49

Dan gaya sepatu menekan terhadap rim,

= A.p

= l.w.p

Dimana, p = Intensitas tekanan yang diberikan pada

sepatu, untuk menjamin umur yang masuk akal,

intensitas tekanan bias diambil 1 [kg/cm2]

Karena gaya dengan mana sepatu menekan tahanan rim

pada kecepatan putar adalah (Pc – Ps), oleh karena itu

l .w.p = Pc – Ps

Dari pernyataan ini lebar sepatu bisa diperoleh

a. Dimensi Pegas

Telah didiskusikan di atas bahwa beban pada pegas

ditetapkan melalui

Ps =9

16x

Wgω2.r

Dimensi pegas bias diperoleh seperti biasa.

2.2 Clutch Kerucut

Clutch kerucut, seperti namanya, memiliki bentuk kerucut

yang berarti memperluas bidang permukaan gesek pada diameter

clutch yang sama dibandingkan dengan clutch piringan. Namun

proses penyambungan dan pelepasan clucth menjadi lebih lama, dan

dibutuhkan lebih banyak tekanan.

Fahmi Bahtiar

50

Gambar 2.4.Clutch Kerucut

Clutch/kopling kerucut adalah suatu kopling gesek dengan

kontruksi sederhana dan mempunyai keuntungan dimana dengan

gaya aksial yang kecil dapat ditransmisikan momen yang besar.

Kopling macam ini dahulu dapat dipakai, tetapi sekarang tidak lagi,

karena daya yang diteruskan tidak seragam.Meskipun demikian,

dalam keadaan dimana bentuk plat tidak dikehendaki, dan

kemungkinan terkena minyak, kopling kerucut sering lebih

menguntungkan.Jika daya yang diteruskan dan putaran poros

kopling diberikan, maka daya rencana dan momen rencana dihitung

dengan menggunakan faktor koreksi.Misalkan momen dikenakan

pada diameter rata-rata Dm (mm) dari permukaan kopling.Sudut

kerucut θ tidak boleh lebih kecil dari 8 derajat dan lebih besar dari

15 derajat. Jika fgaya tekan normal pada permukaan kontak adalah

Q ( kg ), maka

T = µQ x (Dm/2)

Fahmi Bahtiar

51

Sehingga

Q = 2T/(µDm)

Jika tekanan kontak yang diizinkan adalah pa[kg/mm2],

maka permukaan kontak yang diperlukan A[mm2] adalah

A = Q/pa

Lebar yang diperlukan

b = A/(πDm)

Gaya dorong aksial F [kg] adalah sama dengan jumlah dari

komponen horizontal dari gaya tekan normal Q [kg], dan komponen

horizontal tahanan yang ditimbukan oleh gaya Q.

2.3 Clutch Plat

Kopling plat adalah suatu kopling yang menggunakan satu plat

atau lebih yang dipasatig di antara kedua poros serta membuat

kontak dengan poros sehingga terjadi penerusan daya melalui

gesekan antara sesamanya. Konstruksi kopling ini sederhana dan

dapat dihubungkan dan dilepaskan keadaan berputar. Kopling plat

dapat dibagi atas kopling plat tunggal dan kopling plat banyak,

yaitu berdasarkan atas banyaknya plat gesek yang dipakai. Juga

dapat dibagi atas kopling basah dan kering, serta atas dasar cara

pelayanannya (manual, hidrolik, numatik, dan elektromagnetis).

Pemakaian tergantung pada tujuan, kondisi kerja, lingkungan, dsb.

Fahmi Bahtiar

52

Gambar 2.5.Clutch plat (satu bidang gesek)

Badan A dipasang tetap pada poros sebelah kiri, dan badan B

dipasang pada poros di sebelah kanan serta.dapat bergeser secara

aksial pada poros tersebut sepanjang pasak luncur. Bidang gesek C

pada badan B didorong ke badan A hingga terjadi penerusan putaran

dari poros penggerak di sebelah kiri ke poros sebelah kanan.

Pemutusan hubungan dapat dilakukan dengan meniadakan gaya

dorong hingga gesekan akan hilang. D1 diameter dalam, dan

D2diameter luar bidang gesek. Karena bagian bidang gesek yang

terlalu dekat pada sumbu poros hanya mempunyai pengaruh yang

kecil saja pada pemindahan momen, maka besarnya perbandingan

Fahmi Bahtiar

53

D1 /D2 jarang lebih kecil dari 0,5. Besarnya tekanan pada permukaan

bidang gesek tidak terbagi rata pada seluruh permukaan tersebut

makin jauh dari sumbu poros, tekanannya semakin kecil. Jika

besarnya tekanan rata-rata pada bidang gesek adalah p (kg/mm2),

maka besarnya gaya yang menimbulkan tekanan ini adalah

F = π4 ( D2

2−D12 ¿

Jika koefisien gesekan adalah µ , dan seluruh gaya gesekan

dianggap bekerja pada keliling rata-rata bidang gesek, maka momen

gesekan adalah

T = µF D1+D 2

4

Harga µ dan harga tekanan yang diizinkan pa (kg/mm2)

dilihat dalam table.

Diperhatikan pula GD2 dari poros yang digerakkan yang harus

dipercepat pada waktu kopling dihubungkan.Faktor keamanan

kopling dihitung dengan memperhatikan macam penggerak mula

tumbukan.

Tabel 1.1. Harga µ dan p

Fahmi Bahtiar

54

Suatu contoh perhitungan sederhana akan diberikan di bawah ini

tanpa suatu diagram.

Contoh :

Rencanakan sebuah kopling plat tunggal untuk meneruskan daya

sebesar 7,5 (kW) pada 100 (rpm). Anggaplah besarnya perbandingan

diameter D1 / D2 = 0,8, koefisien gesekan µ = 0,2, dan tekanan

permukaan yang diizinkan pada bidang gesek pa = 0,02 (kg/mm2).

Fahmi Bahtiar

55

Dalam contoh ini, ukuran kopling hanya ditentukan dari

perhitungan momen saja.Tetapi, dalam praktek karena percepatan

dll.Turut menentukan, maka perhitungan seperti di atas tidak cukup.

Di bawah ini akan diberikan cara yang lebih lengkap.

a) Tentukan cara pelayanan pada mesin yang akan dipakai seperti:

manual atau otomatik, langsung atau jarak jauh, serta macam

pelayanan seperti: manual, hidrolik, numatik, atau. magnitik.

b) Tentukan macam kopling menurut besarnya momen yang akan

diteruskan, plat tunggal. atau plat banyak.

c) Pertimbangkan macam dan karakteristik momen dari penggerak

mula. Jika variasi momennya besar, suatu kopling kering dapat

dipakai dengan plat luar macam roda gigi, atau kopling basah

tanpa bentuk plat luar yang demikian. Jika kopling akan dikenai

beban tumbukan berat, ada baiknyadipakai kopling numatik.

Fahmi Bahtiar

56

d) Untuk jangka waktu penghubungan sebesar 0,2 sampai1 detik (s).

e) Untuk jumlah penghubungan kurang dari 20 kali/menit.

f) Jika lingkungan kerja tidak baik, pakailah kopling basah, dan

jika pemakaian kopling kering tak dapat dihindari, pasanglah

kopling tersebut di dalam kotak yang tertutup rapat dan kedap.

g) Untuk penempatan yang menyulitkan pemeriksaan dan

pemeliharaan, lebih cocok jika dipakai cara pelayanan hidrolik,

numatik, atau elektro magnitik.

h) Jika diingini umur yang panjang, pemakaian kopling

basah sangat sesuai.

Dari petunjuk-petunjuk di atas dapat dibuat suatu diagram pemilihan

clutch plat, dengan rumus-rumus untukperhitungan seperti diberikan

di bawah ini.

A. Momen puntir

1) Momen yang dihitung dari daya penggerak mula. Jika daya

penggerak mula adalah P (kW), factor koreksi fc dan putaran

poros kopling n1 (rpm), maka momen puntir T (kg.m) pada

poros kopling adalah

2) Momen yang dihitung dari beban. Jika gaya yang ditimbulkan

oleh beban adalah F (kg), kecepatan beban adalah V(m/min),

putaran poros kopling adalah n1 (rpm), dan efisiensi mekanis

η , maka momen bebanT l (kg.m) dapat dinyatakan oleh

Fahmi Bahtiar

57

Jika beban berat sudah bekerja sejak permulaan dan harganya

tidak diketahui, maka momen T (kg.m) yang dihitung dari

daya motor nominal dapat dipakai secara efektif. Jika momen

start adalah Tl1 (kg.mm), maka

Momen maksimum pada kecepatan penuh kemudian dapat

dianggap Tl2 (kg.mm). Jika efek total roda gaya terhadap

poros kopling adalah GD2 (kg.mm2), kecepatan relatif adalah

nr = n1-n2 (rpm), di mana beban berputar dengan n2 (rpm),

dan jangka waktu penghubungan (dari saat kopling

dihubungkan hingga kedua poros mencapai putaran yang

sama) adalah ta(s), persamaan gerak dari seluruh benda yang

berputar sbb:

di mana T = momen dari luar (kg.m), J = momen inersia

(kg.m.s2), g = 9,8 (m/s2), ω0 = kecepatan sudut awal (rad/s),

ωf = kecepatan sudut akhir (rad/s). Jika momen percepatan

yang diperlukan untuk mencapai jangka waktu penghubungan

yang direncanakan te(s) adalah Ta (kg.m), maka karena

momen luar T = Ta – Tl1.

Fahmi Bahtiar

58

Bila GD2 dan momen beban adalah kecil pada penghubungan,

dan momen beban berat dikenakan setelah terjadi hubungan,

serta jika momen beban maksimum adalah Tl2, dimana

maka kopling tersebut dapat dianggap bekerja dengan momen

gesekan statis. Dalam keadaan demikian, pilihlah kopling

dengan Tosebagai kapasitas momen gesekan statis dalam

daerah berikut:

sebaliknya meskipun beban berat dikenakan kemudian jika

dan, bila momen beban berat dikenakan dari permulaan, maka

pilihlah kopling dengan Tso sebagai kapasitas momen gesekan

dinamis dalam daerah berikut:

Untuk clutch elektromagnit plat tunggal kering, momen

gesekan statisnya diberikan dalam tabel, dan momen gesekan

dinamisnya dalam gambar. Faktor keamanan f diberikan dalam

tabel.

Tabel 2.2.Contoh momen puntir gesek statis untuk clutch

elektromagnitplat tunggal kering

Fahmi Bahtiar

59

Gambar 2.6.Clutch elektromagnit dengan plat tunggal kering

Fahmi Bahtiar

60

Gambar 2.7.Karakteristik momen puntir gesek dinamis terhadap

putaran relatif dari kopling elektomagnit dengan plat tunggal

kering.

Tabel 2.3.Faktor keamanan untuk memilih clutch

Diagram aliran untuk memilih clutch elektro maknit

Fahmi Bahtiar

61

Fahmi Bahtiar