PERENCANAAN SISTEM KOPLING AVANZA DENGAN
SPESIFIKASI DAYA 92 HP DAN PUTARAN 6000 RPM
TUGAS AKHIR
Disusun sebagai Salah Satu Syarat untuk Menperoleh Gelar Ahli Madya
OLEH : HASRUL AZWAR
NIM. 509220011
FAKULTAS TEKNIK
i
PERENCANAAN SISTEM KOPLING TOYOTA AVANZA DENGAN SPESIFIKASI DAYA 92 HP DAN PUTARAN 6000 RPM
HASRUL AZWAR NIM : 509220011
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik UNIMED. Jl. Willem Iskandar. Pasar V. Medan Estate. Medan
Hasrulazwarjuang@gmail.com
ABSTRAK.
Sistem kopling merupakan salah satu jenis pemindah daya (Power Train). Sistem kopling bekerja dari mulai putaran poros engkol pada mesin, lalu diterima oleh kopling melalui adanya gesekan antara plat kopling dengan fly wheel. Tenaga yang diterima plat kopling kemudian disalurkan ke transmisi. Permasalahan yang dibahas dalam penulisan tugas akhir ini yaitu mengenai prinsip kerja, cara merencanakan sebuah kopling, dan mengetahui ukuran komponen-komponen kopling. Komponen-komponen utama kopling pada Toyota Avanza antara lain poros, spline dan naaf, plat gesek, pegas dan bantalan. Prinsip kerjanya yaitu pada saat pedal kopling ditekan penuh, gerakkan pedal akan diteruskan oleh mekanis penggerak, sehingga akan mendorong plat penekan melawan dorongan pegas penekan, maka plat kopling tidak mendapat dorongan. Gesekan antara plat kopling dengan fly wheel dan plat penekan tidak terjadi, sehingga dalam hal ini putaran mesin tidak diteruskan. Apabila plat kopling dilepas, maka gaya pegas akan kembali mendorong dengan penuh plat penekan. Plat penekan menghimpit plat kopling fly wheel dengan kuat, sehingga terjadi gesekan yang kuat dan mengakibatkan plat kopling dan fly wheel berputar bersamaan sesuai dengan putaran poros engkol. Dengan demikian putaran dan daya mesin diteruskan sepenuhnya tanpa slip. Gangguan yang sering terjadi pada system kopling antara lain kopling slip, kopling tidak dapat dilepas, kopling bergetar, kopling bunyi saat pedal kopling dilepas dan saat pedal kopling diinjak. Hal ini akan mengakibatkan terganggunya kerja dari system kopling.
iv
BAB I : PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1
C. Bagian Utama Kopling Yang Dirancang ... 5
D. Data Awal Perencanaan ... 11
E. Toyota Avanza ... 11
BAB III : TINJAUAN PERHITUNGAN A. Poros ... 13
v
C. Spline Dan Naaf ... 18
D. Perhitungan Spline ... 18
E. Perhitungan Naaf ... 23
F. Plat Gesek ... 25
G. Perhitungan Plat Gesek ... 26
H. Pegas... 34
I. Perhitungan Pegas Matahari ... 34
J. Perhitungan Pegas Tekan ... 38
K. Bantalan ... 41
BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Dan Spesifikasi ... 45
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ... 47
B. Saran ... 49
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Cara Kerja Kopling ... 5
Gambar 2.2 Poros ... 6
Gambar 2.3 Spline dan Naaf ... 7
Gambar 2.4 Plat Gesek ... 8
Gambar 2.5 Pegas... 9
Gambar 2.6 Bantalan ... 10
Gambar 3.1 Poros ... 13
Gambar 3.2 Spline dan Naaf ... 18
Gambar 3.3 Plat Gesek ... 26
Gambar 3.4 Pegas... 38
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Spesifikasi Toyota Avanza ... 11
Tabel 3.1 Standart Baja ... 14
Tabel 3.2 Diameter Poros ... 17
Tabel 3.3 Jenis-jenis Bahan Plat Gesek ... 26
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kopling merupakan suatu elemen mesin yang sangat diperlukan untuk sebuah
mesin agar bisa beroperasi dengan baik, karena kopling merupakan penghubung
antara poros penggerak dan poros yang digerakkan, agar tidak terjadi gesekan
tiba-tiba yang mengakibatkan kerusakan fatal antara roda-roda gigi yang saling
bersentuhan.
Seiring dengan laju perkembangan teknologi yang pesat sekarang ini, para
ahli dituntut untuk merancang system pemutusan dan pemindahan daya serta putaran
yang meliputi kopling, roda gigi, dan rantai. Untuk meneruskan putaran dan dari
poros input ke output dengan mudah dan efisien tanpa terjadi slip yang
membahayakan.
Pada suatu motor atau mesin, kopling memegang peranan penting, sebab
sebelum kopling ditemukan, untuk menghentikan motor harus dilakukan dengan jalan
mematikan mesinnya, sedangkan untuk memindahkan dayanya, juga harus dilakukan
saat motor dalam keadaan diam. Tetapi setelah kopling ditemukan pemindahan dan
pemutusan daya dapat dilakukan dengan aman dan mudah tanpa telebih dahulu
mematikan mesinnya.
Dalam merencanakan suatu kopling, diperlukan beberapa persamaan dalam
memperhitungkan dan pemilihan bahan yang sesuai dengan daya yang dihasilakn
2
suatu mesin, sehingga kopling yang akan digunakan nantinya memiliki biaya yang
murah, aman dan bekerja dengan baik yang sesuai diharapkan.
B. Batasan Masalah
Adapun batasan masalah agar tidak menyimpang dari tujuan perancangan
yang akan diharapkan, penulis perlu membatasi masalah yang akan dhitung dalam
rancangan kopling.
Adapun komponen kopling yang dirancang dalam perencanaan ini adalah :
1. Perhitungan poros
2. Perhitungan ukuran spline dan naaf
3. Perhitungan ukuran plat gesek
4. Perhitungan ukuran pegas
5. Perhitungan ukuran bantalan
C. Tujuan Perencanaan
Adapun tujuan dari perencanaan ini adalah :
1. Untuk mengetahui komponen-komponen utama kopling
2. Untuk mengetahui ukuran-ukuran komponen utama kopling
3. Agar dapat menghitung tegangan yang terjadi pada kopling
4. Agar dapat memilih/mengetahui bahan-bahan dan jenis bahan dalam
perencanaan kopling
3
D. Manfaat Perencanaan
Adapun manfaat dalam perancanaan kopling ini adalah :
1. Untuk menambah wawasan serta meningkatkan pengetahuan penulis
dalam perencanaan unit kopling
2. Untuk mengetahui jenis kopling dan penggantian komponen-komponen
kopling
46
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Dalam perencanaan ini dapat ditarik bebeprapa kesimpulan :
1. Suatu perencanaan dapat dikatakan aman apabila harga yang didapat lebih
kecil daripada harga yang diijinkan.
2. Dalam perencanaan ini ukuran-ukuran poros sangat penting karena turut
mempengaruhi perhitungan kopling yang direncanakan.
3. Dalam desain poros dan kopling, bahan poros harus lebih kuat dari pada
bahan kopling.
Dari perhitungan perencanaan kopling TOYOTA AVANZA dapat diambil
beberapa kesimpulan :
a. Perhitungan poros
1) Momen torsi (T) = 10997 kg mm
2) Bahan poros = S45C-D
3) Diameter poros = 30 mm
b. Perhitungan sline dan naaf
1) Bahan spline = S45C-D
2) Tinggi spline (w) = 15 mm
47
3) Kedalaman spline = 3,52 mm
4) Jari-jari spline (d) = 16,75 mm
5) Diameter spline (d) = 37,03 mm
6) Diameter spline (L) = 57 mm
c. Perhitungan plat gesek.
1) Diameter luar (D2) = 686 mm
2) Diameter dalam (D1) = 82,32 mm
3) Luas plat gesek = 203,35
d. Perhitungan pegas
1) Bahan pegas matahari = SUS 316 WPA
2) Panjang pegas maksimum = 30 mm
3) Jari-jari plat pegas = 48 mm
e. Perhitungan bantalan
1) Bahan bantalan = FC45C-D
2) Diameter luar = 72 mm
3) Diameter dalam (d) = 30 mm
48
B. Saran
Dari perhitungan perencanaan kopling TOYOTA AVANZA dapat diambil
beberapa kesimpulan :
1. Untuk perencanaan ini sebaiknya diperhatikan bahan yang digunakan
untuk desain poros dan komponen-komponen kopling.
2. Dalam perencanaan ini tegangan izin kopling harus lebih besar dari
tegangan yang terjadi.
3. Dalam perencanaan tersebut tegangan yang terjadi harus disesuaikan
dengan bahan dan fungsi serta pemakaian.
4. Untuk memperpanjang masa pemakaian kopling maka perlu diperhatikan
bagian-bagian elemen mesin yang perlu diganti sebelum melewati
ketentuan pemakaian dari elemen mesin tersebut.
5. Perlu perawatan intensif agar kopling dapat bekerja dengan baik.
6. Suatu perencanaan sebaiknya diperhatikan bahwa harga yang didapat dari
