RODA GESEK Sistim transmisi daya yang bekerja dengan prinsip

gesekan (kontak langsung ) antara penggerak dan yang digerakkan.

Terdiri dari dua roda yang saling menekan sehingga menghasilkan tahanan gesek untuk mentransmisikan gaya keliling.

Tekanan yang diperlukan bisa tetap atau berubah tergantung pada torsi yang ditransmisikan.

Tekanan bisa diperoleh dari berat roda itu sendiri atau dari gaya pegas yang dipasang pada sistem.

Hanya dioperasikan pada kondisi kerja yang tidak mensyaratkan ketepatan perbandingan kecepatan.

Ketepatan operasi dapat dicapai pada kecepatan sampai 25 m/det dan perbandingan kecepatan sampai10.

Gambaran Umum Sistim Transmisi Daya Roda Gesek.

DASAR TEORI Perbandingan kecepatan (Velocity ratio).

Tekanan.Tekanan yang dibutuhkan untuk menghasilkan gaya gesek, tergantung pada gaya keliling (P) yang ditransmisikan dan koefisien gesek (f) bahan roda.

Untuk mengantisipasi slip, gaya tekan dihitung dengan βP (β = 1,5 - 2 adalah faktor kontak).

)s1(D

D=

n

n=i

1

2

2

1

-→ s = slip relativ (0,5-1%)

RODA GESEK DENGAN POROS SEJAJAR Roda dengan permukaan rata.

Gaya tekan (S) sama dengan tekanan

normal (Q) terhadap permukaan kontak, yaitu:

Jarak antara sumbu poros:

Dengan memasukkan ke persamaan (1), maka diperoleh:

(kg)...(1) n.D.π.f

100.60.N.75.β=

V.f

N 75β=

f

Pβ=Q=S

22

111

) 2 ......( i .2

D )1±i(=

2

D)1±i(=

2

D±

2

D=A 2112

1±i

i.A.2=D2

Gaya tekan (S1):

Catatan: Tanda ± untuk kondisi kontak roda (eksternal

atau internal). Roda dengan permukaan beralur V.

Tekanan normal (Q) secara umum

untuk sejumlah alur (z) adalah:

Dengan memasukkan nilai Q ke

persamaan 3, maka diperoleh:

......(3) (kg) i.A

1±ix

n

Nx

f

β.71620=Q=S

2

11

f . z . 2

P . β=Q

Tekanan normal (Q):

Untuk z = 1 dan dari kondisi keseimbangan S = 2Q sin α, maka gaya tekan yang diperlukan adalah:

Dari persamaan (3) dan (5) menunjukkan bahwa S=S1sin α,

yaitu tekanan yang diperlukan untuk roda beralur V bila semua kondisi sama adalah lebih kecil dari pada roda dengan permukaan rata. Gaya tekan S berkurang dengan mengecilnya sudut α, namun untuk menghindari terjadinya jepitan pada alur, diambil α ≥ 150.

)........(4 (kg) Ai

1±ix

n

Nx

f . z

β.35810=Q

2

1

.......(5) (kg) αsin i.A

1±ix

n

Nx

f

β.71620=S

2

1

RODA GESEK DENGAN POROS BERPOTONGAN.

Untuk roda miring dimana α1+ α2 = 900, maka tekanan

normal yang diperlukan :

Bila :

masukkan D2 ke persamaan (6) maka diperoleh:

......(6) D

100.60x

n

Nx

π.f

75β=

f

Pβ=Q

22

1

1+i

i b) - (2.L = D

22→

i

1+i.

2

D=D+D

2

1=

2

b-L

222

22

1

( ) .......(7) i.bL 2

1+i x

n

Nx

f

β 71620 x 2=Q

2

2

1

-

Dari kondisi keseimbangan diperoleh :

Untuk roda penggerak, S1 = Q.sin α1 …….(8)

Untuk roda yang digerakkan, S2 = Q.sin α2 …… (9)

Masukkan persamaan (7) ke Persamaan (8), maka gaya tekan yang diperlukan adalah:

Untuk frontal wheels.

Karena D2 = i.D1, maka:

( ) 10).........( (kg) αsin i .bL 2

1+i x

n

Nx

f

βx 71620 x 2=S 1

2

2

1

-

(kg) n.D

100.60×

π

N.75×

f

β=

v

N.75×

f

β=

f

P.β=Q

22

11

..(11).......... (kg) i×D

1×

n

N×

f

β 71620×2=Q

12

1

BAHAN RODA GESEK.

Bahan-bahan untuk roda gesek sebaiknya memiliki kwalifikasi sebagai berikut:

a. Modulus elastisitasnya tinggi, untuk mengurangi elastic

creep dan rolling losses.

b. Koefisien geseknya tinggi, untuk menurunkan tekanan

yang diperlukan.

c. Kekuatan permukaan dan ketahanan aus yang tinggi,

untuk menjamin umur operasi yang lama.

Roda gesek biasanya dibuat dari pasangan bahan berikut :

a. Baja yang diperkeras dengan baja yang diperkeras.

b. Besi tuang dengan besi tuang atau baja dengan

pengerasan permukaan.

KOEFISIEN GESEK.

Bahan Roda Gesek Kondisi Operasi Koefien Gesek

Baja pada baja atau besi tuang Dalam oli 0,05

Baja pada baja atau besi tuang Kering 0,1 – 0,15

Textolite pada baja / besi tuang Kering 0,2 – 0,25

Fibre pada baja / besi tuang Kering 0,15 – 0,20

Kulit pada besi tuang Kering 0,25 – 0,35

Kayu pada besi tuang Kering 0,40 – 0,50

Karet khusus pada besi tuang Kering 0,50 – 0,75

PERANCANGAN KEKUATAN

Perancangan untuk kekuatan roda gesek dapat direduksi ke penentuan ukuran-ukuran, yang ditinjau dari pembatasan besarnya tegangan tekan permukaan.

Untuk poros sejajar dan roda dengan permukaan rata.Jarak antara sumbu poros (A):

N1 = daya yang ditransmisikan (hp).(σ)sur = tegengan permukaan yang diijinkan (kg/cm2).

Ψ = faktor lebar roda, biasanya diambil 0,2 – 0,4

3)........(1 (cm) i

112

n

Nx

f.E ) 1 i (A 3

2

sur2

1

)(kg/cm selastisita modulus npenguranga ,E+E

E E 2=E 2

21

21

Untuk poros sejajar dan permukaan roda beralur V.

Untuk poros berpotongan dan roda miring.

Cone distance (L):

Biasanya Ψb diambil 0,2 – 0,25

Untuk frontal wheels

Biasanya Ψf diambil 0,2 - 1

(16) ....... (cm) 1i.i

140

n

Nx

f.zE ) 1 (iA 3

2

sur2

1

).......(18 (cm) 5,0- 1.i

112

n

Nx

f.E1iL

2

bsur2

1

b

2

).......(20 (cm) 224

i.n

N

f.ED 3

2

sur2

1

f1

Tegangan permukaan yang diijinkan.

Beban Poros.

Beban radial untuk roda dengan permukaan rata:

......(22)

f1PSPR

222

Beban radial untuk roda beralur V:

Beban radial untuk roda miring (penggerak):

Beban radial untuk roda miring (yang digerakkan):

Kerugian.

Total kerugian daya,

(23) ....... sinf

1 PR2

(24) ...... )cosf

(1 PR 211

(25) ...... )cosf

(1 PR 222

L = Lh + LCr + Lb

Kerugian hysteresis (Lh):

k = koefisien rolling friction (cm).

Kerugian Elastic Creep (LCr):

Kerugian bantalan (Lb):

Q = beban pada bantalan (kg)

f = koefisien gesek pada bantalan (0,005 – 0,01)

n = putaran poros (rpm)

(27) ...... (hp) i

1+ix

D

Nx

f

k.β2=L

2

1h

Lcr = s.N1 (hp) …. (28)

).......(29 (hp) n.d.f.Q10x7=75x60x1000

n.d.π.f.Q=L 7 -

b

Efisiensi:

Perancangan untuk pemanasan.

Kehilangan daya (hp)dalam transmisi dikonversi kedalam panas, yang besarnya dapat dicari dengan rumus berikut:

Luas permukaan pendinginan yang diperlukan:

Km = faktor heat transfer (cal/m2.jam.oc)

= 7,5 – 15 tergantung kecepatan sirkulasi udara.

t1 = temperatur oli (75 -85oc)

11

1 1N

L

N

LN

0,95 - 70,0=η→

(31) ..... (cal/jam) L .632=L .3600427

75=Q

.....(32) )(m )t-t(k

L .632=

)t-t(k

Q=F 2

21m21mm

Contoh.

Hitung suatu roda gesek untuk menggerakkan konveyor jika daya yang ditransmisikan N1= 5 hp, n1 = 1000 rpm, dan n2 = 350 rpm.

Penyelesaian:

Pertama pilih bahan roda : textolite-steel, dengan koefisien gesek f = 0,22; (σ)Sur=500kg/cm2.

Diasumsi β =1,5 dan Ψ= 0,3

Pada E1= 9x104 kg/cm2 untuk textolite dan E2 = 2,15x106 kg/cm2 untuk baja.

Penurunan modulus elastisitas : E= 1,73x105 kg/cm2

Velocity ratio i =

21

212

EE

EE

85,2350

1000

2

1 n

n

Jarak sumbu poros (A):

Lebar roda, b = Ψ.A = 0,3 . 270 ≈ 80 mm

Diameter roda,

Diameter roda D2 = D1 . i (1-s) = 140 . 2,85 (1- 0,05)

= 39,8 cm =398 mm

Jarak sumbu poros ahir,

[ ]3 2

sur2

1 )σ.i

112(

n

Nx

f.ψ

βE 1) ± i(=A

mm 270=cm 27=)500x85,2

112(

350x22,0x3,0

5x5,1x10x73,1 )1+85,2(=A 3 2

5

mm 140=cm 14=1+85,2

27x.2=

1+i

A.2=D1

mm 269=2

398+140=

2

D+D=A 21

Tekanan yang diperlukan:

kg 350=85,2x9,26x350x22,0

85,3x5x5,171620=

i.A

1+ix

n

Nx

f

β 71620=S

2

1

Terima Kasih Atas Perhatiannya