1.4 Sabuk Bulat

Sabuk bulat ialah sabuk bagian melingkar lintas dirancang untuk berjalan

pada sebuah katrol dengan gelar 60 V-groove. Alur bulat hanya cocok untuk

katrol pemalas yang memandu sabuk, atau saat (soft) O-ring sabuk jenis yang

digunakan. The V-groove mentransmisikan torsi melalui aksi wedging, sehingga

meningkatkan gesekan. Namun demikian, sabuk bulat untuk digunakan dalam

situasi torsi relatif rendah saja dan dapat dibeli dalam berbagai panjang atau

dipotong memanjang dan bergabung, baik dengan pokok, konektor logam (dalam

kasus plastik berongga), perekatan atau pengelasan (dalam kasus polyurethane).

Mesin jahit Awal dimanfaatkan sabuk kulit, bergabung baik dengan pokok logam

atau direkatkan, untuk efek yang besar. Sabuk ini paling jarang digunakan,

biasanya digunakan untuk mentransmisikan daya yang kecil, dan jarak antar puli

sampai 5 meter.

Drive tali banyak digunakan di mana sejumlah besar listrik tersebut akan

ditransmisikan, dari satu katrol yang lain, lebih dari jarak yang cukup jauh. Dapat

dicatat bahwa penggunaan sabuk datar terbatas untuk transmisi daya moderat dari

satu katrol lain ketika dua puli tidak lebihdari 8 meter terpisah. Jika sejumlah

besar kekuasaan yang akan dikirim, oleh sabuk datar, maka akan menghasilkan

sabuk berlebihan penampang.

Drive tali menggunakan dua jenis berikut tali:

1. Serat tali

2. Kawat tali.

Para tali serat beroperasi dengan sukses ketika katrol sekitar 60 meter

terpisah, sedangkan kawat tali yang digunakan ketika katrol yang sampai 150

meter terpisah.

Taufik Nur Rohman

1.4.1 Serat Tali

Para tali untuk transmisi listrik biasanya terbuat dari bahan berserat seperti

rami, manila dan kapas. Karena serat rami dan manila kasar, sehingga tali yang

terbuat dari serat tidak sangat fleksibel dan memiliki sifat mekanik yang buruk.

Para tali rami memiliki kekuatan kurang sebagai dibandingkan dengan tali manila.

Ketika rami dan tali manila yang membungkuk sheave, ada beberapa geser dari

serat, menyebabkan tali untuk memakai dan radang internal. Dalam rangka

meminimalkan cacat ini, serat tali yang dilumasi dengan lemak, tar atau grafit.

Pelumasan juga membuat kelembaban tali bukti. Para tali rami hanya cocok untuk

mesin tangan mengangkat dioperasikan dan sebagai mengikat tali untuk

mengangkat mengatasi, kait dll. Para tali katun yang sangat lembut dan halus.

Pelumasan tali kapas tidak diperlukan. Tetapi jika dilakukan, mengurangi keausan

eksternal antara tali dan alur dari sheaves nya. Ini mungkin mencatat bahwa tali

manila lebih tahan lama dan lebih kuat dari tali kapas. Tali katun lebih mahal dari

tali manila.

Catatan: 1. Diameter manila dan tali kapas biasanya berkisar antara 38

mm sampai 50 mm. Ukuran tali biasanya ditunjuk oleh lingkar

atau 'ketebalan'.

2. Pemecahan beban tarik utama dari tali serat sangat bervariasi.

Untuk tali manila, rata-rata nilai beban melanggar tarik utama

dapat diambil sebagai 500 d 2 kN dan untuk tali kapas, maka

dapat diambil sebagai 350 d2 kN, di mana d adalah diameter tali

di mm.

Keuntungan Drives Tali Serat

Drive tali serat memiliki keuntungan sebagai berikut:

1. Mereka memberikan layanan yang halus, stabil dan tenang.

2. Mereka sedikit dipengaruhi oleh kondisi pintu keluar.

Taufik Nur Rohman

3. Poros mungkin keluar dari keselarasan yang ketat.

4. Kekuatan dapat diambil dari segala arah dan di bagian pecahan dari jumlah

keseluruhan.

5. Mereka memberikan efisiensi mekanik yang tinggi.

1.4.2 Katrol untuk Tali Serat

Para tali serat biasanya melingkar dalam penampang seperti yang

ditunjukkan pada Gambar. 1.4.1 (2) (a). Puli katrol untuk serat tali, ditunjukkan

pada Gambar 1.4.2 (2) (b). Sudut alur katrol untuk drive tali biasanya 45 °.

Alur di puli dibuat sempit di bagian bawah dan tali yang terjepit antara

tepi dari V-alur untuk meningkatkan daya memegang tali pada katrol. Alur harus

selesai halus untuk menghindari gesekan tali. Diameter dari berkas-berkas harus

besar untuk mengurangi keausan pada akibat gesekan internal dan tekanan lentur

tali. Itu ukuran yang tepat dari roda sheave adalah 40 d dan minimum ukuran 36

d, dimana d adalah diameter tali dalam cm.

Catatan: Jumlah alur tidak boleh lebih dari 24.

Taufik Nur Rohman

1.4.3 Rasio Mengemudi Ketegangan untuk Fibre Tali

Sebuah tali serat dengan katrol berlekuk ditunjukkan pada Gambar. 20.6

(a). Para tali serat dirancang dalam sejenis cara seperti V-belt. Kami telah dibahas

dalam Art. 20,5, bahwa rasio ketegangan mengemudi adalah

di mana μ, θ dan β memiliki makna yang biasa.

Contoh Soal

Sebuah katrol yang digunakan untuk mengirimkan daya menggunakan tali

memiliki diameter 3,6 meter dan memiliki alur 15 dari 45 sudut °. Sudut kontak

170 ° dan koefisien gesekan antara tali dan sisi alur adalah 0,28. Ketegangan

maksimum yang mungkin dalam tali adalah 960 N dan massa tali adalah 1,5 kg

per meter panjang. Tentukan kecepatan katrol di r.p.m. dan daya ditransmisikan

jika kondisi daya maksimum yang berlaku?

Penyelsaian :

Mengingat:

d = 3.6 m,

n = 15; 2

β = 45 ° atau β = 22,5 °,

θ = 170 ° = 170 × π / 180 = 2,967 rad,

μ = 0,28,

T = 960 N,

m = 1,5 kg / m

Taufik Nur Rohman

Kecepatan katrol

Biarkan N = Kecepatan dari katrol di r.p.m. Kita tahu bahwa untuk maksimum,

kecepatan daya katrol

Kita juga tahu bahwa kecepatan katrol (v),

daya yang ditransmisikan

Kita tahu bahwa untuk daya maksimum, ketegangan sentrifugal,

∴ Ketegangan di sisi ketat tali,

Biarkan T2 = Ketegangan di sisi kendur tali.

Kita tahu bahwa

Taufik Nur Rohman

1.4.4 Kawat Tali

Ketika sejumlah besar listrik tersebut akan ditransmisikan melalui jarak

jauh dari satu katrol untuk yang lain (yaitu ketika katrol yang upto 150 meter

terpisah), maka tali kawat yang digunakan. Tali kawat yang banyak digunakan di

lift, kerekan tambang, crane, konveyor, peralatan pengangkutan dan jembatan

suspensi.

Para tali kawat berjalan pada puli beralur tetapi mereka beristirahat di

bawah alur dan tidak terjepit antara sisi alur. Para tali kawat terbuat dari kawat

ditarik dingin untuk memiliki peningkatan kekuatan dan daya tahan. Dapat dicatat

bahwa kekuatan tali kawat meningkat karena penurunan ukuran. Berbagai bahan

digunakan untuk tali kawat dalam rangka meningkatkan kekuatan adalah besi

tempa, baja cor, baja cor ekstra kuat, membajak baja baja dan paduan. Untuk

tujuan tertentu, tali kawat juga dapat terbuat dari tembaga, perunggu, paduan

aluminium dan baja tahan karat.

Keuntungan Tali Kawat

Tali kawat memiliki keuntungan sebagai berikut dibandingkan dengan tali serat :

1. Ini lebih ringan dalam berat,

2. Ini menawarkan operasi diam,

3. Ini dapat menahan beban kejut,

4. Ini lebih dapat diandalkan,

5. Ini adalah lebih tahan lama,

6. Mereka tidak gagal tiba-tiba,

7. Efisiensi yang tinggi, dan

8. Biaya rendah.

Taufik Nur Rohman

1.4.5 Konstruksi Tali Kawat

Para tali kawat terbuat dari berbagai kelas kawat baja memiliki kekuatan

tarik mulai 1200-2400 MPa seperti yang ditunjukkan dalam tabel berikut:

Tabel 1.4.5 Grade and tensile strengthof wires

Kabel yang pertama kali diberikan perlakuan panas khusus dan kemudian

dingin ditarik dalam rangka untuk memiliki kekuatan tinggi dan daya tahan tali.

Tali kawat baja yang diproduksi oleh khusus mesin. Pertama-tama, sejumlah

kabel seperti 7, 19 atau 37 yang dipelintir menjadi untai dan kemudian beberapa

helai, biasanya 6 atau 8 dipelintir sekitar inti atau pusat untuk membentuk tali

ditunjukkan pada Gambar. 20.7. Inti dapat terbuat dari rami, jute, asbsestos atau

kawat baja lembut. Inti harus terus jenuh dengan pelumas untuk kehidupan

panjang inti serta tali seluruh.

Asbes atau inti kawat lunak digunakan ketika tali dikenakan radiasi panas

seperti crane beroperasi di dekat tungku. Namun, inti kawat mengurangi

fleksibilitas tali sehingga tali tersebut digunakan hanya apabila mereka mengalami

kompresi tinggi seperti dalam kasus beberapa lapisan luka lebih drum tali.

Taufik Nur Rohman

1.4.6 Klasifikasi Tali Kawat

Menurut arah puntir kabel individu dan helai, relatif terhadap satu sama

lain, tali kawat dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

1. Lintas atau biasa berbaring tali. Dalam jenis tali, arah memutar kabel dalam

untaian yang berlawanan dengan arah memutar dari tribun, sebagai ditunjukkan

pada Gambar. 20,8 (a). Tipe seperti tali yang paling populer.

2. Paralel atau lang berbaring tali. Dalam jenis tali, arah twist kabel dalam alur

yang sama dengan untai di tali, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 20,8 (b).

Tali ini memiliki permukaan bantalan yang lebih baik, tetapi lebih sulit untuk

sambatan dan tikungan lebih mudah saat dimuat. Tali ini lebih fleksibel dan

menolak memakai lebih efektif. Karena tali tersebut memiliki kecenderungan

untuk berputar, oleh karena itu digunakan dalam lift dan kerekan dengan cara

panduan dan juga sebagai tali pengangkutan.

3. Komposit atau sebaliknya meletakkan tali. Dalam jenis

tali, kabel dalam dua yang berdekatan helai yang memutar

ke arah yang berlawanan, seperti ditunjukkan pada

Gambar. 20,8 (c).

Taufik Nur Rohman

Catatan: The arah letak tali dapat tangan kanan atau tangan kiri, tergantung pada

apakah helai membentuk helixes tangan kanan tangan atau kiri, tetapi tangan

kanan berbaring tali yang paling sering digunakan.

1.4.7 Penunjukan Tali Kawat

Tali kawat yang ditunjuk dengan jumlah helai dan jumlah kabel di masing-

masing untai. Misalnya, tali kawat memiliki enam helai dan tujuh kabel di

masing-masing untai ditunjuk oleh 6 × 7 tali. Tabel berikut ini menunjukkan

penunjukan standar tali dan aplikasi mereka:

Tabel 1.4.7 Standar penetapan tali dan aplikasi mereka.

1.4.8 Sifat Tali Kawat

Tabel berikut ini menunjukkan sifat-sifat dari berbagai jenis tali kawat. Dalam

sifat ini, diameter tali kawat (d) dalam mm.

Tabel 1.4.8 (1) Kawat baja tali untuk tujuan pengangkutan di tambang.

Taufik Nur Rohman

Tabel 1.4.8 (2) Tali kawat baja suspensi untuk Lift, lift dan kerekan.

Tabel 1.4.8 (3) Baja tali kawat yang digunakan dalam sumur minyak dan

pengeboran sumur minyak.

Taufik Nur Rohman

Tabel 1.4.8 (4) Tali kawat baja untuk keperluan rekayasa umum seperti crane,

excavator dll.

The following table shows the diameter of wire (dw) and area of wire rope (A) for different types of wire ropes :

Taufik Nur Rohman

Tabel 1.4.8 (5) Diameter of wire and area of wire rope

The factor of safety for wire ropes based on the ultimate strength are given in the

following table.

Tabel 1.4.8 (6) Factor of safety for wire ropes.

The sheave diameter should be fairly large in order to reduce the bending stresses in the ropes when they bend around the sheaves or pulleys. The following table shows the sheave diameters for various types of wire ropes :

Tabel 1.4.8 (7) Sheave diameters (D) for wire ropes.

Taufik Nur Rohman

However, if the space allows, then the large diameters should be employed which give better and more economical service. The sheave groove has a great influence on the life and service of the rope. If the groove is bigger than rope, there will not be sufficient support for the rope which may, therefore, flatten from its normal circular shape and increase fatigue effects. On the other hand, if the groove is too small, then the rope will be wedged into the groove and thus the normal rotation is prevented. The standard rim of a rope sheave is shown in Fig. 1.4.8 (1) (a) and a standard grooved drum for wire ropes is shownin Fig. 1.4.8 (2) (b).

Sheave or pulleys for winding ropes

Taufik Nur Rohman

For light and medium service, the sheaves are made of cast iron, but for heavy crane service they are often made of steel castings. The sheaves are usually mounted on fixed axles on antifriction bearings or bronze bushings.

The small drums in hand hoists are made plain. A hoist operated by a motor or an engine has a drum with helical grooves, as shown in Fig. 20.9 (b). The pitch ( p ) of the grooves must be made slightly larger than the rope diameter to avoid friction and wear between the coils.

1.4.9 Wire Rope Fasteners

The various types of rope fasteners are shown in Fig. 1.4.9. The splices in wire ropes should be avoided because it reduces the strength of the rope by 25 to 30 percent of the normal ultimate strength.

Taufik Nur Rohman

The efficiencies of various types of fasteners are given in the following table.

Table 1.4.9 Efficiencies of rope fasteners.

1.4.10 Stresses in Wire Ropes

A wire rope is subjected to the following types of stresses :

1. Direct stress due to axial load lifted and weight of the ropeLet W = Load lifted,w = Weight of the rope, andA = Net cross-sectional area of the rope.

∴ Direct stress,

2. Bending stress when the rope winds round the sheave or drum. When a wire rope is wound over the sheave, then the bending stresses are induced in the wire which is tensile at the top and compressive at the lower side of the wire. The bending stress induced depends upon many factors such as construction of rope, size of wire, type of centre and the amount of restraint in the grooves. The approximate value of the bending stress in the wire as proposed by Reuleaux, is

Taufik Nur Rohman

A heavy duty crane. Cranes use rope drives in addition to gear drives

and equivalent bending load on the rope,

It may be noted that Er is not the modulus of elasticity for the wire material, but it is of the entire rope. The value of Er may be taken as 77 kN/mm2 for wrought ron ropes and 84 kN/mm2 for steel ropes. It has been found experimentally that Er = 3/8 E, where E is the modulus of elasticity of the wire material.

If σb is the bending stress in each wire, then the load on the whole rope due to bending may be obtained from the following relation, i.e.

Taufik Nur Rohman

where n is the total number of wires in the rope section.

3. Stresses during starting and stopping. During starting and stopping, the rope and the supported load are to be accelerated. This induces additional load in the rope which is given by

and the corresponding stress,

Where

a = Acceleration of the rope and load, andg = Acceleration due to gravity. If the time (t) necessary to attain a speed (v) is known, then the value of ‘a’ is given

by a = v / 60 tThe general case of starting is when the rope has a slack (h) which must be overcome before the rope is taut and starts to exert a pull on the load. This induces an impact load on the rope.

The impact load on starting may be obtained by the impact equation, i.e.

and velocity of the rope (vr) at the instant when the rope is taut,where

a = Acceleration of the rope and load,h = Slackness in the rope, andl = Length of the rope.

When there is no slackness in the rope, then h = 0 and vr = 0, thereforeImpact load during starting,

and the corresponding stress,

Taufik Nur Rohman

4. Stress due to change in speed. The additional stress due to change in speed may be obtained in the similar way as discussed above in which the acceleration is given by

where (v2 – v1 ) is the change in speed in m/s and t is the time in seconds.

It may be noted that when the hoist drum is suddenly stopped while lowering the load, it produces a stress that is several times more than the direct or static stress because of the kinetic energy of the moving masses is suddenly made zero. This kinetic energy is absorbed by the rope and the resulting stress may be determined by equating the kinetic energy to the resilience of the rope. If during stopping, the load moves down a certain distance, the corresponding change of potential energy must be added to the kinetic energy. It is also necessary to add the work of stretching the rope during stopping, which may be obtained from the impact stress.

5. Effective stress. The sum of the direct stress (σd) and the bending stress (σb) is called the effective stress in the rope during normal working. Mathematically,

Effective stress in the rope during normal working

Effective stress in the rope during starting

and effective stress in the rope during acceleration of the load

While designing a wire rope, the sum of these stresses should be less than the ultimate strength divided by the factor of safety.

Ropes on a pile driver

Taufik Nur Rohman