“SABUK DAN RANTAI” Untuk memenuhi tugas Mata Kuliah Elemen Mesin semester II
Disusun oleh: Ade Putra Romadaon (0420150002)
Konsentrasi Teknik Otomotif Politeknik Manufaktur Astra 2016
Sabuk dan Rantai Jarak yang jauh antara dua buah poros sering tidak memungkinkan transmisi langsung dengan roda gigi. Dalam hal demikian cara transmisi putaran atau daya yang lain dapat diterapkan,dimana sebuah sabuk luwes atau rantai dibelitkan sekeliling puli atau sprocket pada poros.
A. Sabuk Transmisi dengan elemen mesin yang luwes dapat digolongkan atas transmisi sabuk,transmisi rantai dan transmisi kabel atau tali. Dari macam-macam transmisi tersebut, kabel atau tali hanya dipakai untuk maksud khusus. Transmisi sabuk dapat dibagi atas tiga kelompok. Dalam kelompok pertama, sabuk rata dipasang pada puli silinder dan meneruskan momen antara dua poros yang jaraknya dapat sampai 10 (m) dengan perbandingan putaran antara 1/1 sampai 6/1. Dalam kelompok kedua,sabuk dengan penampang trapesium dipasang pada puli dengan alur dan meneruskan momen antara dua poros yang jaraknya dapat sampai 5 (m) dengan perbandingan putaran antara 1/1 sampai 7/1. Kelompok terakhir terdiri atas sabuk dengan gigi yang digerakkan dengan sprocket pada jarak pusat sampai mencapai 2 (m) dan meneruskan putaran secara tepat dengan perbandingan antara 1/1 sampai 6/1. Sabuk rata yang banyak ditulis dalam buku-buku lama belakangan ini pemakaiannya tidak seberapa luas lagi. Namun akhir-akhir ini dikembangkan sabuk rata untuk beberapa pemakaian khusus. Sebagian besar transmisi sabuk menggunakan sabuk-V karena mudah penanganannya dan harganya pun murah. Kecepatan sabuk direncanakan untuk 10 sampai 20 (m/s) pada umumnya, dan maksimum sampai 25 (m/s). Daya maksimum yang dapat ditransmisikan kurang lebih sampai 500 (kW). Karena terjadi slip antara puli dan sabuk,sabuk-V tidak dapat meneruskan putaran dengan perbandingan yang tepat. Dengan sabuk gilir transmisi dapat dilakukan dengan perbandingan putaran yang tepat seperti pada roda gigi. Karena itu sabuk gilir telah digunakan secara luas dalam industri mesin jahit,computer,mesin fotokopi,mesin tik listrik,dsb.
1. Sabuk V-belt Sabuk-V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Tenunan tetoron atau semacamnya dipergunakan sebagai inti sabuk untuk membawa tarikan yang besar. (Gambar 5.1). Sabuk-V dibelitkan di keliling alur puli yang berbentuk V pula. Bagian sabuk yang sedang membelit pada puli ini mengalami lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya akan bertambah
besar. Gaya gesekan juga akan bertambah karena pengaruh bentuk baji, yang akan menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah. Hal ini merupakan salah satu keunggulan sabuk-V dibandingkan dengan sabuk rata.
Gambar 1 Konstruksi Sabuk V
Gambar 2. Ukuran Penampang Sabuk V
Gambar 3. Diagram Pemilihan Sabuk
Sabuk-V sempit akan menjadi lurus pada kedua sisinya bila dipasang pada alur puli gambar 58. Dengan demikian akan terjadi kontak yang merata dengan puli sehingga keausan pada sisinya dapat dihindari. Ada tiga macam proporsi penampang untuk sabuk-V sempit.
Gambar 4. Persinggungan Antara Sisi Sabuk dan Alur Puli
Gambar 5. Ukuran Penampang Sabuk V Sempit
Faktor koreksi yang harus ditambahkan untuk meningkatkan putaran dan persyaratan kerja luar biasa.
Jumlah gigi puli yang terlalu sedikit dapat mengurangi umur sabuk. Jumlah minimum yang diizinkan untuk pelbagai tipe diberikan dalam Tabel di atas Jika sudut kontak sabuk adalah θ , maka jumlah pasang gigi yang terkait (JGT = Jumlah Gigi Terkait) dapat dihitung sebagai berikut :
di mana :
α
= Sudut kontakan sabuk pada puli kecil ( 0 )
pD
= Diameter lingkaran jarak bagi puli besar (mm)
pd
= Diameter lingkaran jarak bagi puli kecil (mm)
C
= Jarak sumbu poros (mm)
1z
= Jumlah gigi puli kecil
2. Golongan Rangkaian Sabuk a. Sabuk terbuka (open belt drive), sperti diperlihatkan gambar 9.6, digunakan untuk menghubungkan dua poros sejajar yang berputar dengan arah yang sama. Jarak kedua sumbu poros besar, sehingga sisi kencang sabuk harus ditempatkan di bagian bawah.
Gambar 6. Panjang Sabuk Terbuka
b. Sabuk silang (cross or twist belt drive), disebut juga sabuk punter digunakan untuk dua poros sejajar dengan putaran berlawanan arah. Perlu diperhatikan, bahwa terjadi persinggungan sabuk yang akan menimbulkan pengikisan sabuk satu sama lain. Untuk menghindarinya porosporos harus memunyai jar makasimum 20x lebar sabuk, dengan kecepatan dibawah 15 m/s.
Gambar 7. Panjang Sabuk Silang
c. Sabuk seperempat putaran (quarter turn belt drive), digunakan untuk poros tegak lurus dan berputar pada suatu arah tertentu. Jika dikehendaki arah lain perlu dipasang puli pegarah (guide pulley). Untuk mencegah lepasnya sabuk, lebar bidang singgung puli harus lebih besar atau sama dengan atau sama dengan 1,4 lebar sabuk.
Gambar 8. Sabuk Seperempat Putaran
d. Sabuk dengan puli pengencang, digunakan pada poros sejajar dengan sudut kontak yang kecil.
Gambar 9. Sabuk dengan Puli Pengencang
e. Sabuk bertingkat, digunakan jika dikehendaki perubahan kecepatan poros yang digerakan pada waktu poros penggerak berputar pada kecepatan konstan.
Gambar 10. Sabuk Bertingkat
B. RANTAI Rantai dibuat dari sejumlah mata rantai yang disambung bersama-sama dengan sambungan engsel sehingga memberikan fleksibilitas untuk membelit lingkaran roda (sprocket). Sprocket di sini mempunyai gigi dengan bentuk khusus dan terpasang pas ke dalam sambungan rantai seperti ditunjukkan pada Gambar 2.1. Sprocket dan rantai dipaksa untuk bergerak bersamasama tanpa slip dan rasio kecepatan dijamin sempurna.
Gambar 11. Sprocket Pada Rantai
Rantai lebih banyak digunakan untuk mentransmisikan daya dari poros satu ke poros lain ketika jarak pusat antara poros adalah pendek seperti pada sepeda, sepeda motor, mesin pertanian (tracktor), konveyor, rolling mills, dan lain-lain. Rantai bisa juga digunakan untuk jarak pusat yang panjang hingga 8 meter. Rantai digunakan untuk kecepatan hingga 25 m/s dan untuk daya sampai 110 kW. Dalam beberapa kasus, transmisi daya yang lebih tinggi juga memungkinkan menggunakan rantai. 1. Keuntungan dan kerugian rantai Keuntungan: 1. Tidak slip selama rantai bergerak, di sini rasio kecepatan yang sempurna dapat dicapai. 2. Karena rantai dibuat dari logam, maka rantai menempati ruang yang kecil dalam lebar dari pada belt. 3. Dapat digunakan untuk jarak pusat yang pendek dan panjang. 4. Memberikan efisiensi transmisi yang tinggi (sampai 98%). 5. Memberikan beban yang kecil pada poros. 6. Mempunyai kemampuan untuk mentransmisikan gerak ke beberapa poros hanya dengan satu rantai. 7. Mentransmisikan daya yang lebih besar disbanding belt.
8. Rasio kecepatan yang tinggi dari 8 sampai 10 dalam satu tahap. 9. Dapat dioperasikan pada kondisi atmosfir dan temperatur yang lebih besar. 1. 10.Biaya K produksi rantai relatif lebih tinggi (harga lebih mahal). 2. 11.Rantai 2e membutuhkan pemasangan yang akurat dan perawatan yang hati - hati
h
3. 12.Memerlukan .r pelumasan yang istimewa dan memperhatikan kelonggaran.
a
4. 13.Rantai 3u mempunyai fluktuasi kecepatan terutama ketika terlalu longgar.
t
5. .g
i
i
-
a
h
n
a
:
t
1
i
.
Gambar 12. Mekanisme Rantai dan Gear Pada Sepeda Balap
h a
2. Bagian-bagian yang biasa digunakan pada rantai adalah sebagai berikut
t 1. Pitch of chain (kisar dari rantai). Itu adalah jarak antara pusat engsel pada rantai seperti i pada Gambar 2.3. Kisar biasa dinotasikan p. ,
Gambar 13. Pitch of Chain
2. Diameter lingkar kisar dari sprocket rantai. Ini adalah diameter lingkaran dimana pusat engsel dari rantai diletakkan, ketika rantai dibelitkan melingkar ke sebuah sprocket seperti pada Gambar 2.3. Titik A, B, C dan D adalah pusat engsel dari rantai dan membentuk lingkaran melalui pusat tersebut dinamakan lingkaran kisar (pitch circle) dan diameternya dinamakan sebagai diameter lingkar kisar.
3. Jenis – Jenis Rantai Jenis rantai yang digunakan untuk mentransmisikan daya ada tiga tipe, yaitu : 1. Block atau bush chain (rantai ring). Seperti pada Gambar 2.4, tipe ini menghasilkan suara berisik ketika bergesekan dengan gigi sprocket. Tipe ini digunakan sedemikian luas seperti rantai conveyor pada kecepatan rendah.
Gambar 14. Block atau Bush Chain
2. Bush roller chain (rantai roll ring). Seperti pada Gambar 6, terdiri dari plat luar, plat dalam, pin, bush (ring) dan rol. Pin, bush dan rol dibuat dari paduan baja. Suara berisik yang ditimbulkan sangat kecil akibat impak antara rol dengan gigi sprocket. Rantai ini hanya memerlukan pelumasan yang sedikit.
Gambar 15. Bush Roller Chain
Gambar 16. Bush Roller Chain Pada Sepeda Moto
Rantai rol distandarisasi dan diproduksi berdasarkan pitch. Rantai ini tersedia dalam bermacammacam deret (baris), ada simplex chain, duplex chain, dan triplex chain.
Gambar 17. Tipe Rol Chain
3.
Silent chain (rantai sunyi). Seperti pada Gambar 2.8, rantai ini dirancang untuk menghilangkan pengaruh buruk akibat kelonggaran dan untuk menghasilkan suara yang lembut (tak bersuara).
Gambar 18 Silent Chain
4. Faktor Keamanan Untuk Rantai Faktor keamanan untuk rantai didefinisikan sebagai rasio kekuatan patah (WB) dari rantai terhadap beban total pada sisi penggerak rantai (W). Secara matematika ditulis: Faktor keamanan (n) =
WB W
Kekuatan patah rantai dapat diperoleh dari hubungan empiris sebagai berikut: WB = 106p2 (dalam Newton) untuk rantai roll WB = 106p (dalam Newton) per mm lebar untuk rantai sunyi (silent chain). Dimana
: p = pitch dalam mm.
Beban total (atau tarikan total) pada sisi penggerak rantai adalah jumlah gaya penggerak tangensial (FT), tarikan sentrifugal dalam rantai (FC) dan tarikan dalam rantai akibat pengendoran (FS). Gaya aksi tangensial penggerak rantai:
Daftar Pustaka
http://teknikmesinpnup.blogspot.co.id/2012/01/bab-ix-sabuk-dan-rantai-9_21.html (Diakses pada senin 16 Mei 2016 06:16:31 WIB) http://teknikdesaindanmanufaktur.blogspot.co.id/2014/10/kuliah-elemen-mesin-sabukdan-rantai.html (Diakses pada selasa 17 mei 2016 18:39:12 WIB) https://www.scribd.com/doc/118547898/sabuk-dan-rantai-belt-and-chain (Diakses pada selasa 17 Mei 2016 18:40:22 Wib)
