Download - 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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
Wahyu Afridinata0710017211022
8
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
Wahyu Afridinata0710017211022
17
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
Wahyu Afridinata0710017211022
33
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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 ).
Wahyu Afridinata0710017211022
35
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
Wahyu Afridinata0710017211022
36
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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.
Wahyu Afridinata0710017211022
40
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
= ( )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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
Wahyu Afridinata0710017211022
49
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
Wahyu Afridinata0710017211022
52
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
= 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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
= 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.
Wahyu Afridinata0710017211022
55
-
Lbo
ho
b
h
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
= 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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
Jumlah paku keling : 18 buah
Diameter paku : 7,5 mm.
Jarak paku ke sumbu poros : 49 mm.
3. Paku Keling C
Wahyu Afridinata0710017211022
59
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
Jumlah paku keling : 18 buah
Diameter paku : 9,5 mm.
Jarak paku ke sumbu poros : 49 mm.
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
Jumlah paku keling : 16 buah
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
Jumlah paku keling : 18 buah
Diameter paku : 7,5 mm
Jarak paku ke poros : 49 mm
Gaya yang bekerja pada paku : 476,95 Kg
Wahyu Afridinata
071001721102272
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
Gaya yang bekerja tiap paku : 26,5Kg
Tegangan tarik izin ( t ) : 6,16 Kg/mm2
Tegangan geser izin : 4,93 Kg/mm2
Paku keling C
Jumlah paku keling : 18 buah
Diameter paku : 9,5 mm
Jarak paku ke poros : 49 mm
Gaya yang bekerja pada paku : 476,95 Kg
Gaya yang bekerja tiap paku : 26,5 Kg
Tegangan tarik izin ( t ) : 8,83 Kg/mm2
Tegangan geser izin : 7,064 Kg/mm2
Wahyu Afridinata
071001721102273
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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
-
Rancangan Ulang Kopling Kijang Innova
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