I.
Elemen Transmisi a. Roda Gigi Gear (Roda Gigi) 1 merupakan komponen mekanikal yang
menstransmisi-kan daya dan gerakan diantara sumbunya. Gear juga dapat mengubah mengubah arah putaran dan mengubah mengubah gerakan rotasi rotasi menjadi gerakan linier. Gear menjadi menjadi komponen permesinan yang digunakan diberbagai industri seperti: automotive industries, coal
i. ii.
plants industry, steel plants industry, paper industry, etc. biasaya digunakan dengan dua tujuan dasar: Gear biasaya ena enaik ikka kan n atau atau menu menuru runk nkan an kece kecepa pata tan n puta putar r enaikkan at atau menurunkan day daya a (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
•
%elical %elical gear digunak digunakan an jika e#isiens e#isiensii dan &uieter &uieter operatio operation n
• • •
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
•
menggunakan dua Helical gear yang yang Herringbone gear menggunakan
•
dipasangkan berla+anan disisi-sisinya. engan cara tersebut axial thrust dapat dicancel.
Intersecting Axes : Bevel Gear
•
%elical %elical gear digunak digunakan an jika e#isiens e#isiensii dan &uieter &uieter operatio operation n
• • •
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
•
menggunakan dua Helical gear yang yang Herringbone gear menggunakan
•
dipasangkan berla+anan disisi-sisinya. engan cara tersebut axial thrust dapat dicancel.
Intersecting Axes : Bevel Gear
•
memiliki bentuk konis. Straight Bevel gear memiliki Straight Bevel gear giginya
•
berbentuk lurus, sedangkan Spiral Bevel gear berbentuk berbentuk spiral. merupakan n bentuk bentuk khusus khusus dari spiral bevel Zerol Bevel gear merupaka dimana sudut sudut spiralny spiralnya a nol dan memiliki memiliki karakte karakterist ristik ik gear , dimana
•
Straight dan Spiral Bevel gear . igunakan untuk merubah arah putaran Intersecting Axes : iter Gear
•
adalah ah Bevel dengan jumlah gigi-gi gigi-gigi gi yang yang Miter Miter gear gear adal Bevel gear dengan
•
sama, sehingga rationya selalu 1:1 idak digunakan untuk merubah kecepatan putar
!onIntersecting Axes : Scre" Gear
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.
•
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 antara kedua 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.
/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.
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 tidak mampu 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 dengan menggunakan 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
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(ubung a. 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 disesuaikan sedemikian rupa dengan pasangan pulley nya.
iatas merupakan belt konvensional yang biasa digunakan sejak dulu. 9dapula konstruksi terbaru dari belt, yakni %igh /er#ormance omposite $ "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. ehingga
transmisi daya antar sprocket dilakukan dengan menggunakan chain (rantai). ontoh konstruksi dari rantai adalah sebagai berikut:
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 Gigi Rantai 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
. Rantai /emba+a (onveyor hain) empunyai bentuk khusus yang di rancang agar sesuai dengan #ungsinya sebagai pemba+a. 2ntuk rantai konveyor ini bentuk gigi dari sproketnya lebih panjang dan dalam.
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
". /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, kekakuan poros 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, timbulnya getaran 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-
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 :
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 :
. /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 :
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
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
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
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.
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,
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.
"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. )am am 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 datar adi, 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
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
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
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.
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
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 ba ntalan 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
d
Penurunan #aktu pemasukan dan pengaruh dari bahan poros. 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.
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
pembeliannya jika ada penggantian bearing.
untuk
memudahkan pemesanan1
/
$en!s%&en!s bear!ng antara la!n '
3 6
4 +. $ingle ro# groo5e ball bearings. 7
Bearing ini mempunyai alur dalam pada kedua
cincinnya. "arena memiliki alur, maka jenis ini mempunyai kapasitas dapat menahan beban secara ideal 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 pad a 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 +6
. $ingle ro# angular contact ball bearings +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. 28 2+ 22 2 2/
2 23 24 26
/. 'ouble ro# angular contact ball bearings 27
'isamping
menahan jenis
ini
menahan
dapat
beban
radial,
juga
dapat
beban
aksial
dalam 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 4 6 7 /8
luarnya.
9enis
ini
memiliki
kapasitas beban radial yang besar 3
sehingga ideal untuk menahan beban kejut.
3. $ingle ro# cylindrical bearings /+ 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
keuntungan,
karena
suatu 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. / //
/ /3 /4 /6
4. %apered roller bearings /7
'ilihat dari konstruksinya,
jenis ini ideal untuk beban aksial maupun radial. 9enis ini dapat dipisah, dimana cincin dalamnya dipasang rollernya
bersama dan
dengan
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
38 32 3 3/ 3 33 34 36
melakukan
pemasangan. Beban aksial minimum
3 6
mudah
4 kecepatannya.
yang
dapat ditahan tergantung dari
7 ketidaksebarisan
9enis
ini sangat sensitif terhadap
3+ (misalignment) poros terhadap rumahnya.
7. 'ouble direction thrust ball bearings
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. 48 4+ 42 4
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 dalam silinder, 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
