bab ii new

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Karakteristik Sabuk

Transmisi dengan mesin yang luwes dapat digolongkan atas transmisis 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, diantaranya :

I. Sabuk rata dipasang pada pulli silinder dan meneruskan momen antara dua poros

yang jaraknya dapat sampai 10 (m) dengan perbandingan putaran antara 1/1

sampai 6/1.

II. Sabuk dengan penampang trapesium dipasang pada pulli dengan alur dan

meneruskan momen antara dua poros yang jaraknya dapat sampai 5 (m) dengan

perbandingan putaran antara 1/1 sampai 7/1.

III. Sabuk dengan gigi yang digerakkan dengan sproket pada jarak pusat sampai

mencapai 2 (m), dan meneruskan putaran secara tepat dengan perbandingan

antara 1/1 sampai 6/1.

Sebagian besar transmisi sabuk menggunakan sabuk-V karena mudah

pemasangannya 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 pulli dan sabuk, sabuk-V tidak dapat meneruskan putaran

dengan 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, komputer, mesin fotokopi, mesin tik listrik, dsb.

Elemen mesin yang lugas seperti sabuk, kabel atau rantai, dipakai untuk

memindahkan daya yang terhitung panjang. Kalau elemen ini dipakai, mereka biasanya

menggantikan roda-roda gigi, poros, dan bantalan atau alat pemindah daya yang sejenis.

Jadi mereka menyederhanakan suatu mesin dan karena itu adalah merupakan elemen

penekan biaya yang penting. Sebagai tambahan, karena elemen ini adalah elastis dan

biasanya panjang mereka memainkan peranan yang penting dalam menyerap beban-

3

beban kejut dan dalam meredam pengaruh gaya getaran. Walaupun keuntungan ini

penting sejauh menyangkut umur dari mesin penggerak, tetapi elemen penekanan biaya

adalah faktor utama yang umum dari mesin penggerak di dalam pemilihan alat

pemindah daya ini.

Biasanya sabuk dipakai untuk memindahkan daya antara dua poros yang sejajar.

Poros-poros harus terpisah pada suatu jarak minimum tertentu, yang tergantung pada

jenis pemakaian sabuk, agar bekerja secara efisien.

Sabuk mempunyai karakteristik sebagai berikut :

1. Mereka bisa dipakai untuk jarak sumbu yang panjang.

2. Karena slip dan gerakan sabuk yang lambat, perbandingan kecepatan sudut

antara kedua poros tidak konstan ataupun sama dengan perbandingan diameter

pulli.

3. Bila menggunakan sabuk yang datar, aksi klos bisa didapat dengan menggeser

sabuk dan pulli yang bebas ke pulli yang ketat.

4. Bila sabuk-V dipakai, beberapa variasi dalam perbandingan kecepatan sudut bisa

didapat dengan menggunakan pulli kecil dengan sisi yang dibebani pegas.

Diameter pulli kemudian merupakan fungsi dari tegangan sabuk dan dapat

diubah- ubah dengan merubah jarak sumbunya.

5. Sedikit penyetelan atas jarak sumbu biasanya diperlukan sewaktu sabuk sedang

dipakai.

6. Dengan menggunakan pulli yang bertingakat, suatu alat pengubah perbandingan

kecepatan yang ekonomis bisa didapat.

2.2 Macam-macam Sabuk

2.2.1 Sabuk datar (flat belt)

Sabuk datar umumnya terbuat dari kulit yang disamak atau kain yang

diresapi dengan karet. Sabuk datar yang modern terdiri dari inti elastis yang kuat,

seperti benang baja atau nilon, untuk menerima beban tarik dan memindahkan

daya, digabung dengan selubung yang lugas untuk memberi gesekan antara sabuk

dan pulli. Sabuk datar sangat efisien untuk kecepatan tinggi, tidak bising, dapat

memindahkan jumlah daya yang besar pada jarak sumbu yang panjang, tidak

memerlukan pulli yang besar, dan dapat memindahkan daya antara pulli pada posisi

4

yang tegak lurus satu sama lain. Sabuk datar khususnya sangat berguna untuk

instalasi penggerak dalam kelompok karena aksi klos yang bisa didapat tersebut.

2.2.2 Sabuk-V ( V belt )

Sabuk V terbuat dari karet, kain dan benang dan mempunyai

penampang trapesium. Biasanya katun, rayon, atau nilon, dan diresapi dengan

karet. Sabuk-V dibelitkan di keliling alur pulli yang berbentuk V pula. Bagian

sabuk yang sedang membelit pada pulli 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.

Berbeda dengan sabuk datar, sabuk V dipakai dengan ikatan yang lebih

kecil dan pada jarak sumbu yang lebih pendek. Sabuk V sedikit kurang efisien bila

dibandingkan dengan sabukdatar, tetapi beberapa diantaranya dapat dipakai pada

ikatan tunggal, sehingga membuat suatu kelipatan penggerakan. Sabuk ini tak

berujung, yang menghindarkan sambungan seperti yang dipakai pada sabuk datar.

2.2.3 Sabuk -V yang bermata rantai ( link V belt )

Sabuk V yang bermata rantai terbuat dari sejumlah kain berkaret yang

bermata yang digabungkan dengan alat pengikat logam yang sesuai. Jenis sabuk ini

bisa dilepas pada setiap mata rantai dan panjangnya bisa diatur dengan melepas

beberapa mata rantai. Ini menghindarkan kebutuhan akan penyetelan sumber

putaran dan menyederhanakan efisiensi yang maksimum dan juga mengurangi

jumlah ukuran persediaan sabuk yang harus disimpan. Salah satu pemakaian yang

khas dari sabuk V bermata rantai adalah mesin press.

2.2.4 Sabuk pengatur waktu ( timing belt )

Sabuk pengatur waktu terbuat dari kain berkaret dan kawat baja, yang

mempunyai gigi-gigi yang cocok dengan alur yang dibuat disekeliling pulli. Sabuk

pengatur waktu tidak akan molor atau slip dan karena itu akan memindahkan daya

pada perbandingan kecepatan sudut yang konstan. Kenyataan bahwa sabuk tersebut

bergigi memberi beberapa keuntungan dibandingkan dengan penyabukan yang

biasa. Salah satu diantaranya adalah tidak diperlukannya tegangan awal, sehingga

penggerak yang sumbunya tetap bisa dipakai. Yang lain adalah terhindarnya

5

pembatasan kecepatan; gigi memberi kemungkinan untuk bekerja hampir pada

semua kecepatan, lambat atau cepat. Kerugian yang pertama adalah biaya sabuk,

perlunya membuat alur pada pulli, dan kehadiran fluktuasi dinamis yang terjadi

pada frekwensi pertautan sabuk gigi.

(Sularso, 1991:187)

Gambar. 1. Berbagai Macam Sabuk Transmisi Daya

A. Sabuk-V Standar (berlapis tunggal dan banyak)

1. Murah dan pasarannya luas.

2. Untuk mesin-mesin industry umum batas temperature sampai 600C.

B. Sabuk-V Unggul (berlapis tunggal dan banyak)

1. Tahan panas, minyak, dan listrik statis kekuatan tinggi.

2. Untuk tugas berat dan jumlah sabuk sedikit.

3. Batas temperature sampai 900C.

C. Sabuk-V penampang pendek

1. Tahan lenturan dan kecepatan tinggi.

2. Untuk mesin pertanian pulley pegang pada keliling luar sabuk dapat

dipakai.

3. Batas temperatur sampai 600C.

D. Sabuk-V Tugas Ringan (tipe-L)

1. Tahan lenturan dan kecepatan tinggi

6

2. Untuk mesin pertanian pulley pegang pada keliling luar sabuk dapat

dipakai.

3. Batas temperatur sampai 600C.

E. Sabuk-V Sempit

1. Dapat mentransmisikan daya besar.

2. Untuk mesin industri umum.

3. Batas temperatur 900C.

F. Sabuk-V Sudut Lebar

1. Untuk mentransmisikan kecepatan tinggi dan daya besar dengan pulley

kecil dan sempit.

2. Untuk otomobil.


G. Sabuk-V Pitaran variable

1. Tahan lenturan dan tekanan samping.

2. Untuk penurunan putaran variable.


H. Sabuk Gigi Penampang Pendek

1. Tahan lenturan dan kecepatan tinggi.

2. Untuk otomobil besar.


I. Sabuk Segi Enam

1. Untuk mennggerakkan poros banyak.

2. Untuk mesin pertanian dan mesin industri.


J. Sabuk Bergigi (sabuk gilir)

1. Tidak slip.

2. Dapat dipakai untuk menggerakkan sinkron, computer, mesin perkakas,

otomobil.


K. Sabuk Berusuk Banyak

1. Dapat menghasilkan putaran dengan kecepatan sudut yang hamper tetap.

2. Untuk mesin perkakas.

7


L. Sabuk Berlapis Kulit dan Nilon

1. Untuk mentransmisikan putaran tinggidan jarak poros tetap.

2. Untuk mesin kertas, mesin tekstil.


2.3 Sabuk –V

Pada beberapa tempat di dalam buku ini telah kita pelajari bahwa teori yang

sifatnya ilmiah tidak selalu dapat menjelaskan hasil-hasil percobaan. Dalam beberapa

hal korelasinya sangat dekat; di dalam kasus-kasus yang lain kedua kelompok hasil

tersebut sangat jauh berbeda satu ama lain sehingga sepenuhnya metode empirislah

yang harus dipakai. Tak ada yang lebih terbukti dari hasil mempelajari perilaku sabuk-

V. Walau mungkin penelitian di masa yang akan datang bisa memecahkan persoalan ini.

Untuk sekarang kita harus sepenuhnya menggunakan hasil percobaan untuk

merencanakan dan menganalisa system pemindahan daya yang menggunakan sabuk-V.

Penampang dan panjang sabuk-V telah distandarisasikan oleh ANSI dalam

satuan U.S. umum dan di dalam satuan SI. Sabuk untuk mobil adalah suatu kategori

khusus, yang distandarisasikan oleh ANSI (American National Standart Institute) dan

SAE (Society of Automotive Engineers) dalam kedua sistem satuan yang berlaku.

(Sularso,1991:164

Gambar. 2. Konstruksi Sabuk-V

Keterangan :

1. Terpal

2. Bagian Penarik

3. Karet Pembungkus

4. Bantal Karet

8

(Prabumulih:2014)

Gambar. 3. Sabuk pada Pully

(Sularso, 1991:164)

Gambar. 4. Ukuran Penampang Sabuk-V

Berikut kita pusatkan hanya pada gerakan sabuk-V konvensional untuk tugas

yang berat (heavy duty conventional V-belt drives), agar menghemat ruangan. Sabuk-V

ramping mempunyai banyak keuntungan dalam pemakaian tertentu di mana ruangan

terbatas. Mereka beroperasi pada diameter pulli yang kecil, memungkinkan kecepatan

yang lebih tinggi, motor penggerak yang lebih efisien, jumlah sabuk yang lebih sedikit,

dan biaya yang lebih murah dibanding sabuk-V konvensional yang sanggup untuk tugas

berat. Ericksan memberikan suatu contoh dimana lima sabuk ramping dipakai untuk

menggantikan delapan sabuk konvensional. Ini menghasilkan penghematan biaya 33

persen, kalau biaya dari pulli yang lebih kecil diperhitungkan.

Sabuk-V ditentukan dengan penggabungan identifikasi penampang dengan

panjang sabuk. Misalnya sabuk konvensional tugas berat D173 mempunyai penampang

D dan panjang sebelah dalam 173 inch. Jadi suatu D173 mempunyai panjang puncak Lp

= 173 + 3,3 = 176,3 in. Perhitungan perbandingan kecepatan didasarkan pada diameter

puncak atau diameter efektif dari pulli. Karena itu, diameter pulli dikenal sebagai

diameter puncak, kecuali ditetapkan secara khusus. Panjang sabuk metris

9

distandarisasikan sebagai panjang puncak, atau panjang efektif. Suatu sabuk

konvensional SI tugas berat yang dinyatakan sebagai 16C 1700 mempunyai penampang

16C dan panjang efektif 1700 mm.

(Sularso, 1991: 178)

Gambar. 5. Profil alur sabuk-V

Sabuk otomotif jenis inci tersedia dalam panjang yang mencapai 80 in dengan

kenaikan 1 in untuk 80 sampai 100 in. Sabuk otomotif SI tersedia sampai 2032 mm

sampai 2540 mm.

Karena sabuk-V biasanya dipakai untuk menurunkan putaran, maka

perbandingan yang umum dipakai ialah perbandingan reduksi i (i>1), dimana

i = ; u =

Keterangan, n1 = putaran puli 1 (rpm)

n2 = putaran puli 2 (rpm)

dp = diameter puli 1 nominal (mm)

Dp = diameter puli 2 nominal (mm)

i = rasio/reduksi

u = perbandingan putaran

Kecepatan linier sabuk-V (m/s) adalah

v =

10

keterangan, v = kecepatan linear

Gambar.6 Perhitungan Panjang Sabuk

PenampangSabuk-V

Diameter nominal (diameter lingkaran jarak bagi dp ) Lo

KKo

ef

A 71 – 100101 – 125126 atau lebih

343638

11,9512,1212,30

9,2 4,5 8,0 15,0 10,00

B 125 – 160161 – 200 201 atau lebih

343638

15,8616,0716,29

12,5 5,5 9,5 19,0 12,5

C 200 – 250251 – 315316 atau lebih

343638

21,1821,4521,72

16,9 7,0 12,0 25,5 17,0

D 355 – 450 451 atau lebih

3638

30,7731,14 24,6 9,5 15,5 37,0 24,0

E 500 – 630631 atau lebih

3638

36,9537,45 28,7 12,7 19,3 44,5 29,0

Tabel 1 Ukuran Puli-V

Dalam perdagangan terdapat bermacam-macam ukuran sabuk. Namun, mendapatkan

sabuk yang panjangnya sama dengan hasil perhitungan umumnya sukar.

Jarak sumbu poros C dapat dinyatakan sebagai

C =

b = 2L – 3,14 (Dp +dp)

11

Sudut lilit atau sudut kontak θ dari sabuk pada alur puli penggerak harus

diusahakan sebesar mungkin untuk memperbesar panjang kontak antara sabuk dan puli.

Gaya gesekan berkurang dengan mengecilnya θ sehingga menimbulkan slip antara

sabuk dan puli.

(Sularso, 1991:170)

Gambar. 7. Sudut Kontak

Bila sabuk-V dalam keadaan diam atau tidak meneruskan momen, maka

tegangan diseluruh panjang sabuk adalah sama. Tegangan ini disebut tegangan awal.

Jika tarikan pada sisi tarik dan sisi kendor berturut-turut adalah F1 dan F2 (kg), maka

besarnya gaya tarik efektif Fe (kg) untuk menggerakkan puli yang digerakkan adalah

Fe = F1 – F2

Keterangan, Fe = Gaya Tarik efektif

F1 = Tarikan pada sisi tarik

F2 = Tarikan pada sisi kendor

Sabuk-V sempit akan menjadi lurus pada kedua sisinya bila dipasang pada alur

puli(seperti pada Gambar). Dengan demikian akan terjadi kontak yang merata dengan

puli sehingga keausan pada sisinya dapat dihindari.

12

(Sularso, 1991:172)

Gambar .8 Persinggungan antara sisi sabuk dan alur puli

Ada 3 macam proporsi penampang untuk sabuk-V sempit, seperti pada Gambar.

(Sularso, 1991:172)

Gambar. 10 Ukuran penampang sabuk-V sempit

Tabel 2. Kapasitas daya yang ditransmisikan untuk sabuk-V sempit tunggal, Po (kW)

13

Persamaan-persamaan di atas hanya sesuai untuk sudut kontak 0. Untuk

perbandingan reduksi yang besar dan sudut kontak lebih kecil dari 1800, kapasitas daya

yang diperoleh harus dikalikan dengan faktor koreksi yang bersangkutan K . Besarnya

sudut kontak diberikan oleh :

Keterangan, = Kecepatan sudut

C = Tarikan pada sisi tarik

Keterangan, F1 = Tarikan pada sisi tarik

F2 = Tarikan pada sisi kendor

e = Eksponen

µ = Koefisien gesek

2.4 Transmisi Sabuk-V (V-Belt)

Jarak yang cukup jauh yang memisahkan antara dua buah poros mengakibatkan

tidak memungkinkannya mengunakan transmisi langsung dengan roda gigi. Sabuk-V

14

merupakan sebuah solusi yang dapat digunakan. Sabuk-V adalah salah satu transmisi

penghubung yang terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Dalam

penggunaannya sabuk-V dibelitkan mengelilingi alur puli yang berbentuk V pula.

Bagian sabuk yang membelit pada puli akan mengalami lengkungan sehingga lebar

bagian dalamnya akan bertambah besar (Sularso, 1991:163).Sabuk-V banyak digunakan

karena sabuk-V sangat mudah dalam penangananya dan murah harganya. Selain itu

sabuk-V juga memiliki keungulan lain dimana sabuk-V akan menghasilhan transmisi

daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah serta jika dibandingkan dengan

transmisi roda gigi dan rantai, sabuk-V bekerja lebih halus dan tak bersuara. Sabuk-V

selain juga memiliki keungulan dibandingkan dengan transmisi-transmisi yang lain,

sabuk-V juga memiliki kelemahan dimana sabuk-V dapat memungkinkan untuk terjadi

slip. Faktor Koreksi Transmisi Sabuk-V

Mesin yang digerakkan Penggerak

Momen punter puncak 200% Momen punter puncak >200%

Motor arus bolak-balik (momen normal, sangkar bajing, singkron) motor arus searah (lilitan shunt)

Motor arus bolak-balik (momen tinggi, fasa tunggal, lilitan seri), motor arus searah (lilitan kompon, lilitan seri), mesin torak, kopling tak tetap

Jumlah jam kerja tiap hari Jumlah jam kerja tiap hari

3-5

Jam

8-10

Jam

16-24

Jam

3-5

Jam

8-10

Jam

16-24

Jam

Var

iasi

beb

an

sang

at k

ecil

Pengaduk zat cair, kipas angina, blower (sampai 7,5 kW) pompa sentrifugal, konveyor tugas ringan 1,0

1,11,2 1,2 1,3 1,4

Var

iasi

beb

an

keci

l

Konveyor sabuk (pasir,batu bara), pengaduk, kipas angina (lebih dari 7,5 kW), mesin torak, peluncur, mesin perkakas, mesin percetakan.

1,2 1,3 1,4 1,4 1,5 1,6

Var

iasi

beb

an

seda

ng

Konveyor (ember, sekrup), pompa torak, kompresor, gilingan palu, pengaduk, roots-blower, mesin tekstil, mesi kayu 1,3 1,4 1,5 1,5 1,7 18

Var

iasi

beb

an

besa

r

Penghancur , gilingan bola atau batang pengangkat, mesin pabrik karet (rol, kalender) 1,5 1,6 1,5 1,7 1,9 2,0

(Sularso, 1991:165)

Tabel 2. Faktor Koreksi

15

bab ii new

Documents