PUNTIRAN / TORSI

A. Definisi Torsi

Torsi adalah suatu pemuntiran sebuah batang yang diakibatkan oleh kopel-

kopel (couples) yang menghasilkan perputaran terhadap sumbu longitudinalnya.

Kopel-kopel yang menghasilkan pemuntiran sebuah batang disebut momen

putar (torque) atau momen puntir (twisting moment). Momen sebuah kopel

sama dengan hasil kali salah satu gaya dari pasangan gaya ini dengan jarak antara

garis kerja dari masing-masing gaya.

Gambar 8.1. Diagram Momen Kopel pada Batang

B. Puntiran Poros Berpenampang Lingkaran.

Akibat puntiran murni pada poros berpenampang lingkaran adalah timbulnya

tegangan geser murni dalam bahan. Bila poros dibagi menjadi dua bagian oleh

bidang transversal khayal, akan terlihat bahwa permukaan-permukaan pada kedua

pihak dari bidang ini cenderung berputar, relatif yang dianggap terdiri dari

lapisan-lapisan tipis transversal yang jumlahnya tak terhingga, masing-masing

relative berputar sedikit terhadap lapisan berikutnya bila torsi diberikan, akibatnya

poros akan terpuntir. Pergerakan angular salah satu ujung relative terhadap yang

lain disebut sudut puntiran.

Tegangan puntir disebabkan oleh momen puntir yang bekerja pada

penampang batang. Dalam menganalisa tegangan puntir, momen torsi yang

biasanya dinyatakan dalam vektor rotasi diubah menjadi vektor translasi dengan

menggunakan aturan tangan kanan. Lipatan jari tangan menunjukkan arah vektor

1

rotasi dan jari jempol menunjukkan vektor translasi. Seperti halnya gaya aksial,

tegangan puntir muncul (momen puntir ada) bila batang tersebut dipotong.

Metode irisan tetap digunakan untuk mendapatkan momen puntir dalam, sehingga

tegangan puntir dapat dicari.

Poros yang mengalami puntiran

C. Puntiran pada kawat baja

Tali/kawat baja sering dipakai pada mesin-mesin pengangkat sebagai salah

satu perangkat mesin pemindah bahan. Dibandingkan dengan rantai, tali baja

mempunyai keunggulan sebagai berikut :

a. Lebih ringan

b. Lebih tahan terhadap sentkan

c. Operasi yang tenang walaupun pada kecepatan operasi yang tinggi

d. Keandalan operasi yang lebih tinggi b = 130 sampai 200

Tali baja terbuat dari kawat baja dengan kekuatan kg/mm2. dimana dalam

proses pembuatannya kawat baja diberi perlakuan panas tertentu dan digabung

dengan penarikan dingin, sehingga menghasilkan sifat mekanis kawat baja yang

tinggi.

Salah satu hal yang dapat menyebabkan puntiran pada kawat baja yaitu

proses pembuatan yang dilakukan dengan pemintalan (penganyaman) yang akan

menyebabkan timbulnya gaya internal pada kawat baja. Hal lain yang dapat

menyebabkan puntiran adalah kawat diberi pembebanan maka pintalan tadi

cenderung akan mengecil sehingga juga akan menyebabkan puntiran pada kawat.

2

Pada saat tali ditekuk  maka akan timbul gaya-gaya yang rumit pada kawat

yang terdiri dari tarikan, tekanan dan puntiran, oleh karena itu sangatlah sulit

untuk mendeteksi gaya-gaya yang terjadi.

D. Tali Baja Anti Puntir

Perkembangan terakhir pada pembuatan tali baja menghasilkan jenis tali baja

yang anti puntir. Tali yang demikian diproduksi oleh The Odessa Rope Works.

Pada tali ini sebelum dipintal setiap kawat dan untaian dibentuk sesuai dengan

kedudukannya di dalam tali. Akibatnya tali yang tidak dibebani tidak akan

mengalami tegangan internal. Tali ini mempunyai kecenderungan untuk terurai

walaupun ujung tali ini tidak disimpul. Sifat ini akan mempermudah

penyambungan anyaman tali. Diantara keunggulan tali ini dibandingkan tali biasa

yaitu :

a. Distribusi beban yang merata pada setiap kawat sehingga tegangan internal

yang terjadi minimal

b. Lebih fleksibel

E. Torsi pada Batang Elastis Berpenampang Bulat

Sebuah batang atau poros (shaft) berpenampang lingkaran yang dipuntir

oleh kopel-kopel T yang bekerja pada ujung-ujung batang mengalami

puntiran murni (pure torsion). Berdasarkan pertimbangan simetri, maka dapat

diperlihatkan bahwa penampang dari sebuah batang bundar akan berputar seperti

sebuah benda kaku terhadap sumbu longitudinalnya dengan jari-jarinya

tetaplurus dan penampangnya tetap berbentuk bidang dan bulat. Juga, bila

sudut-puntiran (the angle of twist) total batangnya kecil, maka baik panjang dan

jari-jari batang kedua - duanya tak ada yang mengalami perubahan.

F. Momen Inersia Kutub

3

G. Tegangan dan Regangan Akibat Momen Puntir

a. Tegangan Geser

Tegangan geser adalah intesitas gaya yang bekerja sejajar dengan

bidang dari luas permukaan. Persamaan umum tegangan geser pada

sebarang titik dengan jarak r dari pusat penampang adalah:

b. Regangan Geser

Regangan geser adalah perbandingan tegangan geser yang terjadi

dengan modulus elastisitasnya.

Dimana :

G = modulus elastisitas geser,Τ = tegangan geser

H. Desain Poros dalam Kaitannya dengan Torsi

Setelah torsi yang ditansmisikan oleh suatu poros ditentukan dan

tegangan geser ijin maksimum dipilih, maka persamaan proporsional dari

poros adalah

JR

adalah parameter yang menentukan kekuatan elastis poros.

Untuk poros pejal:

Umumnya satuan tenaga transmisi pada poros dinyatakan dalam horse power

(hp). (1 hp = 745.7 Nm/s atau 745.7 W)

4

Power (tenaga)

Untuk suatu poros berputar sebagai frekuensi f Hz 1 Hz = 1 putaran per

detik (cps), kecepatannya 2μf rad/s

Bila poros berputar dengan N rpm : T = 9540 kW

N

I. Sudut Puntir Batang

Selama pemuntiran, terjadi perputaran terhadap sumbu longitudinal dari

salah satu ujung batang terhadap ujung lainnya sehingga membentuk sudut

yang disebut sudut puntir (angle of twist).

Gambar 8.2. Sudut Puntir pada Batang

Dimana: Φ = sudut puntir (rad)

T = torsi (Nm)

L = panjang batang (m)

G = modulus elastisitas geser (N/m2)

J = momen inersia kutub (m4)

J. Torsi pada Batang Pejal Berpenampang Tidak Bulat

Untuk batang-batang yang bukan melingkar, irisan yang tegak lurus

terhadap sumbu bagian struktur akan melengkung bila dikenakan momen

punter

5

Gambar 8.3. Torsi pada Batang Pejal Berpenampang Tidak Bulat

Pada batang berbentuk siku empat, tegangan geser pada sudut-sudut adalah

nol. Sedang pada tengah-tengah sisi yang panjang tegangan tersebut menjadi

maksimum.

Tegangan geser maksimum:

Sudut puntir:

Parameter α dan β tergantung pada perbandingan (b/c)

Keterangan : T = momen puntir

L = panjang poros

6

G = modulus elatisitas geser

b = sisi panjang irisan siku empat

c = sisi pedek irisan siku empat α, β = parameter

K. Torsi pada Bagian Pipa Berdinding Tipis

Gambar 8.5. Torsi pada Bagian Pipa Berdinding Tipis

Momen puntir total T yang dihasilkan oleh tegangan-tegangan geser adalah:

Keterangan: q = aliran geser (shear flow)

Am = luas yang dibatasi oleh garis tengah keliling

tabung tipis (luas median)

Karena untuk tabung tertentu q adalah konstan, maka tegangan geser pada

suatu titik dari suatu tabung dimana tebal dinding t adalah

Sudut puntir untuk sebuah pipa berdinding tipis dapat ditentukan

dengan menyamakan usaha yang dilakukan oleh momen puntir T yang

dikenakan dengan energi regangan batang.

7

Untuk bahan yang elastis linier, sudut puntir dari suatu tabung berongga

dapat diperoleh dengan menggunakan dasar kekekalan energi.

L. Batang Berpenampang Berongga yang Berdinding Tipis

Jika penampang lingkaran berongga berdinding sangat tipis, momen

inersia polar dapat didekati dengan rumus:

Keterangan : t = tebal pipa

d = diameter pipa

Gambar 5.5. Penampang berongga dengan dinding tipis

Sebuah contoh batang dengan sembarang penanipang berongga yang

berdinding tipis dapat dilihat path Gambar 5.5. Jika aliran gaya q

menyatakan besarnya gaya persatuan panjang yang besarnya konstan, yang mana

dapat dihitung dengan

q = τ . tmaka besarnya momen puntir adalah (lihat juga Gambar 5.5(a)):

8

dengan dA = q ds dan r adalah jarak dA ke titik berat penampang. Jika luas daerah

terarsir (luas segitiga):

maka Persamaan (5.9) dapat dituliskan menjadi:

dengan Am: luas penampang yang dibatasi oleh tengah-

tengah antara sisi luar dan dalam dan dinding bagian luar dan dalam (luas

terarsir pada Gambar 5.5 (b)). Sedangkan tegangan geser dapat dihitung dengan

rumus

M. Arus Geser pada Poros Berdinding Tipis dengan Beban Puntir

Sebagaimana pada persoalan tentang lenturan, maka di sinipun arus geser

memiliki pengertian yang sama, yaitu tegangan geser, t , total yang bekerja

pada sepanjang tebal dinding batang, t , yang mengalami pembebanan puntir.

Gambar 3.4. Analisis Arus Geser

9

Besarnya tegangan geser pada serat tertentu yang berjarak r dari sumbu

netral dari suatu penampang lintang tertentu diberikan oleh persamaan (3.8),

T r

J

.

. Maka besarnya arus geser di A yang sama

besarnya dengan di B adalah

A B A

o io i

q q drT r

Jdr

T r

R R

drT

R R

r

iR

oR

iR

oR

iR

oR

iR

oR

.

..

..

.

2

24 44 4

22

Dengan demikian tegangan rata-rata pada sepanjang tebal dinding pipa pada

suatu penampang lintang tertentu adalah

q

R R

T

R R R Ro i o i o i2 2

(MPa)

Dengan τ = tegangan geser rata-rata sepanjang tebal dinding pipa

(MPa)

q = arus geser pada sepanjang tebal dinding poros pipa (N/mm)

Ro = jari-jari luar (mm)

Ri = jari-jari dalam (mm)

T = torsi yang bekerja poros (N.mm)

N. PEGAS SPIRAL

Atau sering disebut juga coil spring dan sering juga disebut per keong atau

pegas ulir. Pegas sepiral ini terdiri atas sebuah uliran batang baja dalam bentuk

melingkar seperti rumah siput atau keong. Pegas ini memiliki ketahanan sangat

baik terhadap beban kejut, dan ketika terjadi defleksi tidak akan menimbulkan

gesekan. Namun pegas spiral tidak memiliki sifat meredam beban kejut, sehingga

dalam pemakaiannya selalu dirangkaikan dengan peredam kejut (shock absorber)

serta memerlukan dudukan pegas yang dipasang dikedua ujung pegas spiral.

Pegas ini umumnya dipasang pada system suspensi depan, karena daya

pemegasan pegas spiral bergantung pada garis tengah dan panjang batang baja

yang dipakai. Semakin diameter pegas dan semakin panjang pegas tersebut maka

10

akan semakin fleksible. Pegas spiral yang panjang dapat memegas lebih leluasa

dan dapat melentur lebih jauh.

O. KOPLING

A. Defenisi Kopling dan Jenis-jenisnya

Kopling adalah suatu elemen mesin yang berfungsi untuk

mentransmisikan daya dari poros penggerak (driving shaft) ke poros yang

digerakkan (driven shaft), dimana putaran inputnya akan sama dengan

putaran outputnya. Tanpa kopling, sulit untuk menggerakkan elemen

mesin sebaik-baiknya. Dengan adanya kopling pemindahan daya dapat

dilakukan dengan teratur dan seefisien mungkin.

Beberapa syarat yang harus dipenuhi oleh sebuah kopling adalah:

1. Mampu menahan adanya kelebihan beban.

2. Mengurangi getaran dari poros penggerak yang diakibatkan oleh

gerakan dari elemen lain.

3. Mampu menjamin penyambungan dua poros atau lebih.

4. Mampu mencegah terjadinya beban kejut.

Untuk perencanaan sebuah kopling kita harus memperhatikan kondisi-kondisi

sebagai berikut:

1. Kopling harus mudah dipasang dan dilepas

2. Kopling harus dapat mentransmisikan daya sepenuhnya dari poros

3. Kopling harus sederhana dan ringan

4. Kopling harus dapat mengurangi kesalahan hubungan pada poros

Kopling ditinjau dari cara kerjanya dapat dibedakan atas dua jenis:

1. Kopling Tetap

Kopling tetap adalah suatu elemen mesin yang berfungsi sebagai

penerus putaran dan daya dari poros penggerak ke poros yang digerakkan

11

secara pasti (tanpa terjadi slip), dimana sumbu kedua poros tersebut

terletak pada satu garis lurus atau dapat sedikit berbeda sumbunya.

Kopling tetap selalu dalam keadaan terpasang, untuk

memisahkannya harus dilakukan pembongkaran. Kopling tetap terbagi

atas:

1. Kopling kaku

Kopling kaku dipergunakan bila kedua poros harus dihubungkan sumbu

segaris, dan dipakai pada poros mesin dan transmisi umum di pabrik-

pabrik, kopling ini terdiri atas :

a. Kopling bus

b. Kopling flens kaku

c. Kopling flens tempa

2. Kopling luwes

Kopling luwes ( fleksibel ) memungkinkan adanya sedikit ketidaklurusan

sumbu poros yang terdiri atas:

a. Kopling flens luwes

b. Kopling karet ban

c. Kopling karet bintang

d. Kopling gigi

e. Kopling rantai

3. Kopling universal

Kopling universal digunakan bila kedua poros akan membentuk

sudut yang cukup besar, terdiri dari:

a. Kopling universal hook

b. Kopling universal kecepatan tetap

Kopling universal digunakan bila poros penggerak dan poros yang

digerakkan membentuk sudut yang cukup besar.

4. Kopling Fluida

Penerusan daya dilakukan oleh fluida sehingga tidak ada hubungan

antara kedua poros. Kopling Fluida sangat cocok untuk mentransmisikan

12

putaran tinggi dan daya yang besar. Keuntungannya adalah getaran dari

sisi penggerak dan tumbukan dari sisi beban tidak saling diteruskan.

Demikian pula pada waktu terjadi pembebanan lebih , penggerak mula

tidak akan terkena momen yang akan melebihi batas kemampuan.

13

5. Kopling Tidak Tetap

Kopling tidak tetap adalah kopling yang digunakan untuk

menghubungkan poros penggerak dan poros yang digerakkan dengan

putaran yang sama saat meneruskan daya. Kopling juga dapat melepaskan

hubungan kedua poros tersebut dalam keadaan diam maupun berputar

tanpa harus menghentikan putaran dari poros penggerak.

Kopling tak tetap meliputi:

1. Kopling cakar, terdiri dari:

a. Kopling cakar persegi

b. Kopling cakar spiral

c. Kopling Kerucut

14

d. Kopling Friwil

2. Kopling pelat, terdiri dari:

a. Menurut jumlah pelatnya:

Kopling pelat tunggal

Kopling pelat banyak

b. Menurut cara pelayanannya:

Kopling pelat cara manual

Kopling pelat cara hidrolik

Kopling pelat cara pneumatic

c. Menurut pelumasannya:

Kopling pelat kering

Kopling pelat basah

15

Secara umum kopling pelat adalah kopling yang menggunakan satu pelat

atau lebih yang dipasang diantara kedua poros serta membuat kontak dengan

poros tersebut, sehingga terjadi penerusan daya melalui gesekan antara

sesamanya. Konstruksi kopling ini cukup sederhana, dapat dihubungkan dan

dilepaskan dalam keadaan berputar karena itu kopling ini sangat banyak dipakai.

Komponen Utama Kopling

Roda Penerus

Selain sebagai penstabil putaran motor,roda penerus juga berfungsi

sebagai dudukan hampir seluruh komponen kopling.

Pelat Kopling

16

Kopling berbentuk bulat dan tipis terbuat dari plat baja berkualitaas tinggi.

Kedua sisi plat kopling dilapisi dengan bahan yang memiliki koefesien gesek

tinggi. Bahan gesek ini disatukan dengan plat kopling dengan menggunakan

keling (rivet).

Pelat Tekan

Pelat tekan kopling terbuat dari besi tuang.pelat tekan berbentuk

bulat dan diameternya hampir sama dengan diameter plat kopling. salah

satu sisinya (sisi yang berhubungan dengan plat kopling) dibuat halus, sisi

ini akan menekan plat kopling dan roda penerus, sisi lainnya mempunyai

bentuk yang disesuaikan dengan kebutuhan penempatan komponen

kopling lainnya.

Unit Plat Penekan

Sebagai satu kesatuan dengan plat penekan, pelat penekan

dilengkapi dengan sejumlah pegas spiral atau pegas diaphragma. tutup dan

tuas penekan. Pegas digunakan untuk memberikan tekanan terhadap pelat

tekan, pelat kopling dan roda penerus. jumlah pegas (kekuatan tekan)

disesuikan dengan besar daya yang harus dipindahkan.

17

Mekanisme Penggerak

Komponen penting lainnya pada kopling ialah mekanisme

pemutusan hubungan (tuas tekan). mekanisme ini di lengkapi dengan

bantalan bola, bantalan bola diikat pada bantalan luncur yang akan

bergerak maju/mundur pada sambungan. Bantalan bola yang dilengkapi

dengan permukaan tekan akan mendorong tuas tekan.

Rumah Kopling

Rumah kopling terbuat dari besi tuang atau aluminium. rumah kopling

menutupi seluruh unit kopling dan mekanisme penggerak. rumah kopling

umumnya mempunyai daerah terbuka yang berfungsi sebagai saluran sirkulasi

udara.

18

Cara Kerja Kopling

Pada saat pedal kopling ditekan/diinjak, ujung tuas akan mendorong

bantalan luncur kebelakang. bantalan luncur akan menarik plat tekan melawan

tekanan pegas.

Pada saat pelat tekan bergerak mundur, pelat kopling terbebas dari roda

penerus dan perpindahan daya terputus. bila tekanan pedal kopling dilepas, pegas

kopling akan mendorong pelat tekan maju dan menjepit pelat kopling dengan roda

penerus dan terjadi perpindahan daya. Pada saat pelat tekan bergerak

kedepan,pelat kopling akan menarik bantalan luncur, sehingga pedal kopling

19

kembali ke posisi semula. selain secara mekanik, sebagai mekanisme pelepas

hubungan.

Sekarang sudah banyak digunakan sistem hidrolik dan booster. secara

umum, sistem hidrolik dan hidrolik booster adalah sama. perbedaannya adalah

pada sistem hidrolik booster , digunakan booster untuk memperkecil daya tekan

pada pedal kopling. pemilihan sistem yang digunakan disesuikan dengan

kebutuhan.

Pada sistem hidrolik, pada saat pedal kopling ditekan, maka batang

penerus akan mendorong piston pada master silinder kopling, fluidapada sistem

akan meneruskan daya ini keselinder pada unit kopling, dan piston silinder unit

kopling akan mendorong tuas, dan seperti pada sistem mekanik, pelat kopling

terlepas, sehingga penerusan daya dari motor ke transmisi terputus. Cara kerja

sistem hidrolik ini sama seperti cara kerja pada sistem rem. Kebocoran sistem

hidrolik akan mengganggu proses pelepasan hubungan.

20

Rumus-rumus yang Digunakan

Torsi maksimum

Kopling plat gesek bekerja karena adanya gaya gesek (U)

dengan permukaan, sehingga menyebabkan terjadinya momen

punter pada poros yang di gerakkan. Momen ini bekerja dalam waktu

tr sampai putaran kedua poros sama. Pada keaadan terhubung tidak

terjadi slip dan putaran kedua poros sama dengan putaran awal poros

penggerak, sehingga dapat dibuat persamaan :

Mr = Mb + Mh

Dimana :

Mr = Torsi gesek [kgf.cm]

Mb = momen puntir poros transmisi [kgf.cm]

Mh = Torsi percepatan [kgf.cm]

Nilai Mh dapat dihitung dengan persamaan :

Mh = 71620 Nn

Dengan :

Mh = Torsi maksimum [kgf.cm]

N = Daya maksimum [hp]

N = putaran poros [rpm]

71620 = konstanta korelasi satuan

Teori Gesek

Harga torsi gesek didapat dari hubungan :

Mr = C . Mh

21

Dengan : Mr = Torsi gesek [kgf.cm]

C = Konstanta

Harga C dapat dipilih dari tabel pada lampiran, harga ini berkisar antara 2-3 untuk

kendaraan mobil.

Kerja Gesek dan Daya Gesek

Kerja gesek ditentukan dari hubungan antara torsi, putaran, dam waktu terjadinya

slip yaitu :

Dimana: Ar = Kerja gesek [kgf.cm]

Mr = Torsi gesek [kgf.cm]

n = Putaran [rpm]

tR = Waktu penyambungan / slip [detik]

1910 = Faktor korelasi satuan

Harga daya gesek dapat ditentukan dari hubungan kerja gesek dengan

frekuensi penggunaan kopling, yaitu jumlah penekanan atau pelepasan kopling

persatuan waktu yaitu :

Dimana : Nr = Daya gesek [hp]

z = Frekuensi penekanan kopling dalam satu jam

27×104 = Faktor korelasi satuan

22

Diameter Rata-rata Plat Gesek

Diameter rata-rata plat gesek ditentukan dengan menggunakan persamaan untuk

diameter rata-rata, yaitu :

Dengan : d = Diameter rata-rata pelat [cm]

bd

= Ratio antara lebar pelat terhadap diameter rata-rata

KT = Parameter koefisien gesek

n = Putaran

Pengujian Harga KT dan KU

Untuk memeriksa apakah harga KT dan KU masih dalam batas-batas yang

diizinkan setelah adanya pembulatan-pembulatan dalam perhitungan, maka jika

harga KT tidak berbeda jauh dengan pemilihan harga awal dan harga KU masih

berkisar antara 2-8 maka rancangan ini dapat dilanjutkan :

Kecepatan tangensial adalah :

23

Luas Bidang Tekan

Tekanan permukaan terjadi akibat adanya gaya tekan yang mengenai

satuan luas bidang tekan, gaya ini dipengaruhi oleh koefisien gesek sebesar μ =

0.3, dan ini adalah koefisien gesek bahan permukaan pelat gesek yang kita pilah.

Luas bidang tekan sama dengan luas permukaan pelat dan dapat diperoleh dari

hubungan : F = π.b.d.j.Y

Dimana : F = Luas bidang tekan [cm2]

Y = Faktor koreksi luas permukaan akibat pengurangan luas alur

Tekanan Rata-rata Permukaan

Tekanan rata-rata dicari dari hubungan torsi maksimum, diameter rata-

rata, koefisien gesekan dan luas bidang tekan :

Dimana : p = Tekanan permukaan rata-rata [kgf/cm2]

μ = Koefisien gesek

F = Luas bidang tekan [cm2]

Tekanan Maksimum Permukaan

Tekanan permukaan maksimum digunakan untuk memilih pelat gesek

yang cocok dan aman. Pada lampiran tebal tertulis harga-harga tekanan untuk

bahan pelat gesek. Hubungan antara tekanan maksimum dan tekanan rata-rata

adalah :

24

Umur Pelat Gesek

Daya saing pelat gesek sangat ditentukan oleh umur dari pelat gesek itu.

Umur pelat gesek ditentukan dari hubungan antara volume keausan spesifik dan

gaya gesek, sedangkan untuk menghitung volume keausan digunakan rumus :

Dengan : Vv = Volume keausan [cm3]

F = Luas permukaan bidang tekan [cm2]

Sv = Batas keausan [cm]

Umur pelat gesek akhirnya dapat ditentukan dari persamaan :

Dimana : LB = Umur pelat gesek [jam] B

Vv = Volume keausan [cm3]

Qv = Keausan spesifik

Temperatur Kerja Plat dan Kopling

Temperature kerja kopling harus memenuhi temperature yang diizinkan,

karena apabila melewati batas yang diizinkan akan menyebabkan pelat gesek

cepat sekali aus sehingga umur kopling akan lebih pendek. Temperature kerja

kopling dipengaruhi oleh koefisien perpindahan panas dari rumah kopling, luas

perpindaha panas dan temperature sekeliling, temperature kerja kopling adalah :

t = tL+∆t

dengan : t = Temperatur kerja kopling

tL = Temperatur lingkungan

25

∆t = Kenaikan temperature

Semua parameter dalam satuan °C. sementara itu kenaikan temperatur

dapat diketahui dengan persamaan :

Dengan : FK = Luas permukaan bidang pendingin [m2]

ɑK = Koefisien perpindahan panas [kkal/m°C.jam]

Luas permukaan bidang pendingin dapat diketahui dengan rumus :

Dimana : dk = Diameter terluar atau diameter rumah kopling [cm]

bk = Lebar rumah kopling [cm]

koefisien perpindahan panas, dari rumah kopling dapat diketahui dari hubungan

berikut : ɑK = 4.5+6(vk)3/4

dengan :

vk = Kecepatan tangensial rumah kopling [m/det]

maka kenaikan temperatur dapat dihitung dari hubungan sebagai berikut :

dengan : NR = Daya gesek

26

Fk = Luas permukaaan bidang pendingin

Ak = Koefisien perpindahan panas

Pemasangan Paku Keling

Paku keeling yang dipasang pada pelat gesek dan pelat penghubung

berfungsi untuk meneruskan putaran pelat gesek ke pelat penghubung dan

seterusnya ke HUB, dan selanjutnya keporos. Untuk perhitungan pemasangan

paku keeling didapat dengan menggunakan perhitungan berikut. Gaya yang

dialami oleh setiap paku keeling didapatkan dengan menggunakan persamaan

berikut :

Dengan : Fk = Gaya yang diterima masing-masing paku keeling

MR = Torsi gesek

Z = Jumlah paku keeling

Dimensi paku keeling diketahui dengan menggunakan persamaan berikut :

dengan : Fk = Gaya yang diterima masing-masing paku keeling

τ = Tegangan geser material paku keeling

P. Hubungan Torsi dan DayaI

Banyak orang yang tertarik untuk tuning mobil mereka adalah untuk

mengetahui dan merasakan output daya mesin dan performanya. berkaitan dengan

pertanyaan berapa torsi per liter? Tanyakan tentang torsi atau torsi per liter dan

kemungkinan Anda bisa melihat tenaga kosong. Power dan torsi hanya aspek

27

kembar dari matematika yang sama yang menentukan bagaimana mesin

melakukan dan siapa pun yang ingin tuning mesin harus mendapatkan manfaat

dari pemahaman yang lebih baik daripada sebuah arti angka. Untuk memulai itu

kita perlu menjelaskan beberapa definisi.

TORSI

Konsep torsi dalam fisika, juga disebut momen, diawali dari kerja Archimedes

dalam lever. Informalnya, torsi dapat dipikir sebagai gaya rotasional. Analog

rotational dari gaya, masa, dan percepatan adalah torsi, momen inertia dan

percepatan angular. Gaya yang bekerja pada lever, dikalikan dengan jarak dari

titik tengah lever, adalah torsi. Contohnya, gaya dari tiga newton bekerja

sepanjang dua meter dari titik tengah mengeluarkan torsi yang sama dengan satu

newton bekerja sepanjang enam meter dari titik tengah. Ini menandakan bahwa

gaya dalam sebuah sudut pada sudut yang tepat kepada lever lurus. Lebih

umumnya, seseorang dapat mendefinisikan torsi sebagai perkalian silang:

di mana : r adalah vektor dari axis putaran ke titik di mana gaya bekerja

F adalah vektor gaya.

Hubungan antara torsi, T dan gaya, F

BAGAIMANA TORSI DAN DAYA berhubungan

Mari kita bayangkan kita memiliki katrol di atas tambang yang kaki di

radius 1 - atau 2 meter dengan diameter. Di bagian bawah tambang, di akhir

putaran tali terkemuka katrol adalah tas batu bara seberat 100 kilogram. Alih-alih

menggunakan kuda untuk menarik tali mari kita terhubung mesin untuk katrol -

mungkin dengan baut puli ke crankshaft mesin.

28

Dalam rangka mengangkat batubara kita perlu menerapkan torsi 100

pounds kaki ke katrol karena batubara yang menarik ke bawah dengan gaya 100

pounds diterapkan pada 1 kaki dari sumbu rotasi. Dengan kata lain Torque yang

digunakan adalah Berat kali Radius katrol. Jika putaran mesin katrol pada 1

revolusi per menit berapa banyak pekerjaan yang sedang dilakukan?

Nah untuk setiap pergantian katrol batubara akan naik jumlah yang sama

seperti keliling katrol yang 2 kali pi radius = 3.14 x 2 = 6,28 meter. Jadi dalam 1

menit mesin akan melakukan 628 pounds kaki kerja.

Kita dapat mengatur ulang di atas dalam hal torsi dan kecepatan:

Tingkat pekerjaan yang dilakukan (atau Power) adalah Force x Jarak per

menit = Berat x radius x 2 pi pon kaki x rpm per menit. Namun kita sudah tahu

bahwa Berat kali Radius = Torsi sehingga kita sama-sama dapat mengatakan :

Power = Torsi x 2 pi x rpm

Untuk mengubah ini menjadi Horsepower kita perlu membagi oleh 33.000.

persamaan terakhir kita sehingga menjadi:

Horsepower = Torsi x 2 pi x rpm / 33000 yang menyederhanakan ke:

Horsepower = Torsi x rpm / 5252.

Ini adalah persamaan universal yang menghubungkan torsi dan tenaga

kuda. Tidak peduli apakah kita berbicara tentang mesin bensin, mesin diesel atau

mesin uap. Jika kita mengetahui rpm dan torsi kita dapat menghitung tenaga kuda.

Jika kita tahu daya kuda dan rpm kita dapat menghitung torsi pengaturan ulang

persamaan di atas:

Torsi = Horsepower x 5252 / rpm

29