gaya roda pada traktor

Click here to load reader

Post on 03-Jul-2015

979 views

Category:

Documents

3 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

Roda Traktor - 1

GAYA PADA RODA DAN TIPE RODA1. GAYA-GAYA RODA 1.1. Gaya-gaya yang memegang pada roda yang menggelinding Pada roda yang berguling, akibat tekanan poros ada gaya vertikal Qv terhadap bantalan berjari-jari Iv. Bobot roda, termasuk pelek, ban dll adalah Ev. Akibat gaya horisontal Dv roda didorong pada bantalan. Komponen gaya vertikal Gv dari reaksi tanah juga menekan suatu titik seperti halnya komponen gaya horisontal Rv. Titik itu, berjarak fv dari garis vertikal yang melalui sumbu poros. Gesekan bantalan v Qv, menyebabkan (kalau pengaruh Dv diabaikan) timbulnya momen yang menentang, M = v Qv Iv. Disini v adalah koefisien gesekan bantalan.

Roda Traktor - 2

Dari keseimbangan momen (M = 0) diperoleh: + Rv rw - Gv fv - M = 0 fv lv Rv = Gv + v Qv . rw rw Disini rw adalah radius guling efektif dari roda. Pengaruh rw v Qv kecil terhadap rw Gv dan karenanya ruas ini diabaikan, sehingga formula di atas dibaca sebagai: fv Rv = Gv . rw Oleh penyederhanaan ini kini garis kerja resultante dari Rv dan Gv dapat ditarik melalui sumbu poros: fv = sin . rw o Karena sudut tak pernah lebih besar dari 15 dan ban berubah bentuk maka tanpa mengurangi ketelitian ia ditulis: fv = tg . rw tg disebut Pv yaitu koefisien tahanan gelinding dan Rv tahanan gelinding.

lv

fv

1.2. Traktor berkeseimbangan dinamis Yang dimaksud dengan berkeseimbangan dinamis adalah keseimbangan yang dicapai pada waktu traktor bergerak lurus dengan kecepatan yang beraturan. Meskipun ada pengertian dinamis, disini sementara dilihat dari segi pengaruh gaya-gaya percepatan

Roda Traktor - 3

yang terjadi pada waktu membuat lintasan lengkung dan/atau gaya-gaya percepatan yang terjadi waktu mempercepat atau memperlambat traktor. Sebuah traktor yang sedang bergerak akan mengadakan gaya pada sekitarnya (alat-alat atau tanah). Pada roda gila mesin tersedia momen (kopel), dengan besar Mv. Momen ini umumnya diperbesar agar dapat mempengaruhi poros belakang dimana berlaku: Ma = i m Mv. Ma = momen pada poros belakang, Nm. i = perbandingan penerusan total antara roda gila dan poros belakang. Ini dapat bernilai 400. m = efisiensi pemindahan gaya. Seringkali m dinyatakan sebagai konstanta misalnya 0,98 untuk pasangan roda gigi yang dilumas ringan (termasuk bantalannya), 0,95-0,92 untuk pasangan roda gigi yang terendam seluruh atau sebagian dalam minyak. Gaya yang diadakan oleh roda traktor terhadap keliling horisontal adalah:O' = Ma rwa

rwa = jari-jari efektif roda belakang.

Gaya horisontal O' harus seimbang (H = 0) dengan semua gaya horisontal yang bekerja terhadap traktor.

Roda Traktor - 4

Kesimpulan:O' rwa 2 n = Ne m 60 M a 2 n = Ne m 60Ma n = Ne m 9,54O' V 1000 = Ne m 3600

Ne rwa O n Ma V

dalam dalam dalam dalam dalam dalam

kW m N putatarn/menit N.m. km/jam

Gaya O' yang bekerja dari keliling kedua roda terhadap tanah sulit dipisahkan dari gejala yang timbul dari tahanan guling.

Roda Traktor - 5

Pandangan kesetimbangan kini diberikan pada bekerjanya gaya-gaya yang berasal dari sekitamya terhadap traktor. Disini O adalah reaksi horisontal tanah terhadap roda belakang traktor. Tahanan gelinding roda belakang Ra dalam gambar tidak dipisahkan. (O' - Ra = 0 menyangkut besarnya gaya). Pada gambar di atas, kasus yang umum berlaku dihitung bermacam besaran dari kesetimbangan gaya-gaya dan momen-momen. Nilai fv dan fa berasal dari fv = v rwv dan fa = a rwa dimana v dan a adalah koefisien tahanan gelinding roda muka dan belakang misalnya 0,18 dan 0,10. Dengan nilai-nilai terhitung Ga (M = 0).Ga =

dari V = 0 maka Gv = G - T. sin - Ga

G ( C + f v ) + T.h. cos T( a + d + f v ) sin a + f v fa

Apabila sudut = 0 (artinya gaya tarik horisontal, maka persamaan disederhanakan menjadi: G ( C + f v ) + T.h Ga = dan Gv = G - Ga a + f v fa dari V = 0 maka 0 = T cos + Gv v Untuk = 0 ini menjadi 0 = T + Rv.

Apabila gaya 0 pada keliling roda = T cos + Rv, dibagi oleh Ga (dyn) artinyaT. cos + R v = k Ga

k adalah koefisien gaya tarik.

Roda Traktor - 6

Apabila T dibagi dengan bobot total traktor (Ini selalu terjadi T pada anggapan bahwa = 0) maka T = atau koefisien traktor. G tot Untuk = 0 disebelah ini diperlihatkan grafik ketergantungan T, Ga dan Gv tak pernah boleh kurang dari 0,2 G (juga dapat disebut bahwa Gv tak boleh kurang dari 160 a' 200 kg). Pada Gv < 0 maka traktor membalik kebelakang. Cara anggapan yang sama digunakan untuk memperlihatkan bahwa ada hubungan tak terputuskan antara, basis roda traktor (a), ketinggian kait tarik (h). Yang maksimum diperbolehkan, koefisien gaya tarik (k), tahanan gelinding (v) dan posisi titik berat.

T = k Ga R v

Rv = v Gv dianggap a = 0,6 k = 0,7 untuk jalan pasir yang keras v = 0,05

Roda Traktor - 7

Kalau Gv = 0,2 G (batas bahaya) maka Ga = 0,8 G M = 0 diberikan: T . h - G (a-c) + Gv . a = 0 (k 0,8 G - 0,2 v G) h - G (a-c) + 0,2 G . a = 0.h=

( a 0,6 a ) 0,2 a0,7 .0,8 0,2 .0,05

=

0,2 a = 0,365 a 0,55

pada: a = 1500 mm. h = 530 mm. Dengan menempatkan pemberat dimuka traktor, keseimbangan dapat dipengaruhi sehingga letak kait tarik yang lebih tinggi masih bisa diterima dari segi keamanan. Disini dipandang bahwa masih dibolehkan beban dinamis yang lebih tinggi untuk ban-ban dan pelek. Selipnya roda pada saat nilai k terlampaui dipandang sebagai "katup pengaman". Usaha pada traktor untuk menghindari selipnya roda, menimbulkan keadaan yang membahayakan (berbalik kebelakang).

1.3. Pengruh persneling (pelambat)

Apabila suatu kendaraan dipercepat/atau diperlambat, untuk keperluan itu diperlukan sejumlah enersi yang besar (akan dibebaskan

Roda Traktor - 8

sejumlah enersi misalnya: yang harus di musnahkan dalam rem) yaitu E = m V2 + J W2. Disini m adalah massa kendaraan, J adalah momen kelambanan (momen of inertia) dari bagian yang berputar, V kecepatan kendaraan dan W kecepatan sudut bagian yang berputar. Untuk gerak lurus perhitungannya menjadi Lebih sederhana. Untuk rotasi perlu diperhitungkan keadaan massa yang berputar pada banyak tempat dari traktor dimana mereka sering mempunyai kecepatan sudut yang berbeda. Apabila terjadi pula, pembebanan berbentuk sentakan maka perlu pula diperhitungkan kemungkinan terjadinya getaran sendiri (lihat getaran torsi pada mesin-mesin). Pada saat membuat lintasan lengkung (misal membuat tikungan) maka akan ada, pengaruh mV 2 C= gaya-gaya centripetal sebesar . r Demikian pula akan terjadi kombinasi percepatan akibat mengerem ditikungan. 2. BAN ANGIN 2.1. Konstruksi Sebuah ban angin terbuat dari beberapa lapis material benang (karkas) yang disatukan dan ditutup oleh karet yang telah dipulkanisir.

Roda Traktor - 9

Serat yang dipakai adalah katun (sudah kuno), serat rayon, nylon, kawat baja dan serat polyester. Pada ban diagonal (yang konvensional) arah serat membuat sudut 45o dengan kawat tumit (hiel) yang terbuat dari baja. Pada sabuk serat-serat diarahkan radial (ban radial). Pada paten ban Michelin - X yang asli, ban radial dilindungi oleh sabuk (cincin anyaman) kawat baja. Sabuk ini oleh simpal-simpul yang mengarah radial terhubungkan pada kawat-kawat tumit. Baja inilah yang menghantarkan panas dengan baik. Bahan-bahan lainnya kurang baik mengalirkan panas tetapi mempunyai sifat merendam suara. Setelah patent-Michelin berlalu material-material untuk membangun karkas dipakai untuk mebuat ban radial.

Roda Traktor - 10

Untuk penerapan pada mobil dan truk ban sabuk yang relatif kaku memberikan tahanan gelinding yang lebih kecil dibanding dengan ban diagonal. Juga ban ini lebih baik menapaknya pada punggung jalan karena mempunyai sisi yang lebih luwes. Bidang sentuh yang lebih luas juga menguntungkan penerapannya di bidang pertanian. Kerugiannya hanya bahwa sisinya peka terhadap penetrasi. (Untuk pembentukan karkas dimasa mendatang maka telah disebut-sebut campuran dari kedua jenis konstruksi dasar misainya: semi radial, dengan sudut serat 75o dan ban radial diagonal dengan sudat serat 20o. Jumlah lapisan benang Jumlah lapisan benang menentukan ketegangan untuk suatu tujuan penggunaan. Makin sedikit lapisannya makin sedikit panas yang timbul. Untuk ban-ban pertanian terdapat 2, 4, 6 hingga 8 lapis benang. Yang dituju adalah kekuatan yang sesuai dengan ban-ban yang berlapis benang katun tersebut di atas. Apabila digunakan material yang lebih kuat dimana digunakan lapisan yang lebih sedikit jumlahnya maka sering diberi istilah ply rating. Karet yang digunakan berasal dari jenis yang berbeda-beda kerasnya.

Roda Traktor - 11

Lapisan benang dipulkanisir dengan karet yang luwes. Untuk sisi dan bidang telapak dipakai karet yang lebih keras. Ban dalam terbuat dari karet yang sangat lemas (padat). Jenis karet yang sama digunakan untuk ban tanpa ban dalam bagian dalam telapak agar tidak bocor. Hal itu dicapai dengan mencampurkan karet alam dengan karet sintetis (karet Buna) dalam perbandingan tertentu. Juga terpengaruh proses vulkanisirnya ( 140oC setelah diberi 2% belerang dan 4% jelaga maksimum sebagai bahan pengisi). Karet sintetis lebih tahan terhadap keausan dari pada karet alam dan pula lebih tahan terhadap minyak. Apabila butadien dengan bantuan natrium diikatkan pada styreen maka itu disebut karet dingin (karena dibuat pada 10oC. 2.2. Cara pemberian ukuran ban Umumnya ukuran diameter pelek tempat ban itu akan dipasangkan dan lebarnya, dalam inci. Dahulu penampang ban praktis berbentuk silinder dan jari-jari tanpa beban dapat dihitung secara teliti. Misalnya 11 28. Diameter luar tanpa beban adalah 28 + 2 x 11 = 50 atau 50 x 25,4 = 1270 mm. Menurut tabel ban diameter luar tanpa beban adalah 1265 10 mm.

Roda Traktor - 12

Pada ban-ban yang modern, lebarnya lebih besar (low section) dari pada tingginya dan harus dilihat da