BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kendaraan membutuhkan kopling karena mesin dihidupkan, dapur picu ini

akan terus bekerja tanpa henti, tenaga yang dikeluarkan mesin berasal dari

perubahan energi mekanik, yaitu ledakan campuran bahan bakar udara diruang

bakar (combustion camber) dari pergerakan piston inilah dihasilkan tenaga,

kemudian kopling memiliki peranan sebagai pemutus dan penyambung tenaga

dari mesin ke transmisi, dan selanjutnya dialirkan ke roda.

Adanya kopling motor bisa berhenti dan bergerak bila pedal kopling

diinjak sesuai dengan keinginan pengemudi tanpa membuat mesin menjadi

mati,kondisi ini sering memang terjadi pada saat lampu merah. Adanya koping

memungkinkan penyaluran tenaga mesin sesuai kebutuhan, apakah itu cepat atau

lambat. Bila tak ada kopling bias dipastikan pengemudi akan susah

mengemudikan tenaga mesin yang kekuatannya bisa mencapai ratusan tenaga

kuda.

Bentuk dari kopling tidak terlalu besar terdiri dari beberapa komponen

yaitu: pressure plate (matahari), studs, throw-out, bearings, cluet hoursing,

realease fork, dan ben hoursing. Dan yang paling popular adalah plat gesek yang

sering rusak akibat prilaku panas pengemudi yang kurang baik.

Dari referensi diatas penulis memilki ketertarikan untuk merancang ulang

kopling Yamaha Jupiter MX. Berdasarkan lama pemakaian kopling efisiensi dan

umur plat gesek. Dalam perencanaan ini juga memperhatikan akan factor

ekonomis namun tidak terlepas dari kualitas kopling itu sendiri.

1

1.2 Tujuan

Perencanaan yang penulis lakukan bertujuan untuk merancang ulang

kopling Yamaha Jupiter MX juga untuk memahami fungsi dan kegunaanya dari

bagian-bagian komponennya.

1.3 Batasan Masalah

Dengan batasan masalah yang dihadapi yaitu bagaimana cara kerja kopling

dan komponennya:

1. Perhitungan poros

2. Perhitungan spline

3. Perhitungan plat gesek

4. Perencanaan pegas

Dengan daya maksimum N=12,14 dan Ps= 8500 rpm.

1.4 Metodologi Perencanaan

Untuk merancang ujung kopling ini penulis melakukan beberapa hal yaitu:

1.Mensurfei dari beberapa pengguna pengendara tentang fungsi dan

kegunaan.

2. Memahami kelemahan kopling Yamaha Jupiter MX.

3. Memahami kelebihan koping Yamaha Jupiter MX.

4. Membandingkan dengan jenis kopling yang lain.

5. Membongkar ulang pada komponen kopling untuk mengukur beberapa

koponen penting didalamnya, kemudian digambar sebagai spesimen.

2

1.5 Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan yang penulisan lakukan adalah:

BAB I : Pendahuluan; berisi uraian singkat tentang latar belakang, tujuan,

batasan masalah, metodologi perencanaan, dan sistematika

penulisan.

BAB II : Landasan teori; berisi uraian singkat tentang kopling dan

komponen utamanya serta persamaan-persamaan yang

langsung berkaitan dengan kopling.

BAB III : Cara kerja kopling; berisi uraian singkat tentang cara kerja

kopling lengkap dengan gambar dan keterangan gambar.

BAB IV : Analisa perhitungan; berisi uraian singkat tentang uraian dan

perhitungan dari komponen-komponen utama kopling.

BAB V : Kesimpulan; berisi uraian singkat tentang uraian pernyataan

singkat dan tepat yang dijabarkan dan analisa perhitungan dan

saran.

3

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Tentang Kopling

Kopling adalah suatu elemen yang merupakan suatu sambungan yang

berpungsi sebagai penerus putaran dan daya suatu poros penggerak keporos yang

digerakkan. Maksud dan tujuan dari system sambungan dengan menggunakan

kopling adalah:

1. Untuk memindahkan daya dan putaran dari suatu mesin.

2. Dapat menghentikan putaran dari poros yang digerakkan tanpa

menghentikan putaran dari poros utama

3. Dalam suatu konstruksi untuk memperoleh poros yang sesuai dan

system dalam pengunaanya.

Ditinjau dari system kerjanya kopling dapat dibedakan menjadi:

1. Kopling tetap

2. Kopling tidak tetap

2.2 Kopling Tetap

Kopling tetap adalah suatu system penggabungan antar dan poros yang

sifatnya tetap, dimana kopling ini dapat diputuskan dan disambung apabila poros

penggeraknya dihentikan.

4

2.2.1 Kopling Kaku

Kopling kaku ini dipergunakan untuk kedua poros harus dihubungkan

dengan dengan sumbu yang segaris, kopling ini dipakai poros mesin dan transmisi

dalam suatu pabrik-pabrik.

2.2.2 Kopling Flens Kaku

Kopling ini prinsipnya sama dengan kopling bus yang mana yang satu

masuk kerumah pengikat, gunanya sewaktu kopling ini berputar antara rumah

pengikat, gunanya sewaktu kopling ini berputar antara rumah yang satu dengan

yang lain dapat berputar dengan serentak dan baut pengikatnya tidak begitu besar

menerima beban geser.

Gambar 2.1 Kopling flens kaku

2.2.3 Kopling Flens Tempa

Kopling ini prinsipnya sama dengan kopling flens kaku hanya saja antara

poros dengan pengikat ditempa menjadi satu.

5

Gambar 2.2 Kopling Flens Tempa

2.2.4 Kopling Bus

Kontruksi dari kopling ini dimana poros penggerak dengan poros yang

digerakan diikat dengan satu tabung pengikatnya tidak mengalami gesekan atau

poros dapat berputar dengan baik tanpa menjadi kejutan sewaktu awal berputar

antara poros penggerak dengan poros yang digerakkan, pada kopling ini perlu

diberi baut pengikat pasak.

Gambar 2.3 Kopling Bus

6

2.2.5 Kopling Flens Luwes

Bentuk rumahnya sama dengan kopling kaku pada rumah kopling yang

satu dengan pengikat yaitu dengan baut dan dipasang bus aret atau kulit, sebagai

penghubung antara baut dengan dinding Flens yang lain. Fungsi dipasang bus

karet atau kulit pada penghubung adalah agar sewaktu berputar baut pengikat

tidak terjadi kejutan yang besar dengan kata dapat mengurangi sedikit kejutan.

Gambar 2.4 Kopling Flens Luwes

2.2.6 Kopling Karet Ban

Kopling ini sebagai penghubung antara poros penggerak dengan poros

yang digerakkan dipasang karet dan pada saat berputar kejutan sangat kecil sekali.

Gambar 2.5 Kopling Karet Ban

7

2.2.7 Kopling Karet Bintang

Kopling ini sebagai untuk masing-masing poros, dipasang karet ban dan

pada kopling karet ban ini kejutan sewaktu berputar tetap kecil.

Gambar 2.6 Kopling Karet Bintang

2.2.8 Kopling Universal Hook

Kopling ini dipasang kepala silang untuk menghubungkan masing-masing

poros.

Gambar 2.7 Kopling Universal Hook

8

2.3 Kopling Tidak Tetap

Kopling tidak tetap adalah suatu system penyambungan antara sua poros

yang sifatnya tidak tetap, dimana kopling dapat diputuskan dan disambung tanpa

menghentikan poros penggerak.Sifat-sifat kopling tidak tetap antara lain adalah:

1. Poros kedua relatif bergerak terhadap poros utama

2. Pemutusan dapat dilakukan pada saat poros berputar maupun pada saat

poros tidak berputar.

2.3.1 Kopling Cakar Persegi

Kopling ini dapat meneruskan dalam dua arah putaran tetapi tidak dapat

dihubungkan dalam keadaan berputar. Dengan demikian tidak dapat sepenuhnya

berfungsi sebagai kopling tidak tetap yang sebenarnya

Gambar 2.8 Kopling Cakar Persegi

2.3.2 Kopling Cakar Spiral

Kopling cakar spiral ini dapat dihubungkan dalam keadaan berputar, tetapi

hanya dapat untuk datu arah putaran tertentu daja, namun jika demikian karena

9

timbulnya tumbukan yang besar jika dihunungkan dalam keadaan berputar, maka

cara menghubungkan semacam ini hanya boleh dilakukan jika poros penggerak

mempunyai putaran kurang dari 50 rpm.

Gambar 2.9 Kopling Cakar Spiral

2.3.3 Kopling Pelat

Pada kopling ini dalam kerjanya untuk memutuskan daya (momen) dengan

perantaraan gesekan, adanya hal demikian bila terjadi pembebanan yang

berlebihan pada poros penggerak pada saat dihubungkan dapat dihindari selain itu

juga dapat dihindari terjadi skip dan juga kopling ini sekaligus berfungsi sebagai

pembatas.

Menurut kondisinya kering, apabila saat bekerja kopling tersebut plat-plat

gesek bekerja dalam keadaan kering. Kondisi basah tersebut apabila plat gesek

bekerja dalam keadaan berendam atau dilunasi dengan minyak.

Gambar 2.10 Kopling Pelat

10

2.3.4 Kopling Kerucut

Kopling ini menggunakan bidang gesek berbentuk kerucut, kopling

kerucut adalah suatu kopling gesek dengan kontruksi sederhana dan mempunyai

keuntungan, dimana dengan gaya aksial yang kecil dapat ditransmisikan momen

yang besar.

Gambar 2.11 Kopling kerucut

2.3.5 Kopling Freewhell

Kopling ini hanya dapat digunakan untuk meneruskan momen (putaran)

dalam satu arah putaran, sehingga putaran yang berlawanan arahnya akan dicegah

atau tak dapat diteruskan. Cara kerjanya dapat berdasarkan atas efek dari bola

voul.

Gambar 2.12 Kopling Freewhell (Sularso, 1997)

11

2.4 Pemilihan Jenis Kopling

Dalam perencanaan kopling yang dipilih adalah kopling pelat (kopling

gesek). Dimana kopling ini meneruskan momen (putaran) dengan perantara

gesekan. konstruksi cukup sederhana dan dapat melepaskan hubungan dengan

poros baik dalam keadaan diam (tidak berputar) maupun dalam keadaan berputar.

12

BAB III

CARA KERJA KOPLING

3.1 Asembling Kopling dan Keterangannya

Gambar 3.1 Asembling Kopling

Keterangan :

1. Plat penekan

2. Washer of spline

3. Washer of latter

4. Poros

13

5. Pusat kopling

6. Rumah kopling

7. Plat geset baja

8. Plat geset asbes

9. Ring

10. Baut pengikat pegas

11. Pin penekan

12. Pegas

13. Penutup kopling

14. Baut pengikat pusat koping

3.2 Cara Kerja Kopling

Langkah awal dari kerja kopling ini adalah berasal dari poros engkol dan

akan diteruskan kerumah kopling melalui sistem roda gigi. Rumah kopling

merupakan dudukan plat gesek asbes. Plat penekan tidak berhubungan langsung

dengan rumah kopling, plat penekan merupakan dudukan plat gesek baja.

Rumah kopling dan plat penekan akan berhubungan apabila plat gesek

baja dan plat gesek asbes dipasang berselang-seling, dan merapat karena ditarik

pegas yang ditutup oleh rumah bantalan.

Apabila pin penekan ditekan kedalam maka pegas akan meregang

sehingga akibat tekanan ini, maka pusat kopling dan pusat penekan akan bergerak

sesuai dengan tekanan pin penekan maka terjadi sentuhan yang rapat antara plat

gesek baja dengan plat gesek asbes sehingga putaran terputus antara poros engkol

dan sumbu roda gigi.Apabila plat penekan dilepas maka rumah kopling dan plat

penekan akan merapat kembali dan putaran poros engkol dan poros roda gigi akan

berhubungan kembali.

14

BAB IV

ANALISA PERHITUNGAN

4.1 Perhitungan Poros

Poros sebagai komponen pemindah daya dan putaran harus diperhatikan

jenis bahan yang digunakan, besarnya bahan poros dibual dari baja yang

mempunyai sifat tahan terhadap beban lentur mempunyai elastisitas yang baik dan

tidak mudah patah.

Pada perencanaan ini daya yang ditransmisikan P(kW) dan putaran n(rpm)

dengan :

Daya (N) = 12,14 Ps

Putaran (n) = 8500 rpm

1PS = 0,736 kW

Daya yang ditransmisikan:

= 8,93504 kW

Faktor koreksi daya yang ditransmisikan fc = 1,0

Daya rencana :

Pd = fc x P

Pd = 1,0 x 8,93504 kW = 8,93504 kW

15

Momen puntir :

T=9,74x 105 ………………………………….............(Sularso,1997;7)

T =1023,850 kg.mm

Bahan poros : S35C

Maka kekuatan tarik dari bahan poros S35C yang diperlakukan panas

adalah = 52 kg/mm2 (terlihat di tabel 4.1)

Tabel 4.1 Baja Karbon Kontruksi Mesin (Sularso,1997;13)

Jenis Baja Lambang Perlakuan panas Kekuatan tarik

( kg/mm2 )

Baja karbon

Kontruksi

Mesin

JISG 4501

S30C

S35C

S40C

S45C

S50C

S55C

Penormalan

Penormalan

Penormalan

Penormalan

Penormalan

Penormalan

48

52

55

58

62

64

16

Faktor keamanan :

1.Untuk bahan S-C --- =6,0

2.Akibat adanya alur pasak = 1,3 s/d 3,0 maka diambil 2,0

Tegangan geser yang diijinkan ( ) :

= 4,33 kg/mm2

Faktor koreksi yang disarankan ASME dipilih Kt = 1,0 s/d 1,5 dipilih Kt 1,5

Faktor koreksi akibat kelenturan Cb = 1,2 s/d 2,3 maka diambil 2,0 karena

adanya pembebenan lentur.

Diameter poros :

ds = 15,35 mm

Jadi standard diameter poros dapat diambil = 16 mm sesuai dengan tabel

diameter poros.

Tabel 4.2 Diameter Poros (Sularso,1997;19)

17

4

4,5

5

*5,6

6

*6,3

7

*7,1

8

9

10

11

*11,2

12

12,5

14

(15)

16

(17)

18

19

20

22

*22,4

24

25

28

30

*31,5

32

35

*35,5

38

40

42

45

48

50

55

56

60

63

65

70

71

75

80

85

90

95

100

(105)

110

*112

120

125

130

140

150

160

170

180

190

200

220

*224

240

250

260

280

300

*315

320

340

*355

360

380

400

420

440

450

560

480

500

530

560

600

630

18

Keterangan : 1. Tanda * menyatakan bahwa bilangan yang bersangkutan dipilih

dari bilangan standar.

2. Bilangan didalam kurung hanya dipakai untuk bagian dimana

akan dipasang bantalan gelinding.

Jika diameter poros adalah 16 mm maka tegangan geser yang terjadi pada

poros adalah :

= 1,274kg/mm2

Dalam hal ini diperoleh > ( 4,33 kg/mm2>1,274 kg/mm2 ). Berarti poros

dalam keadaan aman maka bahan S35C yang dapat dipakai.

4.2 Perhitungan Spline

Spline berfungsi untuk meneruskan daya dan putaran tanpa terjadi slip dari

poros ke transmisi. Adapun perhitungan spline yang dirancang adalah sebagai

berikut:

Lebar spline :

b = 0,25 x ds

= 0,25 x 16

= 4 mm

Panjang spline :

19

L = 0,75 x ds

= 0,75 x 16

= 12 mm

Tinggi spline :

h = 5 mm

Diameter spline :

D = 0,8

D =

D = 20 mm

Gaya tangensial ( Ft ) :

Ft =

=127,981 kg

20

Bahan spline direncanakan S35C dengan = 52 kg/mm2. Dengan faktor

keamanan Sf = 6,0 (diambil), pengaruh masa baja paduan faktor keamanan Sf =

2,0 (diambil)

Maka tegangan geser izin ( ) :

= 4,33 kg/mm2

Tegangan geser yang terjadi :

=2,66 kg/mm2

Jadi a > atau ( 4,33 kg/mm2 > 2.66 kg/mm2 ).Berdasarkan perhitungan

yang telah dibuat maka dapat disimpulkan bahwa spline aman terhadap beban

geser.

4.3 Perhitungan Naaf

21

Lebar gigi dalam naf (Wn ) :

Wn =

Wn =

Wn = 20,93 mm

Tegangan puntir ( ):

=

= 1,104 kg/

Jadi perbandingan tegangan geser dengan tegangan puntir ( a = 4,33

kg/mm2 > p = 1,104 kg/mm2, maka naf dalam keadaan aman terhadap dudukan

baut.

4.4 Perhitungan Plat Gesek

Plat gesek adalah suatu elemen yang terdapat pada kopling berfungsi

untuk meneruskan daya dan putaran poros penggerak dengan poros yang

digerakkan,juga berfungsi untuk memindahkan daya dari poros penggerak kopling

melalui fly wheel dalam bentuk gesekan.

4.4.1 Langkah Kerja Plat Gesek

22

Ada 4 tingkat mekanisme kerja yang dilakukan plat gesek adalah :

1. Permukaan kerja dari kopling didorong dan ditekan plat gesek,maka

poros yang digerakkan dipercepat sampai pada putararan poros yang

menggerakkan.

2. Kopling ini dipergunakan selama putaran input dan putaran output

berputar pada putaran yang sama.

3. Kopling tidak berfungsi bila permukaan kerja digerakkan, maka poros

yang digerakkan putarannya menurun dan kemudian akan berhenti.

4. Pada keadaan tidak bekerja,diantara dua permukaan kerja dipisahkan

oleh sebuah jarak dimana poros yang digerakan berhenti walaupun

poros berputar.

Tabel 4.3 Bahan Plat Gesek

Bahan permukaan

Kontak

Μ Pa

Kering Dilumasi

Besi cor

Besi cor dan perunggu

Besi cor dan asbes

Besi cor dan serat

Besi cor dan kayu

0,10 – 0,20

0,10 – 0,20

0,35 – 0,65

0,05 – 0.10

-

0,08 – 0,12

0,10 – 0,20

-

0,05 – 0,15

0,10 – 0,35

0,09 – 0,17

0,05 – 0,08

0,007 - 0,07

0,005 - 0,03

0,02 – 0,03

Perhitungan ukuran plat gesek:

23

Nilai untuk D1 / D2 > 0,5 tidak boleh kecil dari 0,5

Dimana :

F = Gaya tekan

Pa = Tekan rata-rata pada bidang gesek dengan nilai 0,02 – 0,03 dipilih

0,02 kg/mm2

Maka :

Jari-Jari Rata-Rata:

Untuk mencari diameter luar plat gesek dapat dirumuskan:

……………………………….……………………..(Sularso,1987;62)

Dimana :

T : Torsi yang direncanakan =1023,850 kg.mm

μ : Koefisien gesek (0,35 – 0,65) dipilih 0,35 untuk gesek kering

24

=87,1 mm

=8,71cm

Maka jari-jari rata-rata (rm):

mm

mm

Gaya yang ditimbulkan tekanan plat gesek (F) dapat dicari:

Lebar bidang gesek (b):

25

Diambil 0,4 maka:

mm

Diameter dalam plat gesek (D1):

mm

cm

4.5 Klasifikasi Bantalan

Fungsi bantalan adalah untuk menumpu poros, sehingga putaran dan gesek

bolak-balik dapat berlangsung secara halus,aman dan poros akan tahan lebih lama.

Bantalan secara umum dibagi 2 macam yaitu :

1. Menurut arah dan gerakan bantalan terhadap poros

a. Bantalan luncur (Selding contact bearing)

b. Bantalan gelinding (Rolling contact bearing)

2. Menurut arah beban terhadap poros

a. Bantalan radial : arah beban yang diterima tegak lurus terhadap

sumbu utama

b. Bantalan aksial : arah beban yang diterima sejajar dengan

sumbu poros

c. Bantalan gelinding khusus : arah beban yang diterima adalah

aksial dan radial.

4.5.1 Perhitungan Bantalan Radial

26

Kekuatan bantalan poros terhadap gaya radial dinamis :

Frd = X . Fr + Y . Fa……………………………………………….(kg)

Dimana :

X = Koefisien beban radial = 0,56

Fr = Gaya radial = 1

Y = Koefisien beban aksial = 0

Fa = gaya radial pada pegas tekan = 43,12 kg

Maka :

kg

Kapasitas normal dinamis sfesifikasi (C):

Dimana :

Fh = Faktor lama pemakaian

Fn = Faktor kecepatan

Lh = Lama pemakaian kopling (direncanakan kendaraan jarang dipakai

5000 – 15000 jam dipilih 10000)

27

jam

Kapasitas nominal dinamis spesifik (c):

kg

Dengan melihat harga kapasitas normal dinamis spesifik (C) = 789,15 kg

didapat nomor bantalan 6004 ZZ………..(Sularso 1987 : 143) (Tabel 4.4)

diperoleh ukuran lengkap.

D = Diameter minimum ukuran lengkap bantalan = 20 mm

D = Diameter luar bantalan = 42 mm

B = Tebal bantalan = 12 mm

R = Jari-jari bantalan = 1 mm

Co = kapasitas nominal statis spesifikasi = 465 mm

C = kapasitas nominal dinamis spesifikasi = 735 mm

28

Tabel 4.4 Bantalan

Nomor bantalan Ukuran luar (mm) Kapasitas

nominal

dinamis

spesifikasi C

(kg)

Kapasitas

nominal

statis

spesifik Co

(kg)

Jenis

terbuka

Dua sekat

Dua sekat

tanpa kotak

D D B R

6000

6001

6002

6003

6004

6005

6006

6007

6008

6009

6010

6001 ZZ

6002 ZZ

6003 ZZ

6004 ZZ

6005 ZZ

6006 ZZ

6007 ZZ

6008 ZZ

6009 ZZ

6010 ZZ

6001VV

6002 VV

6003 VV

6004 VV

6005 VV

6006 VV

6007 VV

6008 VV

6009 VV

6010 VV

10

12

15

17

20

25

30

35

40

45

50

26

28

32

35

42

47

55

62

68

75

80

8

8

9

10

12

12

13

14

15

16

16

0,5

0,5

0,5

0,5

1

1

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

360

400

440

470

735

790

1030

1250

1310

1640

1710

196

229

263

296

465

530

740

915

1010

1320

1430

6200

6201

6202

6203

6204

6200 ZZ

6201 ZZ

6202 ZZ

6203 ZZ

6204 ZZ

6200 VV

6201 VV

6202 VV

6203 VV

6204 VV

10

12

15

17

20

30

32

35

40

47

9

10

11

12

14

1

1

1

1

1,5

400

535

600

750

1000

236

305

360

460

635

29

6205

6206

6207

6208

6209

6210

6205 ZZ

6206 ZZ

6207 ZZ

6208 ZZ

6209 ZZ

6210 ZZ

6205 VV

6206 VV

6207 VV

6208 VV

6209 VV

6210 VV

25

30

35

40

45

50

52

62

72

80

85

90

15

16

17

18

19

20

1,5

1,5

2

2

2

2

1100

1530

2010

2380

2570

2750

730

1050

1430

1650

1880

2100

6300

6301

6302

6303

6304

6305

6306

6307

6308

6309

6310

6300 ZZ

6301 ZZ

6302 ZZ

6303 ZZ

6304 ZZ

6305 ZZ

6306 ZZ

6307 ZZ

6308 ZZ

6309 ZZ

6310 ZZ

6300 VV

6301 VV

6302 VV

6303 VV

6304 VV

6305 VV

6306 VV

6307 VV

6308 VV

6309 VV

6310 VV

10

12

15

17

20

25

30

35

40

45

50

35

37

42

47

52

62

72

80

90

100

110

11

12

13

14

15

17

19

20

23

25

27

1

1,5

1,5

1,5

2

2

2

2,5

2,5

2,5

3

635

760

895

1070

1250

1610

2090

2620

3200

4150

4850

365

450

545

660

785

1080

1440

1840

2300

3100

3650

4.5.2 Perhitungan Bantalan Aksial

30

Fungsi bantalan aksial adalah untuk menekan pegas tekan, disaat bantalan

ditekan oleh tuas, Clerence antara poros dengan peluncur (C1) dan kelonggaran

antara bantalan dengan peluncur C11 direncanakan

Tebal peluncur:

(t) = 2 mm (direncanakan)

C1 = 0,4 mm (direncanakan)

C11 = 0,2 mm (direncanakan)

Diameter dalam peluncur (di):

Diameter luar peluncur (dl):

4.5.3 Perencanaan Bantalan Aksial

31

Diameter bantalan (d):

Pemeriksaan bantalan terhadap bantalan aksial statis :

Frd = X . Fr + Fa

Dimana :

Fr = Gaya radial = 1 (karna bantalan yang direncanakan bantalan

(aksial)

Fa = Gaya aksial pada pegas tekan =12,99

Y = Koefisien beban aksial 1,00 – 2,30 (direncanakan 2,0)

Sehingga:

Kapasitas nominal statis spesifik (Co):

Dimana :

32

Fh = Faktor lama pemakaian 2,71 jam

Fn = Faktor kecepatan 0,15

Dengan memperoleh kapasitas nominal statis = 469,37 kg, maka jenis

bantalan yang harus digunakan dengan nomor bantalan 6004 ZZ……….dengan

data sebagai berikut :

d = Diameter minimum ukuran lengkap bantalan = 20 mm

D = Diameter luar bantalan = 42 mm

B = Tebal bantalan = 12 mm

r = Jari-jari bantalan = 1 mm

C = Kapasitas nominal dinamis spesifikasi = 735 mm

Co = Kapasitas nominal statis spesifikasi = 465 mm

4.6 Perhitungan Pegas Kejut

Pegas kejut adalah pegas yang berfungsi sebagai peredam kejutan atau

getaran Pada saat plat menyatu dengan fly wheel. Jenis ini tergolong pada jenis

pegas tekan yang terpasang pada rangka naaf dan dudukan pegas kejut.

Gaya keliling yang bekerja pada pegas (Fk):

Dimana :

33

Mtd = Momen torsi yang direncanakan 1023,850 kg.mm

R = Jarak antara sumbu poros kepegas kejut direncanakan 20 mm

kg

Pegas kejut direncanakan 6 buah mendapat peredam yang seimbang:

kg

kg

Diameter pegas kejut dibuat dari Jis 4314 dengan bahan Sus 302 WPA

dengan kekuatan tarik ( ) = 120 – 145 kg/mm2 (lihat table 4.5) dipilih τ = 120

kg/mm2

Tegangan geser izin (τg):

bg 8,0

34

Diameter kawat pegas (d):

Dimana :

C = D/d : Indeks pegas dipilih C = 9 .……..…...(Literatur EMS;316)

mm

35

Tabel 4.5 Diameter pegas

Diamet

er

kawat

(mm)

Kekuatan tarik (kg/mm2) Diamet

er

kawat

(mm)

Kekuatan tarik (kg/mm2)

SUS302WPA

SUS304WPA

SUS316WPA

SUS302WPB

SUS304WPB

SUS631WPC SUS302WP

A

SUS304WP

A

SUS316WP

A

SUS302WPB

SUS304WPB

SUS631WP

C

0,08

0,09

0,10

0,12

0,14

0,16

0,18

0,20

0,23

0,26

0,29

0,32

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,65

0,70

0,80

0,90

165 - 190

165 - 190

165 - 190

165 - 190

165 - 190

165 - 190

165 - 190

165 - 190

160 - 185

160 - 185

160 - 185

160 -185

160 - 185

160 - 185

160 - 185

160 - 185

160 - 185

160 - 185

160 - 185

160 - 185

150 - 175

150 - 175

220 – 245

220 - 245

220 - 245

220 - 245

220 - 245

220 - 245

220 - 245

220 - 245

210 - 235

210 - 235

210 - 235

210 - 235

210 - 235

210 - 234

200 - 225

200 - 225

200 - 225

200 - 225

200 - 225

200 - 225

190 - 215

190 – 215

-

-

200 - 225

200 - 225

200 - 225

200 - 225

200 - 225

200 - 225

200 - 225

195 - 220

195 - 220

195 - 220

195 - 220

195 - 220

185 - 210

185 - 210

180 - 210

185 - 210

185 - 210

185 - 210

180 - 205

180 – 205

1,00

1,20

1,40

1,60

1,80

2,00

2,30

2,60

2,90

3,20

3,50

4,00

4,50

5,00

5,50

6,00

6,50

7,00

8,00

9,00

10,00

12,00

150 - 175

140 - 165

140 - 165

135 - 160

135 - 160

135 - 165

130 - 155

120 - 145

120 - 145

120 - 145

120 - 145

110 - 135

110 - 135

110 - 135

110 - 135

110 - 135

100 - 125

100 - 125

100 - 125

-

-

-

190 - 215

180 - 205

180 - 205

170 - 195

170 - 195

170 - 195

160 - 185

160 – 185

150 - 175

150 - 175

150 - 175

150 - 175

140 - 165

140 - 165

140 - 165

140 - 165

130 - 155

130 - 155

130 - 155

115 - 140

100 - 125

90 - 115

180 - 205

170 - 195

170 - 195

160 - 185

160 - 185

160 - 185

150 - 175

150 - 175

140 - 165

140 - 165

140 - 165

140 - 165

130 - 155

130 - 155

130 - 155

130 - 155

-

-

-

-

-

-

36

Diambil diameter kawat pegas 3 mm:

Diameter lilitan (D)

Defleksi yang terjadi pada pegas (δ):

Dimana :

n = Jumlah lilitan aktif ≥ 3 dipilih 4….…….(Sularso 1987 : 137)

G = Modulus geser dengan bahan kawat distemper dengan minyak,

dengan nilai 8 x 103 kg/mm………..…….……..…..(Lihat tabel 4.6)

mm

37

Tabel 4.6 Bahan pegas

Bahan

Lambang

Harga G (kg/mm)

Baja pegas

Kawat baja keras

Kawat piano

Kawat distemper dengan minyak

Kawat baja tahan karat (SUS 27 ; 32 ; 40)

Kawat kuningan

Kawat perak nikel

Kawat perunggu pospor

Kawat tembaga birilium

SUP

SW

SWP

-

SUS

BSW

NSWS

PBW

BeCuW

8 x 103

8 x 103

8 x 103

8 x 103

7.5 x 103

4 x 103

4 x 103

4,.5 x 103

5 x 103

Jumlah lilitan (N):

Jarak antara pegas (P):

38

Panjang pegas sebelum menerima gaya (Lo):

mm

Panjang pegas saat kopling bekerja (L):

11 mm

Momen tahan Puntir yang terjadi (τg):

Tegangan geser (τg) > momen tahan punter (τg) 96 kg/mm2 >91,08 kg/mm2

39

4.7 Perhitungan Pegas Tekan

Pegas tekan berfungsi memberi gaya aktual terhadap plat penekan, agar

penyambungan dan pemutaran daya antara poros penggerak keporos yang

digerakkan dapat terlaksana.

Direncanakan jumlah pegas tekan 8 buah. Gaya yang diterima plat gesek

pada saat penekanan F = 433,62 kg dan tekanan permukaan direncanakan 0,02

kg/mm2

Maka : Fa = 433,62x 0,02 = 8,67kg

Besar gaya yang diterima setiap pegas (Fni):

Diameter Pegas Kawat Pegas Tekan (d):

Dimana :

Td = ( Kukuatan tarik ) dari pegas baja yang dipakai adalah SPU 4

dengan Tb = 115 kg / mm ( dari tabel 4.7 )

40

Tabel 4.7 Sifat Mekanis

Lambang

Perlakuan panas ( °C ) Batas mulur

(Regangan

Permanen

0,2%)

Kg/mm

Kekuatan

Tarik

( Kg/mm2 )Kekerasan

( HB )

Celup

Dingin

Tampar

SUP 4

830 – 860

Pendinginan

Minyak

450 – 500 110 115 352 – 415

SUP 6 480 – 530 110 125 363 – 429

SUP 7 490 – 540 110 125 363 – 429

SUP 9 460 – 510 110 125 363 – 429

SUP 10 470 – 540 110 125 363 – 429

SUP 11 460 – 510 110 125 363 – 429

Tb = 0,8 Tb

= 0,8 115

= 92 Kg/mm2

Faktor Tegangan ( K ) dengan Indeks pegas dipilih 8:

……………………………..( Sularso, 1987 ; 316 )

41

mm

mm

Defleksi Pada Pegas:

Dimana :

n = Jumlah lilitan aktif = 4

g = Modus geser = 8 x 103

42

mm

Jumlah seluruh lilitan ( N ):

N = 2 + n

= 2 + 4

= 6 lilitan

Jarak antara lilitan ( P ):

mm

Panjang pegas sebelum menerima gaya ( Lo ):

mm

Panjang pegas saat menerima gaya maksimal:

L min = Lo – (δ + δ1)

Dimana :

δ = tegangan antara plat gesek dengan plat penekanan diperkirakan 0,1

43

L min = 17,96 – ( 14,5 + 0,1 )

= 3,36 mm

Besar gaya untuk melepas plat gesek:

kg

Gaya maksimum yang diterima pegas (F max):

F max = Fni + Ft

= 54,202 + 0,0007

= 54,2027 kg

4.8 Perhitungan Baut

Jumlah baut yang direncanakan untuk mengikat poros penggerak ini

adalah sebanyak 4 buah.

Dimana :

F = Gaya keliling

Mtd = Momen torsi design 1023,850 kg.mm

R = Jarak garis sumbu = ( direncanakan 20 mm )

44

n = Jumlah baut

Gaya keliling yang diambil setiap baut (F1):

Bahan yang dipilih dari bahan poros dengan Fly whell yaitu Jis G 3101 SS

55 dengan C≤ 30%.........................................................................( Sularso 1987 :

339 )

Dimana :

Kekuatan tarik ( ) = 55 Kg/mm2

Faktor Keamanan (V) = 8 ÷ 10 (direncanakan 9)

Maka :

45

Tegangan Geser Izin (τg):

Τg = 0,8 x Ttr

= 0,8 x 6,11

= 4,888 Kg/mm2

Diameter luar (dl):

mm

dl = 4,5 diambil

Pemeriksaan baut terhadap tegangan geser ( ):

=

Dimana :

A = x dl2

mm

46

Jadi ≥ = 5,872 ≥ 1,18 kg / mm2

Setelah memperoleh diameter baut (dl = 4,5 mm) maka dari tabel

( Sularso, 1987 : 289 )

Dengan ulir M4,5 diperoleh data – data sebagai berikut :

P = Jarak bagi = 0,75

H1 = Tinggi kaitan = 0,406

d = Diameter luar = 4,500

d1 = Diameter dalam = 3,688

lp = Tabel yang dijepit =12 mm ( Direncanakan )

ls = Tambah panjang = 2-10 mm ( Diambil 4mm)

H = Tebal jepit = 4,5 mm

Tingkat kepala baut (H):

H = x dl

= x 4,5

47

= 3,3

Panjang baut ekivalen (L):

L = lp + H + Ls

= 12 + 4,5 + 4

= 20,5 mm

Diameter kepala baut (dk):

Dk = 2 x dl

= 2 x 4,5

= 9 mm

48

Tabel 4.8 Diameter Baut

Ulir

Jarak

bagi p

Tinggi

kaitan H1

Ulir dalam

2 3

Diameter

luar D

Diameter

efektif D2

Diameter

dalam D1

Ulir luar

Diameter

luar d

Diameter

efektif d2

Diameter

inti d1

M 0,25

M 0,3

M 0,4

M 0,5

M 0,6

M 0,8

M 1

M 1,2

M 0,35

M 0,45

M 0,55

M 0,7

M 0,9

0,075

0,08

0,09

0,1

0,1

0,125

0,125

0,15

0,175

0,2

0,225

0,25

0,25

0,041

0,043

0,049

0,054

0,054

0,068

0,068

0,081

0,095

0,108

0,122

0,135

0,135

0,250

0,300

0,350

0,400

0,450

0,500

0,550

0,600

0,700

0,800

0,900

1,000

1,200

0,201

0,248

0,292

0,335

0,385

0,419

0,469

0,503

0,586

0,670

0,754

0,838

1,038

0,169

0,213

0,253

0,292

0,342

O,365

0,415

0,438

0,511

0,583

0,656

0,729

0,929

49

M 1,4

M 1,7

M 2

M 2,3

M 2,6

M 3X0,5

M 4X0,7

M 5X0,8

M 3,5

M 4,5

0,3

0,35

0,4

0,4

0,45

0,5

0,6

0,6

0,7

0,75

0,75

0,8

0.9

0,9

0,162

0,189

0,217

0,217

0,244

0,271

0,325

0,325

0,379

0,406

0,406

0,433

0,487

0,487

1,400

1,700

2,000

2,300

2,600

3,000

3,000

3,500

4,000

4,000

4,500

5,000

5,000

5,500

1,205

1,473

1,740

2,040

2,308

2,675

2,610

3,110

3,515

3,513

4,013

4,480

4,415

4,915

1,075

1,321

1,567

1,867

2,113

2,459

2,350

2,850

3,242

3,188

3,688

4,134

4,026

4,526

4.9 Perhitungan Paku Keling

Jumlah paku keling yang digerakkan pada plat gesek digunakan sebanyak

4 buah paku keling Maka gaya pada paku.

50

Dimana :

Mtd = 1023,850 kg.mm

rm = 32,66

= 31,34 kg

Gaya yang terjadi tiap paku keeling:

= 7,8 kg

Bahan Paku keling diambil FC 25 dengan kekuatan tarik ( ) = 25 kg /

mm2 faktor keamanan 8 : 10 (direncanakan 10) jadi tegangan tarik izin adalah:

= 2,5 kg / mm2

Tegangan geser izin:

= 0,8 x Ttr

= 0,8 x 2,5

= 2 kg / mm2

Diameter paku keeling:

51

= 2,4 mm

Diameter kepala paku keeling:

D = 2,9 x d

= 2,9 x 2,4

= 6,9 mm

Tinggi kepala paku (K):

K = 0,6 x d

= 0,6 x 2,4

= 1,4 mm

Pemeriksaan paku keling terhadap tegangan geser.

Tegangan geser izin yang terjadi (τg):

Sehingga diperoleh τg ≥ τg ( 2 kg / mm2 1,7 kg / mm2 )

Konstruksi yang dinyatakan aman.

52

4.10 Perhitungan Pelumasan

Pelumasan bertujuan untuk mengurangi gesekan dan keausan antara

elemen gelinding dan sangkar membawa keluar panas yang terjadi antara elemen

gelinding dan sangkar yang terjadi, mencegah korasidan menghindari masuknya

debu cara pelumasan ada dua macam yaitu:

1. pelumasan dengan gemuk

2. pelumasan dengan minyak

4.10.1 Pelumasan Gemuk

Pelumasan gemuk lebih banyak disukai karena penyekatnya lebih

sedehana dan rata-rata gemuk yang berkualitas baik sehingga dapat memberi

umur panjang. Cara yang paling umum digunakan ubtuk penggemukan adalah

dengan mengisi bagian dalam bantalan dengan gemuk sebanyak mungkin.

4.10.2 Pelumasan Minyak

Pelumasan merupakan cara yang berguna untuk kecepatan tinggi, yang

paling popular dari pelumasan minyak ini diantaranya adalah pelumasan celup,

pada cara ini dengan poros mendatar, minyak harus diisikan sampai tengah

elemen gelinging yang terendah, adalah suatu keharusan bahwa temperatur

minyak dijaga tetap. Untuk maksud ini dapat dipakai pipa pendingin, atau

sirkulasi air untuk poros tegak.Maka dari sistem pelumasan yang ada, pelumasan

gemuk dan pelumasan minyak pelumasan yang dipakai atau yang sesuai pada

sistem kopling gesek adalah pelumasan minyak dan standart pelumasan adalah

SAE 30 s/d 40.

4.10.3 Temepratur Kerja ( Tw )

53

Untuk mengetahui temperatur kerja kita terlebih dahulu harus mengetahui

temperatur kamarnya, untuk temperatur kamar biasanya berkisar :

Tk = 27°C s/d 30°C

= 28°C……………………………………..….………( yang direncanakan )

Maka temperatur kerja ( Tw )

Tw = Ts + Tk

Dimana :

Ts = Temperatur Slip = 28,09°C

Tk = Temperatur Kamar = 28°C

Maka :

Tw = Ts + Tk

= 28,09°C + 28°C

= 56,09°C

54

Tabel 4.9 Grafik Viscositas Absolute Vs Temperature

55

Viskositi kinematik ( Z ) diperoleh dari persamaan :

Z = Centi Pois

Dimana :

Z = Viskositi Kinematik

S = Sayblok Viskositi diambil ( 185 Second )

Maka :

= 39,727 centi pois

= 40 centi pois

Tabel 4.10 Formula Konversi Viskositi

Viskositi ( S ) Viskositi Dinamis

(10-6 m/s ) ( Cp )

Say bolt Universal 0,220 S - ( 180 / S )

Say bolt Furel 2,04 S - ( 160 / S )

Red Wood No. 1 0,26 S - ( 171,5 / S )

Red Wood No. 2 2,70 S - ( 1120 / S )

Englar 0,147 S - ( 374 / S )

56

Maka minyak pelumasan yang ada rancangan ini adalah jenis SAE 60.

Dimana temperatur kerja ( Tw ) = 56,09°C, dan Viskositas kinematik (z) = 40

Centi Pois

57

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN.

Kopling adalah salah satu komponen yang sangat penting dalam bidang

permesinan , dengan adanya kopling daya dan putaran dapat diteruskan atau

ditransimisikan .

Perencanaan kopling di pengaruhi beberapa hal antara lain :

a. Bahan yang dapat dipakai untuk komponen perlu diperhatikan, bahan

yang digunakan haruslah mempunyai kekuatan tarik yang terjadi, jadi

pemilihan bahan merupakan hal yang terpenting dalam perencanaan.

b. Factor keamanan juga harus diperhatikan dalam perencanaan suatu

elemen mesin pemilihan faktor keamanan dipengaruhi oleh dua hal

yang menjadi pertimbangan yaitu bila faktor keamanan kecil maka

elemen itu akan rusak dengan mudah tetapi faktor keamanan itu besar

keefesieananya. Elemen mesin itu menjadi mahal.

c. Fly wheel sangat berguna untuk menyimpan energi berlebih dan akan

mengeluarkan energi pada saat kekurangan energi, sedangkan fly

wheel itu sendiri dibuat dari bahan yang sama dengan bahan paras

karena fly wheel paras diikat dengan baut menjadi satu dan bergerak

terus selama mesin beroperasi.

58

Dari daya dan putaran yang direncanakan, dimana:

Daya = 12,14 Ps

Putaran = 8500 rpm

Didapat perhitungan – perhitungan sebagai berikut :

5.1.1 Perencanaan Paros

1. Momen torsi (mf) = 1023,850 kg.mm

2. Bahan poros = S35C

3. Diameter poros = 16 mm

4. Tegangan geser ( ) = 4,33

5.1.2 Perencanaan Splain Dan Naaf

1. Diameter spline ( d ) = 20 mm

2. Lebar spline ( b ) = 4 mm

3. Panjang spline ( L ) =12mm

4. Tegangan puntir naaf ( ) =1,104

5.1.3 Perencanaan Plat Gesek

1. Bahan plak gesek = Besi cor dan asbes

2. Jari – jari, rata – rata = 32,66 mm

3. Diameter luar (D2) = 87,1 mm

4. Diameter dalam (D1) = 52,26 mm

5. Lebar bidang gesek (b) = 13,06 mm

59

5.1.4 Perencanaan Bantalan

1. Bantalan radial (Fr) = 0,56 kg

2. Bantalan aksial (Fa) = 43,68 kg

5.1.5 Perencanaan Pegas

1. Gaya keliling pegas = 51,19 kg

2. Diameter kawat pegas (d) = 1,42 mm

3. Diameter kawat lilitan (D) = 12 mm

4. Defleksi pada pegas ( ) = 14,5 mm

5. Besar gaya tiap pegas (Fni) = 54,202 mm

6. Diameter kawat pegas tekan (d) = 25,95 mm

7. Gaya maxsimum pegas (F max) = 54,2027 mm

5.1.6 Baut

1. Gaya keliling (F) = 51,19 kg

2. Gaya keliling tiap baut (F1) = 12,79 kg

3. Tegangan geser izin (τg) = 4,888 kg / mm2

4. Tegangan geser (σg) = 1,18 kg / mm2

5.1.7 Paku Keling

1. Gaya pada paku keling = 31,34 kg

2. Gaya yang terjadi pada tiap paku keling = 7,8 kg

3. Tegangan geser izin (τg) = 2 kg / mm2

4. Tegangan geser (σg) = 1,7 kg / mm

60

5.2 SARAN

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan – kekurangan yang

terdapat dalam laporan rancangan kopling Yamaha Jupiter Mx ini salah satu

penyebabnya adalah keterbatasan buku diperpustakaan untuk itu penulis berharap

untuk melengkapi kekurangan tersebut, karna itu adalah untuk kemajuan

mahasiswa INSTITUT TEKNOLOGI MEDAN.

Kiranya dihari yang akan datang kita harus dapat memperaktekannya

secara langsung di laboratorium agar lebih memahami yang telah dipelajari dalam

teori sebelumnya. Atas bimbingan penulis lebih dahulu mengucapkan banyak

terimak kasih kepada bapak IR. NASRI PILLY.

61

DAFTAR PUSTAKA

1. Dariayanto, Drs.” Dasar – dasar Teknik Mesin “, PT. Trineka Cipta

Jakarta.1986

2. Jhoseph. E. Shigley, Laryd, Mitchell, Ghandi Harahap,” Perencanaan

Teknik Mesin”, Edisi keempat jilid 1, Erlangga, Jakarta 1991.

3. Khurmi and Gupta, Theory of Machine Elements, Prentice Hall, New

Delhi.1982

4. Khurmi, R.S., Machine design, S. Chand and Co. Ltd. Ram Nagar,

New Delhi.1982.

5. Nieman, G., Machine Element, Design and Calculation, Vol. I and II

Springer Verlag.1982.

6. Sukrisno Umar. 1984, “ Bagian-bagian mesin dan merencana”,

Erlangga, Jakarta.

7. Sularso, dan Suga, K, 1997, “Dasar Perencanaan dan Pemilihan

Elemen Mesin”, Edisi ke sembilan, PT. Pradya Pramita, Jakarta

8. Zainun Achmad, Ir. MSc,” Elemen Mesin I “’ PT. Refika Adi

Farma,1999

62