59292115 kijang inova lengkap

Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada zaman sekarang ini teknologi berkembang dengan pesat

sejalan dengan itu banyak ditemukan berbagai peralatan mesin., dimana hal ini

tak pernah terpikirkan oleh manusia sebelumnya. Seperti yang telah kita kita

ketahui, saat ini industri-industri otomotif khususnya berpacu untuk

menciptakan sesuatu yang baru.

Dari perkembangan teknologi itu tadi, untuk sekedar mengikuti

jalannya teknologi tersebut, setiap mahasiswa yang lulus elemen mesin I dan

sedang mengikuti atau telah lulus elemen mesin II , diwajibkan merancang

salah satu komponen kendaraan yang telah diciptakan / dibuat oleh para ahli

tadi. Rancangan yang kita uraikan adalah kopling, yang merupakan salah satu

alat vital pada kendaraan bermotor.

Dalam hal ini penulis mencoba merancang kopling KIJANG

INNOVA Dengan jenis kopling plat tunggal kering. Adapun penulis memilih

kopling plat tunggal kering dalam perancangan ini adalah :

1. Komponennya sedikit.

2. Penghubung gaya operasinya berjalan halus dan tidak berisik.

3. Pada kecepatan tinggi penekanan pegas akan menurun dengan adanya efek

sentrifugal.

4. Tekanan yang berlaku pada plat penekanan lebih merata.

5. Pada pegas tidak perlu penekanan yang kuat.

Wahyu Afridinata

07100172110221


1.2 Tujuan Rancangan.

Tujuan dari rancangan ini secara umum adalah untuk

meningkatkan kreatifitas, gairah membaca dan kecintaan dalam menimba ilmu

pengetahuan, yakni menguji kebenaran hipotesa (Keseimpulan sementara),

untuk membuktikan kebenaran dari data yang diperoleh dan juga untuk

mendapatkan temuan-temuan baru yang mungkin dapat kita sumbangkan bagi

kemajuan dunia otomotif dinegara kita ini. Sedangkan tujuan secara khusus

yang diperoleh dalam penulisan laporan ini adalah untuk memperoleh

gambaran yang lebih jelas tentang cara kerja kopling itu sendiri disamping

juga sumbangan pikiran dalam penyempurnaan dan pengembangan dunia

otomotif dinegara kita ini.

1.3 Manfaat.

1. Khusus.

Agar penulis dapat mengaplikasikan perkuliahan tentang mesin

dijurusan teknik mesin.

2. Umum.

Agar penulis dapat memecahkan masalah yang ada dalam

pembuatan rancangan kopling ini.

Agar penulis dapat membuat tugas rancangan kopling dengan baik.

1.4 Pembatasan masalah.

Dalam perencanaan perancangan kopling ini, penulis hanya akan

membahas sesuai dengan topik laporan, yakni Kopling Kijang Innova plat

gesek tunggal. Dimana dalam rancangan elemen ini penulis akan

Wahyu Afridinata

07100172110222


menggunakan rumus yang didapat dari buku panduan untuk menghitung

diameter poros, plat gesek, naft, pegas dan perancangan paku keling.

1.5 Sistematika Laporan

Untuk memberi gambaran yang lebih jelas tentang maksud dan

tujuan serta hubungan antara bagian-bagian yang terpenting dalam penulisan

laporan ini, penulis mengemukakan sistematika laporan sebagai berikut :

Bab I Pendahuluan.

Pada bab ini membahas tentang latar belakang, tujuan, manfaat

perancangan yang diperoleh, batasan masalah, serta sistematika

penulisan dalam rancangan ini.

Bab II Tinjauan Pustaka.

Pada bab ini membahas tentang pengertian kopling, jenis-jenis

kopling , cara kerja kopling, dan bagian-bagian kopling beserta

rumus-rumus yang dipakai pada perancangan kopling dalam bab III

dan bab IV.

Bab III Perencanaan komponen utama

Meliputi : Perencanaan poros, plat gesek, spline dan naft serta pegas.

Bab IV Perencanaan komponen pendukung.

Meliputi : perencanaan paku keling, baut dan bantalan.

Bab V Kesimpulan dan Saran

Pada bab ini membahas tentang kesimpulan dari hasil perencanaan

yang dilakukan serta saran-saran yang mendukung proses pembuatan

tugas wajib perencanaan kopling ini

Wahyu Afridinata

07100172110223


BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Kopling.

Kopling adalah salah satu bagian yang mutlak diperlukan pada

mobil dan alat-alat berat. Dimana kopling adalah suatu alat bantu elemen

mesin yang berfungsi sebagai alat untuk menghubungkan dan melepaskan

putaran atau daya dari mesin ke roda belakang secara perlahan-lahan atau

sebagai penerus putaran dan daya dari poros penggerak ke poros yang

digerakkan sehingga poros yang digerakkan berputar atau berhenti sama

sekali. Apabila kopling sebuah kendaraan dilepaskan secara tiba-tiba

diwaktu mesin hidup dan setelah memasukkan gigi maka kendaraan akan

melompat atau mengakibatkan mesin akan mati. Maka fungsi dari kopling

dapat kita diartikan sebagai berikut :

Memberikan dukungan dari poros suatu unit yang terpisah sebagai

motor dan generator.

Mendapatkan keluesan poros atau mengatur kelenturan mesin.

Melindungi poros dari beban yang berlebihan.

Mengatur kecepatan dan percepatan.

2.2 Jenis-jenis kopling.

Menurut cara kerjanya, kopling dibedakan atas dua yaitu :

Kopling tetap.

Kopling tidak tetap.

Wahyu Afridinata0710017211022

4


2.2.1 Kopling tetap.

Kopling tetap adalah satu elemen yang berfungsi sebagai penerus

daya dan putaran dari poros penggerak keporos yang digerakkan tanpa

terjadi slip, dimana sumbu kedua poros yang digerakkan tersebut terletak

pada suatu garis lurus dan tidak dapat dilepaskan atau dihubungkan bila

diperlukan, maka kopling tetap selalu dalam keadaan terhubung. Pada

dasarnya kopling tetap dapat digolongkan menjadi :

a. Kopling kaku.

Kopling kaku adalah kopling yang tidak mengizinkan

ketidaklurusan kedua sumbu poros, dimana bila dihubungkan maka

sumbu akan segaris. Kopling ini banyak dipakai pada poros mesin dan

transmisi, umumnya dipakai pada pabrik-pabrik. Yang termasuk

kopling kaku adalah sebagai berikut :

1. Kopling bus.

2. Kopling flens kaku

3. Kopling flens tempa.

Gambar 2.1 Kopling Kaku

Wahyu Afridinata

07100172110225


Syarat kopling kaku adalah sumbu kedua poros harus merupakan suatu

garis lurus yang pasti. Penggunaannya untuk mesin-mesin yang

getarannya tidak besar.

b. Kopling Luwes.

Kopling ini dapat digunakan pada poros yang tidak segaris antar

poros penggerak dengan panas yang digerakkan. kopling ini dapat

meredam permukaan dan getaran yang terjadi pada transmisi serta

daya yang halus dan variasi beban diserap oleh karet ban tersebut.

Yang termasuk kopling luwes adalah sebagai berikut :

1. Kopling flen bus

2. Kopling karet ban

3. Kopling karet bintang

4. kopling gigi

5. kopling rantai.

Bus Karet ataukulit

(a-1) Kopling flens luwes(a-2) Kopling karet bintang

(a-3) Kopling gigi (a-4) Kopling rantai

Silinder luarCincin O

Silinder dalam

Rantai

Gambar 2.2 Kopling Luwes

Wahyu Afridinata

07100172110226


Syarat-syarat kopling luwes yaitu kedua sumbu boleh

membentuk sudut yang kecil, maksimum 5 derajat. penggunaannya

yang getarannya agak besar (bergoyang). Keistimewaannya dapat

mencegah kerusakan pada bagian-bagian yang lain, seperti poros, naft,

dan lain-lain. Kelemahan kopling lues ini adalah alat-alat seperti karet

dan lain-lainnya mudah rusak.

c. Kopling universal.

Kopling universal adalah kopling yang digunakan bila kedua

poros akan membentuk sudut yang cukup besar. Jadi kopling ini dapat

menjawab tantangan pentransmisian daya yang mempunyai

kemiringan hingga 30 derajat. Yang termasuk kopling universal adalah

Kopling universal hook.

Kopling universal kecepatan tetap.

Gambar 2.3 Kopling universal

Wahyu Afridinata

07100172110227


d. Kopling fluida.

Kopling fliuda adalah kopling yang meneruskan daya yang

menggunakan fluida sebagai pentransmisiannya. Kedua porosnya

terhubung secara mekanis. Kopling fluida mempunyai satu empeler

dan satu runner turbin yang terpasang pada suatu ruangan yang berisi

minyak. Bila panas dihuibungkan secara empelar, poros berputar maka

minyak mengalir menggerakkan turbin yang berhubungan dengan

poros output. Kopling ini telah dikembangkan menurut pengguanannya

yaitu :

Kopling fluida dengan penyimpanan minyak dalam sirkuit sliran

minyak.

Kopling fluida kembar yang merupakan gabungan antara dua

kopling fluida sirkuit aliran minyak yang terpisah.

Kopling fluida merupakan kopling peralihan antara kopling tetap dan tidak

tetap. Contohnya Targue Konverter. Syarat-syarat kopling fluida adalah kedua

sumbu poros adalah harus merupakan suatu garis lurus yang pasti.

Penggunaannya untuk kopling otomatis yang mulai bekerja pada putaran

tertentu. serta kelemahan yaitu terjadi kehilangan putaran, efisiensi tenaga (v)

hingga 98 %

Gambar 2.4 Kopling fluida


8


2.2.2 Kopling tidak tetap.

Kopling tidak tetap mempunyai fungsi yang sama seperti pada

kopling tetap. Hanya cara kerjanya saja yang berbeda, dimana poros

penggerak dan poros yang digerakkan dengan putaran yang sama dalam

meneruskan daya, serta melepaskan kedua poros tersebut baik dalam

keadaan diam maupun berputar. jenis kopling tidak tetap terbagi atas

beberapa macam, antara lain :

A. Kopling cakar

Konstruksi dari jenis kopling tidak tetap ini adalah yang paling

sederhana diantara yang lainnya. Kopling ini meneruskan daya atau

momen dengan kontak positif (tidak dengan perantaraan gesekan)

hingga tidak terjadi slip. Kopling ini dapat dibagi menjadi dua bagian

yaitu Kopling cakar persegi dan kopling spiral. Kopling cakar persegi

dapat meneruskan momen dalam dua arah putaran, tetapi tidak dapat

sepenuhnya berfungsi sebagai kopling tak tetap yang sebenarnya.

Sebaliknya pada cakar spiral dapat digunakan dalam keadaan berputar,

tapi hanya untuk satu arah putaran tertentu. namun demikian akan

timbul permukaan yang besar jika dihubungkan dalam keadaan

berputar maka cara menghubungkan semacam ini hanya boleh

dilakukan jika poros penggerak mempunyai putaran kurang 50 RPM.

Wahyu Afridinata

07100172110229


Gambar 2.5 Kopling Cakar

B. Kopling Plat.

Kopling plat adalah kopling yang meneruskan momen dengan

perantaraan kontak bidang gesek. kopling plat menggunakan satu plat

atau lebih yang dipasang antara dua poros serta membuat kontak

dengan poros tersebut, sehingga terjadi penerapan daya melalui

gesekan diantara sesamanya. Kopling plat dapat dibagi atas kopling

plat tunggal dan kopling plat banyak yaitu berdasarkan atas banyak

plat gesek yang dipakai.

Gambar 2.6 Kopling Plat

Wahyu Afridinata

071001721102210


C. Kopling Kerucut.

Kopling kerucut adalah kopling yang memakai bidang gesek yang

berbentuk kerucut, konstruksi kopling ini adalah sederhana dan

mempunyai daya aksial yang kecil dapat ditransmisikan momen yang

besar. Kopling ini tidak banyak lagi dipakai karena daya yang

diteruskan tidak seragam. Meskipun demikian dalam keadaan dimana

bentuk plat tidak dikehendaki dan ada kemungkinan terkena minyak.

Gambar 2.7 Kopling Kerucut

D. Kopling Friwil

Kopling ini hanya dapat meneruskan momen dalam satu arah

putaran, sehingga putaran yang berlawanan arahnya akan dicegah atau

tidak diteruskan. Cara kerjanya dapat berdasarkan efek baji dan bola

atau rol. Kopling ini dilepaskan sendiri bila poros penggerak mulai

berputar lambat atau dalam arah yang berlawanan dari poros yang

digerakkan. Kelemahan pada kopling friwil gesek dapat terjadi slip

setelah dipakai dalam waktu yang lama.

Wahyu Afridinata

071001721102211


Gambar 2.7 Kopling Friwil

E. Kopling Gesek.

Kopling gesek adalah kopling yang perpindahan gayanya melalui

permukaan bidang gesek, kopling ini meliputi :

Kopling gesek datar plat tunggal

Kopling gesek datar plat ganda.

Kopling gesek kerucut.

Syarat-syarat kopling gesek, sumbu kedua sumbu poros harus

merupakan suatu garis lurus yang pasti, penggunaannya untuk

penyambungan dan pelepasan dapat dilakukan dalam setiap keadaan

putaran. Keistimewaannya penyambungan dapat dilakukan dengan

mulus. Kelemahannya terjadi panas saat penyambungan dan terjadi

keausan akibat gesekan.

F. Kopling Pegas.

Kopling pegas adalah kopling manual yang gaya aksialnya

didapat dari pegas dan tenaga manusia, justru dipakai untuk

Wahyu Afridinata

071001721102212


melepaskan (melawan gaya pegas) keistimewaan kopling ini adalah

besarnya tekanan tertentu.

G. Kopling Hidrolik.

Kopling hidrolik pada prinsipnya sama dengan kopling manual

atau pegas, hanya saja gaya dan tenaga dari manusia tidak disampaikan

secara langsung melalui suatu aparat hidrolik. Keistimewaan kopling

ini pada saat pengoperasiannya tidak menajdi berat seperti pada

pengoperasian mekanik.

2.3 Cara kerja kopling.

Cara kerja kopling dapat dilakukan dengan dua cara yaitu urutan

pemindahan tenaga bila kopling dihubungkan dan urutan pemutusan daya

kopling dibebaskan. Pemindahan tenaga bila kopling dihubungkan, dimana

tutup kopling yang dipasang pada roda penerus akan turut berputar bersama-

sama. Plat penekan dipasang pada penutup kopling dan diantaranya diberi

pegas-pegas, sehingga plat penekan dapat tertekan secara konstant dan kuat

terhadap plat kopling, dengan adanya tekanan pegas ini maka gaya gesek

plat bertambah besar, sehingga dapat diteruskan.

Untuk memutuskan daya yang ditransmisikan itu maka pegas

(pegas diafragma) ditekan, sehingga terjadi perenggangan baja gesek pada

kotak kopling (tutup kopling) sehingga plat gesek terbebas dari jepitan dua

baja gesek, sehingga gaya gesek menjadi nol.

Wahyu Afridinata

071001721102213


1) Konsep dasar fungsi dan kerja unit kopling

Kopling dan komponen pengoperasiannya yang akan dibahas

dalam modul ini adalah yang dipergunakan pada kendaraan bermotor

khususnya untuk kendaraan ringan, yaitu sepeda motor, sedan dan

mobil penumpang. Kopling dan komponen pengoperasiannya

merupakan bagian dari sistem pemindah tenaga dari sebuah

kendaraan, yaitu sistem yang berfungsi memindahkan tenaga dari

sumber tenaga (mesin) ke roda ken-daraan (pemakai/penggunaan

tenaga).

Pemindahan tenaga dari mesin kesistem penggerak pada

kendaraan, tentunya diperlukan suatu proses yang halus tanpa adanya

kejutan, yang menyebabkan ketidak nyamanan bagi pengendara dan

penumpang. Di samping itu, kejutan juga dapat menyebabkan

terjadinya kerusakan pada bagian mesin.

Sistem pemindah tenaga secara garis besar terdiri dari Unit

kopling, transmisi, defrensial, poros dan roda kendaraan. Sementara

Posisi unit kopling dan komponennya (Clutch Assembly), terletak

pada ujung paling depan dari sistem pemindah tenaga pada kendaraan.

Sesuai dengan fungsinya, yaitu untuk memutus dan menghubungkan,

unit kopling memutus dan menghubungkan aliran daya/gerak/momen

dari mesin ke sistem pemindah tenaga. Dengan adanya kopling, maka

saat tidak diperlukan tenaga gerak, maka tidak perlu harus mematikan

sumber gerak (mesin).

Posisi unit kopling pada kendaraan secara skema dapat dilihat

pada gambar 2.8berikut ini.

Gambar 2.8 Posisi Kopling (Clutch) pada kendaraan

Wahyu Afridinata

071001721102214


Rangkaian pemindahan tenaga berawal dari sumber tenaga

(Engine) kesistem pemindah tenaga, yaitu masuk ke unit kopling

(Clutch) diteruskan ketransmisi (Gear Box) ke propeller shaft dan

keroda melalui differensial (Final Drive).

Jenis kopling paling tidak dapat dikelompokan menjadi tiga

kelompok yaitu kopling dengan menggunakan gigi, menggunakan

gesekan, dan menggunakan tekanan hidrolis. Secara skema seperti

terlihat pada gambar 2.9 berikut ini.

(kopling cakra) (kopling gesek)

(kopling hidrolik)

Gambar 2.9 Kopling jenis cakra, gesek dan Hidrolik.

Kopling jenis dog banyak dipergunakan pada mekanisme

hubungan roda gigi transmisi. Untuk menyambungkan antara poros

sumber tenaga dengan poros yang digerakan biasanya kopling ini

mengalami kesulitan bila tidak dalam kondisi ber-henti. Untuk itu

Wahyu Afridinata

071001721102215


pada transmisi dilengkapi dengan komponen yang disebut dengan

synchronmesh. Synchronmesh pada dasar nya adalah salah satu bentuk

kopling gesek dengan bentuk konis. Kopling konis ini akan

menyamakan gerak kedua gigi yang akan dihubungkan, sehingga

kopling dog akan mudah disambungkan.

Kopling gesek (Friction Clutch) adalah proses pemindahan

tenaga melalui gesekan antara bagian penggerak dengan yang akan

digerakan. Konsep kopling ini banyak dipergunakan pada sistem

pemindah tenaga kendaraan, khususnya pada kendara-an ringan,

sepeda motor, sedan dan mobil penumpang lainnya.

Kopling hidrolis banyak dipergunakan pada kendaraan dengan

transmisi otomatis. Proses kerjanya memanfaat-kan tekanan hidrolis,

dan pemindahan dari satu kopling kekopling yang lainnya, dilakukan

dengan mengatur aliran hidrolisnya.

Berikut ini akan dibahas Konsep kerja kopling gesek yang

banyak digunakan dapat dijelaskan melalui gambar 2.10 dan 2.11.

Gambar 2.10 Saat Piringan pemutar (Drive Disc) tidak berhubungan dengan piringan yang diputar (Driven disk)

Berdasarkan skema rangkaian tersebut, kini terlihat fungsi

utama kopling adalah memutus dan menghubungkan jalur tenaga dari

mesin ke roda kendaraan. Proses perpindahan tenaga, poros engkol

(crank shaft) memutar drive disc dalam kopling. Selama piringan/disc

yang lain (driven disc) tidak berhubungan dengan drive disc, maka

Wahyu Afridinata

071001721102216


tidak ada tenaga/torsi/ gerak yang ditransfer dari mesin ke pemindah

daya. Atau kopling dalam kondisi bebas.

Pada saat drive disc dan driven disc bersinggungan, maka drive

disc akan memutar driven disc yang berhubungan dengan poros input

transmisi. Sebagai hasilnya, torsi/gaya putar dari mesin ditransfer

melalui kopling ke komponen pemindah daya yang lainnya hingga ke

roda penggerak. Saat kedua disc bersinggungan, dan saling berputar

bersama dapat diilustrasikan dalam gambar 2.12 berikut ini.

Gambar 2.12 Saat Kedua piringan berhubungan dan berputar bersama.

Pada prakteknya, saat menghubungkan kopling, yaitu disaat

bersamaan melepas pedal kopling, tidak dilepas langsung namun

sedikit demi sedikit hingga terhubung. Proses ini untuk

menghindarkan terjadinya kejutan saat kedua berhubungan. Sebab bila

kedua piringan tersebut, berhubungan secara langsung tentu akan

terjadi kejutan gerak pada kendaraan, dan ini sering dialami oleh

pengemudi pada pengalaman pertama-nya melepas pedal kopling,

hingga mobilnya bergerak tersendat-sendat. Jadi dengan melepas

kopling sedikit (kalau istilah masyarakat setengah kopling), terjadi

perpindahan tenaga melalaui gesekan plat kopling. Dengan kata lain,

perpindahan tidak terjadi sekaligus.

2) Macam-macam Kopling Gesek.

Seperti telah dijelaskan di atas, kopling gesek banyak digunakan

pada kendaraan ringan. Pada kendaraan roda empat menggunakan


17


jenis kering dengan plat tunggal. Sedangkan pada sepeda motor,

menggunakan jenis basah dengan plat ganda. Perbedaan kopling basah

dan kering, karena plat kopling tidak kena minyak pelumas untuk

jenis kering, dan plat kopling bekerja dalam minyak pelumas untuk

jenis basah.

a). Kopling gesek pelat tunggal.

Komponen-komponen kopling gesek pelat tunggal secara

bersamaan membentuk rangkaian kopling/ kopling set (clutch

assembly). Seperti terlihat pada gambar 2.13 berikut ini.

Gambar 2.13 Clutch Assembly

Komponen utama dari kopling gesek ini adalah sebagai berikut :

(1) Driven plate (juga dikenal sebagai piringan kopling, pelat

kopling atau friction disc/piringan gesek, atau kanvas kopling).

Plat kopling bagian tengahnya berhubungan slip dengan poros

transmisi. Sementara ujung luarnya dilapisi kampas kopling

yang pemasangannya di keling. Konstruksinya dapat dilihat

pada gambar 2.14.

Wahyu Afridinata

071001721102218


Gambar 2.14 Plat kopling tunggal.

Lapisan plat kopling disebut dengan kanvas kopling

terbuat dari paduan bahan asbes dan logam. Paduan ini dibuat

dengan tujuan agar plat kopling dapat memenuhi persyaratan,

yaitu :

(a). Tahan terhadap panas. Panas dalam hal ini terjadi karena

terjadi gesekan yang memang direncanakan saat kopling

akan dihubungkan.

(b). Dapat menyerap panas dan membersihkan diri. Gesekan

akan menyebabkan panas dan kotoran debu bahan yang

aus. Kanvas kopling dilengkapi dengan alur yang

berfungsi untuk ventilasi dan menampung dan membuang

debu yang terjadi.

(c). Tahan terhadap gesekan. Kanvas kopling direncana-kan

untuk bergesekan, maka perlu dibuat tahan terhadap

keausan akibat gesekan.

(d). Dapat mencengkeram dengan baik.

Wahyu Afridinata

071001721102219


Plat kopling dilengkapi dengan alat penahan kejutan baik

dalam bentuk pegas ataupun karet. Alat ini dipasang secara

radial, hingga disebut dengan pegas radial. Konstruksinya

seperti terlihat pada gambar 2.15 berikut ini.

Gambar 2.15 Pegas Radial Plat Kopling

Pegas radial berfungsi untuk meredam getaran/kejutan

saat kopling terhubung sehingga diperoleh proses

penyambungan yang halus, dan juga getaran atau kejutan

selama menghubungkan/bekerja. Untuk itu maka pegas radial

harus mampu menerima gaya radial yang terjadi pada plat

kopling memiliki elastisitas yang baik. Namun demikian

karena penggunaan yang terus menerus, maka pegas radial

dapat mengalami kerusakan. Untuk yang dalam bentuk karet,

kemungkinan karetnya berkurang/tidak elastis lagi atau pecah.

Sedangkan yang pegas ulir, kemungkinan berkurang panjang

Wahyu Afridinata

071001721102220


bebasnya, yang biasanya ditunjukan dengan ter-jadinya

kelonggaran pegas dirumahnya dan menimbulkan suara.

Plat kopling di samping pegas radial juga dilengkapi

dengan pegas aksial. Konstruksinya seperti terlihat pada

gambar 2.16 berikut ini.

Gambar 2.16 Pegas Aksial Plat Kopling

Pegas aksial dipasang diantara kanvas kopling, dan

bentuknya ada dua macam. Gambar 3.6 A pegas aksial

berbentuk E dan Gambar B pegas aksial berbentuk W.

Fungsi pegas aksial adalah untuk mendapatkan

senntuhan yang halus saat plat kopling mulai terjepit oleh plat

tekan pada fly wheel. Dengan kata lain terjadi proses

menggesek terlebih dahulu sebelum terjepit kuat oleh plat

tekan pada fly wheel.

(2) Pressure plate (plat penekan) dan rumahnya, unit ini yang

berfungsi untuk menekan/menjepit kampas kopling hingga terjadi

perpindahan tenaga dari mesin ke poros transmisi.

Untuk kemampuan menjepitnya, plat tekan didukung oleh pegas

kopling. Pegas kopling paling tidak ada dua macam, yaitu dalam

bentuk pegas coil dan diafragma atau orang umum menyebutnya

sebagai matahari. Kontruksinya seperti terlihat pada gambar 2.17

berikut ini.

Wahyu Afridinata

071001721102221


Gambar 2.17 Clutch Asembly dengan pegas diafragma dan pegas coil.

Clutch Asembly sebelah kiri menggunakan pegas diafragma

dan yang sebelah kanan menggunakan pegas coil. Karena fungsi

pegas adalah untuk menjepit plat kopling, ternyata keduanya

mempunyai karateristik kemampuan kerja yang berbeda.

Perbedaan tersebut dapat digambarkan sebagai berikut.

Wahyu Afridinata

071001721102222


Gambar2.18Perbandingankemampuan pegasdiafragmadengan pegas coil.

Pada gambar 2.18, terdapat dua garis, garis yang penuh

menggambarkan tekanan pegas diafragma, sedangkan garis

terputus-putus menggambarkan tekanan pegas coil. Pada point a

menunjukan posisi pada saat plat kopling sudah aus. Pada posisi

ini terlihat bahwa pegas diafragma memberikan tekanan yang

lebih besar dibandingkan dengan pegas coil. Besarnya tekanan

yang diberikan ini akan menentukan tingkat kemungkinan

terjadinya slip pada kopling. Sehingga saat plat kopling sudah

aus, penggunaan pegaas coil kemungkinan akan terjadi sllip lebih

besar dibandingkan dengan pegas diafragma. Hal ini karena

tekanan yang diberikan oleh pegas coil lebih kecil

Pada saat plat koplingnya masih baru atau tebal keduanya

memberikan kemampuan tekanan yang sama besarnya. Posisi ini

digambarkan pada titik poin b. Pada titik poin c menggambarkan

tekanan pegas saat pedal kopling diinjak penuh. Pegas coil

memberikan tekanan yang lebih besar dibandingkan pegas

diafragma. Hal ini berarti terkait dengan besarnya tenaga

pengemudi untuk membebaskan kopling. Kalau pegasnya coil

berarti tenaga injakan kopling lebih berat dibandingkan bila

menggunakan pegas diafragma.

Pegas diafragma memberikan tekanan lebih merata

dibandingkan pegas coil. Bentuk pegas diafragma bila dilihat dari

depan seperti gambar 2.19 berikut ini.

Wahyu Afridinata

071001721102223


Gambar 2.19 Pegas diafragma/matahari.

(3) Clutch release atau throwout bearing, unit ini berfungsi untuk

memberikan tekanan yang bersamaan pada pressure plate Lever

dan menghindarkan terjadinya gesekan antara pengungkit dengan

pressure plate Lever untuk pegas coil. Sedangkan yang pakai

pegas difragma langsung keujung pegas.

Bantalan tekan ini ada tiga macam. Seperti terlihat pada

gambar 2.20 berikut ini.

Gambar2.20 macam-macam bantalan tekan kopling

Gambar 2.20.1 adalah bantalan tekan yang mampu

menerima beban aksial dan menyudut. Gambar 2.20.2 bantalan

tekan yang hanya mampu menerima beban aksial. Keduanya

memerlukan pelumasan, bila pelumasnya habis maka keduanya

akan mengalami kerusakan. Sedangkan gambar 2.20.3 adalah

bantalan tekan yang terbuat dari karbon yang tidak memerlukan

pelumasan.

(4) Throwout lever/Clutch Fork/plate Lever berfungsi untuk

menyalurkan tenaga pembebas kopling.

Konstruksi di atas berarti plat tekan bersama rumahnya

dipasang menggunakan baut pada fly wheel. Sementara plat

kopling dipasang diantara fly wheel dengan pelat tekan, dan

Wahyu Afridinata

071001721102224


bagian tengahnya dihubungkan dengan poros transmisi dengan

sistem sliding. Dengan demikian Prinsip dasar bekerjanya kopling

gesek dengan plat tunggal yang banyak digunakan pada

kendaraan roda empat ini seperti terlihat pada gambar 2.21

berikut ini.

Gambar 2.21 Prinsip kerja kopling plat tunggal

Pada posisi seperti gambar 2.21 berarti kopling sedang

bekerja, dimana plat kopling terjepit oleh Fly wheel (6) dan

Pressure plate (4) yang mendapat tekanan dari pegas kopling

(7). Dengan demikian putaran mesin disalurkan melalui fly

wheel ke plat kopling dan kemudian ke poros primer (2).

Sewaktu pedal kopling (9) diinjak, gerakan menarik

sambungan pengatur (11) dan garpu kopling (10). Gerakan

tersebut menyebabkan bearing (8) dan membawa pressure plate

(4) bergerak kekanan melawan tegangan pegas kopling (7). Hal

Wahyu Afridinata

071001721102225


ini berarti menyebabkan plat kopling (3) terbebas dari jepitan.

Sehingga putaran dari mesin terputus tidak tersalurkan ke sistem

pemindah tenaga.

Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.22

berikut ini.

Gambar 2.22 Kopling Plat Tunggal Dengan Posisi Terhubung

Poros yang dihubungkan menggunakan kopling adalah

poros engkol (Driver shaft) dengan poros kopling yang tidak

lain adalah poros yang masuk ke transmisi (Driven Shaft). Pada

gambar 3.4 plat kopling pada posisi terhubung terjepit diantara

plat tekan dengan Fly wheel, kekuatan jepitnya diperoleh dari

tegangan pegas kopling yang dalam hal ini dalam bentuk pegas

diafragma. Dengan posisi demikian maka putaran poros

transmisi akan sama dengan putaran mesin.

Wahyu Afridinata

071001721102226


Gambar 2.23 Kopling Plat Tunggal Dengan Posisi bebas

Pada saat tuas pembebas ditekan maka gayanya diteruskan

ke bantalan tekan dan menekan pegas diafragma. Pegas

diafragma mengungkit plat penekan, sehingga plat kopling

terbebas. Dengan kata lain, putaran poros engkol/mesin tidak

tersalurkan ke sistem pemindah tenaga. Kondisi ini diperlukan

saat memindah kecepatan transmisi, saat mengerem kendaraan,

dan saat menghentikan kendaraan.

Wahyu Afridinata

071001721102227


2.4 Perencanaan Komponen Utama Kopling.

1. Poros.

Pada dasarnya poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau

beban lentur dan juga gabungan keduanya. Melihat pada konstruksinya

maka tegangan lentur yang terjadi sangat kecil sehingga dapat diabaikan,

dengan demikian dapat dipastikan bahwa poros hanya mendapat beban

puntir saja.

Selanjutnya untuk mendapatkan diameter poros yang sesuai maka

perlu dipilih beberapa faktor koreksi dan faktor keamanan sebagai berikut

Faktor koreksi daya (fc).

Faktor koreksi momen puntir (kt).

Faktor koreksi lenturan (cb).

Faktor keamanan tegangan geser (sf)

Persamaan-persamaan yang digunakan dalam perancangan

mengenai poros adalah sebagai berikut :

Menentukan daya rencana (pd) digunakan rumus :

pd = P. fc (Kw)....... 2.1

Dimana pd = daya rencana.

fc = Faktor koreksi.

P = daya motor.

Wahyu Afridinata

071001721102228


Menentukan momen puntir rencana (T) :

T = 9,74. 105. pd/n. ..... 2.2

Dimana T = momen puntir.

pd = daya rencana.

n = putaran.

Koreksi perencanaan poros terhadap tegangan :

Tegangan geser yang terjadi.

g = 31,5

dsT

....

2.3

Tegangan puntir yang terjadi.

p = WPT

...

2.4

Dimana ds = diameter poros.

kt = Faktor koreksi puntiran (1,5 3,0 )

cb = Faktor koreksi lenturan ( 1,2 2,3 )

g = Tegangan geser maksimum (kg/mm2)

WP adalah Momen perlawanan ds16

pi

Wahyu Afridinata

071001721102229


2. Pelat gesek.

Permukaan plat gesek yang bersinggungan biasanya besi cor dan

asbes yang tahan terhadap panas pada waktu dia bergesekan. Pada plat

gesek diameter luar (D1) dan diameter dalam (D2).

Perbandingan antara keduanya D1 : D2 biasanya besar dari 0,5

karena bidang gesek yang terlalu dekat dengan sumbu poros yang

mempunyai pengaruh yang kecil terhadap permindahan momen pada

bidang gesek (p).

Tekanan rata-rata bidang gesek (p)

Koefisien plat kering ( k )

Perbandingan diameter plat gesek (D1/D2)

Dari data-data yang ada dapat ditentukan :

Gaya tekanan bidang gesek (F)

F = pDD .)12(4 2pi

...

2.5

Jari-jari rata-rata plat gesek (r m)

r m =

+4

21 DD ..

2.6

Momen gesek pada pemukaan plat gesek ( Mg ) sama dengan momen

puntir ( T ).

Wahyu Afridinata

071001721102230


T = pi . F . r m ... 2.7

Lebar permukaan plat gesek ( b )

b =

2

21

22 DD

...

2.8

Luas permukaan gesek ( A )

A = 2pi . r m . b ... 2.9

Umur Plat Gesek

Umur plat gesek artinya adalah lamanya plat gesek dipakai mulai

dari waktu pemasangan sampai dengan mencapai keausan yang

diizinkan .Biasanya umur plat gesek yang baik berkisar 3000 sampai 5000

jam untuk jenis pemakaian sedang. Faktor umur ini ditemukan oleh

volume keausan dari plat gesek di bagi dengan keausan spesifik dan daya

gesek dari plat.

Hubungan ini memakai persamaan :

Nml = ExW

L3 . .. 2.10

Dimana Nml = Umur plat dari jumlah hubungan (hb)

L3 = Volume keausan plat gesek yang diizinkan ( cm3 )

E = Kerja penghubung untuk satu kali hubungan

(kgm/hb)

W = Laju keausan bidang gesek (cm3 . kg m )

Wahyu Afridinata

071001721102231


Volume keausan berarti volume dari plat gesek yang diizinkan aus

mulai dari dipasang sampai dengan datarnya sama dengan kelingan (paku

keling), bila hal ini diteruskan akan merusak kelingan.

3. Spline dan naft.

A. Spline.

Sama dengan poros, maka spline juga mempunyai fungsi untuk

meneruskan daya dan putaran. Diameter spline lebih besar dari

diameter poros.

Lebar gigi spline ( L )

L =2.dspi

.... 2.11

Diameter Maximal ( D )

D = 81,0ds

... 2.12

Tinggi spline ( h )

h = 2

dsD ... 2.13

Jari-jari rata-rata spline

rs = 4

Dds = .. 2.14

Gaya yang bekerja pada spline ( Ft )

Ft = rsT

.. 2.15

Wahyu Afridinata

071001721102232


Dimana T = Torsi ( Momen rencana )

Lebar spline ( b )

b = LgFt. ... 2.16

Dimana g = 21.SfSf

t

Jumlah spline atau jumlah pasak ( Z )

Z = b

rs.2pi .. 2.17

Gaya yang bekerja pasa setiap spline ( Fts ).

Fts = ZFt

.... 2.18

B. Naft.

Jumlah naft sama dengan jumlah spline ( Zi ) buah dengan

menganggap jari-jari pada neft sama dengan spline.

Panjang naft dapar diperoleh dari pers. berikut :

Ln = 1,4 ds. .... 2.19

Dimana Ds = diameter spline.

Gaya yang bekerja pada naft.

Fn = Lnb

Fts.

.. 2.

20


33


Dimana Fts = Gaya yang bekerja pada setiap spline.

b = Lebar naft.

4. Paku keling.

Pada kopling terdapat tiga macam ukuran paku keling dengan

posisi letak yang berbeda, adapun ukuran untuk masing-masing paku

keling.

Gaya yang bekerja pada paku keling ( F )

F = RT

.... 2.

21

Dimana T = Torsi.

R = Jarak dari sumbu.

Gaya yang bekerja pada setiap paku ( Fs ).

Fs = nF

.. 2.

22

Wahyu Afridinata

071001721102234


Dimana n = jumlah paku keling

F = gaya yang bekerja semua paku

Tegangan tarik izin ( t ).

= Sft

..... 2.

23

t = tegangan tarik

Sf =faktor keamanan (80-90)%

Tegangan geser izin ( g ).

g = 0,8 . t. ... 2.

24

Diameter paku keling ( d ).

dpaku keling = gFpi.4. ...... 2. 25

Diameter lubang kelingan ( D ).

Dlubang keling = d + 0,2 mm. ... 2. 26

5. Pegas.

A. Pegas kejut.

Pegas kejut berfungsi sebagai pelunak tumbukan atau kejutan.

Sifat pegas yang terpenting adalah menerima kerja kawat perubahan

bentuk elastis dan ketika mengendorkan kembali kerja tersebut.

Gaya yang bekerja pada pegas kejut adalah gaya keling ( F ).


35


F = r

MP .... 2. 27

Gaya untuk satu pegas ( Fa ).

Fa = ZF

.... 2.

28

Dimana MP = Torsi.

Z = Jumlah pegas kejut.

Diameter kawat pegas ( d ).

dkawat pegas = pi .

..8t

CFak ... 2. 29

Dimana k = faktor tegangan.

k = 4414

cc

+4615,0

C = indeks pegas

Fa = gaya yang bekerja pada pegas.

t = tegangan tarik.

Diameter kawat pegas ( d ).

D = C . dkawat pegas .... 2. 30


36


Lendutan yang terjadi ( ).

= Gd

Fadn....8

4

3

....

2. 31

Dimana = Defleksi pegas.

n = jumlah lilitan yang aktif.

G = Modulus geser.

Panjang pegas sebelum dibebani ( Lo )

Lo = nd + max. + (n-1) . 0,1. .... 2. 32

Kisar ( K )

K = 1N

Lo .... 2. 33

Panjang pegas dalam keadaan dibebani ( Li ).

Li = Lo - .... 2.

34

Tegangan geser pegas ( g )

g = 4

2dF

pi .... 2. 35

Tegangan puntir pegas ( p )

p = 3.8

ddF

pi 2. 36

Tegangan total ( tot. )

Wahyu Afridinata

071001721102237


tot = g + p. ....

2. 37

B. Pegas Diafragma.

Pegas diafragma berfungsi sebagai penekanan plat gesek melalui

permukaan plat tekan. Bila pegas diafragma ditekan, atau diberi gaya

tekan melalui pedal koplin, maka pada saat bersamaan pegas

diafragma ini akan melepaskan hubungan plat gesek dengan fly wheel,

sehingga tidak terjadi penerusan daya dan putaran ke transmisi.

Gaya yang bekerja ( Fi ).

Fi = Lhba

.6.. 2 .... 2.

38

Dimana a = Tegangan dinamis pegas yang diizinkan.

a = 0,75 o.

b = Lebar lengan penampang melintang

h = Tebal pegas

Wahyu Afridinata

071001721102238


L = Panjang pegas

o = 200 N/mm

besarnya kemampuan pegas keseluruhan ( F ).

F = F1 . Z ... 2. 39

Pemin dalam pegas ( f ).

f = 2

31

....4

hbELxfq ..

2.40

Kemiringan

g = ( )

3

22 .6.Ebh

FLq ..

2.41

6. Bantalan.

Pada kopling ini terdapat dua buah bantalan yang ukuran dan

fungsi yang berbeda, kedua bantalan tersebut adalah sebagai berikut :

1. Release bearing.

2. Input shaft bearing.

Release bearing terletak antara pegas matahari dengan luas

penekanan, gaya tekan yang terjadi sama dengan gaya yang diperlukan

untuk membebaskan flat gesek antaranya dengan baja, untuk itu ditetapkan

koefisien gesek.

Gaya gesek yang terjadi ( Fq )

Fq = pi . fo. .. .. 2.42

Wahyu Afridinata

071001721102239


Beban ekuivalen dinamis ( p )

p = Fr . Fa .. 2.43

Fr = Gaya radial

Fa = Gaya aksial

Faktor kecepatan ( fn )

Fn =

h

3,33 .

h31

....

2.44

Faktor umur ( fh )

Fh = Fn . pc

.. 2.45

Umur nominal bantalan ( Lh )

Lh = 500 . fh3. ... 2.46

BAB III

PERENCANAAN KOMPONEN UTAMA

3.1 Perencanaan Poros.


40


Gambar 3.1. Poros

Bahan yang digunakan dalam perencanaan poros pada perancangan

ini adalah batang baja yang difnis dingin dengan kode S45C-D, dengan

kekuatan tarik 60 Kg/mm2. Sementara data-data yang ada adalah :

Daya transmisi P = 136 ps.

Putaran N = 5600 rpm.

Faktor koreksi dan factor keamanan adalah sebagai berikut :

Faktor koreksi daya ( fc ) = 1.2

Faktor koreksi momen punter ( kt ) = 1.5

Faktor koreksi lenturan ( kb ) = 1.2

Faktor keamanan tegangan ( sf ) = 1.6

Karena daya dalam satuan PS maka untuk mendapatkan daya

dalam Kw, dikalikan 0,76 sebagai berikut :

136 ps . 0,76 PsKw

= 103,36 Kw.

Daya rencana ( Pd )

Pd = fc.P( Kw )

= 1,3 . 103,36 (Kw)

= 134,368 Kw.

Wahyu Afridinata

071001721102241

L

d


Momen puntir rencana ( T )

T = 9,74 . 105 n

Pd

= 9,74 . 105 rpmKw

5600368,134

= 23370,43 Kg mm.

Tegangan geser yang diizinkan ( a )

a = ( )21.sfsfb

= 2.6/60 2mmKg

= 5 Kg / mm2.

Tegangan puntir yang diizinkan ( p )

p = 0,7 . g

= 0,7 . 5 Kg mm2

= 3,5 Kg / mm2.

Diameter Porors ( Ds )

ds = 3/1

..1.5

tkk bta

= 3/1

2 43,23370.2,1.5,151,5

KgmmKgmm

= 12,429083

= 35,01 mm.

Koreksi Perencanaan poros.

Tegangan geser yang terjadi ( )

= 3.1,5

sdT

Wahyu Afridinata

071001721102242


= ( )301,3543,23370.1,5mm

Kgmm

= 2.77 kg/mm2.

Jadi < a ( 2,77 kg/mm2 < 5 Kg/mm2 )

Tegangan puntir yang terjadi ( p )

p = pW

T, Wp adalah momen / perlawanan = 316 sd

pi

= ( ) 3)01,351614,3

43,23370

mm

Kgmm

= 0,03 Kg/mm2.

Jadi p < p ( 0,03 Kg/mm2 < 3,5 Kg/mm2 )

Dengan demikian poros aman terhadap tegangan geser dan tegangan

puntir.

3.2 Perencanaan Plat Gesek

Wahyu Afridinata

071001721102243


D1

D2

Gambar 3.2 Plat Gesek

Dari perencanaan plat gesek ini ditetapkan spesifikasi sebagai berikut :

Tekanan rata-rata pada bidang gesek ( p ) = 0,03 Kg/mm2.

Koefisien gesek plat kering ( ) = 0,35

Perbandingan geser plat gesek ;

2

1

DD

= 0,7 atau D1 = 0,7 D2.

Dari data diatas dapat ditentukan :

Gaya tekanan pada bidang gesek ( F ) :

F = ( )xPDD 21224 pi

= ( ) 2222 ./03,0.7,01414,3 mmKgD

= 0,785 (1-0,49 ) D22 . 0,03 Kg/mm2.

= 0,012 D22 Kg/mm2.

Jari jari rata rata plat gesek ( rm )

Wahyu Afridinata

071001721102244


rm = ( )

421 DD +

= ( )

247,01 D+

= 0,425 D2 mm.

Momen gesek pada permukaan plat gesek ( Mg )

Mg = x F . rm.

= 0,35. 0,012 D22 . 0,425 D2.

= 0,001785 D22 . 0,425 D2.

= 1,785 . 103 D23 Kgmm.

Besarnya momen gesek yang bekerja pada plat gesek sama dengan

besarnya momen puntir yang bekerja pada poros kopling, yaitu : 23370.43

Kgmm, maka :

T = . F . rm.

23370,43 = 1,785 .103 D23

D2 = 33

10.785,143,23370

= 235,69 mm.

Maka, dari rumus diatas didapatkan :

D1 = 0,7 . D2.

= 0,7 . 235,69

= 164,983 mm.

Lebar permukaan plat gesek ( b )

Wahyu Afridinata

071001721102245


B = 2

12 DD

= ( )

2983,16469,235 mm

= 35,35 mm.

Jadi, besarnya gaya gesekan ( F ) adalah

F = 0,012 . D22.

= 0,012 . ( 235,69 )2.

= 666,59 Kg/mm2.

Jari jari rata rata

rm = 0,425 D2.

= 0,425 . 235,69

=100,168 mm.

Untuk momen gesekan ( Mg )

Mg = 1,785 . 10-3 D23 Kgmm.

= 0,001785 ( 235,69 ) 3.

= 23370,16 Kgmm.

Luas permukaan plat gesek ( A )

A = 2pi . rm . b

= 2 . 3,14 . 100,168 . 35,35 mm.

= 22237,096 mm2.

Wahyu Afridinata

071001721102246


Umur plat gesek

NmL = WE

L.

3

= 710.8.12,312210

= 841022,68 = 841023 hubungan.

Jika kopling dianggap bekerja 6 jam / hari dan frekuensi

penghubung adalah 6 hubung / menit, hubungan yang terjadi adalah : 6 .

60 . 6 = 2160 hub/hari, dan apabila kopling bekerja selama 300 hari dalam

satu tahun akan terjadi sejumlah 2160 . 300 = 648000 hubungan / tahun.

Dengan demikian usia plat kopling adalah :

NmL = 648000841023

= 1,3 tahun.

Wahyu Afridinata

071001721102247


3.2 Perencanaan Spline dan Naft

A. Perencanaan Spline

Gambar 3.3 Spline

Bahan spline sama dengan bahan poros yaitu batang baja definis

dingin dengan kode S45C-D dengan kekuatan tarik 60 Kg/mm2, Jadi :

Lebar gigi spline ( L )

L = 2.dspi

= 2

01,35.14,3

= 54,97 mm

Diameter Maximal ( D )

D = 81,0ds

= 81,001,35

= 43,22 mm.

Wahyu Afridinata

071001721102248

D

D

b

h


Tinggi Spline ( h )

h = 2

dsD

= 2

01,3522,43

= 4,1 mm.

Jari jari Rata rata spline ( rs )

rs = 4

Dds +

= 4

22,4301,35 +

= 19,56 mm.

Gaya yang bekerja pada Spline ( Ft )

Ft = rsT

; dimana T = 23370,43 Kgmm.

= mmKgmm

56,1943,23370

= 1194,8Kg.

Lebar Spline ( b )

b = gxLFt

; dimana g = 21.sfsft

= 2.6/60 2mmKg

= 5 Kg/mm2.

sf1 = 6

sf2 = 2

b = mmmmKg 97,54./58,1194

2

= 4,35 mm.

Jumlah Spline ( Z ) atau Jumlah Pasak


49


Z = b

rs.2pi

= mmmm

35,456,19.14,3.2

= 28 buah.

Gaya yang bekerja pada setiap Spline ( Fts )

Fts = ZFt

= 28

8,1194 Kg

= 42,67 Kg.

B. Perencanaan Naft

Gambar 3.4 Naft

Jumlah Naft sama dengan jumlah Spline ( Z ) buah dengan

menganggap Jari-jari pada naft sama dengan spline.

Data Naft didapatkan :

Wahyu Afridinata

071001721102250


1. Jumlah Naft ( Zn ) = 28 buah.

2. Jari-jari Naft ( rn ) = 19,56 mm.

3. Lebar Naft = 4,35 mm.

4. Tinggi Naft ( hn ) = 4,1 mm.

5. Gaya tangensial satu Naft ( Ftsn )= 42,67 Kg.

Panjang Naft ( Ln )

Ln = 1,4 ds

= 1,4 . 35,01

= 49,014 mm.

Didalam perencanaan ini kita ambil bahan naft sama dengan bahan

poros yaitu batang baja difinis dingin ( S45C-D ) dengan kekuatan tarik 60

Kg/mm2.

g = 21.sfsf

t

= 2.6/60 2mmKg

= 5 Kg.

Gaya yang bekerja pada Naft ( Fn )

Fn = Lnb

Ft.

= mmmmKg014,49.35,4

8,1194

= 5,6 Kg/mm2.

3.3 Perencanaan Pegas

Wahyu Afridinata

071001721102251

Lo Li

D

P


A. Perencanaan Pegas Kejut.

Gambar 3.5 Pegas Kejut

a. Pegas dalam keadaan bebas.

b. Pegas dalam keadaan dibebani.

Direncanakan jarak pegas kejut ke sumbu poros ( r ) = 42 mm.

Gaya yang bekerja pada Pegas ( F )

F = rT

= mm

Kgmm42

43,23370

= 556,44 Kg.

Gaya yang bekerja pada masing-masing Pegas


52


Fa = ZF

= 444,556 Kg

= 139,11 Kg.

Faktor Tegangan ( K )

K = 4414

cc

+ 4615,0

= 1,19 + 0,123

= 1,3

Diameter kawat ( d )

d = pi .

..8t

cFaK

= 14,3/1155.11,139.3,1.8

mmxkgKg

= 1,36172,7233

= 03,20

= 4,47 mm.

Diameter Pegas ( D )

D = C . d

Wahyu Afridinata

071001721102253


= 5 .4,47

= 22,35 mm.

Lendutan yang terjadi ( )

= Gd

FaDn.

...84

3

dimana = Defleksi pegas

n = Jumlah lilitan yang aktif

D = diameter pegas = 20 mm

d = diameter kawat = 4,47 mm

G = Modulus geser ( 8000 Kg/mm2 )

= ( )

( ) 243

/8000.47,411139.20.4.8

mmKgmmKgm

= 92,319389035612160

= 11,15 mm.

Panjang Pegas sebelum dibebani ( Lo )

Lo = p . n + 2 . d

= n .d + max + ( n-1 ) 0,1

= 4 .4,47 + 11,15 + ( 4-1 ) 0,1

= 29,33 mm.

Kisar ( K )

K = 14

Lo

Wahyu Afridinata

071001721102254


= 14

33,29

= 9,8 mm.

Panjang Pegas sebelum dibebani

Li = Lo -

= ( 29,33 11,15 ) mm

= 18,18 mm.

Tegangan Geser Pegas ( g )

g = 4

2dF

pi

= 2)47,4(785,044,556

mmKg

= 35,49 Kg/mm2.

Tegangan Puntir Pegas ( p )

p = 3..8

dDF

pi

= 3)47,4(14,320.44,556.8

mmmmKg

= 317,45 Kg/mm2.

Tegangan Total ( . Tot )

. Tot= g + p

= ( 35,49 + 317,45 ) Kg/mm2.


55

Lbo

ho

b

h


= 352,94 Kg/mm2.

C. Pegas Diafragma

Gambar 3.6 Pegas Diafragma

Di asumsikan :

Panjang pegas ( L ) = 70 mm.

Tebal Pegas ( h ) = 2,6 mm

Lebar lengan penampang melintang ( b ) = 30 mm

Lebar penampang melintang depan ( bo ) = 13 mm

Jumlah bagian diafragma = 8 buah.

Besarnya gaya yang bekerja pada seluruh pegas diafragma

sehingga terjadi defleksi, maka :

Wahyu Afridinata

071001721102256


F1 = Lhba

6.. 3 , dimana a = Tegangan dinamis pegas yang

diizinkan

= 0,75. o

= 0,75 . 200 N/mm

= 150 N/mm.

F1 = mm

mmmmmmN70.6

))6,2.(30./150( 2

= 72,43 Newton.

Besarnya kemampuan Pegas keseluruhan

F = F1 . Z

= 72.43 N . 8

= 579,44 Newton.

Pemindahan Pegas ( f )

F = 3

31

.....4

hbELFq , dimana q = q1 / q2.

ho = h = 2,6 mm

bo = b = 13 / 30 mm = 0,4 mm.

E = 15000 Kgm.

f = 33

)6,2.(30.1500070.43,722,1.4 x

= 15,07 mm.

Kemiringan ( )

Wahyu Afridinata

071001721102257


Tg = 32

2

..)..6.(

hbELFq

= 32

)6,2.(30.15000)70.43,72.6.3,1(

= 0,35

= 19,28O.

BAB IV

Wahyu Afridinata

071001721102258


PERENCANAAN KOMPONEN PENDUKUNG

4.1 Perencanaan Paku keling.

d

L

Gambar 4.1 Paku Keling

Pada kopling terdapat tiga macam ukuran paku keeling yang

menyatukan elemen-elemen dari plat gesek dengan posisi dan ukuran yang

berbeda, paku keeling tersebut adalah :

1. Paku Keling A

Jumlah paku keling : 16 buah

Diameter paku : 6,5 mm.

Jarak paku ke sumbu poros : 89 mm.

2. Paku Keling B




3. Paku Keling C


59





4.2 Perhitungan Paku keling.

1. Paku Keling A

Bahan direncanakan St 37, dengan kekuatan tarik 37 Kg/mm2

dengan factor keamanan ( st ) = 6.

Gaya yang bekerja pada Paku Keling ( F )

F = rAT

= mm

mmKgm89

/4323370

= 263 Kg.

Gaya yang bekerja pada tiap paku ( Fs )

Fs = 16F

= 16263

= 16,44 Kg.

Tegangan Tarik Izin ( t )

Wahyu Afridinata

071001721102260


t = Sft

= 6/37 2mmKg

= 6,16 Kg/mm2.

Tegangan Geser Izin ( g )

g = 0,8 . t

= 0,8 . 6,16

= 4,93 Kg/mm2.

Diameter Paku Keling A

g = AF

, dimana A = 24dpi

= 24

d

Fpi

d = gFpi.4.

= 93,4.14,3263.4

= 8,24 mm.

2. Paku Keling B

Wahyu Afridinata

071001721102261


Bahan direncanakan St 37, dengan kekuatan tarik 37 Kg/mm2

dengan factor keamanan ( st ) = 6.

Gaya yang bekerja pada Paku Keling ( F )

F = rBT

= mm

mmKg49

/43,23370 2

= 476,95 Kg.

Gaya yang bekerja pada satu paku

Fs = nF

= 1895,476 Kg

= 26,5 Kg.

Tegangan tarik izin ( t )

t = Sft

= 6

/37 mmKg

= 6,16 Kg/mm2.

Tegangan Geser yang diizinkan ( g )

g = 0,8 . t

= 0,8 . 6,16

= 4,93 Kg/mm2.

Diameter Paku Keling B

Wahyu Afridinata

071001721102262


g = AF

, dimana A = 24dpi

= 24

d

Fpi

d = gFpi.4.

= 93,4.14,34.95,476

= 11,10 mm.

Pemeriksaan terhadap Tegangan Geser yang terjadi

q = AFS

= 4piFS

. d 2

= 272,965,26mmkg

= 0,27 kg/mm2

Berdasarkan perhitingan diatas, maka q t

( 0,27 kg / mm2 6,16 kg / mm2 )

3. Paku Keling C

Wahyu Afridinata

071001721102263


Bahan direncanakan S 35 C D dengan 1 = 53 kg / mm 2 dan Sf = 6.

Gaya yang bekerja pada Paku Keling

F = rcT

= mm

mmkg49

/43,23370

= 476,95 kg

Gaya yang bekerja pada masing-masing paku keling

Fs = nF

=18

476,95 kg

= 26,5 kg

Tegangan tarik izin ( t )

t = sft

= 653

= 8,83 kg / mm2

Tegangan Geser izin ( g )

g = 0,8 . t

= 0,8 . 8,83

= 7,064 kg / mm2

Diameter Paku Keling C

Wahyu Afridinata

071001721102264


d = qFpi..4

= 2/064,7.14,395,476.4

mmkgkg

= 9,27 mm

4.4 Perencanaan Bantalan

Bantalan berfungsi untuk menumpu poros yang berbeban dan

berputar sehingga dapat beroperasi dengan lancar, aman, halus dan masa

pemakaian poros tersebut dapat berlangsung lama.

Gambar 4.2 Bantalan

Keterangan :

Wahyu Afridinata

071001721102265

Fr

Fa Fa

Fr


d = Diameter dalam = 35 mm

D = Diameter luar = 75 mm

B = Lebar bantalan

Fa = Gaya aksial

Fr = Gaya radial

Dalam merencanakan bantalan luncur yang mengalami gesekan

luncur dari poros.

Sesuai dengan tabel 3.4 pada halaman 61 elemen gupta.

C = D d

= 75 35

= 40

sesuai dengan tabel untuk diameter 18 40 mm maka harga c dapat diperoleh

c = 1,5 - 1300 mikron

1 mikron = 0,001 mm

c = kelonggaran bantalan

c yang diambil 840 mikron = 0,84

Jarak pusat (e)

hzCe =

h = selaput minyak

Sesuai dengan tabel h untuk pemakaian pesawat terbang dan oto mobil :

h = 0,002 0,004.

Wahyu Afridinata

071001721102266


Harga h yang diambil = 0,003

Sehingga : 003,0284,0

=e

= 0,417 0,42

1 Cp = 1,70.10 10 Kg . min / cm 2

Untuk harga e = 0,42 pada tabel sehingga diperoleh harga Fa/Co = 0,42

Fa = gaya yang diperlukan untukmembebaskan plat gesek

42,083,876

=Co

= 2087,6 N

= 212,8 kg

Pada tabel diperoleh harga (Sularso halaman 143) dan jenis

bantalan yang diambil jenis bantalan terbuka nomor 6001.

Co = 229 kg

C = 400 kg

R = 0,5

D = 75

d = 35

Dari tabel 4.9 Sularso halaman 135 diperoleh

V = 1

Y = 1,04

Wahyu Afridinata

071001721102267


X = 0,56

Dimana :

V = pembebanan pada cincin dalam

Beban Ekivalen (P)

P = x . fr + y . fa

Dimana :

R = 75 / 2

= 37.5 cm

Fr = 20915,50 / 37,5 cm

= 557,74 kg

fr =93

74,557.22 kgPT

=

= 11,994 N

P = 0,56 . 11,994 + 1,04 . 36,46

= 44,635

Faktor Kecepatan (fn)

Wahyu Afridinata

071001721102268


Fn =3/1

n3,33

=3/1

42003,33

= 0,19

Faktor umur bantalan (Fh)

Fh =PCFn .

= 0,19 635,44400. kg

= 0,35

Umur Nominal Bantalan (lh)

Lh = 500 . Fb 3

= 500 . (0,35) 3

= 21,43

4.5 Hasil Analisa Data

Daya Maksimal : 136 PS (103,36 Kw)

Wahyu Afridinata

071001721102269


Daya : 134,368 Kw

Momen puntir ( Mp ) : 23370,43 Kg.mm

Tegangan geser izin ( g ) : 5 Kg/mm2

Tegangan Puntir izin ( p ) : 3,5 Kg/mm2

Poros

Bahan : S 45 C-D

Diameter : 35,01 mm

Tegangan Geser yang terjadi ( g ): 2,77 Kg/mm2

Tegangan puntir yang terjadi ( p ) : 0,03 Kg/mm2

Plat Gesek

Diameter dalam : 164,984 mm

Diameter luar : 235,69 mm

Gaya tekanan bidang gesek : 666,59 Kg/mm2

Jari rata-rata plat gesek : 100,168 mm

Momen gesek ( Mg ) : 23370,16 Kg.mm

Lebar permukaan plat gesek : 35,35 mm

Luas permukaan plat gesek : 22237,096 mm2

Gaya gesekan ( F ) : 666,59 Kg/mm2

Umur Plat : 1,3 tahun

Spline

Bahan : S 45 C-D

Wahyu Afridinata

071001721102270


Lebar gigi spline : 54,97 mm

Diameter maksimal : 43,22 mm

Tinggi spline : 4,1 mm

Jari rata-rata spline : 19,56 mm

Gaya yang bekerja : 1194,8 Kg

Lebar Spline : 4.,35 mm

Jumlah gigi : 28 buah

Gaya yang bekerja tiap Spline : 42,67 Kg

Naft

Panjang Naft : 49,014 mm

Gaya yang bekerja pada naft : 5,6 Kg/mm2

Pegas Kejut

Bahan : SUP 4

Gaya yang bekerja pada pegas : 556,44 Kg

Gaya yang bekerja masing-masing : 139,11 Kg

Faktor tegangan ( K ) : 1,3

Diameter Pegas : 22,35 mm

Diameter Kawat : 4,47 mm

Defleksi pegas : 11,15 mm

Panjang pegas ( Normal ) : 22,5 mm

Panjang Pegas ( dibebani ) : 29,33 mm

Wahyu Afridinata

071001721102271


Tegangan geser pegas ( g) : 35,49 Kg/mm2

Tegangan puntir pegas ( p) : 317,45 Kg/mm2

Tegangan total ( . tot ) : 352,94 Kg/mm2

Pegas Diafragma

Tegangan dinamis : 150 N/mm

Gaya seluruhnya : 579,44 N

Pemindahan Pegas : 15,07 mm

Kemiringan : 19,28 0

Paku keling A


Diameter paku : 6,5 mm

Jarak paku ke poros : 89 mm

Gaya yang bekerja pada paku : 263 Kg

Gaya yang bekerja tiap paku : 16,44 Kg

Tegangan tarik izin ( t ) : 6,16 Kg/mm2

Tegangan geser izin : 4,93 Kg/mm2

Paku keling B




Gaya yang bekerja pada paku : 476,95 Kg

Wahyu Afridinata

071001721102272


Gaya yang bekerja tiap paku : 26,5Kg



Paku keling C




Gaya yang bekerja pada paku : 476,95 Kg

Gaya yang bekerja tiap paku : 26,5 Kg



Wahyu Afridinata

071001721102273


BAB V

PENUTUP

Kesimpulan

Pada dasarnya data yang diperoleh dan hasil survey dengan data yang

diperoleh dan perencanaan tidaklah jauh berbeda toleransinya, hal ini

disebabkan oleh beberapa factor yang mempengaruhi yakni:

1. Faktor koreksi momen puntir

2. Faktor koreksi daya

3. Faktor Koreksi Lenturan

4. Faktor keamanan tegangan gesek

5. Tegangan tarik

6. Tegangan gesek

Perencanaan dianggap aman apabila memperhatikan beberapa faktor

diatas dengan kata lain dalam perencanaan tidak boleh melebihi variabel dan

ketentuan yang ada

Selain itu kekerasan bahan sangat mempengaruhi kerja dari rancangan,

semakin lunak bahan yang dipilih maka semakin besar ukurannya. Dalam hal

ini penulis hanya melakukan perancangan jadi tidak mengolah atau mendesain

bentuk dari kopling, tapi yang paling penting dalam perancangan ini adalah

tidak boleh melebihi dari variabel yang diizinkan sehingga kopling dianggap

aman dan bisa berkeja dengan baik sebagi mana mestinya.

Wahyu Afridinata

071001721102274


Saran

Adapun tujuan dari saran-saran ini adalah agar penyusun rancangan

kopling lebih sempurna lagi hendaknya. Adapun hal-hal yang mungkin perlu

diperhatikan adalah:

1. Dalam penyusunan perancangan kopling ini hendaknya dilengkapi

dengan data-data yang kita rancang.

2. Pemakaian bahan dalam perancangan hendaknya sesuai dengan

kondisi yang ada.

3. Dalam menetapkan faktor keaman seorang perancang harus teliti

mengamsumsikan kondisi kopling yang akan dioperasikan.

Untuk memudahkan penyusunan rancangan kopling ini, hendaknya

dipakai buku pegangan yang praktis dan sesuai dengan tujuan perancangan.

Wahyu Afridinata

071001721102275

59292115 kijang inova lengkap

Documents