pemilihan material dan proses manufaktur camshaft

of 16 /16
7/23/2019 Pemilihan Material Dan Proses Manufaktur Camshaft http://slidepdf.com/reader/full/pemilihan-material-dan-proses-manufaktur-camshaft 1/16 Pemilihan Material dan Proses Manufaktur Camshaft 1. Mekanisme Katup Proses pembakaran gas pada mesin 4 langkah dikendalikan oleh mekanisme katup. Mekanisme katup merupakan suatu mekanisme dalam engine yang memiliki tugas untuk mengatur open-close engine valve (buka-tutup katup) saluran masuk dan buang pada ruang  bakar sebuah engine (motor bakar). Struktur kerja mekanisme katup dan urutan kerja dimulai saat poros engkol berputar, maka akan mengakibatkan berputarnya camshat yang dihubungkan melalui timing chain dan roda gigi!sprocket. "amshat akan menggerakan rocker arm dan rocker arm akan menekan  batang katup sehingga terjadi pergerakan katup.

Author: adri-suryana

Post on 18-Feb-2018

286 views

Category:

Documents


13 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • 7/23/2019 Pemilihan Material Dan Proses Manufaktur Camshaft

    1/16

    Pemilihan Material dan Proses Manufaktur

    Camshaft

    1. Mekanisme Katup

    Proses pembakaran gas pada mesin 4 langkah dikendalikan oleh mekanisme katup.

    Mekanisme katup merupakan suatu mekanisme dalam engine yang memiliki tugas untuk

    mengatur open-close engine valve (buka-tutup katup) saluran masuk dan buang pada ruang

    bakar sebuah engine (motor bakar).

    Struktur kerja mekanisme katup dan urutan kerja dimulai saat poros engkol berputar,

    maka akan mengakibatkan berputarnya camshat yang dihubungkan melalui timing chain dan

    roda gigi!sprocket. "amshat akan menggerakan rocker arm dan rocker arm akan menekan

    batang katup sehingga terjadi pergerakan katup.

  • 7/23/2019 Pemilihan Material Dan Proses Manufaktur Camshaft

    2/16

    Gambar Mekanisme Katup

    a. Katup

    #atup berungsi sebagai pintu gerbang pemasukan bahan bakar dan pembuangan gas

    sisa pembakaran, yang mana $aktu pembukaan dan penutupan katup-katup tersebut diatur

    sesuai dengan prinsip kerja mesin. #ontruksi katup terdiri dari kepala katup (valve head),

    batang katup (valve stem) berbentuk seperti jamur. %agian katup yang berhimpit disebut

    permukaan katup (valve ace) yang dibuat miring sesuai dengan kemiringan permukaan

    dudukan katup. #epala katup atau daun katup, pada katup hisap berdiameter lebih besar

    dibandingkan dengan katup buang, karena perbedaan tekanan antara gas yang masuk kedalam

    silinder dan gas yang keluar dari dalam silinder. #atup hisap mengandalikan perbedaan

  • 7/23/2019 Pemilihan Material Dan Proses Manufaktur Camshaft

    3/16

    tekanan udara luar dengan penurunan tekanan dalam silinder yang disebabkan oleh hisapan

    torak, sedangkan pada katup buang gas bekas pembakaran akan keluar dari silinder dengan

    tekanan sisa pembakaran sehingga cukup kuat untuk mendorong gas bekas pembakaran

    keluar dari silinder. &isamping itu juga dimaksudkan agar pemasukan bahan bakar udara

    lebih sempurna.

    Gambar Katup

    b. Dudukan katup

    &udukan katup berungsi sebagai tempat dudukan kepala katup. 'ntara kepala katup

    dengan dudukan katup harus membuat persinggungan yang rapat agar tidak terjadi kebocoran

    gas pada saat kompresi atau kerja. Sudut kemiringan persinggungan katup dengan dudukan

    katup untuk katup masuk dan katup buang adalah 4, lebar persinggungan katup dengan

    dudukan katup dimaksudkan agar ekanan katup dan dudukan katup dapat sebesar mungkin,agar persinggungan katup dengan dudukan katup tidak mudah terbakar dan tidak mudah

    terselip kotoran yang menyebabkan kebocoran gas pada langkah kompresi atau kerja.

  • 7/23/2019 Pemilihan Material Dan Proses Manufaktur Camshaft

    4/16

    Gambar Dudukan Katup

    c. Pengantar katup/bos katup

    Pemasangan pegas katup belum tentu menjamin katup tersebut akan baik

    kedudukannya, agar katup dapat stabil pada kedudukannya, baik pada saat menutup ataupun

    saat membuka, maka katup dilengkapi dengan penghantar katup (valve guide) atau bos katup.

    d. Pegas katup

    *ungsi dari pegas katup yaitu untuk mengembalikan katup agar tetap dalam keadaan

    rapat-rapat dalam kedudukannya. +elah diketahui bah$a kerja katup adalah membuka dan

    menutup disesuaikan dengan langkah torak. Pada saat membuka, katup digerakan oleh sumbu

    nok dan pada saat menutup katup digerakan oleh pegas katup. umlah pegas yang dipasang

    pada sebuah katup ada yang satu katup dan ada yang dua buah.

    Gambar Pegas Katup

    e. Rocker arm

  • 7/23/2019 Pemilihan Material Dan Proses Manufaktur Camshaft

    5/16

    ocker arm dipasang pada rocker shat. %ila rocker arm ditekan keatas oleh poros

    hubungan, katup akan tertekan dan membuka. ocker arm dilengkapi dengan sekrup dan mur

    pengunci untuk penyetelan katup.

    Gambar Rocker arm

    f. Poros engkol

    Poros engkol berungsi mengubah gerak torak menjadi gerakan putar dan meneruskan

    gaya tersebut ke alat pemindah tenaga sampai ke roda.

    g. Camshaft

    "amshat atau poros bubungan atau poros nok berungsi untuk mengatur membuka dan

    menutupnya katup hisap maupun katup buang pada kepala silinder. "amshat berputar lebih

    lambat dari poros engkol karena jumlah gigi sprocket poros bubungan dua kali lebih banyak

    dari pada jumlah gigi sprocket poros engkol.

    h. Timing chain

    +iming chain berguna untuk menghubungkan gigi poros engkol dengan gigi camshat,

    sehingga putaran poros engkol dapat diteruskan ke camshat dan terjadilah persesuaian antara

    gerak naik turunnya piston dengan terbuka dan tertutupnya katup dalam melakukan proses

  • 7/23/2019 Pemilihan Material Dan Proses Manufaktur Camshaft

    6/16

    kerja. oda gigi!sprocket adalah roda gigi berungsi menerima putaran dari gigi poros engkol

    dan meneruskannya ke camshat.

    . Mekanisme Ker!a Camshaft

    "amshat atau sering disebut poros bubungan atau poros nok adalah sebuah alat yang

    digunakan dalam mesin torak untuk menjalankan valve poppet (buka tutup katup). %entuk

    camshat berupa batangan silinder dengan panjang tertentu yang memiliki bentuk khusus dan

    terdapat beberapa tonjolan landai seperti telur pada badannya yang disebut cam atau biasa

    juga disebut lobe atau bubungan. %agian yang bernama cam!lobe inilah yang akan bertugas

    menggerakkan katup mesin sehingga mampu membuka lubang masuk dan keluar ruang bakar

    mesin dan $aktu buka-tutup inilah yang dapat mempengaruhi tenaga pada sebuah mesin.

    +iap pabrikan mesin mobil membuat bentuk sebuah camshat yang berbeda-beda, meskipun

    itu original, terutama pada bagian lobe-nya. leh karena itu setiap jenis mesin pada mobil

    dari berbagai merk, pastinya memiliki tenaga dan torsi yang berbeda-beda pula.

    Gambar Camshaft

  • 7/23/2019 Pemilihan Material Dan Proses Manufaktur Camshaft

    7/16

    Gambar Cam/"ubungan

    /ubungan antara perputaran camshat dengan perputaran poros engkol sangat penting.

    #arena katup mengontrol aliran masukan bahan bakar dan pengeluaran, mereka harus dibuka

    dan ditutup pada saat yang tepat selama stroke piston. 0ntuk alasan ini, camshat

    dihubungkan dengan crankshat secara langsung, atau melalui mekanisme 1gear1, atau secara

    tidak langsung melalui rantai yang disebut rantai $aktu. &alam beberapa rancangan camshat

    juga menggerakkan distributor, minyak dan pompa bahan bakar. uga dalam sistem injeksi

    bahan bakar dahulu, cam di camshat akan mengoperasikan penginjeksi bahan bakar tersebut.

    &alam sebuah mesin dua-langkah yang menggunakan sebuah camshat, setiap valve

    membuka sekali untuk setiap rotasi crankshat2 dalam mesin ini, camshat berputar padakecepatan yang sama dengan crankshat. &alam mesin empat langkah, katup-katup akan

    membuka setengah lebih sedikit, oleh karena itu dua putaran penuh crankshat terjadi di

    setiap putaran camshat.

    +ergantung lokasi dari camshat tersebut, cam menggerakkan katup secara langsung

    ataupun melalui hubungan antara pushrods dan pelatuk katup. "ara kerja yang langsung

    menghasilkan mekanisme sederhana dan kesalahan yang sedikit, tetapi camshat harus

    diposisikan di atas silinder. &ahulu, ketika mesin tidak secanggih sekarang, kelihatannya

    mekanisme tersebut sangat mengganggu, akan tetapi di era mesin modern, sistem cam

    overhead, dimana camshat di atas cylinder head, adalah sangat umum. %eberapa mesin

    menggunakan satu camshat untuk setiap katup masukan dan katup keluaran2 sama dengan

    yang dikenal sebagai double atau dual overhead cam (&/") atau cam ganda yang

    ditempatkan di atas silinder, lalu sebuah 3 ngines membutuhkan empat camshat.

  • 7/23/2019 Pemilihan Material Dan Proses Manufaktur Camshaft

    8/16

    5ear 3alve +iming pada sebuah mesin *ord +aunus 34 gear yang kecil ada di

    crankshat, gear yang lebih besar ada pada camshat. Perbandingan gear menyebabkan

    camshat bekerja setengah PM dari crankshat. 5esekan luncur antara bagian muka cam

    dengan ollo$er tergantung kepada besarnya gesekan. 0ntuk mengurangi aus ini, cam dan

    ollo$er mempunyai permukaan yang keras, dan minyak pelumas modern mengandung

    bahan yang secara khusus mengurangi gesekan luncur. 6obe (daun telinga) dari camshat

    biasanya meruncing, mengakibatkan ollo$er atau pengangkat katup berputar sedikit dalam

    setiap tekanan, dan membuat aus komponen. %agian muka dari cam dan ollo$er dirancang

    untuk aus bersamaan, jadi ketika salah satu telah aus maka keduanya harus diganti untuk

    mencegah aus yang berlebihan.

    Selain gesekan mekanik, dorongan besar juga diperlukan untuk mengatasi pegas katup yangselalu mendekati katup mesin. /al ini akan mengakibatkan 78 dari keluaran total mesin

    menjadi kosong, mengurangi eisiensi keseluruhan. 'da dua pendekatan yang telah dicoba

    untuk mengatasi energi yang terbuang tersebut, akan tetapi nyatanya sulit untuk diterapkan.

    PR#$%$ P%M&'&()* M)T%R&)' D)* M)*+,)KT+R

    1 Metode Pemilihan Material

    Secara garis besar material dibagi dalam beberapa kelompok besar. *ungsi yang

    spesiik dari material bisa di tentukan apabila induk materialnya sudah di ketahui. Setiap

    material mempunyai struktur, mechanical properties, physical properties, dan modiication

    properties yang berbeda-beda.

  • 7/23/2019 Pemilihan Material Dan Proses Manufaktur Camshaft

    9/16

    Gambar Klasifikasi material

  • 7/23/2019 Pemilihan Material Dan Proses Manufaktur Camshaft

    10/16

    Tabel Mechanical Properties

  • 7/23/2019 Pemilihan Material Dan Proses Manufaktur Camshaft

    11/16

    Tabel Ph-sical Properties

    &alam pengembangan sebuah model (part) baru pasti akan diikuti oleh beberapa

    pertanyaan seperti 9 %enda seperti apa itu: 'pa ungsinya: dan bagaimana cara kerja mesin

    itu:. 0ntuk menja$ab semua pertanyaan itu diperlukan penetapan siat-siat kerja dari part

    yang sesuai dengan desain, kemampuan material yang digunakan secara garis besar dan

    proses yang akan digunakan. "ara ini bisa dilakukan untuk menyaring kelas material dan

    proses mana yang akan digunakan.

    Pemilihan dari kemampuan material dibagi menjadi kategori yaitu 9

  • 7/23/2019 Pemilihan Material Dan Proses Manufaktur Camshaft

    12/16

    ;. Siat operasi (unctional re

  • 7/23/2019 Pemilihan Material Dan Proses Manufaktur Camshaft

    13/16

    &ari bab sebelumnya sudah dijelaskan bah$a proses pembakaran gas pada engine

    dikendalikan oleh mekanisme katup. Mekanisme katup merupakan suatu mekanisme dalam

    engine yang memiliki tugas untuk mengatur open-close engine valve (buka-tutup katup)

    saluran masuk dan buang pada ruang bakar sebuah engine (motor bakar).

    "amshat merupakan salah satu kompenen dalam system mekanisme katup. "amshat

    bertugas untuk mengatur membuka dan menutupnya katup hisap maupun katup buang pada

    kepala silinder. &alam proses kerjanya, camshat berputar seiring dengan putaran mesin.

    "amshat berputar lebih lambat dari poros engkol karena jumlah gigi sprocket poros

    bubungan dua kali lebih banyak dari pada jumlah gigi sprocket poros engkol. "am atau lobe

    merupakan bagian dari camshat yang akan membuka dan menutup katup. "am sendiri

    berbentuk seperti telur dimana pada saat katup menyentuh bagian yang paling lonjong, maka

    katup akan terbuka. &an apabila katup bertemu dengan bagian yang paling datar maka katup

    akan terbuka.

    %erdasarkan hal diatas, maka untuk menentukan material camshat harus mempertimbangkan

    hal-hal sebagi berikut 9

    o +ahan putaran tinggi

    Material camshat haruslah yang tahan putaran tinggi karena dalam melakukan tugasnya,

    camshat berputar dengan kecepatan tinggi.o +ahan gesekan ! aus

    0ntuk membuka dan menutup katup, terjadi kontak langsung antara cam!lobe dengan

    katup. leh sebab itu material yang dipilih haruslah tahan terhadap gesekan!aus.o +ahan panas

    "amshat merupakan bagian dari suatu engine dimana terjadi pembakaran dan

    menimbulkan panas. leh sebab itu material yang dipilih merupakan material yang tahan

    terhadap panas.o +ahan deleksio &uctileo isiensi, durability, environment, manuacturabilityo /arga

    &iba$ah ini adalah tabel datar kebutuhan dan gambar hirarki kebutuhan yang dinginkan

    untuk menentukan material camshat.

  • 7/23/2019 Pemilihan Material Dan Proses Manufaktur Camshaft

    14/16

    +abel +abel #ebutuhan &alam Menentukan Material "amshat

    Gambar Diagram kebutuhan untuk camshaft

  • 7/23/2019 Pemilihan Material Dan Proses Manufaktur Camshaft

    15/16

    b. Kondisi Pembebanan Pada Camshaft Dan Perhitungan

    Shat adalah elemen mesin berputar yang digunakan untuk memindahkan gaya dari satutempat ke tempat lain

    5aya yang dialami shat 9

    ;. 5aya tangensial

    7. +orsi resultan (momen puntir)

    Stress pada camshat 9

    ;. Shear stress (pada nouse lobe)

    7. #ombinasi beban torsi dan bending

    Shat yang mengalami beban luktuati yaitu momen torsi (+) dan momen bending (M), maka

    momen torsi ekivalen adalah 9

    +>[email protected]((#>mAM)B7C(#>tC+)B7 )

    Momen bending ekivalen

    M>e?;!7 D#>[email protected]((#>mAM)B7C(#>tA+)B7 )E

    &imana 9

    #m ? kombinasi kejut dan aktor atik untuk bending

    #t ? kombinasi kejut dan aktor atik untuk torsi

    Tabel ,aktor pembebanan pada shaft

  • 7/23/2019 Pemilihan Material Dan Proses Manufaktur Camshaft

    16/16

    Gambar Camshaft