KOPLING (C0UPLING)

KOPLING (C0UPLING)Kopling poros dikelompokan menjadi;

Kopling Tetap.

Kopling Tidak Tetap.

Kopling tetap adalah elemen mesin yang berfungsi menghubungkan kedua ujung poros penggerak menuju poros yang digerakan sebagai penerus putaran dan daya dimana kedua sumbu poros pada satu garis lurus dan kedua poros selalu terhubung.Kopling tidak tetap fungsinya sama diatas namun kedua poros tersebut baik keadaan diam maupun berputar dapat dilepas hubungannya .

Dalam perencanaan kopling yang diperhatikan antara lain,

Pemasangan mudah dan cepat.

Ringkas dan ringan.

Aman pada putaran tinggi dan getaran.

Tidak ada bagian yang menjorok.

Dapat menerima beban lebih.

Dapat menerima beban aksial pada poros bila terjadi pemuaian.

I. Kopling Tetap

Jenis kopling tetap;a. Kopling Kaku ,dipakai kedua sumbu poros segaris, contohnya

1. kopling bus, 2. kopling flens kaku, 3. kopling flens tempa.

Kopling flens kaku terdiri dari naf dengan flens dibuat dari besi cor atau baja cor kopling dipasang pada ujung poros dengan diberi pasak dan naf , dengan

sambungan pres atau susut kemudian diikat dengan baut pada flens, ketika pemasangan kedua sumbu poros harus segaris sebelum baut flens dikencangkan.

b. Kopling Luwes/flexible, dipakai untuk kedua sumbu poros sedikit miring

Contoh 1. kopling flens luwes, 2. kopling karet ban, 3. kopling karet bintang, 4. kopling gigi, 5. kopling rantai.

c. Kopling Universal , dipakai untuk kedua sumbu poros membentuk sudut sumbu

poros cukup besar contoh 1. kopling unversal hook, 2. kopling universal

kecepatan tetapII Kopling Tidak Tetap.

Jenis kopling tidak tetap.

a. Kopling Cakar yaitu meneruskan momen dengan kontak positip atau tanpa perantaraan gesekan.

b. Kopling Plat yaitu meneruskan momen dengan perantaraan gesekan sehingga bisa terjadi slip/meluncur bila ada beban lebih ,jumlah plat bisa satu atau lebih , pengaturannya bisa secara manual, hidraulik dan magnitik.

c. Kopling Kerucut , yaitu bidang geseknya berbentuk bidang kerucut.

d. Kopling Friwil , yaitu meneruskan momen dalam satu arah putaran , pada putaran yang berlawanan tidak diteruskan kerjanya atas dasar efek baji dari bola dan rolPerencanaan Kopling.1. Kopling Bus, - Kopling TetapDaya yang dipindahkan N Hp, kecepan putaran n rpm,

Daya = Usaha / waktu = gaya x jarak/waktu = gaya x kecepatan

N = F x V = F x 2R n / 60 = (F x R) 2 n / 60 = T x 2 n / 60Konversi 1 Hp = 75 kg. m/dt = 550 ft-lb/dt, sehingga

75 N = T x 2 n / 60,...............................T = 4500 x N / 2 n, (kg . m)T= 33000x 12 N/2 n = 63000 N/n, (ft-lb), d dlm in N dlm HP., n dlm rpm

Kopling bus ditahan oleh pasak,

Lebar pasak w = d/4, ; tebal pasak = 2/3 w = d/6 ; panjang pasak l = L/2

Diameter bus /muff D = 2 d + 13 mm,; panjang bus L = 3,5 d

Momen yang ditransmisikan pada bus, T = /16 fs1 ( D4-d4)/D.Momen geser pada pasak, T = l .w. fs .d/2Momen desak pada pasak T = l . t/2.fc.d/2, ......dimana.fs1 = tegangan geser bus yang diijinkan fs = tegangan geser pasak dan poros fc = tegangan desak posak dan poros

d = diameter poros

n = putaran mesi rpm

Contoh- soal.

1. Rencanakan kopling bus / muff coupling untuk menyambung dua buah poros untuk memindahkan daya 50 Hp pada 120 rpm, tegangan geser dan desak untuk poros dan pasak 300 kg/cm2 dan 800 kg.cm2 dari bahan baja. Bahan bus dari besi tuang dengan tegangan geser yang diijinkan 150 kg/cm2. Mengangap bahwa momen transmisi maximum 25% lebih besar dari pada momen rerata.Jawab;

N= 50 Hp.

n = 120 rpm

fs = 300 kg/ cm2, fc = 800 kg/ cm2; fs1 = 150 kg/cm2Momen rerata yang di transmisikan T = 4500 x N / 2 n = 4500 50 / 2 120 = 298 kg.m= 29800 kg.cm Momen maximum Tmax = 125%x T= 1,25 x 29800 = 37250 kg cm

Perencanaan poros T max = fs d3 / 16 d3 = 37250 . 16 / (300 ) = 632,3

d = 8, 53 cm ......................diambil d = 9 cm

Perencanaan bus D = 2 d + 1,3 = 2x9 + 1,3 = 19,3 cm.D=19,5 cm

Panjang tabung L= 3,5 d = 3,5 x 9 = 31,5 cm

Pengecekan tegangan yang timbul pada tabung/bus; T = /16 fs11 ( D4-d4)/D. fs11= 16/ x 37250 x 19,5 /( 9,54-94) = 26,8 kg/ cm2 dimana hasilnya fs11 lebih kecil dari pada fs1 maka aman2. Klos Plat( Plate Clutches),- Kopling Tidak Tetap.a. Satu Pasang Plat

Luasan diferensial dA = 2 r dr

Gaya normal dN = p dA = p 2 r drGaya gesek dQ = f dN= f p 2 r drTorsi gesek dT = r.dQ = r. f p 2 r drT = . f p 2 = . f p 2( Ro3-Ri3)/3Gaya aksial F= p ( Ro2-Ri2 )p = F/ ( Ro2-Ri2 )

Jadi T = 2/3 f p ( Ro3-Ri3) = F.f. Rf = F.f . 2/3 ( Ro3-Ri3)/ ( Ro2-Ri2 )b. Multi Plat.

Terdiri dari plat A dan plat B

Jumlah permukaan pasangan plat pemindah daya

n = nA + nB -1

misal nA =5 dan nB = 4 maka n = 5+4 -1 = 8

Torsi T = F.f. Rf. n in-lb

Radius gesek Rf = 2/3 ( Ro3-Ri3)/ ( Ro2-Ri2) untuk p tetap dan uniform

Rf = ( Ro + Ri )/2 untuk p rerata uniformDimana.

F = gaya aksial, lb

f= koefisien gesek

n=jumlah pasangan permukaan plat

Ro=jari2 kontak luar,inRi=jari2 kontak dalam ,in

N=rpm

3.Kopling Kerucut (Cone Clutch)- kopling tak tetap

Luasan diferensial dA = 2 r dr/sin

Torsi T = . f p 2 / sin = .2f p ( Ro3-Ri3)/3sin. p dianggap uniform

Gaya pada permukaan kerucut Fn = p. b. 2.RmHubungan gaya aksial F dengan FndA=Rm.b.dQ= p. b. 2.R (dQ/2)Gaya normal dN= p. Rm. b.dQKomponen horisontal dF=sin = sinp.2Rm.b = Fn sin

Substitusi;

T = Fn .f /(Rm.b. sin) . ( Ro3-Ri3)/3 = Fn. f 2/3 ( Ro3-Ri3)/ ( Ro2-Ri2) = F.f / sin . 2/3 ( Ro3-Ri3)/ ( Ro2-Ri2)

Dimana ;

Rm = ( Ro-Ri)

b sin = Ro-Ri

b= lebar muka

= pith cone anggle

3. Kopling Flen ( Flange coupling)- tetap Kopling mempunyai dua buah flen , pada ujung poros dan dipasang pasak atau di las terhadap porosnya. Kedua flen dihubungkan dengan baut dan mur, kopling flen bisa digunakan untuk beban berat.

a. Perencanaan kopling flen;

d = diameter luar poros = diameter dalam hub

D = diameter luar hub = 2 d

d1 = diameter nominal baut

n = jumlah baut

tf = tebal flen = 0.5 d fs = tegangan geser yang diijinkan , poros, baut dan pasak

fs1 = tegangan geser yang diijinkan untuk flen,

fc = tegangan desak untuk baut dan pasak

panjang hub = 1.5 ddiameter pitch circle baut = 3 d =D1 Tabel perkiraan jumlah baut;

Diameter poros d,mm35- 5556-150151-230231-390Diatas 390

n4681012

c. Perencanaan HubTorsi untuk pada hub T = fs (D4-d4 )/ (D16)

= fs D3 ( 1- k4 ) / 16

k = d / D, D= 2 d

furmula torsi seperti pada poros berlubang, panjang pasak = panjang hubd. Perencanaan Flen

Torsi pada sambungan flen = keliling hub x tebal flen x radius hub

T = D tf fs1 D/2 = D2 fs1 tf / 2

tf = 0.5 d

e. Perencanaan Baut

Diameter pitch circle baut D1 = 3 dGaya /beban geser pada tiap baut = d12 x fs /4Beban untuk semua baut = n d12 x fs /4Torsi geser T =( n d12 x fs /4) x D1/2

Gaya desak pada baut = (n d1 tf )xfcTorsi desak T = = (n d1 tf )xfc x D1/2

Torsi geser = torsi desak

Diameter luar luar flen = D1+ ( D1-D) = 2D1-D = 0.25 d

Contoh Soal;

Rencanakan kopling flen dari bahan besi tuang yang menghubungkan dua buah poros berdiameter 8 cm. Pada putaran poros 250 rpm dan torsi yang ditransmisikan 430 kg-m, Tegangan yang diijinkan bahan adalah;

Tegangan geser untuk poros,baut dan pasak = 500 kg/cm2

Tegangan desak untuk baut dan pasak = 1500 kg/cm2

Tegangan geser besi tuang = 80 kg/cm2

Jawab;

d = 8 cm, N= 250 rpmT = 430 kg-m = 43000 kg-cm

fs=500 kg/cm2; fc = 1500 kg/cm2; fs1= 80/ cm2Desain hub.

Diameter luar hub D=2d = 2 x8 = 16 cm

Cek tegangan geser hub dari bahan besi tuang

T = fs (D4-d4 )/ (Dx16)

43000=fs(184-84 )/ (16x16)

fs = 57 kg/cm2

dimana hasilnya fs 57 kg/cm2 lebih kecil dari 80 kg/cm2 ..jadi aman

Desain pasak

Lebar pasak w=d/4 = 8/4 = 2 cm

Tebal pasak t =2/3 w =2/3 2 = 1.4 cm

Panjang pasak L

T= L w fs d/2

43000 = L x 2x 500x8/2

L = 10.75 cm

T= Lx t/2x fcxd/2

43000=Lx1.4/2x 1500x8/2 = Lx 2.8x1500

L= 10.238

Diambil yang besar L = 10.75 cmDesain flenTebal flen tf= 0.5 d = 0.5 8 = 4 cm

Cek tegangan geser flen

T= D2 fs1 tf / 2

43000= 82 fs1 4 / 2

fs1 = 26.7 kg/cm2 , lebih kecil d/p 80 kg/cm2 jadi aman

Desain baut

Dari tabel untuk diameter poros 8 cm , jumlah bautnya = 4 buah

Diameter pitch circle baut D1 = 3 d = 3x8 = 24 cm

Diameter baut dari persamaan torsi T =( n d12 x fs /4) x D1/2

43000 =(4 d12 x 500 /4) x 24/2

Jadi d1 = 1. 506 cm atau M16

Diameter luar flen = 2D1-D = 2x24-16 = 32 cm

Tebal keliling luar flen sampai diameter luar baut = 0.25 d =0.25x8=2cmCek tegangan desak pada baut; T = = (n d1 tf )xfc x D1/2

43000= = (4x1.6x4)xfc x 24/2

Jadi fc= 140 kg/cm2 , lebih kecil d/p 1500 kg/cm2 ...jadi aman4. Universal Coupling

Kopling univelsal dipakai untuk menghubungkan dua poros yang miring

Torsi yang ditransmisikan poros,

T = fs d3 / 16

Dimana d = .................. ? Torsi geser pada pin ... double shear T = 2x (/4) dp2 x fs1x d

Dimana dp = ...........................?

Perbandingan putaran kedua sambungan poros;

N/N1 = (1- cos2 sin2) / cos

Untuk putaran maksimum N1 max = N/cos

Miminimum speed N1 min = N cos

Dimana;

T = torsi yang dipindahkan poros

d = diameter poros

dp=diameter pin

fs dan fs1 = tegangan geser poros dan pin

N dan N1 = putaran poros yang digerakan dan penggerak poros

= sudut inclination poros

= sudut poros yang digerakan Contoh soal;

Sebuah universal coupling dipakai untuk menghubungkan dua buah poros baja lunak dengan torsi 500 kg.m, bila poros hanya menerima beban torsi , tentukan diameter poros dan pin. Tegangan geser yang dijinkan poros 600 kg/ cm2 dan pin 280 kg/cm2

Jawab;

Torsi T = 500 kg-m = 50000 kg-cm

Tegangan yang diijinkan, poros fs = 600 kg/cm , dan pin fs1=280kg/cmT = fs d3 / 16 torsi pada poros d3 = 50000 x 16 / (600 x)Maka diameter poros d = 7.5 cm

T = 2x (/4) dp2 x fs1x d

50000 = 2x (/4) dp2 x280 x7.5

Maka diameter pin dp = 3.9 cm

_1305958954.unknown

_1335772423.unknown

_1335772451.unknown

_1335772501.unknown

_1305959776.unknown

_1335768895.unknown

_1305957034.unknown

_1305958777.unknown

_1305956541.unknown

_1305956560.unknown

_1305952077.unknown