LAPORAN

TUGAS MATA KULIAH PERANCANGAN ELEMEN MESIN

PERANCANGAN ULANG KOPLING

DAYA 72 HP

PUTARAN 3000 RPM

Disusun Oleh

NAMA: JHONI OBERTON

NIM: 1107114302

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK MESINFAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU

2014

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI............................................................................................................i

DAFTAR GAMBAR............................................................................................iii

DAFTAR TABEL.................................................................................................iv

BAB I POROS.......................................................................................................3

1.1 Perencanaan Poros..............................................................................3

1.2 Perhitungan Poros input......................................................................3

BAB II PELAT GESEK........................................................................................9

2.1 Perencanaan Pelat Gesek....................................................................9

2.2 Perhitungan Pelat Gesek...................................................................10

2.3 Perencanaan Plat Tengah..................................................................12

BAB III PAKU KELING....................................................................................14

3.1 Perencanaan Paku Keling.................................................................14

3.2 Perhitungan Paku Keling..................................................................14

BAB IV SPLINE & NAFF..................................................................................18

4.1 Perencanaan Spline Naff...................................................................18

4.2 Perhitungan Spline Naff...................................................................19

4.3 Perencanaan Naff..............................................................................21

BAB V BANTALAN (BEARING).....................................................................23

5.1 Perencanaan Bantalan.......................................................................23

5.2 Perhitungan Bantalan........................................................................23

BAB VI BAUT.....................................................................................................29

6.1 Perencanaan Baut..............................................................................29

6.2 Perhitungan Baut..............................................................................29

KESIMPULAN.....................................................................................................31

DAFTAR PUSTAKA...........................................................................................33

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Komponen Kopling.............................................................................1

Gambar 1.1 Poros.................................................................................................3

Gambar 2.1 Pelat Gesek.......................................................................................9

Gambar 3.1 Paku Keling....................................................................................14

Gambar 4.1 Spline..............................................................................................18

Gambar 4.2 Naff.................................................................................................18

Gambar 5.1 Bearing............................................................................................23

Gambar 6.1 Baut.................................................................................................29

iii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Koefisien gesek beserta tekanan yg diizinkan....................................10

Tabel 5.1 Bantalan Rol Kerucut..........................................................................24

Tabel 5.2 Harga X dan Y....................................................................................27

iv

Gambar 1 Komponen Kopling

1

Prinsip Kerja Kopling

Kopling merupakan suatu komponen mesin yang berfungsi untuk

menyalurkan dan memutuskan daya dan putaran dari engine ke transmisi

bersamaan dengan poros. Cara kerja kopling adalah, disaat pedal kopling

diinjak/ditekan maka tuas kopling akan mendorong release bearing, kemudian

release bearing juga mendorong pegas diafragma. Pada bagian tengah titik pegas

diafragma diberi paku keling untuk menahan pegas diafragma, akibat dorongan

dari release bearing bagian sisi diafragma yang lain menungkit sehingga

mendorong pelat tengah. Dorongan pelat tengah tersebut mendorong pelat gesek

dan bergesekan secara langsung yang menyebabkan terjadinya getaran, namun

pegas yang terdapat pada pelat gesek meredam getaran yang terjadi pada pelat

gesek. Gesekan yang berlangsung menyebabkan keausan, namun karena

perbedaan bahan pada material dimana pelat tengah berbahan baja dan pelat gesek

berbahan asbes menyebabkan pelat gesek lebih rentan aus dan menipis

dibandingkan pelat tengah. Pada bagian pelat gesek terdapat naff yang menjadi

tempat dudukan splines, sehingga pelat gesek terdorong sepanjang splines.

Disamping pelat gesek bergesekan dengan pelat tengah pelat gesek juga

bergesekan dengan flywheel. Putaran dari engine yang diteruskan melalui

flywheel ke poros tidak diteruskan ke transmisi oleh pelat gesek. Ketika pedal

kopling dilepas/ bebas, release bearing kembali pada dudukannya semula, hal ini

disebabkan oleh sifat pegas diafragma yang elastis (kembali pada posisi semula

apabila beban sudah tidak ada). Begitu juga halnya dengan pelat tengah dan pelat

gesek yang kembali pada posisi semula, karena tidak ada lagi gaya dorongan yang

bekerja pada bagian komponen. Ketika pelat gesek telah bebas (tidak bergesekan

dengan flywheel) maka pelat gesek kembali menghubungkan/menyalurkan daya

dan putaran dari engine melalui poros.

2

BAB I

POROS

1.1 Perencanaan Poros

Gambar 1.1 Poros

Poros input untuk menyalurkan/mentransmisikan daya dari putaran mesin

kepada kopling yang selanjutnya ketransmisi.

1.2 Perhitungan Poros input

Poros input mengalami tegangan puntir akibat beban yang diteruskan dari

engine sebesar 72 HP dengan putaran 3000 rpm, dan poros juga mengalami

tegangan lentur akibat berat/beban kopling (pelat gesek, pelat tengah, rumah

kopling (cover), naff, dan komponen kopling yang lainnya sebesar 17,117 kg).

Tegangan Puntir yang terjadi pada poros

T = 60 P .746 . 1000

2⫪n

= 60.72. 746 .1000

2⫪ (3000)

= 171057,325 N.mm

Faktor keamanan (Sf) = 2,5

Sut = 800 MPa = 800000000 Pa = 800000000 N/m2 = 800 N/mm2

3

Kekuatan tarik (δ)

δ = SutSf

= 8002,5

= 320 N/mm2

τ = 0,8 δ

τ = 0,8 x 320

τ = 256 N/mm2

(τ < δ ; layak untuk dipakai)

Tegangan puntir yang terjadi pada poros adalah

τ = T . r

J

diketahui T = 171057,325 N.mm

τ = 256 N/mm2

r = ½ d (yang akan dihitung)

J = ⫪/32 (d4)

τ = T . r

J

256 = 171057,325 x ½ d

⫪/32(d ⁴)

256 = (85528,66242)d(0,098125)d ⁴

25,12 d3 = 85528,66242

4

d = 3√ 85528,6624225,12

= 15,044 mm = 15 mm

Dari perhitungan didapatkan diameter poros sebesar 15 mm, dengan

diameter fillet sebesar 2 mm (asumsi). Dengan diketahuinya diameter poros dan

diameter fillet maka diameter poros output dapat dihitung dengan menjumlahkan

diameter poros dan diameter fillet (15 + 2 = 17 mm). Poros output berfungsi untuk

meneruskan putaran dari kopling ke transmisi, dengan besar daya yang sama

dengan poros input.

Seperti halnya poros input, poros output juga mengalami tegangan puntir

akibat beban yang diteruskan dari engine sebesar 72 HP dengan putaran 3000

rpm, dan poros output juga mengalami tegangan lentur akibat berat/beban kopling

(pelat gesek, pelat tengah, rumah kopling (cover), naff, dan komponen kopling

yang lainnya sebesar 17,117 kg.

Untuk menentukan panjang pada poros, nilai E = 200 GPa = 2 x 105

N/mm2. Dimana L1 = panjang poros input; L2 = panjang poros output; L3 =

panjang poros output = 60 mm.

δ = P . LA . E

= 1E

(P . L ₁A ₁

+ P . L ₂

A ₂ +

P . L ₃A ₃

)

320 = (2 x72 x746 x1000)(L+60+L)

2 x 105[⫪4

( 152 )+⫪4

(21,252 )+⫪4

(172 )]

320 = (107424000)(2 L+60)

2×105(757,966)

320 = (214848000L )+(6445440000)

151593200

4,851 x 1010 = 214848000 L + 6445440000

4,851 x 1010 – 6445440000 = 214848000 L

4,206 x 1010 = 214848000 L

5

L = 4,206 x10¹⁰214848000

L = 195,787 mm

Tegangan yang terjadi harus lebih kecil dari tegangan yang diizinkan. Dari

perhitungan telah didapatkan beban keseluruhan pada poros kopling sebesar

17,117 kg = 171,17 N, panjang splines diasumsikan = 60 mm, beban yang terjadi

juga diasumsikan beban terpusat yang terjadi tepat ditengah – tengah splines (60/2

= 30), sedangkan tebal bantalan = 15,25 mm (tabel 5.1) dan diameter dalam

bantalan = diameter poros output = 17 mm. Sehingga dengan demikian jarak

ujung poros input ke pusat beban sebesar (30 + 15,25 = 45,25 mm), (beban

diasumsikan beban terpusat). Sedangkan jarak poros output ke pusat beban

sebesar (195,787 – 45,25 = 150,537 mm), hal ini disebabkan oleh panjang

keseluruhan poros = 195,787 mm. Sehingga perhitungan untuk tegangan yang

terjadi pada poros kopling adalah sebagai berikut :

Gaya aksial yang terjadi di titik b :

Ʃfy = 0

– 171,17 N (45,25 mm) + by (195,787 mm) = 0

(– 7745,44 N.mm) + by 195,787 mm = 0

6

a

b

by 195,787 mm = 7745,44 N.mm

by = 7745,44 N .mm

195,787 mm

by = 39,561 N

Gaya aksial yang telah dihitung digunakan untuk perhitungan tegangan

pada sumbu Y.

Tegangan pada sumbu Y

δy = fx⫪4

d ² =

39,561⫪4

(17) ² = 0,174 N/mm2 (tekan)

Tegangan pada sumbu X

δx = m. y

I =

(171,17 x 45,25)( 12

17)

⫪64

(17) ⁴ = 16,066 N/mm2 (tarik)

δx < δ (16,066 < 320) (layak digunakan)

τxy= 256 N/mm2

Lingkaran Mohr

δ1 (max) = δx+δy2

+√( δx−δy2 ) ²+τ xy ²

= (16,066+0,174)

2+√((16,066−0,174)

2 ) ²+(256) ²

= 264,243 N/mm2

δ2 (min) = δx+δy2

−√( δx−δy2 ) ²+τ xy ²

7

= (16,066+0,174)2

−√( (16,066+0,174 )2 ) ²+(256)²

= –248,003 N/mm2

δe = √δ 12+δ 22−δ 1 . δ 2

= √264,2432+(−248,003¿¿2)−264,243 .(–248,003)¿

=√196863,351 = 443,693 N/mm2

Tegangan geser maksimal

τxˈyˈ max = R = √( δx+δy2 ) ²+τ xy ²

= √ (16,066+0,174 )²2

+256²

= √65,934+65536

= 256,1287 N.mm

τxy < τxˈyˈ (256 < 256,1287) layak untuk digunakan.

Tan 2θs = ( δx−δy2 τxy )

= ( 16,066−(−0,174)

2(256) )

2θs = 0,0317 Tan-1

θs = 1,8167/2

θs = – 0,908˚ (CW)

Perputaran sudut sebesar 0,908˚ searah jarum jam

8

BAB II

PELAT GESEK

2.1 Perencanaan Pelat Gesek

Gambar 2.1 Pelat Gesek

Fungsi utama pelat gesek pada komponen kopling adalah untuk

menghubungkan dan memutuskan putaran dari mesin (engine) ke transmisi (gear

box). Proses pemindahan tenaga atau cara kerja yang dilakukan oleh pelat gesek

adalah melalui gesekan antara bagian penggerak (drive) dengan yang akan

digerakan (driven). Pada pelat gesek terdapat pegas yang berfungsi sebagai

peredam getaran dan penahan gaya permukaan terhadap pelat gesek. Pegas ini

juga berfungsi sebagai penerus daya dari HUB kepelat. Pada pegas ini bekerja

momen torsi yang mengakibatkan tegangan geser.

9

2.2 Perhitungan Pelat Gesek

Bahan pelat gesek yang digunakan adalah asbes, dengan memperhatikan

faktor pada tabel 2.1.

Tabel 2.1 Koefisien gesek beserta tekanan yg diizinkan

Ukuran pelat gesek yang akan ditentukan adalah diameter dalam (d) dan

diameter luar (D). Rasio perbandingan diameter dalam (d) dan diameter (D) luar

berkisar 0,6 – 0,8. Dalam hal ini dipilih 0,8 untuk meminimalkan nilai produksi.

Daya yang diteruskan melalui pelat gesek adalah 72 HP dengan putaran 3000

rpm.

Diketahui: Daya (P) = 72 HP

Putaran (n) = 3000 rpm

µ = 0,35

Pa = 0,007 kg/mm2 = 0,07 N/mm2

Dd

= 0,8 d = 0,8 D

10

Tegangan puntir (T) yang terjadi pada pelat gesek dengan daya 72 HP dan

putaran 3000 rpm adalah sebagai berikut:

T = 60. P .746 .1000

2.∏. n

=60. (72 ) .746 .1000

2∏ (3000) = 171057,325 kg.mm

Tegangan puntir pada pelat gesek:

T = µ.P.A.Rm

Diketahui : T = 171057,325

µ = 0,35 (Tabel 2.1)

Pa = 0,007 kg/mm2 = 0,07 N/mm2 (Tabel

2.1)

P = 72 HP

A = ⫪/4. (D2 – (0,8D2)

Rm = D+0,8

4

Ditanya : D = ?

Dengan data – data yang telah diketahui maka diameter luar (D) pada pelat

gesek dapat dihitung, sebagai berikut:

T = µ.Pa.A.Rm

171057,325 = 0,35 (0,07) ∏4

(D2 – d2) (D+d

4)

171057,325 = 0,35 (0,07) ∏4

[D2 ─ (0,8 D2)] (D+0,8 D

4)

171057,325 = 0,0192325 (0,36 D2) (0,45 D)

171057,325= 0,003116 D3

11

Sehingga diameter luar (D) adalah:

D3 = 171057,325

0,003116 = 54902348,24

D = 3√54902348,24

D = 380,047 mm

Dengan diketahuinya rasio perbandingan (Dd

) = 0,8 dan didapatkannya

nilai dari ukuran diameter luar (D) pada pelat gesek, maka ukuran diameter dalam

(d) pada plat gesek juga dapat dihitung sebagai berikut:

Dd

= 0,8

d = 0,8 x 380,047

d = 304,038 mm

Syarat tebal pelat gesek berkisar antara 2 mm – 5 mm sehingga dipilih t =

4 mm, sebab semakin tebal pelat gesek yang direncanakan maka semakin baik

karena semakin lama umur pemakaiannya. Bahan pelat gesek yang digunakan

adalah asbes dengan massa jenis (yasbes) = 2,1 gr/cm3 = 0,0021 gr/mm3. Adapun

berat pelat gesek yang direncakan adalah sebagai berikut :

W 1 = 2 π ( D 2−d2 ) .t .y4

= 2 π (380,0472 – 304,0382) (4 x 0,0021

4)

= 685,731 gr = 0,6857 kg

2.3 Perencanaan Plat Tengah

12

Pelat tengah berfungsi untuk menyatukan pelat gesek dengan rumah

kopling. Dimensi – dimensi pelat tengah yang direncanakan adalah sebagai

berikut :

Diameter luar pelat tengah sama dengan diameter luar pelat gesek

Do = D = 380,047 mm

Diameter dalam pelat tengah didapatkan dari ½ besar dari diameter dalam pelat

gesek.

do = ½ d

= ½ x 304,038

= 152,019 mm

Sama seperti halnya pelat gesek, ketebalan pelat tengah juga berkisar

antara 2 mm – 5 mm. Dalam hal ini tebal pelat gesek (t) = 4 mm, karena semakin

tebal maka semakin baik untuk durasi pemakaiannya. Bahan pelat tengah yang

digunakan adalah baja dengan besar massa jenis (y baja) = 7,8 gr/cm3 = 0,0078

gr/mm3. Adapun perhitungan berat pada pelat tengah adalah :

Berat pelat tengah

W2 = 2 ⫪ (Do2 – do2) t . y/4

= 2 ⫪(380,0472 – 152,0192) 4 x (0,0078/4)

= 5943,03 gr = 5,943 Kg

Berat rumah kopling (tebal rumah kopling = 5 mm; (y baja) = 7,8 gr/cm3 =

0,0078 gr/mm3)

W3 = ¼ ⫪ [(Dco + 2 . t) 2 – Din2] t . y

= ¼ ⫪ (380,047 + (2 x 5)) 2 – 15,0442] . 5 x (0,0078)

13

= ¼ ⫪ [(152136,66) – 226,322] (0,039)

= ¼ ⫪ (151910,338) (0,039)

= 4650,73 gr = 4,65 Kg

14

BAB III

PAKU KELING

3.1 Perencanaan Paku Keling

Gambar 3.1 Paku Keling

Paku keling yang dipasang pada pelat gesek dan pelat penghubung

berfungsi menahan pelat gesek saat akan meneruskan putaran kepelat penghubung

dan seterusnya ke HUB, dan selanjutnya keporos.

3.2 Perhitungan Paku Keling

Paku keling mengalami tegangan geser akibat beban F1 dan F2 atau FR

yang diteruskan dari engine sebesar 72 HP dengan putaran 3000 rpm. Tegangan

tarik yang diizinkan pada paku keling adalah sebesar 140 MPa dan jumlah paku

keling yang direncanakan adalah 20 buah.

Tegangan geser pada paku keling

T = 60. P .746 .1000

2.∏. n

=60. (72 ) .746 .1000

2∏ (3000) = 171057,325 N.mm

Sebelum menentukan besar diameter paku keling terlebih dahulu

menentukan besar gaya yang bekerja pada paku keling F1 dan F2. Untuk dapat

15

menentukan gaya – gaya yang bekerja pada paku keling, maka R1 dan R2 harus

dicari terlebih dahulu. Dalam hal ini jari – jari dalam dan luar pelat gesek harus

diketahui.

Jari – jari luar pada pelat gesek:

R = ½ D

= ½ (380,047) = 190,024 mm

Jari – jari dalam pada pelat gesek:

r = ½ d

= ½ (304,038)

= 152,019 mm

Jarak keliling paku keling ke pusat R dan r (R1 dan R2) adalah sebagai

berikut:

Besar permukaan yang akan diberi paku keling:

R – r = 190,024 – 152,019 = 38,005 mm

Titik pusat paku keling 1 (R1)

38,005/2 = 19,0025 mm

19,0024/2 = 9,50125 mm

R1 = R – 9,50125

= 190,024 + 9,50125

= 180,523 mm

Titik pusat paku keliling 2 (R2)

R2 = r + 9,501125

= 152,019 + 9,501125

= 161,520 mm

16

Berdasarkan perhitungan didapatkan tegangan geser sebesar 171057,325

N/mm2, R1 sebesar 180,5225 mm dan R2 161,52 mm, sehingga kita dapat

menentukan besar gaya – gaya yang bekerja pada posisi pertama dan kedua paku

keling.

Gaya pada pelat gesek (FR/2 F1 dan F2)

T = F1 R1 F1 = T/ R1

= 171057,325 / 180,523

= 947,565 N

T = F2 R2 F2 = T/ R2

= 171057,325 / 161,52

= 1059,047 N

Ukuran dimensi paku keling pada pelat gesek diasumsikan sama, maka

gaya yang bekerja juga diasumsikan sama dengan merata – ratakan gaya yang

bekerja pada paku keling.

FR = (F1 + F2)/2

= (947,565 + 1059,047) / 2

= 1003,306 N

Tegangan geser

τ = 0,8 δt

= 0,8 x 140

= 112 MPa

17

Dengan diketahuinya beberapa komponen maka dimensi dari paku keling

dapat dihitung.

Diketahui : τ = 112 MPa

n = 1

z = 20

FR = 1003,307 N

τ = F R

n . z . A

112 = 1003,307

20 x 1x⫪4

d ²

560 d2 = 1003,307

d = √ 1003,307560

= 0,896 mm

18

BAB IV

SPLINE & NAFF

4.1 Perencanaan Spline Naff

Gambar 4.1 Spline

Spline berfungsi untuk meneruskan daya dan putaran melalui poros yang

diteruskan dari pelat gesek ke transmisi.

Gambar 4.2 Naff

Naff merupakan salah satu komponen kopling yang berfungsi sebagai

tempat dudukan spline, secara tidak langsung naff juga memiliki fungsi yang

sama dengan spline yaitu meneruskan daya dan putaran dari engine ke transmisi

bersamaan dengan spline.

19

4.2 Perhitungan Spline Naff

Spline yang direncanakan atau ketentuan ukuran spline antara lain :

Jumlah spline (i) : 14 buah

Faktor keamanan (fs) : 10 (bekerja pada kondisi pembebanan dinamis)

Jarak antara spline (s) : (0,5) x 5

Tinggi spline (h) : D – ds / 2 (yang ditanya)

P : 10000 Psi = 7350 kW

Tegangan puntir

T = 60 P .746 . 1000

2⫪n

= 60.72. 746 .1000

2⫪ (3000)

= 171057,325 N.mm

Tegangan tarik

σ = Pfs

= 7350

10 = 735 N/mm

Tegangan geser diizinkan

τ = σ

1,73 =

7351,73

= 424,855 N/mm2

Diameter spline (Ds) dihitung berdasarkan rasio perbandingan diameter

spline dan diameter poros output (Dp)

DpDs

= 0,8

Ds = Dp0,8

20

Ds = 170,8

= 21,25 mm

Adapun jari – jari rata – rata splines adalah :

R = ¼ x (Ds + Dp)

= ¼ x (21,25 + 17)

= 9,56 mm

Tinggi splines

h = 0,1 x Ds

= 0,1 x 21,25 = 2,125 mm

Lebar splines

w = 0,25 x Ds

= 0,25 x 21,25

= 5,3125 mm

Diameter rata – rata splines

Dms = 2 R

= 2 (9,56)

= 19,12 mm

Koreksi faktor keamanan pada splines

Diketahui : ɭ = 60 mm (direncanakan)

µ = 0,75 (untuk distribusi pembebanan merata)

Jumlah splines (i) = 14 buah

21

Tegangan geser yang terjadi pada splines

τg = T

R . F . i . µ

F = 0,8 x Dms x ɭi

= 0,8 x 19,12 x 6014

= 91,776 mm2

τg = T

R . F . i . µ

τg = 171057,325

9,56 x91,776 x 10 x0,75

= 65,554 N/mm2

Tegangan geser yang terjadi (τg) < dari tegangan yang diizinkan (65,554 N/mm2 <

424,855 N/mm2)berarti masih layak untuk digunakan.

4.3 Perencanaan Naff

Pada naff untuk komponen kopling yang direncanakan memiliki panjang yang

sama dengan panjang spline (ɭ) = 60 mm. Dimensi yang direncanakan pada naff :

Diameter luar naff yang direncanakan sama dengan diameter dalam pelat tengah

(do).

Dout = do =152,019 mm

Diameter dalam (Din) naff yang direncanakan sama dengan diameter poros output

(dp)

Din = dp = 17 mm

22

Bahan naff yang digunakan adalah baja dengan besar massa jenis (y baja) = 7,8

gr/cm3 = 0,0078 gr/mm3 dengan tebal naff (t) yang direncanakan sebesar 6 mm.

Berat naff

W4 = ¼ ⫪ (Dout 2 – Din

2) t . y

= ¼ ⫪ (152,0192 – 172) 6 x 0,0078

= 838,39 gr = 0,838 Kg

23

BAB V

BANTALAN (BEARING)

5.1 Perencanaan Bantalan

Gambar 5.1 Bearing

5.2 Perhitungan Bantalan

Bantalan yang digunakan pada perencanaan kopling adalah bantalan rol

kerucut. Untuk diameter dalam bantalan sama dengan diameter poros, sedangkan

untuk diameter luar dan perhitungan dimensi yang lainnya ditentukan berdasarkan

tabel 5.1.

24

Tabel 5.1 Bantalan Rol Kerucut

Daya yang diteruskan pada bantalan adalah sebesar 72 HP dan putaran

3000 rpm. Dengan diketahuinya diameter poros output (dp) = diameter dalam

bantalan (d) adalah 17 mm, berdasarkan tabel diatas maka didapatkan data sebagai

berikut :

Diketahui : d = 17 mm ; r = 8,5 mm

D = 47 mm ; R = 23,5 mm

B = 14 mm

e = 0,28

25

C = 2030 kg = 20300 N

L = 500 . fh10/3 fh = fn . cp

fn = (33,3

n )3/10

= (33,33000)3/10

= 0,259 N

P = x .v . fr + y . Fa

Gaya radial (fr)

fr = (TR )

= (171057,325

23,5 )

= 7279,035 N

P = (fA )

0,07 = (f 1A )

A = (⫪4 ) (D2 – d2)

= (⫪4 ) (472 – 172)

= 1507,2 mm2

26

f1 = A . P

= 1507,2 x 0,07 = 105,504 N

Jarak pegas diafragma ɭ1 dan ɭ 2

Sebelumnya telah diketahui besar permukaan pelat gesek yang akan

bersentuhan langsung dengan flywheel dan pelat tengah pada rumah kopling

sebesar (R – r)/2 = 38,005/2 = 19,0025 mm (titik pangkal pegas diafragma).

Sedangkan untuk menghitung panjang keseluruhan pegas diafragma kita harus

mengetahui titik ujung pegas diafragma yang terletak dititik tengah permukaan

bantalan [r + ((R – r)/2) = 8,5 + ((23,5 – 8,5)/2) = 16 mm]. Panjang keseluruhan

pegas diafragma adalah :

L = 19,0025 + r (pelat gesek) – [r (bantalan) + 7,5]

= 19,0025 + 152,019 – (8,5 + 7,5)

= 155,0215 mm

Panjang keseluruhan pegas diketahui sebesar 155,0215 mm, namun untuk

melekatkan pegas diafragma pada rumah kopling harus diberi paku keling yang

memiliki panjang masing – masing berbeda. Panjang pegas diafragma dari titik

ujung ke titik paku keling (ɭ1) dan panjang pegas diafragma dari titik pangkal ke

titik paku keling (ɭ 2) dapat dihitung sebagai berikut :

(ɭ1) = (Rg – rg)/2

= 38,005/2

= 19,0025 mm

(ɭ2) = L – ɭ1

= 155,0215 – 19,0025

27

= 136,019 mm

Gaya aksial pada bantalan (f2 = fa )

f1 . ɭ 1 = f2 . ɭ 2

105,504 x 19,0025 = f2 . 136,019

2004,84 = 136,019 f2

f2 = 2004,84 /136,019

f2 = fa = 14,73 N

Tabel 5.2 Harga X dan Y

Fa / V Fr < e Fa / V Fr < eX Y X Y1 0 0,4 Y₁

Untuk harga V diambil = 1, hal ini disebabkan oleh pembebanan pada

cincin dalam yang berputar.

faV . fr

= 14,74

1. 7279,035 = 0,002025

Nilai Fa / V . Fr < e (0,002025 < 0,28), sehingga nilai X = 1 dan Y = 0

yang didapatkan dari tabel 5.2.

P = x .v . fr + y . fa

= (1 x 1 x 7279,035) + ( 0 x 14,74)

= 7279,035 N

28

fh = fn . cp

= 0,259 x 20300

7279,035 = 0,722 N

Penentuan umur bantalan

L = 500 . fh 10/3

= 500 x 0,722 10/3

= 169,0628 hari = 4057,507 jam

29

BAB VI

BAUT

6.1 Perencanaan Baut

Gambar 6.1 Baut

6.2 Perhitungan Baut

Pada perencanaan baut kali ini bahan yang digunakan adalah baja karbon

rendah dengan besar tegangan tarik (δ) = 140 MPa, diasumsikan beban yang

didapatkan baut sebesar 10000 N adapun beban adalah beban berubah sehingga di

rencanakan faktor keamanan = 6 (kasar). Adapun perhitungan untuk baut adalah

sebagai berikut :

Tegangan puntir yang terjadi pada baut

τ = 0,8 . 1

15 . δ

= 0,8 . 1

15 . 140

= 7,467 MPa

τ =

F

6⫪4

D ²

30

7,467 = 10000

6⫪4

D ²

35,170 D2 = 10000

D =√ 1000035,170

D = 16,86 mm = 16 m

Berdasarkan tabel yang terdapat pada buku sularso, didapatkan ukuran

dimensi baut sebagai berikut :

M 16 Dluar = 16 D1dalam = 13,835

Berat keseluruhan komponen kopling

Wtot = W1 + W2 + W3 + W4 + WL

= (0,6857 + 5,943 + 4,65 + 0,838 + 5) kg

= 17,117 kg

31

KESIMPULAN

Perancangan ulang kopling dengan daya yang direncanakan sebesar 72 HP

dan putaran 3000 rpm, maka dapat disimpulkan untuk perencanaan komponen –

komponen kopling berdasarkan perhitungan sebagai berikut :

1. Diameter poros input = 15 mm dan diameter output = 17 mm, ukuran ini

sudah layak untuk digunakan karena bahan yang digunakan adalah baja

karbon tinggi.

2. Panjang poros kopling adalah 421,57 mm

3. Diameter luar pelat gesek = 380,047 mm; diameter dalam pelat gesek =

304,038 mm; dan berat pelat gesek = 0,6875 kg. Penggunaan pelat gesek

untuk perancangan ulang kopling dimaksud untuk meminimalkan biaya

produksi.

4. Diameter luar untuk pelat tengah = diameter luar pelat gesek = 380,047

mm; diameter dalam pelat tengah = 152,019 mm; dan berat pelat tengah =

5,943 kg. Penggunaan pelat tengah adalah sebagai pelakat pelat gesek dan

rumah kopling.

5. Diameter untuk paku keling = 0,896 mm. Paku keling digunakan untuk

mengikat pelat gesek pada pelat pembawa, serta melekatkan pegas

diafragma pada rumah kopling (cover).

6. Diameter spline = 21,25 mm; tinggi spline = 2,125 mm; lebar spline =

5,3125 mm. Penggunaan spline pada poros agar poros tidak slip disaat

akan mentransmisikan daya dan putaran.

7. Diameter luar naff = 152,019 mm (yang akan dijadikan tempat dudukan

spline); diameter dalam naff = 17 mm (yang akan dijadikan tempat

dudukan poros); berat naff = 0,838 kg.

32

8. Untuk diameter dalam bantalan = diameter poros = 17 mm; sedangkan

diameter luar bantalan ditentukan berdasarkan tabel 5.1. Jenis bantalan

yang digunakan adalah bantan rol kerucut, karena mampu menahan beban

yang berubah – ubah dengan umur yang direncanakan = 169,0628 hari =

4057,507 jam.

9. Diameter luar baut = 16 mm; diameter dalam baut = 13,835 mm. Baut

berfungsi untuk mengikat kopling pada roda penerus (flywheel)

33

DAFTAR PUSTAKA

Sularso, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, 1987, Jakarta, PT.

Pradnya Paramita

Stolk, Ir, Elemen Mesin; Elemen Konstruksi dari Bangunan Mesin, 1993, Jakarta,

Erlangga

Muchlis Zain 2009.http://digilib.unimed.ac.id/perencanaan-sistem-kopling-toyota-

avanza-dengan-spesifikasi-daya-92-hp-dan-putaran-6000-rpm-

3077.html (Diakses pada tanggal 16 agustus 2014 pukul 20:09 WIB)

Mardiyan, 2010.Kopling. Http:// Mardiyan22.wordpress.com/2010/11/20/kopling,

(Diakses pada tanggal 18 Agustus 2014 pukul 22.55 WIB.)

Adiedeck, (2012).Http://otogembel.wordpress.com/2012/08/05/kopling. Diakses

pada 18 Agustus 2014 pukul 22.30 WIB.

34