembali ke posisi semula. selain secara mekanik, sebagai
mekanisme pelepas hubungan. Sekarang sudah banyak digunakan sistem hidrolik dan
booster. secara umum, sistem hidrolik dan hidrolik booster adalah sama.
perbedaannya adalah pada sistem hidrolik booster , digunakan booster untuk
memperkecil daya tekan pada pedal kopling. pemilihan sistem yang digunakan
disesuikan dengan kebutuhan. Pada
sistem hidrolik, pada saat pedal kopling ditekan, maka batang penerus akan
mendorong piston pada master silinder kopling, fluidapada sistem akan
meneruskan daya ini keselinder pada unit kopling, dan piston silinder unit
kopling akan mendorong tuas, dan seperti pada sistem mekanik, pelat kopling
terlepas, sehingga penerusan daya dari motor ke transmisi terputus Cara kerja
sistem hidrolik ini sama seperti cara kerja pada sistem rem.
Secara umum kopling dapat
dibagi dua yaitu :
Kopling Tetap .Dan Kopling Tak Tetap
2.4 Kopling Tetap
Kopling tetap adalah suatu elemen
mesin yang berfungsi sebagai penerus putaran dan daya dari poros penggerak
keporos yang digerakkan secara pasti tanpa terjadi slip. Dimana sumbu kedua
poros tersebut terletak pada satu garis lurus atau dapat berbeda sedikit dari
sumbunya.
Kopling tetap terdiri
dari tiga jenis, :
1. Kopling Kaku
a. Kopling bus
b. Kopling flens kaku
c. Kopling flens
tempa
2. Kopling Luwes
a. Kopling flens luwes
b. Kopling karet ban
c. Kopling karet bintang
d. Kopling gigi
e. Kopling rantai
3. Kopling Universal
a. Kopling universal hook
b. Kopling
universal kecepatan tetap.
2.4.1
Kopling Kaku
Kopling kaku dipergunakan
apabila kedua poros dihubungkan dengan sumbu segaris. Kopling ini dipakai pada
poros mesin dan transmisi umum dipabrik -pabrik.
a. Kopling bus
Kopling bus terdiri atas sebuah
selongsong(bus) dan baut-baut yang dibenamkan. Sering juga dipakai berupa pasak
yang dibenamkan pada ujung - ujung poros.
b. Kopling flens kaku
Kopling flens kaku
terbuat dari besi cor atau baja cord an dipasang pada ujung poros dengan diberi
pasak serta diikat dengan baut. Kopling ini tidak mengijinkan sedikitpun
ketidaklurusan sumbu kedua poros serta tidak dapat mengurangi tumbukan getaran
trasmisi.
Gambar,
Kopling flens kaku
c. Kopling flens tempa
Pada kopling flens tempa masing –
masing ujung poros terdapat flens yang dilas atau ditempa dan kedua flens
diikat dengan baut – baut. Pada kopling ini momen dipindahkan melalui
pergeseran baut atau pergesaran antara kedua flens.
2.4.2
Kopling luwes
Kopling luwes atau fleksibel
ini digunakan apabila kedudukan yang baik antara kedua ujung poros satu sama
lain tidak dapat diharapkan sehingga kedua ujung poros itu disambungkan
sedemikian rupa sehingga dapat bergerak satu sama lain.
a. Kopling flens luwes
Kopling flens luwes memiliki bentuk
yang hamper sama dengan kopling flens kaku. Yang membedakan adalah bus karet
atau kulit yang terdapat pada kopling flens luwes sehingga lebih fleksibel.
b. Kopling karet ban
Pada kopling ini momen
dipindahkan lewat sebuah elemen yang berbentuk iklan dari karet.
c. Kopling karet bintang
Kopling ini terdiri dari
dua paruh yang identic dilengkapi dengan pena penggerak dan lubang dalam jumlah
yang sama. Keuntungan kopling ini adalah aman tembusan aliran.
d. Kopling gigi
Kopling ini terdiri dari
sebuah bumbungan yang bagian dalamnya berbentuk lurus dan tabung yang bagian
luarnya juga berbentuk tirus.
2.4.3
Kopling universal
Kopling universal dipakai untuk menyambung dua poros
yang tidak terletak dalam sebuah garis lurus atau yang garis sumbunya saling
memotong (membentuk sudut).
Gambar Kopling Universal
2.5 Kopling Tak Tetap
Kopling tak tetap adalah suatu elemen
mesin yang menghubungkan poros yang digerakkan dan poros penggerak, dengan
putaran sama dalam meneruskan daya, serta melepaskan hubungan kedua poros
tersebut baik dalam keadaan diam maupun berputar.
Macam – macam kopling tak
tetap :
2.5.1
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.
Gambar Kopling Cakar
2.5.2
Kopling plat
Kopling plat adalah
kopling yang menggunakan satu plat atau lebih yang dipasang diantara kedua
poros serta membuat kontak dengan poros tersebut sehingga terjadi penerusan
daya melalui gesekan antara sesamanya
Gambar Kopling Plat
2.5.3
Kopling kerucut
Kopling kerucut adalah
suatu kopling gesek dengan kontruksi sederhana dan mempunyai keuntungan dimana
dengan gaya aksial yang kecil dapat memindahkan momen yang besar.
Gambar Kopling Kerucut
2.5.4
Kopling friwil
Kopling ini adalah
kopling yang dapat lepas dengan sendirinya, bila poros penggerak berputar lebih
lambat atau dalam arah berlawanan dari poros yang digerakkan.
Gambar Kopling friwil
2.6 Poros
Poros merupakan komponen yang
berfungsi untuk mentransmisikan daya dan putaran dalam suatu konstruksi mesin.
Jenis – jenis poros berdasarkan
pembebanan yaitu :
1. Poros trasmisi
Pada poros ini
daya dapat ditransmisikan melalui kopling, sabuk puly, roda gigi, spooket
rantai dan lain – lain.
2. Poros spindle
Poros spindle ini
harus mempunyai deformasi yang sangat kecil, bentuk dan ukurannya kecil dan
umumnya relative pendek.
3. Poros ganda
Jenis
poros ganda ini hanya dapat berputar dan mendapat beban puntir, kecuali jika
digerakkan oleh penggerak yang mengalami beban puntir juga
2.7 Seplain
Seplain berguna untuk meneruskan
momen dan putaran dari elemen penggerak kebagian yang digerakkan. Pada
pemindahan daya spline menjadi pilihan utama karena dapat menruskan daya yang
besar.
Jenis seplain berdasarkan jenis
gerakannya terhadap poros yaitu :
1. Seplain fleauble : dimana bagia
yang dihubungkan dengan poros dapat bergeser scara aksial.
2. Seplain tetap : dimana bagian yang
dihubungkan berkunci pada poros.
Jenis spline dibedakan berdasarkan
bentuk yaitu :
1. Seplain Persegi
Jenis ini membuat alur dan gigi
berbentuk persegi. Poros ini umumnya mempunyai jumlah seplain : 4,6,10 dan 16
buah splain.
2. Seplain Involut
Jenis ini mempunyai gigi (Spline)
yang berbentuk sudut-sudut tertentu.
Gambar Splain
2.8 Plat Gesek
Plat gesek adalah suatu plat yang
digunakan sebagai medium gesekan antar plat penekan dan flywheel dalam
meneruskan putaran dan daya pada mekanisme kopling.
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam
perenanaan plat gesek yaitu :
1. Bahan plat gesek harus tahan arus
dan terhadap suhu yang tinggi.
2. Kekuatan plat gesek.
3. Koefisien plat gesek.
Plat Gesek
2.9 Pegas
Pegas adalah suatu elemen yang dapat
meredam getaran dan tumbukan dengan memanfaatkan sifat elastisnya.
Jenis-jenis pegas yaitu :
a. Pegas tekan
b. Pegas tarik
c. Pegas punter
d. Pegas daun
e. Pegas poring
f. Pegas batang
g. Pegas spiral
h. Pegas
matahari(diafrgma)
2.10 Pegas Kejut
Pegas kejut berfungsi
untuk meredam kejutan dan tumbukan pada waktu kopling bekerja. Dalam hal ini
pegas kejut termasuk jenis pegas tekan.
Gambar Pegas Kejut
2.11 Pegas Matahari (diafragma)
Prinsip kerja pegas ini pada dasarnya
berbeda dengan pegas yang biasa digunakan. Defleksi yang terjadi pada pegas ini
diakibatkan oleh gaya yang diberikan oleh bantalan penekan.
Gambar Pegas Matahari
2.12 Paku Keling
Paku keling digunakan
untuk penyambungan dua plat atau lebih, yang banyak sekali dijumpai pada
konstruksi mesin, misalnya pada ketel uap tangki pipa dan konstruksi mobil.
Gambar jeni-jenis paku keling
2.13 Baut
Baut merupakan elemen mesin yang
berfungsi sebagai pengikat antara dua buah komponen.
Baut dibagi menurut bentuk kepalanya
yaitu:
1. Baut segi enam
2. Baut suket segi enam
3. Baut bentuk kepala persegi
Baut dibagi menurut prinsip kerjanya
yaitu :
1. Baut tembus
2. Baut tab
3. Baut tanam
Gambar prinsip kerja baut
2.14 Bantalan
Bantalan adalah suatu elemen mesin
yang berfungsi sebagai tumpuan untuk poros berbeban, sehingga putaran atau
gerakan bolak – baliknya berlangsung secara halus, aman dan tahan lama.
Jenis bantalan menurut gerakannya
yaitu:
1. Bantalan gelinding, terdiri atas
dua jenis yaitu:
a. Bantalan pelum
b. Bantalan rod
2. Bantalan lumur
Jenis bantalan menurut pembebanan
yaitu:
1. Bantalan radial : arah bantalan
tegak lurus terhadap sumbu poros
2. Bantalan aksial : arah bantalan
sejajar terhadap sumbu poros
3. Bantalan gelinding
khusus : arah beban tegak lurus dan sejajar dengan sumbu poros
Gambaar jenis bantalan
BAB III
PERHITUNGAN
MERENCANAKAN KOPLING CAKAR
3.1
Diagram alir untuk merencanakan kopling cakar
START
🔻
1. Daya yang akan di tranmisikan P (kw)
Putaran
poros n1 (rpm)
🔻
2. Macam baja poros (% C )
Keekuatan
tarik kg/mm2
Sf1, Sf2 𝝉a
🔻
3. Faktor koreksi fc
Daya
rencana P(kw)
Momen
rencana T (kg.mm)
4. Faktor
koreksi momen puntir Kt
Faktor
lenturan Cb
Diameter
poros ds (mm)
🔻
5. Macam
baja bahan kopling ( % C )
Kekuatan
tarik 
σb (kg/mm²)
σb (kg/mm²)
Faktor keamanan Sf1, Sf2
Tegangan geser yang dizinkan 𝝉a (kg/mm²)
🔻
6. Diameter
dalam cakar D1 (mm)
Diameter
luar cakar D2 (mm)
Tinggi
cakar h (mm)
🔻
7. Jari-jari rata-rata rm (mm)
🔻
8. Gaya tangensial Ft (kg)
🔻
9. Tegangan geser cakar 𝝉 (kg/mm²)
🔻
10. Momen
tahanan lentur cakar
Tegangan
lentur Z (mm³)
Cakar
(kg/mm²)
(kg/mm²)
🔻
11
Tegangan geser maksimum 𝝉max
(kg/mm²)
🔻
12. 𝝉
max
𝝉a
≤
🔻
13 Diameter poros ds
(mm)
Diameter dalam cakar
D1 (mm)
Diameter luar cakar
D2 (mm)
Tinggi cakar h (mm)
Bahan cakar
🔻
END
3.2
Penyelesaian
1. Sebuah kopling cakar
untuk putaran dua arahakan di hubungkan dengan sebuah poros baja liat untuk
meneruskan daya sebesar 1,5 (kw) pada 120 (rpm). Tentukan diameter luar,
diameter dalam dan tinggi cakar dengan mengambil jumlah cakar 3 buah.
1 P = 1,5 (kw), n1=
120 (rpm)
2 Dengan menganggap kadar karbon poros baja liat sebesar
0,20%, sb= 40 (kg/mm²)
Ambil mis. Sf1
= 6, Sf2
= 2,5 (dengan alur pasak)
𝝉a =
sb/( Sf1 x Sf2)
= 40/(6 x 2,5) = 2,67 (kg/mm²)
3. fc =1,
Pd = P = 1,5 (kw)
T = 9,74 x 10⁵ Fc P/n1 (kg/mm)
T = 9,74 x 10₅ (1,5/120 )
T = 9,74 x 100.000 / 0,0125 = 12175
(kg’mm)
4 kt = 2,5, cb =1
ds=
ds =
ds= ( 1,91011 x 2,5 x 1 12175)
ds = 38,7 =>
40 (mm)
5 Dengan
menganggap kadar karbon baja liat sebagai bahan cakar sebesar 0,25%
sb = 0,25 % (kg/mm²), Sf1 = 10, Sf2 = 5
𝝉a =
sb/( Sf1 x Sf2)
=45/ (10 x 5 )
= 45/50 = 0,9 (kg/mm²)
6 D1= 1,2ds, +10
(mm)
=1,2 x 40 +
10 = 58 (mm)
D2 = 2ds + 25
(mm)
= 2 x 40 + 25
= 105 (mm)
h = 0,5ds + 8 =
(mm)
= 0,5 x 40 + 8
= 28 (mm)
7 rm = (D1 + D2 )/4
= (58 + 105 )/4
= 163/4 = 40,75
=> 41 (mm)
8 Ft = T/ rm
=
12175/41 = 296,951 => 297 (kg)
9 𝝉 = (8/) Ft/(D2²
- D1²)
) Ft/(D2²
- D1²)
= 8/3,14 x
297/(105² - 58²)
= 2,54 x
297/(11025 – 3362)
= 754,38/7663 =
0,9844 => 0,99 (kg/mm²)
12 0,218 (kg/mm²) < 0,9 (kg/mm²), Baik
13 ds = 40 (mm), D1 = 58 (mm), D2 = 105 (mm), h = 28 (mm)
Baja cakar : baja liat (C = 0,25 % )
BAB IV
PENUTUP
5.1
Kesimpulan
Dari sini dapat di
simpulkan bahwa kopling itu bagian dari kendaraan bermotor yang berfungsi untuk
meenghubungkan dan memisahkan antar dua poros roda gigi. Adapun jenis kopling
secara umum dapat di bagi menjadi 2 yaitu, Kopling tetap dan kopling tak tetap.
Kopling tetap terdiri dari tiga jenis antara lain , kopling kaku, kopling luwes
dan kopling universal. Sedangkan kopling tak tetap antara lain, kopling Cakar,
kopling Plat, Kopling kerucut, kopling friwil.
Sistem pengoperasian kopling merupakan mekanisme
pengendalian fungsi kopling yang dilakukan oleh pengemudi. Sistem
pengoperasian kopling memungkinkan
pengemudi dengan mudah memutus dan menghubungkan kopling sesuai dengan yang
diinginkan.
Dari hasil perhitungan di ketahui bahwa 𝝉max
0,218 (kg/mm²) < 𝝉a:0,9
(kg/mm²), Baik
ds = 40 (mm), D1 = 58
(mm), D2 = 105 (mm), h = 28 (mm)
Baja cakar : baja liat (C
= 0,25 % )
LAMPIRAN KOPLING
Gambar Koplng Flens fleksible
Table Momen inersia Kopling karet ban
SEKIAN TERIMKASIH
SEMOGA BERMANFAAT
|
No comments