Macam elemen mesin

8/19/2019 Macam elemen mesin

1/33

I. Elemen Transmisia. Roda Gigi

Gear (Roda Gigi)1 merupakan komponen mekanikal yang

menstransmisi-kan daya dan gerakan diantara sumbunya. Gear

juga dapat mengubah arah putaran dan mengubah gerakan rotasi

menjadi gerakan linier. Gear menjadi komponen permesinan yang

digunakan diberbagai industri seperti: automotive industries, coal

plants industry, steel plants industry, paper industry, etc.Gear biasaya digunakan dengan dua tujuan dasar:

i. enaikkan atau menurunkan kecepatan putar ii. enaikkan atau menurunkan daya (power) atau torsi (torque)!.

"erikut ini adalah klasi#ikasi daripada gear:

Parallel Axes : Spur Gear

• Spur gear berbentuk silindris dengan gigi lurus dan parallel

terhadap sumbunya.• erupakan bentuk yang paling banyak dipakai• $ariasi dari spur gear adalah pinion, rack dan internal gear

• Parallel Axes : Helical Gear


2/33

• %elical gear digunakan jika e#isiensi dan &uieter operation

penting (biasanya banyak dipakai di automobile)• %eli' angle antara -! degree* po+er • aya yang dihasilkan besar dan kecepatan tinggi• udut %eli' harus sama untuk pasangan gear

• Parallel Axes : Herringbone Gear

• Herringbone gear menggunakan dua Helical gear yang

dipasangkan berla+anan disisi-sisinya.• engan cara tersebut axial thrust dapat dicancel.

Intersecting Axes : Bevel Gear


3/33

• Bevel gear memiliki bentuk konis. Straight Bevel gear giginya

berbentuk lurus, sedangkan Spiral Bevel gear berbentuk spiral.• Zerol Bevel gear merupakan bentuk khusus dari spiral bevel

gear , dimana sudut spiralnya nol dan memiliki karakteristik

Straight dan Spiral Bevel gear .• igunakan untuk merubah arah putaran

Intersecting Axes : iter Gear

• Miter gear adalah Bevel gear dengan jumlah gigi-gigi yang

sama, sehingga rationya selalu 1:1• idak digunakan untuk merubah kecepatan putar

!onIntersecting Axes : Scre" Gear


4/33

• Screw gear merupakan Helical gear yang digunakan untuk

menghubungkan poros nonparallel, nonintersecting. isebut

juga Crossed Helical gear • Screw gear operasinya quit dan sooth, meskipun demikian

tidak cocok digunakan untuk mentransmisikan daya tinggi.• !onIntersecting Axes : H#poid Gear

• H!poid gear merupakan Bevel gear yang digunakan untuk

industri otomoti#. "entuknya seperti Spiral Bevel gear tapi sulit

dimanu#aktur.

• !onIntersecting Axes : $orm Gear

• "or memiliki bentuk seperti ulir, dimana #ace nya lebih lebar

dari diameternya.

• iameter "or gear biasanya lebih lebar dari #acenya.


5/33

• Rasio giginya sangat #leksibel, untuk aplikasi yang

membutuhkan quit dan sooth.

b. Pulle# %Puli&/ulley merupakan tempat bagi ban mesin0sabuk atau belt

untuk berputar. abuk atau ban mesin dipergunakan untuk

mentrans-misikan daya dari poros yang sejajar.arak antarakedua poros ter-sebut cukup panjang , dan ukuran ban mesin

yang dipegunakan dalam sistem transmisi sabuk ini tergantung

dari jenis ban sendiri."erdasarkan pada jenis kedudukannya, pulley dibagi

menjadi beberapa jenis, yakni adalah puli tetap (#i'ed pulley), puli

tidak tetap (moving pulley) dan gabungan antara keduanya.

"erikut ini adalah gambar contoh dari jenis pulli tersebut.

$eterangan% erah : adalah pulli yang dipasang0dipaten ke objek

padat

"iru :2jung dari belt yang dipasang0dipaten ke

objek padat

3uning : pulli yang dipasang bersamaan

ehingga, ketika belt bergerak, #ixed pulle! tidak akan berpindah

posisi, melainkan hanya akan berotasi saja. edangkan Moving pulle!

akan bergerak karena tidak memiliki penahan, seperti terlihat pada

skema diatas.


6/33

/ulli itu sendiri biasanya memiliki belt yang dibentuk sedemikian

rupa agar belt dapat bergerak secara optimum terhadap pulli. ehingga

ditinjau dari bentuknya, puli memiliki beberapa jenis bentuk seperti

berikut

:

edangkan bentuk permukaannya tidak selalu rata, namun adapula yang

bergerigi seperti gambar berikut:

apat terlihat bah+a dengan permukaan bergerigi pada pulley,

konsekuensinya adalah permukaan beltnya juga didesain bergerigi

mengikuti bentuk permukaan beltnya. /enjelasan mengenai bentuk 4

bentuk dari sabuk atau belt akan dijelaskan lebih lanjut pada bagian

selanjutnya.


7/33

c. Spro'et

proket adalah roda bergerigi yang

berpasangan dengan rantai, track, atau benda panjang

yang bergerigi lainnya. proket berbeda dengan roda

gigi* sproket tidak pernah bersinggungan dengan

sproket lainnya dan tidak pernah cocok. proket juga

berbeda dengan puli di mana sproket memiliki gigi

sedangkan puli pada umumnya tidak memiliki gigi.

proket yang digunakan pada sepeda, sepeda motor , mobil,

kendaraan roda rantai, dan mesin lainnya digunakan untuk

mentransmisikan gaya putar antara dua poros di mana roda gigi tidakmampu menjangkaunya.

/ada sepeda, pengubahan rasio kecepatan

putar secara keseluruhan dilakukan dengan

memvariasikan diameter dari sproket. /erubahan

diameter sproket akan mengubah jumlah gigi dari

sproket. 5ni adalah dasar dari derailleur gear . isal,

sepeda dengan 16 speed bisa didapatkan denganmenggunakan dua sproket pada poros penggerak

dan 7 sproket pada poros roda. Rasio kecepatan

yang rendah menguntungkan pengguna sepeda di

jalan yang menanjak, sedangkan rasio kecepatan

yang tinggi memudahkan untuk bergerak cepat di jalan yang datar.

/ada sepeda motor, tidak ada pengubahan diameter sproket

ketika bergerak. 8amun perubahan diameter sproket secara manual

mampu mengubah tingkat akselerasi dan kecepatan tertinggi dari

sepeda motor.

proket juga digunakan pada kendaraan roda rantai. /ada

kendaraan jenis ini, jumlah sproket yang terlibat banyak, namun sproket

yang menggerakan hanya satu, dua, atau tiga. proket yang

menggerakan, jika jumlahnya satu, biasanya berada di depan atau

https://id.wikipedia.org/wiki/Rodahttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Rantai&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Roda_gigihttps://id.wikipedia.org/wiki/Roda_gigihttps://id.wikipedia.org/wiki/Pulihttps://id.wikipedia.org/wiki/Sepedahttps://id.wikipedia.org/wiki/Sepeda_motorhttps://id.wikipedia.org/wiki/Mobilhttps://id.wikipedia.org/wiki/Kendaraan_roda_rantaihttps://id.wikipedia.org/wiki/Mesinhttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Derailleur_gear&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Derailleur_gear&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Akselerasihttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kecepatan_tertinggi&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Rantai&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Roda_gigihttps://id.wikipedia.org/wiki/Roda_gigihttps://id.wikipedia.org/wiki/Pulihttps://id.wikipedia.org/wiki/Sepedahttps://id.wikipedia.org/wiki/Sepeda_motorhttps://id.wikipedia.org/wiki/Mobilhttps://id.wikipedia.org/wiki/Kendaraan_roda_rantaihttps://id.wikipedia.org/wiki/Mesinhttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Derailleur_gear&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Akselerasihttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kecepatan_tertinggi&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Roda


8/33

belakang kendaraan. engan dua sproket penggerak, posisi sproket ada

di depan dan belakang. proket penggerak ketiga bisa terletak di mana

saja dan biasanya posisinya lebih tinggi dari sproket penggerak yang

lain.

Sproc&et pada &endaraan berat

II. Elemen Peng(ubunga. Belt %Sabu'&

"an (sabuk) atau belt merupakan suatu material yang berbentuk

seperti pada gambar diba+ah ini. abuk (belt) digunakan untuk

menghubungkan dua atau lebih pulli, yakni untuk

mentransmisikan gerakan antar satu puli pada puli lainnya.

erdapat berbagai macam jenis dan bentuk dari belt, yang jelas

bentuk permukaan dan konstruksi daripada belt telah disesuaikansedemikian rupa dengan pasangan pulley nya.


9/33

iatas merupakan belt konvensional yang biasa digunakan sejak

dulu. 9dapula konstruksi terbaru dari belt, yakni %igh /er#ormanceomposite $ "elts (jenis link).

9dapun beberapa keunggulan daripada %/ belt ini yakni:

emiliki si#at anti-static i#at anti-static tidak dipengaruhi oleh tingkat kelembapan

ingkat vibrasi yang lebih rendah

2mur belt yang lebih lama

b. Rantai %)(ain&

ata rantai adalah konstruksi yang terdiri dari "ush, roller, link

plate, dan pin. ;ungsi dari rantai itu sendiri adalah untuk

menghubungkan dua buah sprocket atau lebih. ehinggatransmisi daya antar sprocket dilakukan dengan menggunakan

chain (rantai). ontoh konstruksi dari rantai adalah sebagai

berikut:


10/33

Rantai itu sendiri memiliki berbagai jenis seperti :

1. Rantai pena silinder emiliki ciri-ciri diantaranya adanya pena silinder sebagai

penghubung plat sisi dari rantai yang masing-masing terkunci,

terdiri dari bagian, yaitu pena, plat sisi, dan selubung pena

!. Rantai GigiRantai Gigi dikonstruksikan tanpa ada pena atau bush pengait,

bentuk kaitannya berupa celah pada plat yang tersusun. elain

itu #ungsi pena pada rantai gigi hanya sebagai pivot.enis rantai ini digunakan untuk kebutuhan konstruksi beban

besar, putaran tinggi dan tidak berisik, sehingga rantai ini

disebut


11/33

III. Elemen Putar

>lemen putar pada mesin yang paling umum adalah poros. /oros

adalah suatu bagian stasioner yang beputar, biasanya berpenampang

bulat dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi (gear ), pulle!'

#l!wheel , engkol, sproc&et dan elemen pemindah lainnya. /oros bisa

menerima beban lenturan, beban tarikan, beban tekan atau beban

puntiran yang bekerja sendiri-sendiri atau berupa gabungan satu dengan

lainnya. (osep >d+ard higley, 1?@)

*. Berdasar'an pembebanann#a

9. /oros transmisi (transmission sha#ts)/oros transmisi lebih dikenal dengan sebutan sha#t. ha#t akan

mengalami beban puntir berulang, beban lentur berganti ataupun

kedua-duanya. /ada sha#t, daya dapat ditransmisikan melalui gear,

belt pulley, sprocket rantai, dll.". Gandar

/oros gandar merupakan poros yang dipasang diantara roda-roda

kereta barang. /oros gandar tidak menerima beban puntir dan hanya

mendapat beban lentur.. /oros spindle

/oros spindle merupakan poros transmisi yang relatip pendek,

misalnya pada poros utama mesin perkakas dimana beban utamanya

berupa beban puntiran. elain beban puntiran, poros spindle juga

menerima beban lentur (a'ial load). /oros spindle dapat digunakan

secara e#ektip apabila de#ormasi yang terjadi pada poros tersebut

kecil.

+. Berdasar'an bentu'n#a

9. /oros lurus


12/33

". /oros engkol sebagai penggerak utama pada silinder mesin

itinjau dari segi besarnya transmisi daya yang mampu

ditransmisikan, poros merupakan elemen mesin yang cocok untuk

mentransmisikan daya yang kecil hal ini dimaksudkan agar terdapat

kebebasan bagi perubahan arah (arah momen putar).

Hal,(al #ang (arus diper(ati'an.

*. -e'uatan poros/oros transmisi akan menerima beban puntir (t+isting moment),

beban lentur (bending moment) ataupun gabungan antara beban

puntir dan lentur.

alam perancangan poros perlu memperhatikan beberapa #aktor,

misalnya : kelelahan, tumbukan dan pengaruh konsentrasi tegangan

bila menggunakan poros bertangga ataupun penggunaan alur pasak

pada poros tersebut. /oros yang dirancang tersebut harus cukup

aman untuk menahan beban-beban tersebut.+. -e'a'uan poros

eskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup aman

dalam menahan pembebanan tetapi adanya lenturan atau de#leksi

yang terlalu besar akan mengakibatkan ketidaktelitian (pada mesin

perkakas), getaran mesin (vibration) dan suara (noise).

Aleh karena itu disamping memperhatikan kekuatan poros, kekakuanporos juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan jenis mesin

yang akan ditransmisikan dayanya dengan poros tersebut.. Putaran 'ritis

"ila putaran mesin dinaikan maka akan menimbulkan getaran

(vibration) pada mesin tersebut. "atas antara putaran mesin yang

mempunyai jumlah putaran normal dengan putaran mesin yang

menimbulkan getaran yang tinggi disebut putaran kritis. %al ini dapat

terjadi pada turbin, motor bakar, motor listrik, dll. elain itu, timbulnyagetaran yang tinggi dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan

bagian-bagian lainnya. adi dalam perancangan poros perlu

mempertimbangkan putaran kerja dari poros tersebut agar lebih

rendah dari putaran kritisnya,/. -orosi

9pabila terjadi kontak langsung antara poros dengan #luida korosi#

maka dapat mengakibatkan korosi pada poros tersebut, misalnya

propeller sha#t pada pompa air. Aleh karena itu pemilihan bahan-


13/33

bahan poros (plastik) dari bahan yang tahan korosi perlu mendapat

prioritas utama.0. aterial poros

/oros yang biasa digunakan untuk putaran tinggi dan beban yang

berat pada umumnya dibuat dari baja paduan (alloy steel) dengan

proses pengerasan kulit (case hardening) sehingga tahan terhadap

keausan. "eberapa diantaranya adalah baja khrom nikel, baja khrom

nikel molebdenum, baja khrom, baja khrom molibden, dll. ekalipun

demikian, baja paduan khusus tidak selalu dianjurkan jika alasannya

hanya karena putaran tinggi dan pembebanan yang berat saja.

engan demikian perlu dipertimbangkan dalam pemilihan jenis

proses heat treatment yang tepat sehingga akan diperoleh kekuatan

yang sesuai.

Per(itungan diameter poros.*. Pembebanan tetap %constant loads&

9. /oros yang hanya terdapat momen puntir saja.2ntuk menghitung diameter poros yang hanya terdapat momen puntir

saja (t+isting moment only), dapat diperoleh dari persamaan berikut :


14/33

elain dengan persamaan diatas, besarnya momen puntir pada poros

(t+isting moment) juga dapat diperoleh dari hubungan persamaan

dengan variable-variable lainnya, misalnya :

". /oros yang hanya terdapat momen lentur saja.2ntuk menghitung diameter poros yang hanya terdapat momen lentur

saja (bending moment only), dapat diperoleh dari persamaan berikut :


15/33

. /oros dengan kombinasi momen lentur dan momen puntir.

ika pada poros tersebut terdapat kombinasi antara momen lentur

dan momen puntir maka perancangan poros harus didasarkan pada

kedua momen tersebut. "anyak teori telah diterapkan untuk

menghitung elastic #ailure dari material ketika dikenai momen lentur dan momen puntir, misalnya:1. a'imum shear stress theory atau GuestBs theory

eori ini digunakan untuk material yang dapat diregangkan

(ductile), misalnya baja lunak (mild steel).!. a'imum normal stress theory atau RankineBs theory

eori ini digunakan untuk material yang keras dan getas

(brittle), misalnya besi cor (cast iron).

/ada pembahasan selanjutnya, cakupan pembahasan akan lebih

ter#okus pada pembahasan baja lunak (mild steel) karena

menggunakan material C7 sebagai material poros. erkait dengan

a'imum shear stress theory atau GuestBs theory bah+a besarnya

ma'imum shear stress pada poros dirumuskan :


16/33

egangan geser yang diiDinkan untuk pemakaian umum pada poros

dapat diperoleh dari berbagai cara, salah satu cara diantaranya

dengan menggunakan perhitungan berdasarkan kelelahan puntir

yang besarnya diambil C6E dari batas kelelahan tarik yang besarnya

kira-kira C7E dari kekuatan tarik. adi batas kelelahan puntir adalah

1@E dari kekuatan tarik, sesuai dengan standar 9>. 2ntuk harga

1@E ini #aktor keamanan diambil sebesar . %arga 7,F ini diambil untuk

bahan ; dengan kekuatan yang dijamin dan F,6 untuk bahan -

dengan pengaruh masa dan baja paduan. ;aktor ini dinyatakan

dengan . elanjutnya perlu ditinjau apakah poros tersebut akan diberi


17/33

alur pasak atau dibuat bertangga karena pengaruh konsentrasi

tegangan cukup besar. /engaruh kekasaran permukaan juga harus

diperhatikan. 2ntuk memasukan pengaruh ini kedalam perhitungan

perlu diambil #aktor yang dinyatakan dalam yang besarnya 1,

sampai ,6 (ularso dan 3iyokatsu suga, 1??C: @).

+. Pembebanan beruba(,uba( %1luctuating loads&

/ada pembahasan sebelumnya telah dijelaskan mengenai

pembebanan tetap (constant loads) yang terjadi pada poros. an

pada kenyataannya bah+a poros justru akan mengalami

pembebanan puntir dan pembebanan lentur yang berubah-ubah.

engan mempertimbangkan jenis beban, si#at beban, dll. yang terjadi

pada poros maka 9> (9merican ociety o# echanical >ngineers)menganjurkan dalam perhitungan untuk menentukan diameter poros

yang dapat diterima (aman) perlu memperhitungkan pengaruh

kelelahan karena beban berulang.

I2. Elemen Penguba( Ara( Gera'a. Eng'ol 3 Poros Eng'ol

ontoh elemen yang digunakan untuk mengubah gerakan rotasi

(anguler) menjadi gerakan translasi, atau sebaliknya. /oros engkol

(bahasa 5nggris: cranksha#t, biasanya mekanik juga menyebutnya kruk

as) adalah sebuah bagian pada mesin yang mengubah gerak

vertikal0horiDontal dari piston menjadi gerak rotasi (putaran). 9tau pada

mesin tekstil, engkol digunakan untuk mengubah gerakan rotasi dari roda

https://id.wikipedia.org/wiki/Pistonhttps://id.wikipedia.org/wiki/Piston


18/33

gigi menjadi gerakan translasi untuk proses pengetekan (beating up

motion).

ranksha#t 0 /oros engkol menjadi suatu komponen utama dalam

suatu mesin pembakaran dalam. ranksha#t menjadi pusat poros dari

setiap gerakan piston. /ada umumnya cranksha#t berbahan besi cor

karena harus dapat menampung momen inersia yang dihasilkan oleh

gerakan naik turun piston. ehingga #ungsi utama dari cranksha#t adalah

>8G2"9% gerakan naik turun yang dihasilkan oleh piston menjadi

gerakan memutar yang nantinya akan diteruskan ke transmisi.

ranksha#t harus terbuat dari bahan yang kuat dan mampu menahan

beban atau momen yang kuat karena cranksha#t harus menerima

putaran mesin yang tinggi.

/osisi cranksha#t berada antara blok mesin bagian ba+ah dengan

oil pan. ranksha#t menjadi pusat dari putaran mesin. /utaran dari

ranksha#t biasa diteruskan lagi tidak hanya ke transmisi, namun juga ke

camsha#t le+at timing belt atau timing gear atau timing chain karena

memiliki putaran timing yang serupa dengan pembukaan valve. elain itu

putaran dari cranksha#t juga biasa diteruskan untuk memutar kompresor

9 dan juga pompa po+er steering. 8amun pada mobil-mobil canggih

saat ini, biasanya kompresor 9 dan pompa po+er steering mendapat

tenaga dari listrik yang dihasilkan mobil, sehingga tidak membebani

(mengurangi) tenaga mesin.

/oros engkol terpasang dibagian ba+ah pada blok silinder. /oros

engkol disebut juga dengan crank sha#t. /ada mesin, crank sha#t atau

poros engkol ini memiliki kegunaan yang sangat vital. /oros engkol

ber#ungsi untuk merubah gerak naik turun piston menjadi gerak putar

dengan perantara conecting rod, gerak ini pada akhirnya juga

menggerakkan roda penerus (#ly +heel). /iston menerima tenaga hasil

pembakaran, dan tenaga ini akan diteruskan oleh connecting rod yang

selanjutnya akan dirubah menjadi gerak putar oleh poros engkol. enaga

yang sudah dirubah menjadi gerak putar ini, otomatis akan

menggerakkan #ly +heel. 3arena #ly +heel berhubungan langsung

dengan poros engkol ini. "agian batang torak yang berhubungan dengan


19/33

piston adalah small end. edangkan bagian batang torak (connecting

rod) yang berhubungan dengan poros engkol disebut dengan big end.

elain merubah gerak bolak balik piston menjadi gerak putar,

poros engkol juga menerima beban dan tekanan yang sangat tinggi dari

hasil pembakaran oleh piston untuk itu poros engkol haruslah terbuat

dari bahan yang sangat kuat dan tahan lama. /oros engkol ber#ungsi

merubah gerak turun naik piston melalui batang piston untuk selanjutnya

dirubah menjadi gerak putar, tenaga inilah yang dipakai kendaraan untuk

bisa berjalan. /oros engkol menerima beban yang berat selama

beroperasi, deng an alasan ini maka poros engkol dibuat dari bahan baja

carbon khusus sehingga memiliki daya tahan tinggi. rank pin terpasang

tidak segaris dengan poros, oleh karena itu poros engkol perlu

ditambahkan counterbalance +eight untuk menghindari getaran selama

mesin berputar.

4ungsi poros eng'ol %cran' s(a1t&

;ungsi poros engkol adalah untuk merubah gerak naik turun

piston (torak) menjadi gerak putar yang akhirnya dapat menggerakkan

roda gila (#ly +heel). enaga yang dipergunakan untuk menggerakkan

roda kendaraan dihasilkan pada oleh hasil pembakaran (langkah usaha),

kemudian hasil pembakaran ini dapat menggerakan torak, kemudian

melalui batang torak dan dirubah menjadi gerakan putar oleh poros

engkol atau craksha#t.

/oros engkol menerima beban yang sangat besar dari piston

(torak) dan connecting rod, ditambah dengan cara kerjanya yang bekerja

pada kecepatan tinggi. engan alasan tersebut, maka poros engkol

biasanya dibuat dari baja karbon dengan tingkatan dan daya tahan yang

tinggi, dan dibuat dari bahan yang berkualitas tinggi.


20/33

Crankshaft (warna merah), piston (abu-abu) dan silinder (biru),

dan ywheel (hitam)

rank sha#t ini akan menerima tenaga atau beban yang sangat

besar, selain itu juga poros engkol berputar dengan kecepatan yang

sangat tinggi, maka dari itulah poros engkol harus terbuat dari bahan

yang berkualitas. /ersyaratan bahan pembuat poros engkol antara lain :

• 3uat, tahan terhadap pembebanan yang berubah-ubah

• /ermukaan pada bantalan harus tahan terhadap tekanan

tinggi dan keausan

2mumnya poros engkol terbuat dari baja karbon dengan tingkatan dan

daya tahan yang sangat baik.

3ontruksi poros engkol (crank sha#t)

• Ail hole : 2ntuk saluran pelumasan

•

rank pin: untuk tempat tumpuan big end connecting rod

• rank journal: sebagai titik tumpu pada blok motor

• ounter balance +eight: sebagai bobot penyeimbang putaran

rank pin (pena engkol), bagian poros engkol yang akan

dihubungkan dengan big end pada connecting rod, crank pin akan

dipasangi bantalan yang biasa disebut dengan metal jalan. Ail hole,


21/33

merupakan lubang yang digunakan sebagai jalan oli untuk melumasi

poros engkol. rank journal dan main jounal, bagian poros engkol yang

dihubungkan dengan block silinder, main journal merupakan crank

journal yang terletak di tengah. rank jornal terdapat bantalan yang

disebut dengan bantalan duduk (metal duduk), sementara pada main

journal juga terdapat bantalan yang disebut dengan metal bulan. rank journal ini ditopang oleh bantalan poros engkol (metal duduk) pada

crankcase, dan poros engkol berputar pada jornal. asing-masing crank

jounal memiliki crank arm, atau arm dan crankpin terletak di ujung

armnya.

/ada poros engkol juga dilengkapi dengan balance +eight yang

berguna untuk menjaga keseimbangan poros engkol ketika berputar.

/ada jenis mesin yang menggunakan susunan silinder tipe segari atau in

line, jumlah dari pena engkol atau crankpin adalah sama dengan jumlah

silindernya. edangkan pada mesin yang menggunakan susunan silinder

tipe v, pena engkol (crank pin) berjumlah setengah dari jumlah

silindernya. "entuk dari crank sha#t ditentukan oleh banyak hal, seperti

jumlah silinder, #iring order atau urutan pengapian, dan lain sebagainya.

Ali pelumas harus selalu melumasi bagian-bagian poros engkol

yang bergerak, hal ini tentunya digunakan untuk mencegah terjadinya

kontak langsung antara logam dengan logam, terutama antara #i'ed

bearing dengan poros engkol selama berputar. 2ntuk menyalurkan oli ini,

poros engkol dilengkapi dengan oil hole (lubang oli), dan juga diperlukan

adanya celah yang sesuai antara bantalan dan poros engkol. elah ini

digunakan sebagai ruang oli dalam membentuk oil #ilm (lapisan oli).

elah ini sering disebut dengan oil clearance. etiap kali melakukan

overhaul, celah ini diperiksa dengan alat yang disebut dengan plastic

gauge. 2ntuk spesi#ikasinya, setiap kendaraan pastinya berbeda-beda,

silahkan lihat pada buku manual kendaraan yang bersangkutan.

2ntuk jenis mesin dengan susunan silinder yang sejajar satu garis

(in-line), jumlahnya pena engkol (crank pin) sama dengan banyaknya

silinder. esin dengan susunan silinder $ dan %, jumlah crank pin

biasanya separuh atau setengah dari jumlah silindernya.


22/33

"entuk poros engkol di samping ditentukan oleh banyak

silindernya, juga ditentukan oleh urutan pengapiannya (;A #iring order).

alam menentukan urutan pengapian dari suatu mesin yang perlu

diperhatikan adalah keseimbangan getaran akibat pembakaran, beban

dari bantalan utama dan sudut puntiran yang terjadi pada cranksha#t

akibat adanya langkah kerja dari tiap tiap silinder.

Ali pelumas harus disalurkan dengan cukup untuk mencegah

gesekan yang besar atau kontak langsung logam dengan logam yaitu

antara #i'ed bearing dan poros engkol selama berputar pada bantalan.

ehingga diperlukan adanya celah yang tepat antara bantalan dan poros

engkol untuk dapat membentuk lapisan oli. elah ini biasannya disebut

celah oli (oil clearance). 2kurannya bermacam-macam, tergantung pada

jenis mesinnya itu sendiri, akan tetapi pada umumnya berkisar antara

6,6! mmH6,6F mm.

b. )amam merupakan suatu peralatan yang didesain sedemikian rupa

agar dapat mengubah gerakan translasi horiDontal 4 vertical dan

sebaliknya, maupun mengubah arah gerakan anguler menjadi gerakan

horiDontal dan vertical. am terdapat hampir di berbagai mesin tekstil.

ontohnya dalam proses perajutan datar, yakni mekanisme

pengangkatan jarum oleh cam.

$onstru&si ca pada pen!eret di esin raut dataradi, ketika penyeret digerakan kearah horiDontal, cam 4 cam yang

dipasang pada cam juga akan ikut bergeser kearah horiDontal. ehingga

dengan desain sedemikian rupa antara posisi cam dan posisi kaki jarum,

maka kaki jarum akan masuk ke dalam alur dari cam (garis abu pada

gambar diatas). ehingga jarum akan terdorong bergerak naik lalu

bergerak turun kembali. 5tulah sebuah contoh dari cam yang mengubah

gerakan arah horiDontal menjadi gerakan naik turun (vertical)."entuk cam juga dapat berupa roda benjol seperti gambar

diba+ah ini. ;ungsi dari bentuk cam diba+ah ini yakni untuk mengubah


23/33

gerakan berputar (anguler) menjadi gerakan translasi (maju 4 mundur

atau naik 4 turun).

"iasanya cam ini bekerjanya berpasangan dengan sebuah

#ollo+er. adi, prinsipnya adalah cam akan berputar dan #ollo+er akan

secara kontinu bertumpu0menyentuh dari roda cam tersebut. edangkan

cam memiliki jejari yang berbeda antara sisi satu terhadap lainnya.

ehingga apabila posisinya seperti gambar diatas, seolah olah #ollo+er

akan tertekan keatas oleh cam dan lalu diturunkan kembali dan

seterusnya. ontoh dari pengaplikasian dari perangkat elemen ini yakni

pada mesin pemintal ring spinning, yaitu digunakan untuk mekanisme

pergerakan naik dan turunnya kereta atau ring rail. 9tau pada mesin

tenun modern kini yang gerakan sisirnya diatur dengan menggunakan

cam dan juga digunakan pada system pembukaan mulut lusi dengan

dobby elektrik.

2. Elemen Bantalan %Bearing&

Bantalan merupakan salah satu bagian dari elemen mesin yang memegang

peranan cukup penting karena fungsi dari bantalan yaitu untuk menumpu sebuah


24/33

poros agar poros dapat berputar tanpa mengalami gesekan yang berlebihan. Bantalan

harus cukup kuat untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja

dengan baik.

Pada umumya bantalan dapat diklasifikasikan menjadi 2 bagian yaitu :

1 Berdasarkan gerakan bantalan terhadap poros

a. Bantalan luncur

Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena

permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantaraan

lapisan pelumas.

G a m b a r 6 . 1 Ba n t a l a n L u n c u r

b. Bantalan gelinding

Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar

dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola, rol, dan rol bulat.

G a m b a r 6 . 2 Ba n t a l a n G l i n d i n g


25/33

2. Berdasarkan arah beban terhadap poros a.

Bantalan radial (beban putar).

rah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus sumbu poros.

b. Bantalan aksial (beban tekan).

rah beban bantalan ini sejajar dengan sumbu poros.


26/33

A. BANTALAN LUNCUR

Bantalan luncur adalah suatu elemen mesin yang berfungsi untuk menumpu

poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak!baliknya dapat berlangsung

dengan halus dan aman.

Pada bantalan luncur terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan

karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantara lapisan

pelumas. Bantalan luncur mampu menumpu poros berputaran tinggi dengan beban

besar. Bantalan ini sederhana konstruksinya dan dapat dibuat serta dipasang dengan

mudah. "arena gesekannya yang besar pada #aktu mulai jalan, bantalan luncur

memerlukan momen a#al yang besar. Pelumasan pada bantalan ini tidak begitu

sederhana. Panas yang timbul dari gesekan yang besar, terutama pada beban besar,

memerlukan pendinginan khusus. $ekalipun demikian, karena adanya lapisan

pelumas, bantalan ini dapat meredam tumbukan dan getaran sehingga hampir tidak

bersuara. %ingkat ketelitian yang diperlukan tidak setinggi bantalan gelinding

sehingga dapat lebih murah.

B. BANTALAN GELINDING

Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar

dengan bagian yang diam melalui elemen gelinding seperti bola (peluru), rol atau rol

jarum, dan rol bulat.

&lemen gelinding seperti bola atau rol dipasang antara cincin luar dan dalam.

'engan memutar salah satu cincin tersebut, bola atau rol akan melakukan gerakan

gelinding sehingga gesekan akan jauh lebih kecil. ntuk bola atau rol, ketelitian

tinggi dengan bentuk dan ukurannya merupakan suatu keharusan. "arena luas bidang

kontak antara bola dan rol dengan cincin sangat kecil, maka material yang dipakai

harus memiliki ketahanan dan kekerasan yang sangat tinggi.

Bantalan gelinding pada umumnya lebih cocok untuk beban kecil dari

padabantalan luncur, tergantung pada bentuk elemen gelindingnya. Putaran pada


27/33

bantalan ini dibatasi oleh gaya sentrifugal yang timbul pada elemen gelinding

tersebut. "eunggulan bantalan ini adalah pada gesekannya yang sangat rendah.

Pelumasannya pun sangat sederhana, cukup dengan gemuk, bahkan ada yang

memakai sil sendiri tidak perlu pelumasan lagi. eskipun ketelitianya sangat tinggi,

namun karena adanya gerakan elemen gelinding dan sangkar, pada putaran tinggi

bantalan ini agak gaduh dibandingkan dengan bantalan luncur.

1. Kentngan dan Kerg!an

"euntungan dan kekurangan bantalan gelinding dibandingkan bantalan luncur

adalah :

Kentngan

a *esekan mula yang jauh lebih kecil dan pengaruh yang lebih kecil dari jumlah

putaran terhadap gesekan.

b *esekan kerja lebih kecil sehingga penimbulan panas lebih kecil pada

pembebanan yang sama.

c Penurunan #aktu pemasukan dan pengaruh dari bahan poros.

d Pelumasan terus!menerus yang sederhana dan hampir bebas pemeliharaan serta

jumlah bahan pelumas yang jauh lebih sedikit.

e "etelitian (presisi), pembebanan yang diijinkan dan perhitungan dari umur

kerja, berhubungan dengan pembuatan yang bermutu tinggi dalam pabrik

khusus sehingga memberikan keuntungan dalam penggunaan suku cadang.

f "emampuan menahan beban kejut sesaat.

g "ebersihan.


28/33

Kekrangan

+ ebih berisik pada kecepatan yang sangat tinggi.

2 "etahanan -endah ke shock loading.

Biaya a#al yang lebih tinggi.

/ 'esain yang lebih rumit.

" T!pe bantalan gel!nd!ng dan penerapann#a

Bantalan yang beredar sekarang terdiri dari berbagai macam bentuk dengan

kelebihan dan kekurangan masing!masing. 0al yang perlu diketahui dalam pemilihan

bearing antara lain :

+ engetahui kemungkinan penyebab terjadinya kesalahan dan akibatnya.

Bearing yang telah rusak akan menimbulkan bunyi yang berisik. 'engan

mengetahui dan memahami penyebab kesalahan dan kesalahannya dapat

digunakan sebagai dasar untuk mengatasi masalah selanjutnya.

2 engetahui standar bearing, hal ini untuk memudahkan pemesanan1

pembeliannya jika ada penggantian bearing.


29/33

/

$en!s%&en!s bear!ng antara la!n '3

4 +. $ingle ro# groo5e ball bearings.6

7 Bearing ini mempunyai alur dalam pada kedua

cincinnya. "arena memiliki alur, maka jenis ini

mempunyai kapasitas dapat menahan beban secaraideal pada arah radial dan aksial. aksud dari beban

radial adalah beban yang tegak lurus terhadap sumbu

poros, sedangkan beban aksial adalah beban yang

searah sumbu poros.

+8++

+2

+ 2. 'ouble ro# self aligning ball bearings

+/ + 9enis ini mempunyai dua baris bola, masing!

masing baris mempunyai alur sendiri!sendiri pada cincin

bagian dalamnya. Pada umumnya terdapat alur bola pada

cincin luarnya. incin bagian dalamnya mampu bergerak

sendiri untuk menyesuaikan posisinya. ;nilah kelebihan

dari jenis ini, yaitu dapat mengatasi masalah poros yang

kurang sebaris.

+3

+4 . $ingle ro# angular contact ball bearings+6

+7 Berdasarkan konstruksinya, jenis

ini ideal untuk beban radial. Bearing

ini biasanya dipasangkan dengan

bearing lain, baik itu dipasang secara

pararel maupun bertolak belakang,

sehingga mampu juga untuk menahan

beban aksial.

282+2222/


30/33

223

24 /. 'ouble ro# angular contact ball bearings26

27 'isamping dapat

menahan beban radial,

jenis ini juga dapat

menahan beban aksialdalam dua arah. "arena

konstruksinya juga, jenis

ini dapat

8 menahan beban torsi. 9enis ini juga digunakan untuk mengganti dua

buah bearing jika ruangan yang tersedia tidak mencukupi.

+

2 . 'ouble ro# barrel roller bearings

/ Bearing ini mempunyai dua baris

elemen roller yang pada umumnya

mempunyai alur berbentuk bola pada

cincin luarnya. 9enis ini memiliki

kapasitas beban radial yang besar

3 sehingga ideal untuk menahan beban kejut.4

6

7 3. $ingle ro# cylindrical bearings/8/+ 9enis ini mempunyai dua

alur pada satu cincin yang

biasanya terpisah. &ek dari

pemisahan ini, cincin dapat

bergerak aksial dengan

mengikuti cincin yang lain.

0al ini merupakan suatu

keuntungan, karena apabila

bearing harus

/2 mengalami perubahan bentuk karena temperatur, maka cincinya akan

dengan mudah menyesuaikan posisinya. 9enis ini mempunyai kapasitas beban

radial yang besar pula dan juga cocok untuk kecepatan tinggi.

///


31/33

//3

/4 4. %apered roller bearings/6

/7 'ilihat dari konstruksinya,

jenis ini ideal untuk beban aksial

maupun radial. 9enis ini dapat

dipisah, dimana cincin dalamnyadipasang bersama dengan

rollernya dan cincin luarnya

terpisah.

8+

2

6. $ingle direction thrust ball bearings/

Bearing jenis ini hanya cocok

untuk menahan beban aksila dalam satu

arah saja. &lemenya dapat dipisahkan

sehingga mudah melakukan

pemasangan. Beban aksial minimum3

4 yang dapat ditahan tergantung dari

kecepatannya.6

7 9enis ini sangat sensitif terhadap

ketidaksebarisan

38 3+ (misalignment) poros terhadap rumahnya.3233/

3

33 7. 'ouble direction thrust ball bearings34

36

37 9enis ini sama seperti point 6, hanya saja

bearing jenis ini dapat diberi beban aksial

dalam dua arah. Bagian!bagiannya pun juga

dapat dipisahkan sehingga mudah bongkar dan

pasangnya.

484+424


32/33

4/4

43 'alam pemilihan bantalan perlu diketahui sifat!sifat yang harus dipertimbangkan

agar 44

46 diperoleh bahan yang terbaik, sifat!sifat bantalan yang baik yaitu :47

+ %ahan %ekanan.68

6+ Bahan bantalan harus memiliki kekuatan tekan yang tinggi untuk

menahan tekanan maksimum sehingga mencegah ekstrusi atau deformasi

permanen pada bantalan.

2 "ekuatan fatigue.62

6 Bahan bantalan harus memiliki kekuatan fatigue yang tinggi sehingga

ketika terjadi beban berulang tidak menghasilkan retak pada material.

onformability.6/

6 dalah kemampuan bahan bantalan untuk mengakomodasi lendutan

poros dan ketidakakuratan bantalan oleh deformasi plastik (creep).

/ &mbedd ability.63

64 dalah kemampuan bahan bantalan untuk mengakomodasi partikel

kecil dari debu, pasir dll.

%ahan "orosi.66

67 Bahan bantalan tidak boleh menimbulkan korosi akibat pelumasan.

Properti ini sangat penting di dalam mesin pembakaran dimana pelumas yang

sama digunakan untuk melumasi dinding silinder dan bantalan. 'i dalamsilinder, pelumas dapat saja teroksidasi dan menghasilkan endapan karbon.

3 %hermal kondukti5itas.78

7+ Bahan bantalan harus memiliki kondukti5itas panas yang tinggi

sehingga memungkinkan perpindahan panas yang cepat yang dihasilkan saat

terjadi gesekan.72

4 &kspansi termal.7

7/ Bahan bantalan harus memiliki koefisien ekspansi termal rendah,

sehingga ketika bekerja dengan suhu yang berbeda!beda, tidak ada perubahan

bahan yang diakibatkan perubahan suhu

7


33/33

73

74 ntuk mendapatkan semua sifat di atas sulit ditemukan dalam bahan bantalan

tertentu. 'imana bahan yang digunakan pada prakteknya tergantung pada kebutuhan dari

kondisi pemanfaatan bantalan. $ehingga pemilihan bahan untuk setiap aplikasi harus

berdasarkan hasil analisis. %abel berikut menunjukkan perbandingan dari beberapa sifat

yang lebih umum bahan bantalan logam.

7677+88+8++82+8+8/+8+83+84+86

+87++8+++++2++++/++++3++4++6++7+28+2++22+2

+2/+2*+5

127

Macam elemen mesin

Documents

Transcript of Macam elemen mesin