BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kendaraan membutuhkan kopling karena mesin dihidupkan, dapur picu ini

akan terus bekerja tanpa henti, tenaga yang dikeluarkan mesin berasal dari

perubahan energi mekanik, yaitu ledakan campuran bahan bakar udara diruang

bakar (combustion camber) dari pergerakan piston inilah dihasilkan tenaga,

kemudian kopling memiliki peranan sebagai pemutus dan penyambung tenaga

dari mesin ke transmisi, dan selanjutnya dialirkan ke roda.

Adanya kopling motor bisa berhenti dan bergerak bila pedal kopling

diinjak sesuai dengan keinginan pengemudi tanpa membuat mesin menjadi

mati,kondisi ini sering memang terjadi pada saat lampu merah. Adanya koping

memungkinkan penyaluran tenaga mesin sesuai kebutuhan, apakah itu cepat atau

lambat. Bila tak ada kopling bias dipastikan pengemudi akan susah

mengemudikan tenaga mesin yang kekuatannya bisa mencapai ratusan tenaga

kuda.

Bentuk dari kopling tidak terlalu besar terdiri dari beberapa komponen

yaitu: pressure plate (matahari), studs, throw-out, bearings, cluet hoursing,

realease fork, dan ben hoursing. Dan yang paling popular adalah plat gesek yang

sering rusak akibat prilaku panas pengemudi yang kurang baik.

Dari referensi diatas penulis memilki ketertarikan untuk merancang ulang

kopling Yamaha Jupiter MX. Berdasarkan lama pemakaian kopling efisiensi dan

1

umur plat gesek. Dalam perencanaan ini juga memperhatikan akan factor

ekonomis namun tidak terlepas dari kualitas kopling itu sendiri.

1.2 Tujuan

Perencanaan yang penulis lakukan bertujuan untuk merancang ulang

kopling Yamaha Jupiter MX juga untuk memahami fungsi dan kegunaanya dari

bagian-bagian komponennya.

1.3 Batasan Masalah

Dengan batasan masalah yang dihadapi yaitu bagaimana cara kerja kopling

dan komponennya:

1. Perhitungan poros

2. Perhitungan spline

3. Perhitungan plat gesek

4. Perencanaan pegas

Dengan daya maksimum N=12,14 dan Ps= 8500 rpm.

1.4 Metodologi Perencanaan

Untuk merancang ujung kopling ini penulis melakukan beberapa hal yaitu:

1.Mensurfei dari beberapa pengguna pengendara tentang fungsi dan

kegunaan.

2

2. Memahami kelemahan kopling Yamaha Jupiter MX.

3. Memahami kelebihan koping Yamaha Jupiter MX.

4. Membandingkan dengan jenis kopling yang lain.

5. Membongkar ulang pada komponen kopling untuk mengukur beberapa

koponen penting didalamnya, kemudian digambar sebagai spesimen.

1.5 Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan yang penulisan lakukan adalah:

BAB I : Pendahuluan; berisi uraian singkat tentang latar belakang, tujuan,

batasan masalah, metodologi perencanaan, dan sistematika

penulisan.

BAB II : Landasan teori; berisi uraian singkat tentang kopling dan

komponen utamanya serta persamaan-persamaan yang

langsung berkaitan dengan kopling.

BAB III : Cara kerja kopling; berisi uraian singkat tentang cara kerja

kopling lengkap dengan gambar dan keterangan gambar.

BAB IV : Analisa perhitungan; berisi uraian singkat tentang uraian dan

perhitungan dari komponen-komponen utama kopling.

BAB V : Kesimpulan; berisi uraian singkat tentang uraian pernyataan

singkat dan tepat yang dijabarkan dan analisa perhitungan.

3

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Tentang Kopling

Kopling adalah suatu elemen yang merupakan suatu sambungan yang

berpungsi sebagai penerus putaran dan daya suatu poros penggerak keporos yang

digerakkan. Maksud dan tujuan dari system sambungan dengan menggunakan

kopling adalah:

1. Untuk memindahkan daya dan putaran dari suatu mesin.

2. Dapat menghentikan putaran dari poros yang digerakkan tanpa

menghentikan putaran dari poros utama

3. Dalam suatu konstruksi untuk memperoleh poros yang sesuai dan

system dalam pengunaanya.

Ditinjau dari system kerjanya kopling dapat dibedakan menjadi:

1. Kopling tetap

2. Kopling tidak tetap

2.2 Kopling Tetap

Kopling tetap adalah suatu system penggabungan antar dan poros yang

sifatnya tetap, dimana kopling ini dapat diputuskan dan disambung apabila poros

penggeraknya dihentikan.

4

2.2.1 Kopling Kaku

Kopling kaku ini dipergunakan untuk kedua poros harus dihubungkan

dengan dengan sumbu yang segaris, kopling ini dipakai poros mesin dan transmisi

dalam suatu pabrik-pabrik.

2.2.2 Kopling Flens Kaku

Kopling ini prinsipnya sama dengan kopling bus yang mana yang satu

masuk kerumah pengikat, gunanya sewaktu kopling ini berputar antara rumah

pengikat, gunanya sewaktu kopling ini berputar antara rumah yang satu dengan

yang lain dapat berputar dengan serentak dan baut pengikatnya tidak begitu besar

menerima beban geser.

Gambar 2.1 Kopling flens kaku, (Sularso, 1997)

5

2.2.3 Kopling Flens Tempa

Kopling ini prinsipnya sama dengan kopling flens kaku hanya saja antara

poros dengan pengikat ditempa menjadi satu.

Gambar 2.2 Kopling Flens Tempa, (Sularso, 1997)

2.2.4 Kopling Bus

Kontruksi dari kopling ini dimana poros penggerak dengan poros yang

digerakan diikat dengan satu tabung pengikatnya tidak mengalami gesekan atau

poros dapat berputar dengan baik tanpa menjadi kejutan sewaktu awal berputar

antara poros penggerak dengan poros yang digerakkan, pada kopling ini perlu

diberi baut pengikat pasak.

6

Gambar 2.3 Kopling Bus (Sularso, 1997)

2.2.5 Kopling Flens Luwes

Bentuk rumahnya sama dengan kopling kaku pada rumah kopling yang

satu dengan pengikat yaitu dengan baut dan dipasang bus karet atau kulit, sebagai

penghubung antara baut dengan dinding Flens yang lain. Fungsi dipasang bus

karet atau kulit pada penghubung adalah agar sewaktu berputar baut pengikat

tidak terjadi kejutan yang besar dengan kata dapat mengurangi sedikit kejutan.

Gambar 2.4 Kopling Flens Luwes (Sularso, 1997)

7

2.2.6 Kopling Karet Ban

Kopling ini sebagai penghubung antara poros penggerak dengan poros

yang digerakkan dipasang karet dan pada saat berputar kejutan sangat kecil sekali.

Gambar 2.5 Kopling Karet Ban (Sularso, 1997)

2.2.7 Kopling Karet Bintang

Kopling ini sebagai untuk masing-masing poros, dipasang karet ban dan

pada kopling karet ban ini kejutan sewaktu berputar tetap kecil.

Gambar 2.6 Kopling Karet Bintang (Sularso, 1997)

8

2.2.8 Kopling Universal Hook

Kopling ini dipasang kepala silang untuk menghubungkan masing-masing

poros.

Gambar 2.7 Kopling Universal Hook (Sularso, 1997)

2.3 Kopling Tidak Tetap

Kopling tidak tetap adalah suatu system penyambungan antara sua poros

yang sifatnya tidak tetap, dimana kopling dapat diputuskan dan disambung tanpa

menghentikan poros penggerak.Sifat-sifat kopling tidak tetap antara lain adalah:

1. Poros kedua relatif bergerak terhadap poros utama

2. Pemutusan dapat dilakukan pada saat poros berputar maupun pada saat

poros tidak berputar.

2.3.1 Kopling Cakar Persegi

Kopling ini dapat meneruskan dalam dua arah putaran tetapi tidak dapat

dihubungkan dalam keadaan berputar. Dengan demikian tidak dapat sepenuhnya

berfungsi sebagai kopling tidak tetap yang sebenarnya

9

Gambar 2.8 Kopling Cakar Persegi (Sularso, 1997)

2.3.2 Kopling Cakar Spiral

Kopling cakar spiral ini dapat dihubungkan dalam keadaan berputar, tetapi

hanya dapat untuk datu arah putaran tertentu daja, namun jika demikian karena

timbulnya tumbukan yang besar jika dihunungkan dalam keadaan berputar, maka

cara menghubungkan semacam ini hanya boleh dilakukan jika poros penggerak

mempunyai putaran kurang dari 50 rpm.

Gambar 2.9 Kopling Cakar Spiral (Sularso, 1997)

10

2.3.3 Kopling Pelat

Pada kopling ini dalam kerjanya untuk memutuskan daya (momen) dengan

perantaraan gesekan, adanya hal demikian bila terjadi pembebanan yang

berlebihan pada poros penggerak pada saat dihubungkan dapat dihindari selain itu

juga dapat dihindari terjadi skip dan juga kopling ini sekaligus berfungsi sebagai

pembatas.

Menurut kondisinya kering, apabila saat bekerja kopling tersebut plat-plat

gesek bekerja dalam keadaan kering. Kondisi basah tersebut apabila plat gesek

bekerja dalam keadaan berendam atau dilunasi dengan minyak.

Gambar 2.10 Kopling Pelat (Sularso, 1997)

2.3.4 Kopling Kerucut

Kopling ini menggunakan bidang gesek berbentuk kerucut, kopling

kerucut adalah suatu kopling gesek dengan kontruksi sederhana dan mempunyai

11

keuntungan, dimana dengan gaya aksial yang kecil dapat ditransmisikan momen

yang besar.

Gambar 2.11 Kopling kerucut (Sularso, 1997)

2.3.5 Kopling Freewhell

Kopling ini hanya dapat digunakan untuk meneruskan momen (putaran)

dalam satu arah putaran, sehingga putaran yang berlawanan arahnya akan dicegah

atau tak dapat diteruskan. Cara kerjanya dapat berdasarkan atas efek dari bola

voul.

Gambar 2.12 Kopling Freewhell (Sularso, 1997)

12

2.4 Pemilihan Jenis Kopling

Dalam perencanaan kopling yang dipilih adalah kopling pelat (kopling

gesek). Dimana kopling ini meneruskan momen (putaran) dengan perantara

gesekan. konstruksi cukup sederhana dan dapat melepaskan hubungan dengan

poros baik dalam keadaan diam (tidak berputar) maupun dalam keadaan berputar.

13

BAB III

CARA KERJA KOPLING

3.1 Asembling Kopling dan Keterangannya

Gambar 3.1 Asembling Kopling

14

Keterangan Gambar 3.1:

1. Plat penekan

2. Washer of spline

3. Washer of latter

4. Poros

5. Pusat kopling

6. Rumah kopling

7. Plat geset baja

8. Plat geset asbes

9. Ring

10. Baut pengikat pegas

11. Pin penekan

12. Pegas

13. Penutup kopling

14. Baut pengikat pusat koping

3.2 Cara Kerja Kopling

Langkah awal dari kerja kopling ini adalah berasal dari poros engkol dan

akan diteruskan kerumah kopling melalui sistem roda gigi. Rumah kopling

merupakan dudukan plat gesek asbes. Plat penekan tidak berhubungan langsung

dengan rumah kopling, plat penekan merupakan dudukan plat gesek baja.

15

Rumah kopling dan plat penekan akan berhubungan apabila plat gesek

baja dan plat gesek asbes dipasang berselang-seling, dan merapat karena ditarik

pegas yang ditutup oleh rumah bantalan.

Apabila pin penekan ditekan kedalam maka pegas akan meregang

sehingga akibat tekanan ini, maka pusat kopling dan pusat penekan akan bergerak

sesuai dengan tekanan pin penekan maka terjadi sentuhan yang rapat antara plat

gesek baja dengan plat gesek asbes sehingga putaran terputus antara poros engkol

dan sumbu roda gigi.Apabila plat penekan dilepas maka rumah kopling dan plat

penekan akan merapat kembali dan putaran poros engkol dan poros roda gigi akan

berhubungan kembali.

16

BAB IV

ANALISA PERHITUNGAN

4.1 Perhitungan Poros

Poros sebagai komponen pemindah daya dan putaran harus diperhatikan

jenis bahan yang digunakan, besarnya bahan poros dibual dari baja yang

mempunyai sifat tahan terhadap beban lentur mempunyai elastisitas yang baik dan

tidak mudah patah.

Pada perencanaan ini daya yang ditransmisikan P(kW) dan putaran n(rpm)

dengan :

Daya (N) = 12,14 Ps

Putaran (n) = 8500 rpm

1PS = 0,736 kW

Daya yang ditransmisikan:

= 8,93504 kW

Faktor koreksi daya yang ditransmisikan fc = 1,0

Daya rencana :

17

Pd = fc x P

Pd = 1,0 x 8,93504 kW = 8,93504 kW

Momen puntir :

T = 9,74 x 105 …………………………………..(Sularso, 1997)

rpm8500

kW93504,8109,74T 5

T =1023,850 kg.mm

Bahan poros : S35C

Maka kekuatan tarik dari bahan poros S35C yang diperlakukan panas

adalah = 52 kg/mm2 (terlihat di tabel 4.1)

Tabel 4.1 Baja Karbon Kontruksi Mesin (Sularso, 1997)

Jenis Baja Lambang Perlakuan panas Kekuatan tarik

18

( kg/mm2 )

Baja karbon

Kontruksi

Mesin

JISG 4501

S30C

S35C

S40C

S45C

S50C

S55C

Penormalan

Penormalan

Penormalan

Penormalan

Penormalan

Penormalan

48

52

55

58

62

64

Faktor Keamanan :

1.Untuk bahan S-C --- =6,0

2.Akibat adanya alur pasak = 1,3 s/d 3,0 maka diambil 2,0

Tegangan geser yang diijinkan ( ) :

19

= 4,33 kg/mm2

Faktor koreksi yang disarankan ASME dipilih Kt = 1,0 s/d 1,5 dipilih Kt

1,5

Faktor koreksi akibat kelenturan Cb = 1,2 s/d 2,3 maka diambil 2,0 karena

adanya pembebenan lentur.

Diameter poros :

ds = 15,35 mm

Jadi standard diameter poros dapat diambil = 16 mm sesuai dengan tabel

diameter poros.

Tabel 4.2 Diameter poros (Sularso, 1997)

4 10

11

*22,4

24

25

40

42

100

(105)

110

*224

240

250

260

400

420

440

20

4,5

5

*5,6

6

*6,3

7

*7,1

8

9

*11,2

12

12,5

14

(15)

16

(17)

18

19

20

22

28

30

*31,5

32

35

*35,5

38

45

48

50

55

56

60

63

65

70

71

75

80

85

90

95

*112

120

125

130

140

150

160

170

180

190

200

220

280

300

*315

320

340

*355

360

380

450

560

480

500

530

560

600

630

Keterangan : 1. Tanda * menyatakan bahwa bilangan yang bersangkutan dipilih

dari bilangan standar.

2. Bilangan didalam kurung hanya dipakai untuk bagian dimana

akan

dipasang bantalan gelinding.

21

Jika diameter poros adalah 16 mm maka tegangan geser yang terjadi pada

poros adalah :

= 1,274kg/mm2

Dalam hal ini diperoleh > ( 4,33 kg/mm2>1,274 kg/mm2 ). Berarti poros

dalam keadaan aman maka bahan S35C yang dapat dipakai.

4.2 Perhitungan Spline

Spline berfungsi untuk meneruskan daya dan putaran tanpa terjadi slip dari

poros ke transmisi. Adapun perhitungan spline yang dirancang adalah sebagai

berikut:

Lebar spline :

b = 0,25 x ds

= 0,25 x 16

22

= 4 mm

Panjang spline :

L = 0,75 x ds

= 0,75 x 16

= 12 mm

Tinggi spline :

h = 5 mm

Diameter spline :

D = 0,8

D =

D = 20 mm

Gaya tangensial ( Ft ) :

23

Ft =

=127,981 kg

Bahan spline direncanakan S35C dengan = 52 kg/mm2. Dengan faktor

keamanan Sf = 6,0 (diambil), pengaruh masa baja paduan faktor keamanan Sf =

2,0 (diambil)

Maka tegangan geser izin ( ) :

= 4,33 kg/mm2

Tegangan geser yang terjadi :

24

=2,66 kg/mm2

Jadi a > atau ( 4,33 kg/mm2 > 2.66 kg/mm2 ).Berdasarkan perhitungan

yang telah dibuat maka dapat disimpulkan bahwa spline aman terhadap beban

geser.

4.3 Perhitungan Naaf

Lebar gigi dalam naf (Wn ) :

Wn =

Wn =

Wn = 20,93 mm

Tegangan puntir ( ):

=

25

= 1,104 kg/

Jadi perbandingan tegangan geser dengan tegangan puntir ( a = 4,33

kg/mm2 > p = 1,104 kg/mm2, maka naf dalam keadaan aman terhadap dudukan

baut.

4.4 Perhitungan Plat Gesek

Plat gesek adalah alat yang berfungsi untuk memindahkan daya dan putaran

dalam bentuk gesekan antara beberapa plat gesek.

Karena laju kehausan plat gesek tegangan pada jenis bahan tekanan kontak,

kecepatan keliling, temperatur dan lain-lain.

T = 2.π.F.p.z.b.rm3 (kg.mm)

Dimana :

F = koefisien gesek ( 0,1-0,02 ) diambil 0,2

p = Tekanan pada bidang gesek ( 3,5-7 ) kg/mm2 diambil 3,5 kg/mm2

rm = Jari-jari

b = ( 0,2-0,5 ) diambil 0,4

26

z = Jumlah pasangan permukaan bidang gesek direncanakan 6 buah

b = Lebar plat gesek diambil 1,5

Jadi :

T = 2 x 3,14 x 0,2 x 3,5 x 6 x 0,4 x rm3

1023,850 = 10,55. rm3

=4,5 mm

Maka lebar bidang gesek ( b ) :

b = 0,4 x rm

b = 0,4 x 4,5

=1,8 mm

27

Jari-jari dalam plat gesek ( r1 ) :

r1 = rm -

Maka D1 = ( Diameter dalam plat gesek ) :

D1 = 2 x

= 2 x 3,6

= 7,2 mm

Jari-jari luar bidang gesek ( r2 ) :

r2 = rm +

= 4,5 +

= 5,4 mm

Maka : D2 = 2 x r2

= 2 x 5,4

28

=10,8 mm

Besarnya gaya yang ditimbulkan tekanan ( f ) :

F = ( D22 – D1

2 ) p

= 0,785 ( 116,64 – 51,84 ) 3,5

= 0,785 ( 64,8) 3,5

=178,03

Panjang bidang gesek ( L ) :

L =

= 3,6 mm

29

4.5 Perhitungan Pegas

Pegas berfungsi ntuk menghubungkan dan memutuskan hubungan antara

plat gesek dengan plat baja dengan tekanan. Daya tidak dapat diteruskan bila

pegas ditiadakan karena antara plat baja dan plat gesek akan terjadi dan daya tidak

dapat diteruskan.

Dalam perhitungan ini dimana daya tekanan yang diberikan pada pegas

sama dengan gaya bidang gesek yaitu :

Pr = p . A

Dimana :

p = Tekanan pada bidang gesek ( 3,5 – 7 ) kg.mm2 maka diambil

p = 3,5 kg/mm2

= 0,785 ( 116,64-51,84 )

= 50,868 mm

30

Maka : f = p . A

= 3,5 x50,868

=178,038 kg

Dalam periyungan ini jumlah pegas ada 4 buah, maka gaya yang tekan pada

masing-masing adalah :

P =

= 44,509 kg

Tegangan yang terjadi pada pegas adalah :

Karena :

Dimana tg adalah tegangan geser izin = 4,33 kg/mm

31

d = 36,94

=3,33 mm

Diameter gulungan rata-rata pegas

D = 4 x d

= 4 x 3,33

= 13,32 mm

Perhitungan lendutan atau pendesakan dalam keadaan bekerja adalah :

dan

Dimana :

G = Modulus gelincir

32

i = 6 buah direncanakan

d = diameter pegas

f = lendutan pegas

maka :

=

= 0,0151 mm

Jarak lilitan (H) :

H =

= 0,00755 mm

Panjang pegaspada keadaan ditekan dengan daya maksimum :

I = ( h + 2 )

= ( 0,00755 + 2 ) x 3,33

33

= 6,68

Panjang pegas bila tekanan dengan gaya tekan ( p )

I = I - f

= 6,68 – 0,0151

= 6,66 mm.

34