BAB IPENDAHULUAN1.1 Latar belakang

Salah satu bentuk teknologi permesinan yang dipakai dalam dunia industri adalah transmisi daya dengan menggunakan sistem belt dan pulley. Ada tiga macam belt yang umum digunakan, yaitu flat belt, v-belt, dan timing belt. Sistem transmisi v-belt banyak digunakan karena mudah penanganannya dengan perawatan yang minimum, murah harganya, serta memiliki rentang daya dan kecepatan yang lebar. Selain itu, v-belt memiliki 1 2 karakteristik bahan yang fleksibel, yang membuatnya memiliki kemampuan untuk meredam beban kejut, walaupun karakteristik ini membuatnya rentan tehadap terjadinya getaran beramplitudo besar. Walaupun murah, v-belt tetap memerlukan perawatan yang memadai, karena beberapa macam mesin penghasil daya menggunakan komponen ini untuk menggerakkan peralatan seperti blower, kompresor, machining tool, dan sebagainya. Dimana dalam prakteknya jika dibandingkan dengan sistem transmisi daya lainnya sistem transmisi v-belt sering mengalami fluktuasi dalam kinerjanya. Fluktuasi ini terjadi oleh karena adanya beberapa kerusakan yang sering terjadi pada sistem transmisi v-belt misalnya; misalignment antara pulley (parallel, angular dan twisted), unbalance, cacat pada belt dan pulley, kerusakan bantalan (bearing), konstruksi yang tidak kokoh (rigid), ataupun mesin penggerak yang kurang baik. Misalignment sering terjadi karena proses assembly yang kurang bagus dan kurang teliti. Unbalance terjadi karena tidak sempurnanya proses desain dan proses manufaktur yang dilakukan pada saat pembuatan komponen. Sedangkan cacat yang terjadi pada belt dan pulley lebih sering disebabkan akibat proses manufaktur yang tidak baik ataupun prosedur operasional yang tidak sempurna, seperti pengaturan tegangan (tension) yang tidak tepat (undertensioning ataupun overtensioning), adanya pengotoran (misalnya; debu, oli), ataupun ketidakcocokan pemilihan tipe belt dan pulley. Apabila kerusakan tersebut tidak segera diperbaiki tentunya akan menyebabkan kerusakan yang lebih serius. Kerusakan yang terjadi bisa menyebabkan terhentinya proses produksi, yang berarti kerugian yang besar bagi perusahaan dibandingkan dengan biaya yang dikeluarkan untuk memperbaiki atau mengganti bagian yang rusak dari sistem transmisi v-belt. Seperti halnya pada peralatan berputar yang lain, gejala terjadinya cacat v-belt pada sistem transmisi v-belt bisa terlihat pada sinyal getaran yang ditimbulkannya.1.2 Rumusan MasalahDari uraian diatas dapat dirumuskan masalah menjadi

1) Apakan v-bel itu?.

2) Mengetahui perhitungan perhitungan pada system V-belt?.

1.3 Tujuan Penulisan1) Mengetahui tentang V-belt dan jenis jenisnya.

2) Mampu menghitung perhitungan perhitungan pada system V-belt.1.4 Manfaat penulisan

Manfaat dari penulisan ini adalah pembaca bisa memahami apa itu V-belt, bagaimana V-belt itu bekerja.BAB IIPEMBAHASAN2.1Sistem Transmisi sabuk (V-belt)Dalam mentransmisikan daya atau putaran pada mesin atau apapun bias menggunakan transmisi sabuk. Transmisi sabuk di bagi menjadi 3 jenis yaitu:1. Sabuk rata (flat belt) dipasang pada puli silinder dan meneruskan momen antara dua poros yang jaraknya dapat mencapai 10 meter dengan perbandingan putaran antara 1:1 sampai dengan 6:1.

2. Sabuk dengan penampang trapesium (v-belt) dipasang pada puli dengan alur dan meneruskan momen antara dua poros yang jaraknya dapat mencapai 5 meter dengan perbandingan putaran antara 1:1 sampai dengan 7:1.

3. Sabuk dengan gigi (timing belt) yang digerakkan dengan sproket pada jarak pusat sampai 2 meter, dan meneruskan putaran secara tepat dengan perbandingan antara 1:1 sampai 6:1.

Dari 3 kelompok ini yang paling umum dijumpai di industri adalah v-belt, karena penanganannya mudah serta harga murah. Kecepatan sabuk pada umumnya direncanakan antara 10 20 m/s, serta dapat mentransmisikan daya hingga 500 kW.

V-belt terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Tenunan tetoron atau semacamnya dipergunakan sebagai inti sabuk untuk membawa tarikan yang besar, hal ini dapat dilihat pada Gambar 2.3.

Bantal karetBagian penarik

Terpal

Gambar 2.3. Penampang v-belt klasik

2.2.Tipe Dan Ukuran Nominal V-beltTiap dimensi v-belt telah distandarisasi oleh pabrikan dan pada umumnya dapat dibagi dapat diklasifikasikan menjadi 2 (dua), yaitu: heavy-duty (industri) dan light-duty (fractional-horsepower). V-belt untuk industri berdasarkan penampangnya (Gambar 2.32) terdiri dari 2 tipe dasar, yaitu: penampang konvensional/klasik (A, B, C, D, dan E) dan penampang sempit/narrow (3V, 5V, dan 8V).

(a)(b)

Gambar 2.4. Penampang v-belt industri: (a) Penampang konvensional, dan

(b) Penampang sempit

2.3Menghitung Panjang V-beltUntuk menyatakan panjang dari v-belt ada tiga nomenklatur yang umum digunakan sesuai cara pengukurannya, yaitu: panjang bagian luar (OC: outside circumference), panjang efektif (Le: effective length), dan panjang pitch (Lp: pitch length).

Panjang bagian luar (OC) biasanya diukur secara sederhana dengan pita ukur yang diletakkan dibagian luar v-belt. Cara ini merupakan metode yang baik untuk memperoleh panjang nominal, namun sulit untuk mendapatkan nilai yang akurat dan konsisten oleh karena v-belt diukur pada saat tidak diberi tegangan (tension), sehingga tidak dapat menyatakan panjang sabuk saat dioperasikan.

Panjang efektif (Le) diukur langsung saat terpasang yang ditentukan berdasarkan penjumlahan dari dua kali jarak poros ditambah dengan panjang keliling bagian luar dari sebuah puli, ukuran ini yang biasa digunakan dilapangan.

Panjang pitch (Lp) merupakan panjang dari aksis netral dari sabuk, yaitu panjang dari kabel (tension cord line). Oleh karena kabel berada di dalam sabuk, sehingga sulit untuk diukur namun dapat dihitung dengan rumus,

Lp = 2C + ( D + d )+( D d )2(2.1)

24C

dimana:C = jarak antar poros

D = diameter puli besar

d = diameter puli kecil

2.4Tegangan Statik dan Gaya Defleksi V-belt.V-belt dapat mentransmisikan daya dengan baik pada rentang tegangan yang cukup lebar. Teknisi yang berpengalaman dapat mengembangkan perasaannya untuk melakukan penyetelan terhadap tegangan v-belt pada rentang ini. Namun untuk mengoptimalkan umur dan performa sabuk serta menghindari tegangan pada poros dan bantalan yang tidak diinginkan, perlu dihitung dan diukur tegangan yang diberikan berdasarkan beban yang akan bekerja. Standar untuk menghitung ini mengacu kepada standar yang dikeluarkan oleh Mechanical Power Transmission Association (MPTA). Standar ini dapat digunakan untuk penggerak dengan v-belt jenis classic, yang menghubungkan dua puli seperti rencana penelitian. Cara ini dikenal juga dengan metode defleksi gaya (force deflection). Metode ini menerjemahkan tegangan statik menjadi gaya defleksi yang diberikan pada sabuk dan menghasilkan defleksi dengan norma defleksi q, sebesar 1/64 tiap 1 inci panjang span (Ls) atau 1,6 mm tiap 100 mm span, hal ini dapat dilihat pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5. Pengukuran defleksi v-beltDefleksi sabuk diukur ditengah span dalam arah tegak lurus span (Ls). Jarak defleksi q, dalam satuan inci yang disyaratkan dihitung dengan rumus:

q =Ls(2.2)

64

dimana panjang span (Ls) dapat dihitung dengan rumus:

Ls =C2D d 2(2.3)

2

dimana :Ls= panjang rentangan (inci)

C= Jarak antarporos (inci)

D,d= Diameter puli (inci)

Besarnya tegangan pada v-belt idealnya adalah tegangan terendah dimana sabuk tidak akan slip pada kondisi beban tertinggi, lihat Gambar 2.6. Hal ini akan menghasilkan umur sabuk yang paling baik dan beban pada poros yang rendah.

Gambar 2.6. Vektor tegangan statik sabuk

Metode praktis untuk menghitung dan mengukur tegangan statik (static tension) sabuk berdasarkan beban/daya rencana dihitung dengan rumus:

dimanaTst=Tegangan statik sabuk (lb),

K = Faktor koreksi busur kontak

Pd = Daya rencana (hp)

W = Berat sabuk tiap kaki satuan panjang (lb),

V = Kecepatan sabuk (fpm)

gc = kontanta gravitasi : 32.2 ft/sec2Nb = Jumlah sabuk yang digunakan

Tabel 2.1. Berat sabuk (W) dan faktor modulus sabuk(Ky)

PenampangBerat Sabuk W (lb/ft)Faktor Modulus sabuk

Sabuk

3L0.045

4L0.066

5L0.099

A0.076

AX0.067

B0.139

BX0.1110

C0.2316

CX0.2118

D, DX0.4230

3V, 3VX0.054

5V0.1412

5VX0.1213

8V, 8VX0.3722

(Sumber: Mechanical Power Transmission Ascociation)Faktor koreksi busur K, dapat dihitung dengan rumus:

K =1.25 RR1

dimana R adalah rasio tegangan yang dihitung dengan rumus:

R = e( 0.008941)( )dan = sudut busur kontak dari diameter puli terkecil dalam satuan derajat:

= 2 cos1 D d 2C Daya rencana dihitung dengan rumus:

Pd =1.15P

(2.5.)

(2.6)

(2.7)

(2.8)

yang mana P adalah daya motor terpasang dalam horse power (hp). Sedangkan kecepatan sabuk dapat dapat dihitung dengan rumus:

V =Dn(2.9)

12

Rentang gaya minimum dan maksimum yang direkomendasikan untuk menentukan tegangan statis v-belt untuk mesin yang dipasang v-belt berjumlah satu dapat dihitung dengan rumus:

Gaya minimum yang direkomendasikan

Gaya maksimum yang direkomendasikan

Sesuai rekomendasi MPTA, untuk keperluan analisa tegangan statis v-belt berjumlah satu, akibat gaya defleksi Pa, dengan defleksi berjarak q, dapat dihitung dengan rumus:

Ky = Faktor Modulus sabuk (lihat Tabel 2.13)

Ls = Panjang span (inci)

Lp = Panjang pitch sabuk (inci)

2.5Beban Statis pada Poros Akibat Tegangan V-beltBeban statis pada poros Fs, didefinisikan sebagai resultan dari tarikan akibat tegangan statis sabuk Ts disepanjang garis sumbu penggerak (drive center line) pada saat diam, lihat Gambar 2.7. Besar beban statis poros Fst, adalah sama untuk puli penggerak dan yang digerakkan, yang dihitung dengan rumus:

(2.13)

Fst = 2NbTst sin2

Gambar 2.7. Vektor tegangan sabuk dan beban statis poros

2.6Tegangan Operasi dan Beban Dinamis V-beltTegangan v-belt pada saat mesin beroperasi menimbulkan dua tegangan yaitu tight side tension TT, dan slack-side tension TS, yang dihasilkan oleh adanya torsi Q dan tegangan statis Tst, hal ini dapat dilihat pada Gambar 2.8.

Gambar 2.8. Vektor tegangan operasi dan beban dinamis poros v-beltTorsi merupakan fungsi dari daya nyata yang ditransmisikan Pr dan kecepatan v-belt. Untuk menentukan daya nyata dapat digunakan pengukuran sehingga perhitungan lebih akurat, namun apabila tidak tersedia, dapat menggunakan daya motor. Sehingga tegangan efektif Te (lb) untuk tiap sabuk dapat dihitung dengan rumus:

T =TT = 2Q= 33000(Pr )

eTSdVNb

Tight side tension TT (lb) dapat dihitung dengan rumus:

TV21T

TT =st 0.9W+e

0.960

g2

c

maka slack side tension TS dapat dihitung dengan rumus:

TS =TT Te

(2.14)

(2.15)

(2.16)

Sama seperti beban statis poros, maka beban dinamis poros Fdy juga merupakan resultan dari tegangan yang terdapat pada sabuk . Besar beban dinamis poros akibat tarikan sabuk merupakan penjumlahan vektor dari TT dan TS.

Sehingga besar beban dinamis poros dapat dihitung dengan rumus:

BAB III

PENUTUP3.1Kesimpulan

3.2Kritik dan Saran

DAFTAR PUSTAKA20