DAFTAR NOTASI
DAFTAR PUSTAKA
2.2 Sistem Mekanik Palang Parkir .1 Motor DC
Motor DC termasuk jenis motor listrik yang merupakan perangkat elektromagnetis mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Kumparan medan pada motor DC disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan rotor (bagian yang berputar). Jika terjadi putaran pada kumparan rotor dalam medan magnet, maka akan timbul tegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-balik. Prinsip kerja dari arus searah adalah membalik phasa tegangan dari gelombang yang mempunyai nilai positif dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus berbalik arah dengan kumparan rotor yang berputar dalam medan magnet. Bentuk rotor paling sederhana
memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas di antara kutub-kutub medan permanen. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.1 di bawah ini.
Gambar 2.1 Mekanisme motor dc sederhana
Tegangan DC dari baterai menuju lilitan melalui sikat yang menyentuh komutator, dan segmen yang terhubung dengan dua ujung lilitan. Kumparan satu lilitan pada gambar di atas disebut angker dinamo. Angker dinamo adalah sebutan untuk komponen yang berputar di antara medan magnet [9].
Prinsip Kerja
Jika arus melewati suatu konduktor, maka akan timbul medan magnet di sekitar konduktor. Arah medan magnet ditentukan oleh arah aliran arus pada konduktor.
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.2 di bawah ini.
Gambar 2.2 Medan magnet yang membawa arus mengelilingi konduktor Aturan genggaman tangan kanan bisa dipakai untuk menentukan arah garis fluks di sekitar konduktor. Genggam konduktor dengan tangan kanan, jempol mengarah pada arah aliran arus, maka jari-jari akan menunjukkan arah garis fluks.
Jika konduktor diletakkan di antara kutub utara dan selatan yang kuat medan magnet
konduktor akan berinteraksi dengan medan magnet kutub. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.3 di bawah ini.
Gambar 2.3 Reaksi garis fluks
Lingkaran bertanda A dan B pada gambar 2.3, merupakan ujung konduktor yang dilengkungkan looped conductor. Arus yang mengalir masuk melalui ujung A dan keluar melalui ujung B. Medan konduktor A yang searah dengan jarum jam akan menambah medan pada kutub dan menimbulkan medan yang kuat di bawah konduktor. Konduktor akan berusaha bergerak ke atas untuk keluar dari medan magnet yang kuat ini. Medan magnet B yang berlawanan arah jarum jam akan menambah medan pada kutub dan menimbulkan medan yang kuat di atas konduktor.
Konduktor akan berusaha untuk bergerak turun agar keluar dari medan yang kuat tersebut. Gaya-gaya tersebut akan membuat angker dinamo berputar searah jarum jam [2].
Motor DC memiliki beberapa komponen utama yaitu:
1. Kutub medan magnet Secara sederhana bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki dua kutub medan yaitu (kutub utara dan selatan) yang stasioner dan kumparan motor DC yang menggerakkan bearing pada ruang diantara kutub medan. Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kedua kutub. Untuk Motor yang lebih besar atau lebih kompleks terdapat satu atau lebih elektromagnet. Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan.
2. Kumparan Motor DC Apabila arus masuk menuju kumparan motor DC, maka arus ini akan menjadi elektromagnet. Kumparan motor DC yang bebentuk silinder, dihubungkan ke poros penggerak untuk menggerakkan beban. Untuk Motor
DC berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya akan berbalik untuk merubah kutub utara dan selatan kumparan motor DC.
3. Komutator Motor DC Komponen utama dalam motor DC ini adalah memiliki kegunaan untuk membalikkan arah arus listrik dalam kumparan motor DC.
Komutator juga membantu dalam transmisi arus antara komponen motor DC dan sumber daya.
4. Kelebihan Motor DC Keuntungan utama motor DC adalah dalam hal pengendalian waktu motor DC tersebut, yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur tegangan kumparan motor DC, meningkatkan tegangan kumparan motor DC akan meningkatkan waktu Arus medan – menurunkan arus medan akan meningkatkan waktu. Motor DC tersedia dalam banyak ukuran, namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berwaktu rendah, penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills, sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar. Juga, motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnya.
Motor listrik DC adalah jenis motor yang menggunakan tegangan dengan arus searah atau arus DC. Biasanya motor jenis ini memiliki ukuran yang lebih kecil dibandingkan dengan motor AC. Motor listrik DC dibedakan menjadi dua macam, yakni motor sumber daya terpisah atau separately excited, dan motor sumber daya sendiri atau self excited.
(a) Motor sumber daya terpisah, adalah jenis motor DC yang sumber arus medannya disuplai dari sumber yang terpisah. Oleh sebab itu motor jenis ini disebut juga dengan motor separately excited.
(b) Motor Sumber Daya Sendiri (Self Excited), sendiri adalah jenis motor DC yang sumber arus medannya disuplai dari sumber yang sama dengan kumparan motor listrik [7].
Rumus menghitung daya motor listrik: n = Putaran motor listrik (rpm) 2.2.2 Waktu linear dan waktu sudut
Jika waktu yang dibutuhkan untuk menempuh lintasan satu lingkaran adalah t dan menempuh jarak sejauh 2πr maka kelajuan benda untuk mengelilingi lintasan dinyatakan dalam V = s/t, inilah yang dinyatakan sebagai waktu linier. Sedangkan waktu sudut dinotasikan dengan ω merupakan perubahan perpindahan sudut per satuan waktu. Untuk menyatakan waktu sudut sering dinyatakan dalam radian.
Sebagai contoh radian per detik (rps) atau radian per menit (rpm).
ω =
besar sudut (radian)waktu yang diperlukan (2.2) Secara umum hubungan waktu linear (V) dan waktu sudut (ω) dapat dinyatakan sebagai berikut:
ω =
θ𝑡
=
2π𝑡
(2.3) 2.2.3 Gearbox
Gearbox dalam hal penggunaannya banyak terdapat pada bidang kebutuhan industry atau permesinan. Dalam beberapa unit mesin memiliki sistem pemindah tenaga yaitu Gearbox yang berfungsi untuk menyalurkan tenaga atau daya mesin ke salah satu bagian mesin lainnya, sehingga unit tersebut dapat bergerak menghasilkan sebuah pergerakan baik putaran maupun pergeseran [2]. Gearbox merupakan suatu alat khusus yang diperlukan untuk menyesuaikan daya atau torsi (momen/daya) dari motor yang berputar, dan Gearbox juga adalah alat pengubah daya dari motor yang berputar menjadi tenaga yang lebih besar. Gearbox atau transmisi adalah salah satu
komponen utama motor yang disebut sebagai sistem pemindah tenaga, transmisi berfungsi untuk memindahkan dan mengubah tenaga dari motor yang berputar, yang digunakan untuk memutar spindel mesin maupun melakukan gerakan feeding.
Transmisi juga berfungsi untuk mengatur waktu gerak dan torsi serta berbalik putaran, sehingga dapat bergerak maju dan mundur[11].
Transmisi manual atau lebih dikenal dengan sebutan Gearbox, mempunyai beberapa fungsi:
1. Merubah momen puntir yang akan diteruskan ke spindel mesin.
2. Menyediakan rasio gigi yang sesuai dengan beban mesin.
3. Menghasilkan putaran mesin tanpa selip Prinsip Kerja
Putaran dari motor diteruskan ke input shaft (poros input) melalui hubungan antara clutch/ kopling, kemudian putaran diteruskan ke main shaft (poros utama), torsi/ momen yang ada di mainshaft diteruskan ke spindel mesin, karena adanya perbedaan rasio dan bentuk dari gigi-gigi tersebut sehingga rpm atau putaran spindel yang dikeluarkan berbeda, tergantung dari rpm yang diinginkan.
Jenis-Jenis Gearbox 1. Spur Gearbox
Spur Gearbox adalah roda gigi yang paling banyak digunakan pada transmisi motor. Coba perhatikan bentuk giginya adalah berbentuk lurus. Transmisi motor terdiri dari berbagai ukuran spur gear yang dirangkai dengan konfigurasi tertentu yang ditempatkan pada mainshaft dan countershaft. Pada gambar 2.4 ditunjukan gambar Spur Gearbox.
Gambar 2.4 Spur gearbox Keistimewaan:
a. Poros parallel
b. Waktu dan beban tinggi c. Efisiensi tinggi (98%)
Aplikasi: Cocok untuk semua tipe pengangkut dengan rasio waktu yang besar.
2. Helical Gearbox
Helical Gearbox adalah roda gigi yang bentuk giginya miring 15-30 derajat.
Biasa digunakan untuk waktu >3500 RPM. Pada gambar 2.5 ditunjukan gambar Helical gearbox.
Gambar 2.5 Helical gearbox
Keistimewaan:
a. Poros parallel
b. Waktu dan beban sangat tinggi
c. Efisiensi sedikit dibawah Spur Gearbox (96 – 98%) Aplikasi: Cocok untuk waktu dan beban tinggi.
3. Crossed Helical Gearbox
Pada gambar 2.6 memperlihatkan gambar crossed helical Gearbox
Gambar 2.6 Crossed Helical Gearbox Keistimewaan:
a. Poros miring b. Waktu tinggi c. Beban tinggi Aplikasi:
a. Untuk daya luncur rendah b. Beban tekanan tinggi
c. Digunakan pada roda gigi planetary untuk menghasilkan rasio reduksi besar d. Tidak cocok untuk hubungan yang presisi karena keterbatasan desain.
4. Bevel Gearbox
Bevel Gearbox adalah roda gigi yang dapat memindahkan tenaga dari dua buah poros yang tidak sejajar, seperti vertikal dan horizontal. Pada gambar 2.7 memperlihatkan gambar bevel Gearbox.
Gambar 2.7 Bevel Gearbox
Keistimewaan:
a. Poros tegak lurus b. Waktu tinggi c. Beban tinggi Aplikasi:
a. Cocok untuk rasio 1:1 b. Untuk rasio waktu tinggi
c. Cocok untuk sudut siku-siku, khusus rasio rendah
d. Tidak untuk presisi tinggi karena bentuk roda gigi yang rumit.
5. Worm Gearbox
Worm Gearbox dapat digunakan untuk mengurangi putaran input. Pada gambar 2.8 memperlihatkan gambar worm Gearbox.
Gambar 2.8 Worm Gearbox Keistimewaan:
a. Poros miring siku-siku b. Rasio waktu tinggi c. Waktu dan Beban tinggi d. Efisiensi tinggi
Aplikasi: a. Cocok untuk rasio waktu tinggi dengan sudut tertentu b. Cocok untuk presisi tinggi tetapi terbatas
c. Cocok untuk kepresisian umum
d. Sangat tepat untuk kombinasi rasio waktu tinggi dan penggerak sudut siku.
6. Planetary Gearbox
Planetary gear merupakan system gear yang terdiri dari gear output dan planet gear. Planetary gear set memberikan efek peningkatan waktu, pengurangan waktu, perubahan arah, netral, dan penggerak langsung. Planetary gear set juga dapat memberikan variasi waktu pada tiap tingkatan operasi, dengan pengecualian
netral dan penggerak langsung. Pada gambar 2.9 memperlihatkan gambar planetary Gearbox.
Gambar 2.9 Planetary Gearbox 7. Cyclo Gearbox
Cyclo Gearbox adalah salah satu bentuk variasi dari planetary gear, dimana Gearbox ini bekerja berdasarkan prinsip cyclodial untuk mencapai rasio reduksi yang tinggi tanpa mengorbankan efisensi dan kekompakannya (kepraktisannya). Efisiensi yang tinggi ini diperoleh dengan meminimalkan gesekan antara roller shaft dan disknya dan selain itu juga dapat menahan beban kejut hingga 500% dari nilai torsinya. Pada gambar 2.10 memperlihatkan gambar cyclo Gearbox.
Gambar 2.10 Cyclo Gearbox
2.2.4 Torsi
Torsi adalah ukuran kemampuan mesin untuk melakukan kerja, jadi torsi adalah suatu energi. Besaran torsi adalah besaran turunan yang biasa digunakan untuk menghitung energi yang dihasilkan dari benda yang berputar pada porosnya.
Adapun perumusan dari torsi adalah sebagai berikut. Apabila suatu benda berputar dan mempunyai besar gaya sentrifugal sebesar F, benda berputar pada porosnya dengan jari-jari sebesar b, dengan data tersebut torsinya adalah:
T = F × l (N. m) (2.4)
Dan untuk mencari gaya (F) dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan dibawah ini
F = m × g (2.5) dimana:
T = Torsi benda berputar (N.m)
F = adalah gaya sentrifugal dari benda yang berputar (N) l = adalah jarak benda ke pusat rotasi (m)
m = massa (kg) g = Gravitasi (m/𝑠2)
Karena adanya torsi inilah yang menyebabkan benda berputar terhadap porosnya, dan benda akan berhenti apabila ada usaha melawan torsi dengan besar sama dengan arah yang berlawan. Dari definisi disebutkan bahwa perkalian antara gaya dengan jaraknnya adalah sebuah torsi, dengan definisi tersebut torsi pada poros dapat diketahui dengan rumus:
T = w × d (Nm) (2.6) Dimana:
T = adalah torsi mesin (Nm) w = Gaya Berat (N)
d= adalah jarak pembebanan dengan pusat perputaran (m)
Dari perhitungan torsi diatas dapat diketahui jumlah energi yang dihasilkan mesin pada poros. Jumlah energi yang dihasilkan mesin setiap waktunya adalah yang disebut dengan daya mesin. Kalau energi yang diukur pada poros mesin dayanya disebut daya poros [10].
2.2.5 Sprocket
Sprocket merupakan bahasa yang biasa digunakan di dalam dunia pabrik industri. Sprocket itu sendiri berfungsi sebagai berikut:
1. Sebagai media untuk meneruskan putaran dari shaft motor penggerak ke benda kerja yang akan digerakkan melalui chain atau rantai.
2. Sebagai media untuk memindahkan putaran motor penggerak ke benda kerja atau komponen mesin yang lain.
Bagian-bagian sprocket 1. Gigi Sprocket.
Gigi sprocket merupakan bagian yang terikat atau mengikat rantai atau chain sehingga putaran motor penggerak bisa diteruskan ke komponen mesin atau benda kerja yang lainnya. Gigi sprocket ini berbentuk lancip atau runcing yang di mana bentuk ujung gigi sprocket tersebut menyesuaikan dengan lubang pada chain atau rantai sehingga antara gigi sprocket dengan chain atau rantai bisa saling mengikat atau menggigit pada saat berputar.
Besar dan jumlah gigi sprocket bervariasi tergantung tipe dan ukuran sprocket itu sendiri, karena kebutuhan rasio putaran mesin berbeda - beda. Sehingga jumlah gigi pada sprocket sangat mempengaruhi rasio hasil putar yang akan dihasilkan oleh putaran motor penggerak. Besar dan jumlah gigi sprocket biasanya tertera pada body sprocket, seperti contoh sebagai berikut:
1. RS 30×15 ini berarti bahwa sprocket tersebut mempunyai jumlah gigi sprocket sebanyak 15 dan sprocket tersebut digunakan pada chain ukuran 30.
2. RS 40×25 ini berarti bahwa sprocket tersebut mempunyai jumlah gigi sprocket sebanyak 25 dan sprocket tersebut digunakan pada chain atau rantai ukuran 40.
3. RS 100×35 ini berarti bahwa sprocket tersebut mempunyai jumlah gigi sprocket sebanyak 35 dan sprocket tersebut digunakan untuk chain atau rantai ukuran 100. Dan seterusnya.
2. Shaft Sprocket
Shaft Sprocket merupakan batang sprocket yang mempunyai fungsi sebagai media yang akan dilubangi untuk masuk ke shaft motor penggerak atau shaft komponen mesin lainnya seperti shaft roll. Diameter lubang yang dibuat pada shaft sprocket harus benar-benar presisi, karena agar tidak terjadi kelonggaran pada saat pemasangan sprocket pada shaft motor penggerak maupun shaft roll. Untuk menghasilkan ukuran diameter shaft sprocket yang benar - benar presisi, maka gunakanlah alat ukur workshop seperti mikrometer dalam atau juga bisa menggunakan alat ukur jangka sorong.
3. Ulir Lock Baut Tanam.
Ulir Lock Baut Tanam merupakan lubang yang berulir yang mempunyai fungsi sebagai dudukan baut tanam sebagai lock atau kunci pada sprocket. Pada satu sprocket mempunyai 2 titik ulir untuk dudukan baut tanam sebagai lock sprocket yang dipasang pada area keyway dan satu titik lagi pada shaft sprocket pada sisi lainnya. Sedangkan baut tanam lock tersebut mempunyai fungsi sebagai lock atau kunci agar sprocket dan keyway tidak kendor dan lepas dari shaft motor penggerak atau shaft roll.
Ukuran besar kecilnya ulir untuk baut tanam lock tergantung besarnya ukuran sprocket dan keyway, seperti contoh sebagai berikut:
1. Baut tanam M6, ini berarti untuk baut lock pada keyway yang mempunyai ukuran lebar keyway diatas 6 mm.
2. Baut tanam M8, ini berarti untuk baut lock pada keyway yang mempunyai ukuran lebar keyway diatas 8 mm.
3. Baut tanam M10, ini berarti untuk baut lock pada keyway yang mempunyai ukuran lebar keyway diatas 10 mm. Dan seterusnya.
2.2.6 Rantai
Rantai adalah salah satu komponen penting dalam sepeda motor, rantai alat yang cukup efisien yang berfungsi untuk mentransfer daya antara poros pararel.
ukuran rantai sangat bervariasi, sehingga dapat digunakan untuk mentransfer daya yang ukurannya besar atau kecil. Rantai juga dapat digunakan untuk menggerakan
dua buah sprocket yang memiliki jarak cukup jauh. Rantai juga digunakan untuk menurunkan waktu yang relatif sangat besar. Rantai mengait pada gigi sprocket dan meneruskan daya tanpa slip sehingga menjamin perbandingan putaran yang tetap.
Tanpa adanya rantai dan gigi sprocket maka roda belakang tidak akan dapat berfungsi sebagai penggerak kendaraan [4]. Pada gambar 2.11 memperlihatkan Bagian-bagian dari rantai dan fungsinya.
Gambar 2.11 Bagian-bagian dari rantai dan fungsinya
Rantai roda tersusun dari beberapa mata rantai, setiap mata rantai roda terdiri dari beberapa bagian. Berikut ini bagian-bagian pada setiap mata rantai dan fungsinya:
1. Plat luar (outer sideplat), yang berfungsi sebagai penyambung antara pin, posisi nya ada di paling luar.
2. Plat dalam (inner sideplat), yang berfungsi juga sebagai penyambung antara pin, yang posisinya ada di dalam.
3. Pin yang berfungsi sebagai “as rodanya rantai”
4. Roller chain, fungsi dari roller chain bagian yang berhubungan langsung dengan gigi sproket.
5. Bus (bushing) berfungsi sebagai pelindung antara roller dengan pin, agar pin tidak langsung bergesekan dengan roller.