ELEMEN MESIN II

34

ELEMEN MESIN II

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

2014

35

BAGIAN II

KOPLING

1. Kopling Tetap

Elemen Mesin yang digunakan sebagai penghubung 2 poros secara

tetap, dimana hubungan tidak bisa dilepas pada waktu poros berputar.

Kopling Tidak Tetap :

Elemen Mesin yang digunakan sebagai penghubung 2 poros secara tetap,

tetapi hubungannya dapat dilepas atau dihubungkan langsung dalam

keadaan poros penggerak berputar.

Kopling tetap adalah suatu elemen mesin yang berfungsi sebagai penerus

putaran dan daya dari poros penggerak ke poros yang digerakkan secara

pasti (tanpa terjadi slip), dimana sumbu kedua poros tersebut terletak pada

satu garis lurus atau dapat sedikit berbeda sumbunya, jadi kopling tetap

selalu dalam keadaan terhubung.

Klasifikasi Kopling Tetap

a. Kopling Kaku

Kopling kaku digunakan bila kedua poros dihubungkan dengan

sumbu segaris. Kopling ini dipakai pada poros mesin dan transmisi

umum di pabrik-pabrik.

1. Kopling bus

2. Kopling flens kaku

36

3. Kopling flens tempa

b. Kopling Luwes / Fleksibel

Menghubungkan 2 poros secara tetap, dimana posisi relative kedua

poros bisa berubah.

1. Kopling flens luwes

2. Kopling karet ban

3. Kopling karet bintang

4. Kopling gigi

5. Kopling rantai

c. Kopling Universal

Menghubungkan 2 poros yang membentuk sudut (sumbu poros

berpotongan) melebihi yang dapat diberikan oleh kopling fleksibel

1. Kopling universal hook / joint

2. Kopling universal kecepatan tetap

37

Gambar 1. Jenis kopling tetap

Kopling flens kaku terdiri atas naf dengan flens yang terbuat dari besi cor

atau baja cor dan dipasang pada ujung poros dengan diberi pasak serta

diikat dengan baut pada flensnya.

Pada waktu pemasangan, sumbu kedua poros harus segaris sebelu baut-

baut flens dikeraskan.

38

Dalam perencanaan kopling, pertama harus diketahui daya dan putaran

yang akan diteruskan poros penggerak, jika diameter poros penggerak

sudah tertentu seperti pada poros motor listrik periksalah diameter tersebut

dan ambil diameter yang sama untuk poros yang digerakkan.

Syarat-syarat konstruksi kopling:

1. Ringan, dengan diameter sekecil mungkin

2. Garis sumbu kedua poros yang dihubungkan harus betul-betul

berimpit (centering harus sempurna), kecuali untuk kopling

fleksibel

3. Titik berat kopling harus terletak pada sumbu poros

4. Mudah dipasang/dilepas

5. Tidak boleh ada bagian-bagian yang menonjol keluar

Dalam menentukan pemilihan jenis kopling, faktor-faktor yang perlu

diperhatikan antara lain:

1. Besar torsi yang harus diteruskan

2. Hubungan poros tetap atau dapat selip (berubah sumbunya)

3. Besar ketidaksentrisan yang harus ditolerir poros

4. Perlu dilumasi atau dirawat

5. Mudah dibongkar pada pemasangan dan pelepasan kopling

6. Kopling bekerja pada keadaan yang kurang baik

7. Perkiraan umurnya

8. Harganya

39

Gambar 2. Bentuk dan ukuran kopling flens kaku

Jika kopling dipasang pada poros dengan menggunakan pasak, tentukan

diameter luar kopling sedemikian rupa hingga harga diameter poros yang

diperoleh dari perhitungan terletak antara harga diameter lubang

maksimum minimum.

40

Tabel 1. Bahan untuk flens dan baut kopling tetap

KOPLING KARET BAN

Mesin-mesin yang dihubungkan dengan penggeraknya melalui kopling

flens kaku, memerlukan penyetelan yang sangat teliti agar kedua sumbu

poros yang saling dihubungkan dapat menjadi satu garis lurus. Selain itu

getaran dan tumbukan yang terjadi dalam penerusan daya antara mesin

penggerak dan yang digerakkan tidak dapat diredam sehingga dapat

41

memperpendek umur mesin serta menimbulkan bunyi berisik, untuk

menghindari kesulitan maka dipilih kopling karet ban. Kopling ini dapat

bekerja dengan baik meskipun kedua sumbu poros yang dihubungkan

tidak benar-benar lurus.

Meskipun terjadi kesalahan dalam pemasangan poros, dalam batas-batas

tertentu kopling ini masih dapat meneruskan daya dengan halus.

Pemasangan dan pelepasan juga dapat dilakukan dengan mudah karena

hubungan dilakukan dengan jepitan baut pada ban karetnya. Variasi beban

dapat diserap oleh ban karet, sedangkan hubungan listrik antara kedua

poros dapat dicegah.

Gambar 3. Daerah kesalahan yang diperbolehkan pada

kopling karet ban

42

Gambar 4. Susunan kopling karet ban dan variasi momen puntir

Misalkan momen puntir yang diteruskan bervariasi seperti gambar di atas,

garis putus-putus menyatakan momen puntir Tm (kg.mm) yang dihitung

dari daya nominal P (kW) dan putaran n1 (rpm) dari suatu motor listrik.

Motor tersebut mampu memberikan daya tambahan yang cukup besar

sesuai dengan permintaan di atas daya rata-rata yang sesungguhnya.

).(1074,91

5 mmkgn

PxxTm

Bila variasi momen sangat besar kalikan harga Tmax (kg.mm) yang terbesar

dalam satu putaran dengan faktor koreksi yang sama fc

maxTfT cd

Pilihlah momen yang lebih rendah Td daripada momen normal maksimu

dari kopling standar Tu (kg.mm)

Untuk menghitung diameter poros

3/1

1,5

d

a

s Td

43

Dengan a adalah tegangan geser (kg/mm2)

Tabel 2. Faktor koreksi

44

Jika diameter luar dari bagian piringan dan silinder adalah d1 dan d2 (mm)

maka tegangan geser a (kg/mm2) yang timbul pada bagian yang

menempel adalah:

24

22

211

dS

ddS da T

da T /

24

22

211

dS

ddS

Gambar 5. Lambang pada kopling karet ban

Tabel 2. Ukuran dasar dan kapasitas kopling karet ban

45

Contoh:

Sebuah kompresor yang menimbulkan variasi momen puntir seperti

gambar dibawah dalam satu putaran poros, digerakkan oleh sebuah motor

induksi sebesar 5,5 kW pada 950 rpm. Motor tersebut mempunyai poros

berdiameter 42 mm, 6 buah katup. Tentukan diameter poros kopling.

Diketahui bahan poros S45C dan nomor kopling 265.

Jawab.

1. P = 5,5 (kW), n1 = 960 rpm

46

2. ).(1074,91

5 mmkgn

PxxTm . Tm = 9,74 x 10

5 x 5,5/960 =

5580 (kg.mm)

3. Tmax = 11000 (kg.mm), v = 2 (jumlah puncak dalam satu putaran)

4. Dari tabel 2, fc = 3,0

5. maxTfT cd . Td = 3,0 x 11000 = 33000 (kg.mm)

6. No. 265 (mm)

Momen normal maksimum Tu = 36 (kg.m) 33000 (kg.mm)

B = 140 mm, C = 100 mm, L = 71 mm, F = 14 mm, d = 12 mm

n = 2 x 6 (dalam table)

7. Bahan poros S45C

0,6,.58 12 SfmmkgB

Dengan alur pasak Sf2 = 2,5

8. 87,35,20,6

58

xa kg/mm

2

9. mmxds 1,353300087,3

1,53/1

Diameter poros sebesar 35,1 mm dipandang cukup, tetapi karena

diameter poros motor adalah 42 mm, maka diameter yang sama

juga harus diambil untuk poros yang digerakkan.

KOPLING FLUIDA

Bila suatu impeller fluida pompa dan raner turbin dipasang saling

berhadapan, dimana keduanya berada dalam suatu ruangan yang berisi

minyak, maka poros input yang dihubungkan dengan impeller pompa

47

diputar, minyak yang mengalir tersebut akan menggerakkan raner turbin

yang dihubungkan dengan poros output

Gambar 6. Kopling fluida

Kopling fluida sangat cocok untuk mentransmisikan putaran tinggi dan

daya besar. Keuntungan dari kopling ini adalah getaran dari sisi penggerak

dan tumbukan dari sisi beban tidak saling diteruskan. Oleh karena itu

umur mesin dan peralatan yang dihubungkannya akan menjadi lebih

panjang dibandingkan dengan pemakain kopling tetap biasa.

48

Gambar 7. Karakteristik hubungan langsung dengan motor dibandingkan

dengan hubungan melalui kopling fluida

49

Gambar 8. Macam Kopling Fluida

50

Gambar 9. Dimensi kopling fluidaA

Contoh untuk penggunaan konveyor sabuk sering di start dan hentikan

51

Dua macam kopling tetap

Bagan kopling plat

52

2. KOPLING TIDAK TETAP

Kopling Tidak Tetap :

Elemen Mesin yang digunakan sebagai penghubung 2 poros secara tetap,

tetapi hubungannya dapat dilepas atau dihubungkan langsung dalam

keadaan poros penggerak berputar.

Macam-macam kopling tidak tetap

1. Kopling cakar

2. Kopling plat

3. Kopling kerucut

4. Koling friwil

Kopling cakar

Meneruskan momen dengan kontak positip (tidak dengan perantaraan

gesekan) hingga tidak dapat slip. Konstruksinya adalah sederhana (lihat

gambar)

Gambar 10. Kopling tak tetap persegi dan spiral

53

Kopling cakar persegi dapat meneruskan momen dalam dua arah putaran

tetapi tidak dapat dihubungkan dalam keadaan berputar. Denngan

demikian tidak dapat sepenuhnya berfungsi sebagai kopling tidak tetap

yang sebenarnya. Sebaliknya kopling cakar spiral dapat dihubungkan

dalam keadaan berputar tetapi hanya baik untuk satu putaran saja (hanya

boleh untuk putaran dibawah 50 rpm).

Gambar 11. lambang-lambang kopling cakar

LIHAT GAMBAR-GAMBAR DI BAWAH

Bagan kopling plat

54

55

56

Penggolongan kopling

57