kesalahan dan pengukuran roda gigi.pdf

41
BAB IV BAB IV PENGUKURAN DAN PENGUKURAN DAN PENGUJIAN RODA GIGI PENGUJIAN RODA GIGI 2 Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi Training on Gear Technology 4.1 Pendahuluan Hasil rancangan, umumny a menghasi lk an roda gi gi dengan di mensi dan pr op er ti tert entu. Dalam pr oses pembuatan, ti dak semua dimensi dan pr op er ti tersebut dapat di real isas ik an secara tepat. Sela in it u, da lam op er asin ya ro da gi gi ak an me ng al ami pr os es penurunan kualitas. Untuk mengetahui seberapa jau h pen yimpan gan yan g ter jad i, diperlukan proses pen guk uran. Hasi l penguk uran yang di pero leh ti dak mudah untuk dii nte rpr etasi dal am hub ung ann ya den gan kua lit as ope rasion al (running qualities ), k husus nya kebi singan.

Upload: endroalfredipramito

Post on 09-Oct-2015

425 views

Category:

Documents


69 download

TRANSCRIPT

  • BAB IVBAB IV

    PENGUKURAN DAN PENGUKURAN DAN

    PENGUJIAN RODA GIGIPENGUJIAN RODA GIGI

    2

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    4.1 Pendahuluan

    Hasil rancangan, umumnya menghasilkan roda gigi dengandimensi dan properti tertentu.

    Dalam proses pembuatan, tidak semua dimensi dan propertitersebut dapat direalisasikan secara tepat.

    Selain itu, dalam operasinya roda gigi akan mengalami prosespenurunan kualitas.

    Untuk mengetahui seberapa jauh penyimpangan yang terjadi, diperlukan proses pengukuran.

    Hasil pengukuran yang diperoleh tidak mudah untukdiinterpretasi dalam hubungannya dengan kualitas operasional(running qualities), khususnya kebisingan.

  • 3Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Untuk mengetahui kualitas operasinya, biasanya dilakukan pengujian roda gigi.

    Sumber kesalahan dalam proses pembuatan roda gigi adalah:Kesalahan dimensi dan kesalahan bentuk roda gigi master.Kesalahan bentuk profil pisau pemotong.Kesalahan posisi penempatan pisau pemotong relatif

    terhadap bahan roda gigi.Kesalahan gerak relatif antara pisau pemotong dengan

    bahan roda gigi selama proses pembuatan berlangsung.

    Kualitas geometris roda gigi dapat diketahui dengan melakukan tiga jenis pemeriksaan, yaitu:Pemeriksaan bahan roda gigi (sebelum gigi dibuat)Pemeriksaan gigi.Pemeriksaan pasangan roda gigi.

    4

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Kualitas geometris bahan roda gigi dapat mempengaruhi kualitasgeometris roda gigi yang akan dibuat.

    Pengaruh kualitas geometris bahan roda gigi secara langsungadalah:Kesalahan diameter pada silinder luar, karena diameter tersebut

    akan menjadi diameter puncak roda gigi.Kesamaan sumbu (konsentrisitas) antara silinder luar dengan

    lubang atau poros yang akan menjadi dudukan roda gigi. Untuk mempermudah proses pembuatan dan proses

    pengukuran, biasanya pada bahan roda gigi telah disiapkan satuatau dua permukaan referensi, yaitu permukaan referensi aksialdan radial.

    Dengan demikian kualitas bahan roda gigi dapat diperiksadengan mengukur kesalahan putar (run out) pada ketiga tempatseperti ditunjukkan pada gambar 4.1.

    4.2 Kualitas Geometris Bahan Roda Gigi

  • 5Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    A. Pada diameter puncakB. Pada permukaan

    referensi radialC. Pada permukaan

    referensi aksial

    Jam ukur untuk menen-tukan nilai kesalahan putar.

    Gambar 4.1 Pemeriksaan kesalahan putarbahan roda gigi

    6

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Kualitas geometris gigi dapat ditinjau dari beberapa segi, yaitu:1. Kesalahan pits (pitch or division error)2. Eksentrisitas3. Kesalahan profil (profile error)4. Kesalahan tebal gigi (tooth thickness error)5. Kesalahan gabungan.

    Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pengukuran roda gigi:Setiap gigi diberi nomor urut sedemikian sehingga pits k

    adalah pits di antara sisi gigi (k-1) dengan sisi gigi k.Kedua sisi gigi disebut sebagai sisi kiri (left flank) dan sisi

    kanan (right flank), sehingga pits kanan atau kiri adalahpits di antara dua sisi kanan (kiri). Lihat gambar 4.2.

    4.3 Kualitas Geometris Gigi

  • 7Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Gambar 4.2 Identifikasi gigi

    FL : Sisi kiriFR : Sisi kananpKL : pits kiri kpKR : pits kanan k

    8

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Definisi pits: panjang busur (length of the arc) padalingkaran referensi (pitch circle) di antara dua sisi gigi(kiri/kanan) yang berurutan.

    Dalam praktek pengukuran pits TIDAK dilakukan sepertidefinisi, karena:Lingkaran referensiLingkaran referensi adalah lingkaran semuadalah lingkaran semu.Panjang busur sukar diukurPanjang busur sukar diukur.

    Sebagai gantinyaSebagai gantinya,, UMUMNYA UMUMNYA dilakukandilakukan pengukuran panjang pengukuran panjang talitali--busur (busur (chord of circular pitchchord of circular pitch) pada lingkaran periksa ) pada lingkaran periksa ((cchecking circlehecking circle) yang ) yang dipilihdipilih SEDEKAT MUNGKIN SEDEKAT MUNGKIN dengandenganlingkaranlingkaran referensireferensi, , lihatlihat gambargambar 4.3.4.3.

    1. Kesalahan Pits

  • 9Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Gambar 4.3 Parameter yang diukur pada pengukuran Pits

    Lingkaran PitchLingkaran Pitch

    10

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Jenis kesalahan pits ada dua jenis, yaitu:1. Kesalahan pits individu (fpK), yaitu: perbedaan antara pits sebenarnya

    dengan pits teoretis.(Pits teoritis adalah pits rata-rata keseluruhan roda gigi).

    2.2. KesalahanKesalahan pits pits komulatifkomulatif ((DDKK), ), yaituyaitu: : penjumlahan kesalahan pits individu pada suatu perpindahan tertentu.

    Gambar 4.4 Kesalahan pits individu dan kumulatif

  • 11

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Pengukuran kesalahan pits Metode ideal dalam pengukuran kesalahan pits, adalah dengan

    menyusun roda gigi untuk dapat diputar dengan increment angularsuksesif sebesar 360o/T untuk setiap gigi.

    Pengukuran pits dilakukan dengan menggunakan gage stylus yangberkontak dengan setiap gigi pada radius yang telah ditetapkan(pada checking circle).

    Prosedur umum dalam melaksanakan metode ini dinamakanprosedur Gigi Per Gigi Pengukuran dilakukan tiap gigi dengan menggunakan peralatan

    seperti terlihat pada gambar 4.5.

    Pembacaan awal diset pada nilai A1, terjadi ketika kontak pada titik P1 dan Pt.

    Untuk pembacaan kesalahan pits berikutnya frame diangkat, roda gigi diputar hingga stylus berkontak dengan gigi 1 dan 2. Hasilpembacaannya dinamakan A2.

    12

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    ProsedurProsedur Gigi per gigiGigi per gigiMacam alat yang digunakan Macam alat yang digunakan padapada prosedurprosedur gigigigi per per gigigigi dapat dapat dilihat pada gambardilihat pada gambar 4.5 4.5 , 4.6, , 4.6, dan 4.dan 4.7.7.

    KeteranganKeteranganF : FrameF : Frame (slidingsliding))G : Guide, G : Guide, S : Tumpuan S : Tumpuan A, B : StylusA, B : Stylus berbentukberbentuk

    bolabola

    CatatanCatatanT: T: jumlahjumlah gigigigi..

    BeberapaBeberapa literaturliteraturmenotasikannyamenotasikannya sebagaisebagai Z.Z.

    Gambar 4.Gambar 4.55 Alat ukur Alat ukur kkesalahan esalahan ppitsitsdengandengan stylus bolastylus bola

    Lingkaran periksa

  • 13

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    KeteranganKeterangan gambargambar 4.54.5 Frame F dapat bergeser/sliding pada guide G. Guide G dapat

    bergerak radial terhadap roda gigi.

    Frame F membawa fixed stylus A dan berkontak dengan roda gigi datum T pada titik Pt. Pivoted stylus B yang dilengkapipegas dibuat berkontak dengan gigi 1 pada titik P1 danindikator menunjukkan angka A1.

    Selanjutnya frame diangkat dan roda gigi diputar sebesar360o/T untuk mengukur pits ke 2 antara gigi ke 1 dan ke 2. Hasil pengukuran memberikan nilai A2.

    Demikian seterusnya sampai semua pits diukur.

    14

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Gambar 4.6 Gambar 4.6 Pengukuran variasi Pits dengan stylus Pengukuran variasi Pits dengan stylus rrahangahang

    Perbedaan Perbedaan jenisjenis berikutberikut iniini dengan jenis sebelumnya adalah pada dengan jenis sebelumnya adalah pada bentukbentuk stylus yang digunakan yaitu berbentuk rahangstylus yang digunakan yaitu berbentuk rahang dandan letakletakpegaspegas penekanpenekan..

    Lingkaran periksa

  • 15

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    GambarGambar 4.74.7 Alat ukur variasi pits Alat ukur variasi pits portableportablepadapada lingkaranlingkaran dasardasar

    Kesalahan variasi pits dapat pula dilakukan pada lingkarandasar (db) seperti ditunjukkan pada gambar berikut.

    16

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    KesalahanKesalahan pits pits teoretisteoretis ((Konstan errorKonstan error)) dihitung sbdihitung sbb:b:

    ZA

    gigijumlahA.....AAA

    /A k321z =++++=

    Kesalahan pitKesalahan pitss antar gigi yang berdekatanantar gigi yang berdekatan

    dst/AAf

    /AAf

    Z22p

    Z11p

    ==

    Kesalahan pitKesalahan pitss kumulatif antara gigi kumulatif antara gigi sepanjangsepanjang sektorsektor k pitsk pits

    pk3p2p1pk f.......fffD +++=

    Perhitungan Hasil PembacaanPerhitungan Hasil Pembacaan

    Catatan: (Ak) menyatakan hasil pembacaan kesalahan pits ke-k(didapat dari penunjukan alat ukur).

    (fpk) menyatakan kesalahan pits individu ke k.

  • 17

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Gambar 4.8Gambar 4.8 Grafik Hasil Pengukuran Grafik Hasil Pengukuran kesalahankesalahan PitsPits

    18

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Hal yang dapat diketahui dari grafik kesalahan pits individu

    1. Kesalahan Pits individu maksimum (fp max)2. Perbedaan pits antara gigi yang berurutan3. Perbedaan pits antara dua gigi sembarang

    Dari grafik kesalahan pits kumulatif dapat ditentukan1. Kesalahan pits kumulatif sepanjang sektor k pits (fpk)

    yaitu kesalahan pits kumulatif untuk sejumlah k pits yang dapat ditentukan dimana saja di sekeliling roda gigi

    2. Kesalahan pits kumulatif total (Fp), merupakanpenyimpangan terbesar pada kurva kesalahan pits kumulatif.

  • 19

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Kegunaan data kesalahan pits

    Penting dalam menentukan kepresisian instrumen dan mekanisme alat.

    Pada susunan roda gigi planet, kesalahan pits mempengaruhi kesamaan pembagian beban roda gigi.

    Pada sistem penggerak transmisi daya sederhana, kesalahan pits merupakan satu satunya kesalahan kinematik dan penyebab kesalahan transmisi statik dan dinamik. Kesalahan-kesalahan tersebut pada akhirnya akan menyebabkan getaran dan kebisingan (noise).

    Efek terparah jika mengabaikan hal tsb: tidak terjadinya putaran pada pasangan kopling roda gigi dengan spline.

    20

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    2. Eksentrisitas

    Definisi EksentrisitasPenyimpangan antara sumbu geometris roda gigi dengan sumbu referensi.

    Penyebab terjadinya EksentrisitasKetidaksempurnaan pemotongan roda gigi saat pembuatan dan kesalahan ketika pemasangannya.

    Akibat adanya eksentrisitasMenyebabkan kurva kesalahan pits kumulatif akan membentuk kurva sinus seperti bentuk eksentrisitas itu sendiri.

  • 21

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Gambar 4.Gambar 4.99 KKurva kesalahan urva kesalahan ppititss kkumulaumulatiftifakibatakibat eeksentrisitasksentrisitas

    (a).Kesalahan pits kumulatifpada gigi ke-k (Dk)

    = k1

    kk AD

    (b).Kesalahan pits kumulatifke-k (Dk)

    A1

    ZA

    gigijumlahA.....AAA

    /A

    )/A(teoretikpitskesalahan

    k321z

    Z

    =++++=

    dst/AAf

    /AAf

    )f(individupitsKesalahan

    Z22p

    Z11p

    pk

    ==

    pk3p2p1pk f.......fffD +++=A2

    (a)

    (b)

    Dk

    Dk

    22

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Pengukuran EksentrisitasPengukuran menggunakan alat ukur yang dilengkapi jam ukur

    dengan sensor berupa bola berdiameter tertentu sedemikian rupasehingga menyentuh dua sisi gigi yang berseberangan di sekitarlingkaran referensi (lihat pada gambar 4.10). Dalam hal ini dapatpula digunakan sensor berbentuk V dengan sudut buka sebesar 200

    Besarnya eksentrisitas diketahui dengan mengukur Kesalahanputar radial roda gigi / radial runout (Fr), yaitu : jarak titikterendah dan tertinggi grafik sinusoidal hasil pengukuran.

    Untuk setiap selang antar roda gigi, harga yang ditunjukkan jam ukur dicatat sehingga dapat dibuat grafik kesalahan putar radial, lihat gambar 4.11. Dengan menarik garis serupa sinusoidal diantara titik-titik pengamatan, dapat ditentukan kesalahan putarradial (Fr).

  • 23

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Gambar 4.10 Alat pengukur KesalahanEksentrisitas Roda Gigi

    24

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Gambar 4.11 Pengukuran Eksentrisitas

    Besarnya eksentrisitas dinyatakan sebagai: setengah jarak kesalahanputar radial (Fr), jika variasi jarak gigi (jarak pits dikurangi tebal gigi) tidak begitu besar.

    Kesalahanputar radial

  • 25

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    3.3. KesalahanKesalahan ProfilProfil

    Kesalahan profil dibagi menjadi duaKesalahan profil total, yaitu: jarak normal antara dua profil

    referensi yang menutupi profil sesungguhnya, gambar4.12.

    Kesalahan orientasi total, yaitu: jarak dua garis teoritisyang melingkupi garis potong permukaan gigisesungguhnya, garis tersebut diukur tegak lurus sumbureferensi roda gigi, gambar 4.13.

    Catatan: profil referensi dalam menentukan kesalahan profiltotal, TIDAK harus profil involute sebab mungkin adapenyimpangan yang direncanakan guna menjamin fungsinya, misal profil lengkung (crowning) atau pemenggalan puncak, gambar 4.12.

    26

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Gambar 4.12 Kesalahan profil Total, ff

  • 27

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Gambar 4.13 Kesalahan Orientasi Total (Distorsi)

    28

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Pengukuran Kesalahan profil gigiDalam mengukur kesalahan profil biasanya menggunakan alat ukur

    pemeriksa profil involute. Cara ini dapat menunjukkan profil involutenominal (teoretis) sekaligus dapat mencatat penyimpangan profilinvolute roda gigi terhadap profil nominal, gambar 14.15.

    Prinsip pengukuran pada alat tersebut adalah denganmemproyeksikan lintasan kontak roda gigi pada suatu garis, gambar 4.14.

    Pemeriksaan paling sederhana : dengan menggunakan kaliber profilberupa pelat yang merupakan profil negatif dari profil roda gigi. Kelemahan pemeriksaan ini tidak memberikan gambaran jelaspenyimpangan bentuk profil roda gigi terhadap kaliber.

    Pemeriksaan dapat pula menggunakan profile projector. Kelemahancara ini adalah menentukan besarnya penyimpangan profil karenasulit menentukan lingkaran dasar roda gigi dan maal daribayangannya.

  • 29

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    GambarGambar 4.4.1414Prinsip Prinsip pembuatanpembuatan grafikgrafik

    kesalahankesalahan profilprofil padapada mesinmesinAutographic Autographic involuteinvolute testingtesting

    Setting NOL kesalahanprofil pada titik Pits

    30

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Gambar Gambar 14.1514.15 Mesin Mesin Autographic Autographic involuteinvolutetestingtesting pada profil roda Gigioda Gigi

    Roda gigi diputar sehinggaUjung pengukur/ stylus (S) menyentuh profil dari root hingga tip.

    Hasil penyimpangan/ kesalahanprofil dicatat pen recorder (P) pada kertas.

    sp

  • 31

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    4.4. Kesalahan Tebal gigiKesalahan Tebal gigi ((Tooth Tooth TThickness hickness EErrorrror))

    Penyebab Penyebab kesalahankesalahan tebaltebal gigigigi adalahadalah kesalahankesalahan ketikaketikapembuatanpembuatan rodaroda gigigigi. .

    PemeriksaanPemeriksaan rodaroda gigigigi BilaBila pemakaianpemakaian tidaktidak terlaluterlalu kritiskritis sehinggasehingga tebaltebal gigigigi

    hampirhampir samasama, , makamaka pemeriksaanpemeriksaan dilakukandilakukan hanyahanya padapadasatusatu gigigigi sajasaja, , terlebihterlebih lagilagi jikajika pemeriksaanpemeriksaan pits pits kumulatifkumulatifjugajuga dilakukandilakukan..

    UntukUntuk rodaroda gigigigi konstruksikonstruksi umumumum biasanyabiasanya dilakukandilakukancukupcukup padapada empatempat gigigigi yang yang terpisahterpisah 909000 dandan dihitungdihitungratarata--ratanyaratanya..

    UntukUntuk rodaroda gigigigi kualitaskualitas tinggitinggi makamaka pemeriksaanpemeriksaan HARUS HARUS dilakukandilakukan padapada SETIAP SETIAP gigigigi..

    32

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    ToleransiToleransi tebaltebal gigigigiUntuk membatasi kesalahan tebal gigi maka ditentukan

    toleransi tebal gigi berdasarkan penyimpangan atas danpenyimpangan bawah terhadap profil teoretis padalingkaran referensi, gambar 14.16a.

    Sebagai ganti pengukuran tebal gigi secara langsung, dilakukan pengukuran tak langsung misalnya pengukuranjarak singgung dasar (Wk)

    Jarak singgung dasar (wk) yaitu jarak antara sisi kiri dan sisikanan dua gigi yang terpisah sejauh k buah gigi sedemikiansehingga menyinggung lingkaran dasar, gambar 14.16b.

  • 33

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Gambar 4.16. Kesalahan Tebal Gigi

    Base circle

    34

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    PengukuranPengukuran TebalTebal GigiGigiUntukUntuk pasanganpasangan rodaroda gigigigi yang yang jarakjarak senternyasenternya bisabisa sedikitsedikit

    diubahdiubah makamaka variasivariasi tebaltebal gigigigi harusharus beradaberada didi daerahdaerahtoleransitoleransi,,SedangkanSedangkan pasanganpasangan rodaroda gigigigi dengandengan jarakjarak sentersenter yang yang

    tetaptetap, , makamaka tebaltebal gigigigi efektifnyaefektifnya harusharus diberidiberi toleransitoleransi..TebalTebal gigigigi efektifefektif tersebuttersebut secarasecara praktispraktis lebihlebih kecilkecil daridari tebaltebal

    nominal (nominal (teoretisteoretis) ) dandan sangatsangat dipengaruhidipengaruhi eksentrisitaseksentrisitasPengukuranPengukuran tebaltebal gigigigi umumnyaumumnya ddilakukan dengan 4 carailakukan dengan 4 cara::

    1.1.Metoda Metoda mmistar ingsut roda gigiistar ingsut roda gigi2.2.Metoda tali busur tetapMetoda tali busur tetap3.3.Metoda jarak singgung dasarMetoda jarak singgung dasar4.4.Metoda Metoda duadua bola/ silinderbola/ silinder

  • 35

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    1.1.Metoda Mistar ingsut roda gigiMetoda Mistar ingsut roda gigi PadaPada metodemetode iniini digunakandigunakan mistarmistar ingsutingsut dimanadimana tebaltebal gigigigi

    diukurdiukur padapada lingkaranlingkaran referensireferensi menggunakanmenggunakan rahangrahang ukurukurtangensialtangensial, , dalamdalam halhal iniini yang yang diukurdiukur adalahadalah talitali busurnyabusurnya..

    TinggiTinggi (q) (q) dandan tebaltebal gigigigi ( ) nominal ( ) nominal dihitungdihitung menggunakanmenggunakanrumusrumus

    s

    ==

    sinzms

    cos2

    zm2d

    q a

    )20(tekansudut

    addendumperubahankoefisienx

    tan.x41

    z90

    gigijumlahz)mm(ulmodm

    )mm(puncakdiameterdgigiTebals

    gigiadendumTinggiq:Keterangan

    0

    0

    a

    ==

    +======

    36

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Gambar 4.17 Metoda mistar Ingsut roda gigi

    Kesalahan tebal gigi adalah selisih harga( ) dari perhitungan denganhasil pengukuran (s).

    s

  • 37

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    2. Metode Tali Busur TetapMetode mistar ingsut kurang praktis karena harus menghitung

    kembali tinggi addendum (q) dan tebal (s) gigi, bila ingin mengukurtebal roda gigi lain yang jumlah giginya berbeda.Untuk memudahkan ketika hendak mengukur roda gigi lain yang

    jumlah giginya berbeda, digunakan metode tali busur. Metoda talibusur mengukurjarak yang selalutetap walaujumlah gigiberbeda.

    Gambar 4.18 Metoda tali busur

    tetap

    38

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Persamaan yang digunakan

    Penyimpangan tebal gigi merupakan selisih besar dari rumusdengan hasil pengukuran .

    Keterangan

    =jarak antara titik kontak sisi kiri dankanan gigi, mirip dengan (s).

    = tinggi gigi terhadap titik kontak, miripdengan (q)

    m= modul

    x =faktor koreksi addendum

  • 39

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    3. Metode Jarak Singgung Dasar Kelemahan metoda mistar ingsut dan metoda tali busur yaitu: harus

    dilakukan SEKSAMA jika ingin menghindari kesalahan. Hal tersebutdisebabkan tipisnya rahang ukur.

    Metoda jarak singgung dasar dapat menghindari kelemahan pada keduametode diatas. Metode ini dilakukan dengan membandingkan hasilpengukuran garis singgung pada lingkaran dasar antara dua sisi gigi darisederetan k buah gigi (wK) dengan hasil perhitungan rumus ( ).

    Gambar 4.19 Metoda jarak singgung dasar

    Pembacaan dilakukan ketika mikrometer menunjukkanangka maksimumnya. Diupayakan sisi gigi kiri dankanan yang diukur, simetri persentuhannya denganrahang mikrometer.

    kW

    40

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Jarak WK (lihat gambar 4.19) dinyatakan dalam pers. sbb

  • 41

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    4. Metode Dua silinder/Bola Biasanya metode ini digunakan untuk pemeriksaan gigi yang

    diproduksi massal Pengukuran dilakukan dengan menggunakan dua silinder/bola

    berdiameter yang sama sedangkan jarak antara kedua sisi luarsilinder/bola diukur menggunakan komparator seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.20.

    Pemeriksaan dilakukan dengan membandingkan jarak L (lihatgambar 4.20) dengan yang dinyatakan sbb:

    BdqL += 2'

    bolasumbuterhadapsilinder/bolapusatmelaluiyangggungsingarissudut

    )20(tekansudut

    coz2

    zmcosrbaselingkaranjarijarir

    cos/rOCqsilinder/boladiameterd

    Keterangan

    0

    b

    b

    B

    ==

    =====

    =

    42

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Gambar 4.Gambar 4.2020 Metoda dua bola / silinderMetoda dua bola / silinder

  • 43

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    66. Kesalahan Gabungan. Kesalahan Gabungan ((Composite ErrorComposite Error))PengujianPengujian rodaroda gigigigi massalmassal biasanyabiasanya menggunakanmenggunakan rodaroda

    gigigigi mastermaster yang yang dibuatdibuat dengandengan ketelitianketelitian yang yang tinggitinggiRodaRoda gigigigi yang yang hendakhendak diperiksadiperiksa dipasangkandipasangkan dengandengan rodaroda

    gigigigi master master padapada mesinmesin pengukurpengukur, , dapatdapat dilihatdilihat padapadagambargambar 14.21.14.21.AkibatAkibat adanyaadanya kesalahankesalahan pits, pits, distorsidistorsi, , eksentrisitaseksentrisitas, , maupunmaupun

    kesalahankesalahan profilprofil makamaka selamaselama pasanganpasangan gigigigi tersebuttersebut diputardiputarmakamaka akanakan bergoyangbergoyang dalamdalam araharah radial (radial (disebutdisebut kesalahankesalahangabungangabungan).).GoyanganGoyangan tersebuttersebut didi tunjukkantunjukkan oleholeh jam jam ukurukur dandan direkamdirekam

    oleholeh alatalat pencatatpencatat..UntukUntuk rodaroda gigigigi kualitaskualitas tinggitinggi TIDAK TIDAK menggunakanmenggunakan metodametoda

    pengukuranpengukuran iniini..

    44

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Gambar 4.21 Pemeriksaan kesalahan Gabungan

    Kesalahangabungan radial Kesalahan

    gabuanganantargigi radial

  • 45

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Dari grafik hasil pengukuran dapat ditentukan dua jenisKesalahan yaitu:1. Kesalahan gabungan antar gigi radial (fi), yaitu: harga

    simpangan terbesar dari seluruh simpangan yang direkamuntuk sekali putaran roda gigi yang diperiksa. Simpangantersebut diakibatkan kesalahan lokal seperti kesalahan pits, distorsi, dan profil.

    2. Kesalahan gabungan radial (Fi), yaitu: jarak antara titikmaksimum dan minimum dari grafik pengukuran goyanganradial. Grafik dapat berbentuk sinusoidal karena adanyakesalahan konsentrisitas sumbu roda gigi denganporos/lubang dudukan roda gigi

    46

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    4.4 Kualitas Geometris Pasangan Roda Gigi

    Pemeriksaan pasangan roda gigi dapat dipisahkanempat jenis pemeriksaan yaitu

    1. Pemeriksaan jarak senter

    2. Pemeriksaan kesejajaran dua sumbu roda gigi

    3. Pemeriksaan backlash

  • 47

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    1. Kesalahan jarak senter antar roda gigiDiukur pada bidang tengah yang tegak lurus dengan keduasenter roda gigi.

    2. Kesalahan kesejajaranDinyatakan dalam dua bentuk:

    Kesalahan inklinasi (fX) : penyimpangan pada bidang yang melalui kedua sumbu roda gigi yang seharusnya sejajar yang harus ditentukan dari seluruh lebar gigi, dapat dilihat padagambar 14.22.

    Kesalahan deviasi (fy): penyimpangan pada arah normal terhadap bidang yang melalui kedua sumbu roda gigi yang seharusnya sejajar yang harus ditentukan dari seluruh lebarroda gigi. Kesalahan ini lebih terasa di banding kesalahaninklinasi.

    48

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Gambar 4.22 kesalahan kesejajaran duasenter/sumbu pasangan roda gigi

  • 49

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    3. Kesalahan Backlash

    Untuk menjamin kualitas fungsional pasangan roda gigi, makapasangan roda gigi dibuat dengan Backlash tertentu

    Pengukuran besarnya back lash dapat dilakukan dengan dua cara yaitu: Pengukuran backlash sirkular (Jr)

    Bila salah satu roda gigi dimatikan (tidak bisa bergerak), roda gigipasangannya masih dapat bergoyang ke kiri dan ke kanan. Suatujam ukur lengan, dengan sensor yang diatur sehingga menempelpada satu sisi gigi pada lingkaran referensi, dapat digunakan untukmenentukan besar simpangan maksimum tersebut (lihat gambar4.23).

    Pengukuran backlash normal (Jn)Pengukuran dilakukan dengan menekan roda gigi padapasangannya yang dimatikan. Besarnya celah diantara kedua sisigigi di daerah sekitar garis kontak diukur dengan kaliber sisipan(filler gage) dapat dilihat pada gambar 4.23.

    50

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Gambar 4.23 Pemeriksaan Backlash

    Pengukuran: salah satu roda gigi dimatikan, roda gigi lainnya digerakkanmaju mundur, simpangan(backlash normal) diukur dengan jam ukur.

    jn=backlash normal

    jr=backlash sirkular

    jn

    js

  • 51

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    4.4.55. Getaran. Getaran PadaPada RodaRoda gigigigi DalamDalam upayaupaya mengetahuimengetahui kualitaskualitas operasionaloperasional rodaroda gigigigi makamaka

    dilakukandilakukan pengujianpengujian melaluimelalui pengukuranpengukuran getarangetaran dandan kebisingankebisinganyang yang terjaditerjadi padapada gear box.gear box.

    BerikutBerikut baganbagan yang yang menunjukkanmenunjukkan urutanurutan terjadinyaterjadinya getarangetaran dandankebisingankebisingan yang yang salahsalah satunyasatunya berawalberawal daridari mesh excitationsmesh excitations

    Gambar 4.24 Urutan kejadian getaran dan kebisinganpada roda gigi

    52

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Karakteristik utama yang mempengaruhi vibration signaturedari gearbox adalah1. Frekuensi kontak roda gigi (Gear mesh frequensi)2. Gear excitation 3. Backlash pada pasangan roda gigi

    Permasalahan roda gigi dicirikan dengan spektrum getaranyang mudah dikenali tetapi sulit untuk ditafsirkan.

    Kesulitan ini disebabkan oleh dua faktor Sukar meletakkan sensor yang hanya mengukur getaran pada

    roda gigi saja

    Sinyal getaran yang kompleks dari kontak gigi karena fluktuasibeban, efek modulasi, dan fluktuasi putaran

  • 53

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    1.Frekuensi Kontak Gigi

    Frekuensi kontak gigi akan terlihat pada spektrumgetaran roda gigi yang masih baik maupun yang sudahrusak.

    Frekuensi kontak gigi terjadi pada pasangan roda gigiyang bekontak dan besarnya sama dengan jumlah gigidikalikan frekuensi putaran poros.

    Adanya side band disekitar frekuensi kontak gigimenunjukkan bahwa ada eksentrisitas atau backlashpada pasangan gigi.

    54

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Gambar 4.25 Ciri getaran pada roda gigi yaitu adanyagearmesh dan putaran input-output

  • 55

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Gambar 4.26. Gear mesh Frequency

    56

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    2.Gear Excitation

    Faktor ketelitian pemasangan roda gigi juga ikutmempengaruhi performance dari pasangan roda gigi

    Akibat adanya kesalahan pembuatan maupun saatpemasangan, akan dapat menyebabkan adanya eksitasipada pasangan rodagigi. Getaran akibat kesalahan inidisebut gear excitation.

    Sinyal impuls yang berasal dari kerusakan roda gigi akanmengeksitasi frekuensi pribadi

    Hal ini bisa dilihat dari munculnya side band di sekitarfrekuensi pribadi roda gigi.

  • 57

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Gambar 4.27 Frekuensi pribadi roda gigi dieksitasi oleh gigi yang rusak

    58

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    3.Back Lash

    Setiap pasangan roda gigi selalu mempunyaibacklash .

    Kekurangan backlash mempercepat kerusakangigi (overload)

    Kelebihan backlash menaikkan gara kontakdan mempengaruhi umur pasangan roda gigi.

    Backlash yang abnormal akan mempengaruhiside band di sekitar gear-mesh frequency, demikian juga bila ada gigi yang patah

  • 59

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Gambar 4.28 Frekuensi signature roda gigi yang mengalami(a) backlash /keausan serta (b) gigi patah .

    60

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Sensor Getaran DalamDalam menentukanmenentukan besarnyabesarnya getarangetaran yang yang terjaditerjadi, , kitakita harusharus

    menggunakanmenggunakan sensor sensor dimanadimana dalamdalam pemilihannyapemilihannya ditentukanditentukan oleholeh:: frekuensifrekuensi operasioperasi gunaguna disesuaikandisesuaikan dengandengan frekuensifrekuensi optimum optimum

    sensorsensor MassaMassa sensor sensor sedemikiansedemikian ruparupa sehinggasehingga tidaktidak mengganggumengganggu hasilhasil

    pengukuranpengukuran..

    JenisJenis alat pendeteksi/sensor getaranalat pendeteksi/sensor getaran1.1. Proximity ProbeProximity Probe

    Pengukur simpangan getaranPengukur simpangan getaran2.2. Velocity transducerVelocity transducer

    Pengukur kecepatan getaranPengukur kecepatan getaran3.3. AccelerometerAccelerometer

    Pengukur percepatan getaranPengukur percepatan getaran

  • 61

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    4.4.66. Pengukuran . Pengukuran KebisinganKebisingan Beberapa hal yang menyebabkan perlunya pengukuran Beberapa hal yang menyebabkan perlunya pengukuran kebisingankebisingan

    ((noisenoise)) dilakukandilakukanTerlewatinya batas Terlewatinya batas kebisingankebisingan yang berlakuyang berlaku. Batas tersebut . Batas tersebut

    biasanya diatur oleh EPA biasanya diatur oleh EPA ((EnvirontmentalEnvirontmental Protection AgencyProtection Agency) ) atau OSHAatau OSHA ((Occupational Safety and Health AdministrationOccupational Safety and Health Administration))..MenggangguMengganggu. Walau terkadang unit roda gigi tidak melewati . Walau terkadang unit roda gigi tidak melewati

    batas kebisingan namunbatas kebisingan namun masihmasih tetap menghasilkan suara yang tetap menghasilkan suara yang menggangu operator.menggangu operator.

    Batas Perjanjian/kontrak terlewatiBatas Perjanjian/kontrak terlewati. Produsen biasanya . Produsen biasanya diperlukan oleh konsumen ketika setting alat sesuai kriteria diperlukan oleh konsumen ketika setting alat sesuai kriteria kebisingankebisingan yangyang diijinkan.diijinkan.

    Pada kenyataanya Pada kenyataanya kebisingankebisingan disebabkan oleh kontak roda gigi disebabkan oleh kontak roda gigi yang ditransmisikan melalui gaya atau gerakan menuju poros,yang ditransmisikan melalui gaya atau gerakan menuju poros,bearing, dan transmission housingbearing, dan transmission housing. . KebisinganKebisingan kemudian kemudian diradiasikan ke lingkungandiradiasikan ke lingkungan..

    62

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Penyebab kebisingan pada Sistem Roda Gigi1. Mesh stiffness : perbandingan antara gaya sepanjang garis aksi

    terhadap defleksi.

    2. Transmission error : perbedaan posisi antara roda gigi output aktualdengan posisi jika terjadi konjugasi yang sempurna.

    3. Gear tooth Impacts: terjadi akibat defleksi atau spacing error sehinggakontak roda gigi terjadi prematur

    4. Gaya kontak dinamik :gaya ini disebabkan mess stiffness dantransmission error, yang ditransmisikan dari bearing menuju gear box.

    5. Gaya gesek yang disebabkan gear sliding, memiliki peranan besarterhadap eksitasi frekuensi kontak.

    6. Udara yang terjebak, kebisingan tejadi kerana udara tertekan ketikaterjadi konjugasi

    7. Pelumas yang terjebak, kebisingan terjadi karena tidak tersedianyacelah yang cukup sehingga pelumas dapat keluar ketika terjadi kontakroda gigi.

  • 63

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Skema pengukuran kebisingan

    Gambar 4.39 Susunan Peralatan pengukur kebisingan

    64

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Beberapa Beberapa tindakantindakan untukuntuk menurunkanmenurunkan kebisingankebisinganrodaroda gigigigi

    1.1. Mengurangi eksitasi pada kontak roda gigiMengurangi eksitasi pada kontak roda gigi,,

    2.2. Mengurangi lintasan gaya dinamik dan getaran Mengurangi lintasan gaya dinamik dan getaran antara gear mesh dan housingantara gear mesh dan housing,,

    3.3. MMengurangi efisiensi radiasi housingengurangi efisiensi radiasi housing,,

    4.4. MModifikasi lingkungan diodifikasi lingkungan di mana roda gigi mana roda gigi bekerjabekerja, , misalnya dengan sounds barrier, peredam misalnya dengan sounds barrier, peredam ruanganruangan, , dandan sebagainyasebagainya..

  • 65

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Berikut ini beberapa contoh tindakan dalam mengurangi kebisingan

    66

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Berikut beberapa tindakan dalam mengurangi kebisingan (sambungan)

  • 67

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Object: memperkirakan efisiensi roda gigi menggunakanrumus.

    Secara umum efisiensi pada Roda gigi terbagi dua1. Efisiensi sesaat, yaitu: besarnya efisiensi HANYA pada

    satu posisi (x) terhadap titik P (lihat gambar 4.40) darisuatu siklus kontak roda gigi. Harga efisiensi ini berubahuntuk setiap saat.

    2. Efisiensi selama siklus kontak, yaitu: besarnyaefisiensi dari seluruh posisi (x) terhadap titik P (lihatgambar 4.40) pada suatu siklus kontak roda gigi. Hal inidisebabkan pembebanan dan koefisien gesek yang berubah-ubah sepanjang siklus.

    4.4.77 Efisiensi Sistem Roda GigiEfisiensi Sistem Roda Gigi

    68

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    ==

    QPOPOPQP

    MM

    E1

    1

    B

    1Bi

    =

    1

    1A1B OP

    QPMM

    1.1. EfEfisieisiennsisi SSesaatesaat ((TeoritisTeoritis))

    Besarnya efisiensi sesaat dalam hal inihanya untuk spur gear dinyatakandalam persamaan sbb:

    Keterangan

    Ei = efisiensi sesaat

    MA = torsi yang diberikan roda gigi A (pinion)

    MB = torsi roda gigi B dengan mengabaikangesekan

    MB1= torsi roda gigi B denganmemperhatikan gesekan yang terjadi

    Gambar 4.40 Efisiensi sesaat

    Sudutgesek

    ( )geseksuduttan 1 =

  • 69

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Selain efisiensi, rugi efisiensi pada roda gigi perlu untukdiperhitungkan karena menentukan dalam pemilihan jenissecara langsung menggambarkan kehilangan daya dalambentuk panas. Hubungan rugi efisiensi dan efisiensi dijelaskanpada pengukuran efisiensi.

    Besarnya rugi efisiensi sesaat untuk spur gear, yaitu:

    Melihat persamaan yang ada, efisiensi maupun rugi efisiensisesaat amat dipengaruhi oleh kualitas geometri roda gigi(seperti profil roda gigi) dan kondisi operasi (gesekan).

    ( )( )( )

    kontaktitikjarakperubahanxkontaksudut

    gearBgigirodajarijariTpinionAgigirodajarijarit

    )40.4gambarlihat(PPitchtitikterhadapkontakjarakx

    gesekkoefisienKeterangan

    ==

    ==

    ==%100x

    T1

    t1

    secx.2Ei

    +=

    70

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    2.2. Efisiensi selama siklus kontakEfisiensi selama siklus kontakSelamaSelama siklussiklus kontakkontak, , besaranbesaran yang yang

    diperhatikandiperhatikan adalahadalah rugirugi efisiensiefisiensi ((loss loss of efficiencyof efficiency) )

    DalamDalam menjelaskanmenjelaskan rugirugi efisiensiefisiensiselamaselama siklussiklus diperlukandiperlukan ggambar ambar 4.414.41yang yang menunjukkanmenunjukkan ((a)perubahana)perubahankoefisienkoefisien gesekgesek sepanjangsepanjang proyeksi proyeksi dari garis lintasan dari garis lintasan CC11-- P P -- CC22 ((kurvakurvafghfgh)), , (b) (b) dandan variasivariasi pembebananpembebanan padapadagigigigi ((kurfakurfa abdeabde).).

    DDiagram iagram variasivariasi beban abde beban abde telahtelahmempertimbangkanmempertimbangkan proporsi gigi, proporsi gigi, kesalahan gigi dan modifikasi profil kesalahan gigi dan modifikasi profil gigi. gigi. Gambar

    Gambar 4.41 4.41 Efisiensi selama Efisiensi selama siklussiklus kontakkontak

  • 71

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    ++

    +=

    21

    2211i AA

    xAxAT1

    t1

    sec.E

    Jika Jika koefisienkoefisien gesekgesek lokallokal ( ) ( ) dianggap konstan maka diagram dianggap konstan maka diagram beban beban padapada gambargambar 4.414.41 dibagi dalam daerah Adibagi dalam daerah A11 dandan AA2 2 pada pada ordinat yang melalui P, dengan jarak sentroid masingordinat yang melalui P, dengan jarak sentroid masing--masingmasing XX11dan dan XX22 dari dari sumbusumbu ordinat.ordinat. Maka rugi efisiensi gigi Maka rugi efisiensi gigi sepanjangsepanjang siklussikluskontakkontak adalahadalah::

    x

    kontaktitikperubahanxkontaksudut

    PtitikmelaluiyanggarisdariAdanAsentroidjarakx,x

    gesekkoefisiensesaatefisiensiRugiE

    Keterangan

    2121

    i

    ==

    === A1= Luas dibawah kurva variasi beban

    pada gigi sebelah kiri titik P.

    A2= Luas dibawah kurva variasi bebanpada gigi sebelah kanan titik P.

    t = jari-jari roda gigi penggerak (pinion)

    T = jari-jari roda gigi yang digerakkan(gear)

    72

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Mengacu pada diagram bebanMengacu pada diagram beban gambargambar 14.4114.41,, jikajika asumsi rasio asumsi rasio kontak 1,5 maka semua titik referensi berjarak kontak 1,5 maka semua titik referensi berjarak dari titik pitdari titik pitssdimana dimana adalah pitadalah pitss dasardasar..

    Ketika Ketika diametral pits (diameter pits diametral pits (diameter pits dibagidibagi jumlahjumlah gigigigi) ) PP == 1 maka 1 maka sehingga persamaan sehingga persamaan rugirugi--efisiensiefisiensi selamaselama siklussiklus

    kontakkontak sbbsbb::

    40

    0

    = cos4/ 410

    += %1001121 TtET

    gesekkoefisien)gear(digerakkanyangrodagigijarijariT

    pinionrodagigijarijarit

    kontaksiklusselamaefisiensirugiEKeterangan

    T

    ===

    =

  • 73

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Faktor Faktor RugiRugi--RugiRugiFaktorFaktor rugirugi padapada rodaroda gigigigi adalahadalah perbandinganperbandingan antaraantara rugirugi efisiensiefisiensidibagidibagi dengandengan koefisienkoefisien gesekgesek..

    UntukUntuk spur gears spur gears sbbsbb::

    += cosT

    100t

    100E 21T

    ( )helixsudut

    geardigerakkanyanggigirodajarijariTpinionjarijarit

    efisiensirugiFaktorEKeterangan

    T

    ===

    =

    += %100T1

    t1

    E 21T

    Untuk helical gears:

    74

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    PadaPada pengujianpengujian rodaroda gigigigi umumnyaumumnya bertujuanbertujuan mengetahuimengetahuiefisiensiefisiensi dandan rugirugi efisiensiefisiensi dayadaya yang yang ditransmisikanditransmisikan

    PengujianPengujian tersebuttersebut dilakukandilakukan karenakarena rugirugi--rugirugi yang yang terjaditerjadiselamaselama operasioperasi

    PengujianPengujian efisiensiefisiensi dapatdapat dilakukandilakukan dalamdalam duadua caracara1.1. MetodeMetode thermal, thermal, menggunakanmenggunakan pemanaspemanas koilkoil ((jarangjarang

    digunakandigunakan))

    2.2. MetodeMetode mekanikmekanik, , menggunakanmenggunakan motor motor

    a.a. DenganDengan pengukuranpengukuran torsi input torsi input dandan output output langsunglangsung

    b.b. DenganDengan sirkuitsirkuit tertutuptertutup

    4.4.88 PengujianPengujian PadaPada RodaRoda GigiGigi

  • 75

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Sumber Rugi dayaSumber Rugi daya Pada roda gigi yang dilumasi dibawah beban sbb:Pada roda gigi yang dilumasi dibawah beban sbb: Rugi akibat gesekan pada gigi, besarnya tergantung pada desain

    roda gigi, pelumas, kecepatan, dan koefisien gesek total.

    Oil drag Loss, timbul akibat viscous drag yang melalui daerahatau lintasan kontak, atau terdispersi dari gigi-gigi pada kondisi pelumasan yang disemprot.

    Oil churning loss, merupakan akibat dari pencelupan yang parsial roda gigi jenis splash lubricated.

    The bearing loss, rolling bearing kerap berhubungan dengan gesekan dan oil drag loss. Walau secara keselurahan besarnyakurang dibanding rugi akibat gesekan pada gigi, namun perludiperhatikan pada plain bearing hal yang terjadi justru sebaliknya.

    The oil-seal loss, timbul ketika seal sambungan dipasang. The windage loss, akibat gerakan roda gigi dan pendesakanpendesakan atauatau

    pengeluaranpengeluaran anginangin daridari ruang/celahruang/celah roda gigi.roda gigi.

    76

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Hubungan antara RugiHubungan antara Rugi ((LossesLosses) ) efisiensiefisiensi dan dan EEfisiensifisiensi

    KeteranganKeterangan

    HHi i = = dayadaya input (input (input horsepowerinput horsepower))

    HHoo = = dayadaya output (output (output horsepoweroutput horsepower))

    HHdd = = horsepower tanpa beban akibat oil horsepower tanpa beban akibat oil drag atau churning drag atau churning

    E = E = overall efisiensi overall efisiensi ((persenpersen))

    = = rugi efisiensi akibat gesekanrugi efisiensi akibat gesekan persenpersen) ) TE

    UUntuk kondisi yang diberikan ntuk kondisi yang diberikan sepertiseperti;; kecepatan, kecepatan, jenisjenis pelumaspelumas, , temperatur, pengujian efisiensi umumnya memberikan persamaan temperatur, pengujian efisiensi umumnya memberikan persamaan sederhana sbbsederhana sbb

    persenH/H100E

    H100

    HEHH

    io

    diT

    i0

    ==

  • 77

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    1.1. PPengujianengujian TermalTermal Vs EEfisiensifisiensi TujuanTujuan, , yaituyaitu : u: untuk mencari hubungan kerugian daya dengan ntuk mencari hubungan kerugian daya dengan

    temperaturtemperatur roda gigiroda gigi ((Gear caseGear case).).

    Dalam percobaan, Dalam percobaan, dilakukandilakukan dengandengan mengukurmengukur temperaturtemperatur pelumaspelumasrodaroda gigigigi. . PadaPada pelumaspelumas dasar dasar unit unit rodaroda gigigigi dipasangdipasang pemanas pemanas elektrik celup elektrik celup sekaligussekaligus dengandengan alat yang mengatur dan mengukur alat yang mengatur dan mengukur arus pemanasan. arus pemanasan.

    UntukUntuk unit bergerak tanpa bebanunit bergerak tanpa beban,, kkenaikan temperatur equilibrium enaikan temperatur equilibrium yang diukur yang diukur akan substansial linierakan substansial linier terhadap laju panas inputlaju panas input..

    Kesalahan Kesalahan timbultimbul bila terjadi perubahan viskositas terhadap bila terjadi perubahan viskositas terhadap temperatur, akibatnya daya yang dibutuhkan temperatur, akibatnya daya yang dibutuhkan untukuntuk menggerakkan unitmenggerakkan unitakanakan bervariasi.bervariasi. Untuk akurasi yang lebih, daya tambahan dan panas Untuk akurasi yang lebih, daya tambahan dan panas ekivalenekivalen perlu dihitung.perlu dihitung.

    Untuk pengujian unit yang dikenai beban, kenaikan temperatur Untuk pengujian unit yang dikenai beban, kenaikan temperatur ekuilibrium membutuhkan usaha untuk mengukur langsung total rugiekuilibrium membutuhkan usaha untuk mengukur langsung total rugiyang terjadi pada roda gigi. yang terjadi pada roda gigi.

    78

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    2.2. PengukuranPengukuran MekanikMekanik Vs Vs Efisiensi.Efisiensi.

    Dapat dilakukan dengan pendekatan sbb:Dapat dilakukan dengan pendekatan sbb:

    a.a. Pengukuran input dan output torsiPengukuran input dan output torsi SSukar dan mahal ketika menyangkut torsi. ukar dan mahal ketika menyangkut torsi. Membutuhkan Membutuhkan peralatanperalatan sbbsbb;;

    motor yang menyediakan kebutuhan daya penuhmotor yang menyediakan kebutuhan daya penuh roda gigi roda gigi step upstep up tambahan tambahan sedemikiansedemikian ruparupa sehinggsehingga kecepatan a kecepatan

    output dapat dengan nyaman diabsorbsi, danoutput dapat dengan nyaman diabsorbsi, dan

    dinamometer yang dapat dengan nyaman mengabsorbsinyadinamometer yang dapat dengan nyaman mengabsorbsinya. . IInstalasinstalasi pengujianpengujian dengan bebanbeban padapada metodemetode iniini, k, kurangurang sesuaisesuai

    dalamdalam mengukur rugi efisiensi, karena keakuratan pengukuran input dan mengukur rugi efisiensi, karena keakuratan pengukuran input dan output torsioutput torsi tergolongtergolong rendahrendah, dan , dan sukarsukar dalamdalam pelaksanaanpelaksanaan..

    ContohContoh umumumum jikajika efisiensi sebefisiensi sebeesar 98% sedangkan akurasi pengukuransar 98% sedangkan akurasi pengukuraninput dan output 0,1% maka kinput dan output 0,1% maka keeakurasian rugi efisiensi akan berkisar 10%.akurasian rugi efisiensi akan berkisar 10%.

  • 79

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    b.b.Pengujian Pengujian DenganDengan SSirkuit irkuit TTertutupertutup

    BerupaBerupa satu atau lebih unit roda gigisatu atau lebih unit roda gigi,, dimana dimana salahsalah ssaatutunyanya adalah unit adalah unit pengujianpengujian sirkuit daya tertutup, yang dapat berputar secara bebas, sirkuit daya tertutup, yang dapat berputar secara bebas, namun dapat dibebani statik namun dapat dibebani statik berupaberupa torsi awal.torsi awal. DuaDua sirkuit tertutup sirkuit tertutup dapatdapat mentransmisikan mentransmisikan dayadaya 500 hingga 1500 hp500 hingga 1500 hp

    PengujianPengujian iniini mmemberikan pengukuran langsung mengenai rugi daya. Jika emberikan pengukuran langsung mengenai rugi daya. Jika efisiensi overall gabungan dari efisiensi overall gabungan dari duadua sistem 95%, maka torsi penggerak sistem 95%, maka torsi penggerak dapat diukur dengan akurasi 2%, dan efisiensi rata rata dari sisdapat diukur dengan akurasi 2%, dan efisiensi rata rata dari sistem tem tersebut berakurasi berkisar 0,1%.tersebut berakurasi berkisar 0,1%.

    JikaJika sistem digerakkan dengan motor luar, kelebihansistem digerakkan dengan motor luar, kelebihan dayadaya digunakan digunakan untuk mensupply daya yang hilang akibat gesekan.untuk mensupply daya yang hilang akibat gesekan.

    PengujianPengujian iniini lebihlebih sesuaisesuai untukuntuk mengukurmengukur bebanbeban sustain, sustain, namunnamundemikiandemikian mememilikimiliki biaya plant dan daya yang ekonomisbiaya plant dan daya yang ekonomis. .

    JenisJenis susunansusunan yang yang digunakandigunakan disebutdisebut backback--toto--backback testingtesting karenaterdiri dua unit yang serupadua unit yang serupa, , didisambung langsung atau melalui perantarasambung langsung atau melalui perantara..

    80

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Susunan Sirkuit tertutupSusunan Sirkuit tertutup

    Gambar 4.43 Jenis susunan (a) Back to back Testing dan(b) Back to back Testing with auxiliary drives

    (a)

    (b)Mc

    Mc

  • 81

    Bab IV Pengukuran dan Pengujian Roda Gigi

    Training on Gear Technology

    Perhitungan Efisiensi pada sirkuit tertutupPerhitungan Efisiensi pada sirkuit tertutup)persen(M/M50100E CDm =

    =mE efefiisiensi ratasiensi rata--rata pada unit roda gigi rata pada unit roda gigi =CM torsi yang torsi yang terukurterukur pada koplingpada kopling ((rugirugi torsi)torsi)=DM torsi pada motor penggerak.torsi pada motor penggerak.

    Keterangan

    TERIMA KASIH