Modul Pengajaran

Mata Ajaran Elemen Mesin 3 (3 SKS)

Chain (Rantai)Chain (Rantai)

A

P

P

L

I

CC

A

T

I

O

N

A

P

P

L

I

CC

A

T

I

O

N

Pengertian Dasar

Adalah komponen yang mentransmisikan daya melalui gaya tarik dan umumnya digunakan untuk transmisi daya dan sistem pengangkutan.

Berdasarkan material Berdasarkan material dan proses produksi

1. Cast iron chain.2. Cast steel chain.3. Forged chain.4. Steel chain.5. Plastic chain.

Berdasarkan kegunaannya:

1. Power transmission chain.2. Small pitch conveyor chain.3. Precision conveyor chain.4. Top chain.5. Free flow chain.6. Large pitch conveyor chain.

Rolling Chain

Various parts of a rolling chain.

Komponen

• Menunjang tegangan yang biasanya berupa beban yang berulang dan terkadang diikuti dengan beban kejut

• Harus mampu menahan tegangan

Plate

• Harus mampu menahan tegangan tarik statis, gaya beban dan gaya kejut dinamis

• Harus tahan terhadap korosi dan abrasi

• Menerima gaya geser dan lendutan yang di bawa pelat

• Harus memiliki kekuatan tarik dan

Pin

• Harus memiliki kekuatan tarik dan kekuatan geser yang tinggi, tahan terhadap lendutan dan memiliki ketahanan pakai dan tahan terhadap kejutan

Pengertian Dasar

Bushing

• Mengalami tegangan geser dan lendutan yang ditransmisikan oleh plat dan roller juga mendapat beban kejut saat bersentuhan dengan kejut saat bersentuhan dengan sprocket

• Harus memiliki kekuatan tarik dan kekuatan geser yang tinggi, tahan terhadap lendutan dan memiliki ketahanan pakai dan tahan terhadap kejutan dinamis

Pengertian Dasar

Roller

• Mengalami beban impak saat rantai bersentuhan dengan sproket,setelah persentuhan terjadi perubahan titik kontak dan keseimbangan seraya kontak dan keseimbangan seraya mengalami beban tekanan

• Bagian dalam membentuk bagian bearing bersama dengan permukaan luar bushing.

• Harus memiliki ketahanan pakai dan ketahanan yang tinggi terhadap kejutan, fatik dan tekanan

Pengertian Dasar

Cotter pin, Spring clip, T-pin

Komponen yang menjaga plat luar tidak terlepas dari pin

High power roller chain

Perbedaan Rantai dengan Belt dan Gear

Type Roller Chain Tooth Belt V Belt Spur Gear

Sychronization

Transmission Efficiency

Anti-Shock

Noise/Vibration

Surrounding Condition

Avoid Water, Dust

Avoid Heat, Oil, Water, Dust

Avoid Heat,Oil, Water, Dust

Avoid Water, DustCondition Dust Water, Dust Water, Dust

Space Saving(High Speed/ Low Load)

Space Saving(Low Speed/ High Load)

Compact Heavy Pulley Wider PulleyLess Durability Due to Less

Engagement

LubricationRequired No Lube No Lube Required

Layout Flexibility

Excess Load onto Bearing

Excellent Good Fair Poor

Perbedaan Rantai dengan Belt dan Gear

Keuntungan

1.Reduksi/kenaikan kecepatan hingga lebih dari 7:12.Dapat mengakomodasi jarak antar poros yang

panjang (dibawah 4m) 3.dapat digunakan dengan banyak poros atau

penggerak dengan kedua sisi rantai4.Standardisasi dibawah naungan American

national standards institute (ANSI), international national standards institute (ANSI), international standardization organization (ISO), dan Japanese industrial standards (JIS) sehingga memudahkan pemilihan.

5.mudah untuk dipotong dan disambung6.Diameter sprocket lebih kecil dibandingkan puli

belt untuk meneruskan daya yang sama besar.7.Sprocket lebih awet dibandingkan dengan gear,

karena mendistribusikan beban melalui banyak giginya.

Dinamika Rantai

Analisis Dinamika Pada Rantai• Rantai dapat menahan tegangan tarik tetapi

biasanya tidak dapat menahan tegangandorong

Metode Pengetesan Kekuatan Tarik RantaiMetode Pengetesan Kekuatan Tarik Rantai

Dinamika Rantai

Regangan Pada Rantai• Selama rantai dikenai pembebanan tarik

yang meningkat, ia akan memanjang.

Keterangan :O-A : Daerah elastisO-A : Daerah elastisA : Batas proposional dari rantaiA-C: Deformasi plastisB : Ultimate Tensile StrengthC : Kerusakan aktual

Dinamika Rantai

Regangan Elastis

Dinamika Rantai

Regangan Pada Rantai

Faktor kunci yang menyebabkan rantai lepas darigigi sproket adalah regangan pada rantai

Karena regangan pada rantai, rantai menjadideformasi pada gigi sproket sehingga ia mulailepasdan tidak lagi bersentuhandengansproketlepasdan tidak lagi bersentuhandengansproket

Batas regangan akibat gesekan pada rantaiberagam sesuai dengan jumlah gigi sproket danbentuknya

Jumlah gigi yang besar sangat dibatasi persentaseregangan

Sproket yang lebih kecil dibatasi oleh efek yangdapat membahayakan seperti getaran yang tinggidan penurunan kekuatan

Dinamika Rantai

Regangan Pada Rantai

Dinamika Rantai

Pembebanan tarik berulang dan kesalahan fatik

Jika kita memberikan daya rotasiberlawanan arah jarum jam ke sisipenggerak sambil manambah ketahananpada sisi digerakkan, maka rantai akanpada sisi digerakkan, maka rantai akandibebani tegangan tarik terutama padadaerah D-A

Dinamika Rantai

Rantai pada kebanyakan aplikasi biasanyadibebani tegangan tarik siklik

Batas fatik akan muncul antara 106 sampai107 kali

Pembebanan tarik berulang dan kesalahan fatik

107 kali

Standar Publik

Chain Category ANSIStandard

ISOStandard

JISStandard

Power Transmission Roller Chain ANSI B29.1M

ISO 606 JIS B1801

Power Transmission Bushed Chain ANSI B29.1M

ISO 1395 JIS B1801

Power Transmission Sprocket ANSI B29.1M

ISO 606 JIS B1802

Heavy-Duty Chain ANSI B29.1M

ISO 351229.1M

Bicycle Chain ISO 9633 JIS D9417

Motorcycle ChainISO 10190 JCAS 12

Leaf Chain ANSI B29.8M

ISO 4347JIS B1804

Double Pitch Conveyor Chain &Sprocket

ANSI B29.4

ISO 1275JIS B1803

Power Transmission Roller Chain withAttachment

ANSI B29.5

JIS B1801

Conveyor Chain ANSI B29.15

ISO1977/1~3

JCAS 22

Pemilihan Rantai

Kegunaan rantai sebagai transmisi

Transmisi hangingTransmisi daya

Pin gear drivingShuttle traction

Pemilihan Rantai

Koefisien kecepatan rantai dan gigi sproket

Pemilihan Rantai

Koefisien impak

Pemilihan Rantai

Multiple strand factor

Number ofRoller Chain Strands

MultipleStrand Factor

2 1.72 1.7

3 2.5

4 3.3

5 3.9

6 4.6

Pemilihan Rantai

Service factor

TypeofImpac

Source of Power

ElectricMotoror

InternalCombustionEngine

WithHydr

WithoutHydrapac

t MachinesorTurbine

HydraulicDrive

HydraulicDrive

Smooth

Belt conveyors with small load fluctuation, chainconveyors, centrifugal blowers, ordinary textile machines,ordinary machines with small load fluctuation.

1.0 1.0 1.2

Someimpact

Centrifugal compressors, marine engines, conveyors withsome load fluctuation, automatic furnaces, dryers,pulverizers, general machine tools, compressors, generalwork machines, general paper mills.

1.3 1.2 1.4

Highimpact

Press, construction or mining machines, vibrationmachines, oil-well rigs, rubber mixers, rolls, generalmachines with reverse or high-impact loads.

1.5 1.4 1.7

Pemilihan Rantai

Kofisien beban tidak seimbang

Lifting Strands Factor

2 0.6

4 0.36

Pemilihan Rantai

Pemilihan Rantai

Flowchart General Chain

Flowchart Hanging Chain

Flowchart Low Speed Chain

Flowchart umum

Flowchart Low Speed Chain

Flowchart Hanging Chain

Rantai dan Lingkungannya

I. Rantai Baja pada Temperatur Operasi Tinggi

Keausan meningkat akibat kekerasan menurun

Pelumasan yang tidak tepat akibat turunnya mutu pelumas ataupun karbonisasi

Sambungan (joint) menjadi kaku dan keausan meningkat akibat oxide scale formationmeningkat akibat oxide scale formation

Penurunan kekuatan

Solusi:

Penggunaan pelumas khusus untuk temperatur tinggi

Untuk < 650°C gunakan rantai Jenis SS (SS 304)

Untuk <700°C gunakan rantai Jenis NS (SS 316)

Rantai dan LingkungannyaI. Rantai Baja pada Temperatur Operasi Rendah

Penurunan Kekuatan Kejut akibat kegetasan pada temperatur rendah

Pelumas mengeras.

Sambungan (joint) menjadi kaku dan keausan meningkat akibat kaku dan es

Solusi:

Penggunaan pelumas khusus untuk temperatur rendah

Penggunaan rantai Jenis SS (SS 304)

Penggunaan rantai Jenis KT (Special Heat Treatment)

Rantai dan Lingkungannya

I. Rantai Plastik pada Temperatur Operasi Rendah dan Tinggi

Rantai Plastik Engineered Standar dapat bekerja pada temperatur operasi antara -20°C and 80°C

Dibawah -20°C rantai menjadi getas

Diatas 80°C rantai menjadi lunakDiatas 80°C rantai menjadi lunak

Solusi:

Penggunaan Rantai jenis KV super engineered plasticuntuk aplikasi hingga temperatur 250°C namun tipe dan ukurannya sangat terbatas.

Susunan Rantai

I. Susunan Standar

Hendaknya diusahakan horizontal

Sudut inklinasi maksimum 60°

Distance Centre (Dc)= 30-40 x Pitch Rantai

Untuk beban yang berfluktuasi Dc=20 x PitchUntuk beban yang berfluktuasi Dc=20 x Pitch

Susunan Rantai

II. Susunan Khusus

Bagian kendur ada di sisi atas

Solusi:

Susunan Rantai

Kecepatan rantai yang tinggi dan beban yang berfluktuasi

Akibatnya:

getaran rantai yang cukup besar

Solusi:

Gunakan sepatu penuntun yang terbuat dari karet NBR atau polyethylene UHMW.

Susunan Vertikal / mendekati vertikal

Solusi: Gunakan Idler otomatis

Susunan Rantai

Beberapa Susunan Khusus

Manipulasi Rantai

� Pemasangan� Keakuratan pemasangan� Start-Up� Pelumasan� Pelumasan� Tahap Inspeksi� Troubleshooting dan Penyelesaiannya

PEMASANGANPEMASANGANPEMASANGANPEMASANGAN

Hal pertama yang harus anda lakukan adalah Hal pertama yang harus anda lakukan adalah memotong rantai tersebut sesuai dengan panjang yang memotong rantai tersebut sesuai dengan panjang yang anda butuhkan. Alatanda butuhkan. Alat--alat: Grinda sudut (untuk alat: Grinda sudut (untuk memotong bagian ), chain vise, punch, palu, chain memotong bagian ), chain vise, punch, palu, chain screw. screw.

Metode Metode

1.Menggrinda bagian yang dipinkan dengan grinda 1.Menggrinda bagian yang dipinkan dengan grinda sudut. sudut. sudut. sudut.

2.Amankan rantai di chain vise. Dengan mengguakan 2.Amankan rantai di chain vise. Dengan mengguakan primary primary punch dan secondary punch punch dan secondary punch

(atau chain (atau chain screw), singkirkan screw), singkirkan satu bagian satu bagian pinnya.pinnya.

3.Pasang kedua ujung rantai pada sprockets dan 3.Pasang kedua ujung rantai pada sprockets dan sambungkan sambungkan dengan connecting links (Figure dengan connecting links (Figure 7.1) 7.1) Pastikan untuk Pastikan untuk memasang clips atau memasang clips atau

cotter cotter pins pins seperti pada Figures 7.2 seperti pada Figures 7.2 dan 7.3.dan 7.3.

PEMASANGAN

Figure Direction in which the Clip

Installing a ChainFigure 7.1

Figure7.2

Direction in which the Clipis Installed

Figure 7.3 Angle of Legs for Cotter Pins

Keakuratan

• Chain Slack

• Ketegangan rantai diatur dengan panjang SS' sekitar 4 % dari span (panjang A-B),

• jika ter dapat kondisi seperti :

– center line dari sprockets vertical atau hampir vertical.

– Jarak center dari sprockets lebih dari 1 m.

– Rantai digunakan untuk kerja yang berat dan frequent starts.Rantai digunakan untuk menerima kerja yang starts.Rantai digunakan untuk menerima kerja yang tiba-tiba.

• Jika terdapat satu atau lebih poin-poin diatas dalam pengoperasiannya, maka ketegangan rantai (length SS') diatur sekitar 2 persen.

• Figure 7.4Chain Slack

Start-Up

I Persiapan StartI Persiapan Start--UpUp

Sebelum rantainya dijalankan, Sebelum rantainya dijalankan, periksa halperiksa hal--hal berikut: hal berikut:

••Pastikan plat penghubung, clips, dan Pastikan plat penghubung, clips, dan cotter pins dipasang dengan benar.cotter pins dipasang dengan benar.cotter pins dipasang dengan benar.cotter pins dipasang dengan benar.

••Ketegangan rantai atau chain slack Ketegangan rantai atau chain slack sudah diseting sesuai kebutuhan.sudah diseting sesuai kebutuhan.

••Pelumasan yang mencukupi.Pelumasan yang mencukupi.

••Rantai tidak menyentuh apapun.Rantai tidak menyentuh apapun.

••Tidak ada satu bendapun yang Tidak ada satu bendapun yang disekitar area rantai.disekitar area rantai.

Start-Up TestNyalakan mesin dan periksa halNyalakan mesin dan periksa hal--hal hal

berikut: berikut:

•• Suara. Tidak boleh ada suara yang aneh, dan Suara. Tidak boleh ada suara yang aneh, dan pastikan rantai tidak menyentuh casingnya.pastikan rantai tidak menyentuh casingnya.

•• Vibrasi atau getaran jangan sampai berlebihan.Vibrasi atau getaran jangan sampai berlebihan.

••Interaksi sprocket dan rantai dan pastikan Interaksi sprocket dan rantai dan pastikan rantai jangan sampai terlepas dari sprockets.rantai jangan sampai terlepas dari sprockets.

••Pastikan rantai melalui sprockets dengan Pastikan rantai melalui sprockets dengan ••Pastikan rantai melalui sprockets dengan Pastikan rantai melalui sprockets dengan mulus.mulus.

••Bunyi rantai harus halus.Jika terdapat hal hal Bunyi rantai harus halus.Jika terdapat hal hal diatas jangan memulai pengoperasian, rantai diatas jangan memulai pengoperasian, rantai dapat rusak perbaiki terlebih dahulu baru mulai dapat rusak perbaiki terlebih dahulu baru mulai operasi.operasi.

PELUMASAN

Tujuan

• Umur pakai lebih panjang

• Mencegah karat

Pelumasan dilakukan pada saat rantai pada ketegangan yang kecil, dan didaerah pada ketegangan yang kecil, dan didaerah diantara plat yang saling berhubungan

Metode Pelumasan

Metode pengkuasanMetode pengkuasan

•• Applikasi manual. Pelumasan dengan oil filler atau Applikasi manual. Pelumasan dengan oil filler atau kuas pada bagian rantai yang ketegangannya lebihkuas pada bagian rantai yang ketegangannya lebih

rendah rendah

•• Pelumasan dilakukan pada interval tertentu, biasanya Pelumasan dilakukan pada interval tertentu, biasanya setiap 8 jam atau sesuai kebutuhan untuk mencegah setiap 8 jam atau sesuai kebutuhan untuk mencegah bearing dari araes dari kekeringan. bearing dari araes dari kekeringan.

Metode Pelumasan

Metode tetesMetode tetes

Sebanyak 5 sampai 20 tetes oli Sebanyak 5 sampai 20 tetes oli per menit pada setiap strand dari per menit pada setiap strand dari rantai. rantai.

Metode Pelumasan

Metode pemandianRantai direndam pada oli dengan kedalaman 6mm-12mm. jika terlalu dalam maka composisi dari oli dapat berubah karena pemanasan yang terus menerus dan akan kehilangan keefektifannya. akan kehilangan keefektifannya.

Manipulasi Rantai

Rotation of the PinsFigure7.12

Cracks on theRollers

Figure7.11

Figure7.10

Example of a Crack on a LinkPlate

PERMASALAHAN & PENYELESAIAN

Rantai Menaiki Sprocket

Penyebab• Rantai dan sprocket tidak klop.

• Pembebanan yang berlebihan

• Kekenduran rantai rantai akibat • Kekenduran rantai rantai akibat pemakaian dan juga keausan gigi sprocket

Penanganan

• Gantai rantai atau sprocket dengan ukuran yang tepat

• Turunkan beban atau tambah jumlah strands atau ukuranrantai.

• Gantai rantai dan sprocket

Bunyi-bunyi aneh

Penyebab

• Ketidaktepatan pemasangan procket

• Casing rantai atau bearing lepas

• Ketegangan dari rantai.

• Pemakaian rantai atau sprocket yang berlebihan

• Kurangnya pelumasan• Kurangnya pelumasan

Penanganan

• Periksa dan perbaiki

• Kencangkan mur & baut.

• Sesuaikan dan atur tingkat kekendurannya.

• Gantai rantai atau sprocket.

• Beri pelumasan sesuai kebutuhan operasi.

Getaran berlebihan pada rantai

Penyebab • Rantai berresonansi dengan gaya luar.

• Gaya yang besar secara fluktuasi.

Penanganan• Sesuaikan ketegangan rantai atau pasang suatu penegang • Sesuaikan ketegangan rantai atau pasang suatu penegang

untuk mengubah span rantai.

• Ganti rantai dengan kualitas yang berbeda.

• Ganti kecepatan putar dari sprocket.

• Evalusi kembali pemasanggan

• Pasang sepatu pemandu atau penyesuau tegangan pada bagian rantai yng kendur.

• Pasang fluida kopling atau denga teknik yang sama

Rantai mengikuti putaran sprocket

Penyebab

•Span telalu besar.

•Rantai terlalu kendur.

•Kekenduran rantai rantai

akibat pemakaian dan juga keausan akibat pemakaian dan juga keausan

gigi sprocket

Penanganan• pasang idler.

• Sesuaikan panjang rantai.

• Gantai rantai dan sprocket.

Rolling Chain Service Factors

Type of input power

Type of drivenload

Internalcombustion engine

with hydraulicdrive

Electric motoror

turbine

Internalcombustionengine withmechanical

driveSmoothM oderate shock

1.01.2

1.01.3

1.21.4M oderate shock

Heavy shock1.21.4

1.31.5

1.41.7

Strengths of Rolling ChainsRoller Pin Link Average

Chainnumber

PitchPt, in.

Diameterin.

Width,in.

diameter, d, in.

platethickness,

a

ultimatestrength,Su, lbf

Weightper foot,

lbf25

a

35a

41b

40506080

100

1/43/81/21/25/83/41

1 1/4

0.1300.200a

0.3065/162/5

15/325/83/4

1/83/161/4

5/163/81/25/83/4

0.09050.1410.1410.1560.2000.2340.3120.375

0.0300.0500.0500.0600.0800.0940.1250.156

87521002000370061008500

1450024000

0.0840.210.280.410.681.001.692.49100

120140160180200240

1 1/41 1/21 3/4

22 1/42 1/2

3

3/47/81

1 1/81 13/321 9/161 7/8

3/411

1 1/41 13/32

1 1/21 7/8

0.3750.4370.5000.5620.6870.7810.937

0.1560.1870.2190.2500.2810.3120.375

240003400046000580007600095000130000

2.493.674.936.438.7010.5116.90

aWithout ro llersbLightweight rollers

Standard sizes and strengths of rolling chains.

Transmitted Power

Transmitted power of single-strand, no. 25 rolling chain.