“
SABUK DAN RANTAI
”
Untuk memenuhi tugas Mata Kuliah Elemen Mesin semester II
Disusun oleh:
Ade Putra Romadaon
(0420150002)
Konsentrasi Teknik Otomotif
Politeknik Manufaktur Astra
Sabuk dan Rantai
Jarak yang jauh antara dua buah poros sering tidak memungkinkan transmisi langsung
dengan roda gigi. Dalam hal demikian cara transmisi putaran atau daya yang lain dapat
diterapkan,dimana sebuah sabuk luwes atau rantai dibelitkan sekeliling puli atau sprocket pada
poros.
A. Sabuk
Transmisi dengan elemen mesin yang luwes dapat digolongkan atas transmisi
sabuk,transmisi rantai dan transmisi kabel atau tali. Dari macam-macam transmisi tersebut,
kabel atau tali hanya dipakai untuk maksud khusus. Transmisi sabuk dapat dibagi atas tiga
kelompok. Dalam kelompok pertama, sabuk rata dipasang pada puli silinder dan meneruskan
momen antara dua poros yang jaraknya dapat sampai 10 (m) dengan perbandingan putaran
antara 1/1 sampai 6/1. Dalam kelompok kedua,sabuk dengan penampang trapesium dipasang
pada puli dengan alur dan meneruskan momen antara dua poros yang jaraknya dapat sampai 5
(m) dengan perbandingan putaran antara 1/1 sampai 7/1. Kelompok terakhir terdiri atas sabuk
dengan gigi yang digerakkan dengan sprocket pada jarak pusat sampai mencapai 2 (m) dan
meneruskan putaran secara tepat dengan perbandingan antara 1/1 sampai 6/1. Sabuk rata yang
banyak ditulis dalam buku-buku lama belakangan ini pemakaiannya tidak seberapa luas lagi.
Namun akhir-akhir ini dikembangkan sabuk rata untuk beberapa pemakaian khusus.
Sebagian besar transmisi sabuk menggunakan sabuk-V karena mudah penanganannya dan
harganya pun murah. Kecepatan sabuk direncanakan untuk 10 sampai 20 (m/s) pada umumnya,
dan maksimum sampai 25 (m/s). Daya maksimum yang dapat ditransmisikan kurang lebih
sampai 500 (kW).
Karena terjadi slip antara puli dan sabuk,sabuk-V tidak dapat meneruskan putaran dengan
perbandingan yang tepat. Dengan sabuk gilir transmisi dapat dilakukan dengan perbandingan
putaran yang tepat seperti pada roda gigi. Karena itu sabuk gilir telah digunakan secara luas
dalam industri mesin jahit,computer,mesin fotokopi,mesin tik listrik,dsb.
1. Sabuk V-belt
Sabuk-V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Tenunan tetoron atau
semacamnya dipergunakan sebagai inti sabuk untuk membawa tarikan yang besar. (Gambar
5.1). Sabuk-V dibelitkan di keliling alur puli yang berbentuk V pula. Bagian sabuk yang sedang
besar. Gaya gesekan juga akan bertambah karena pengaruh bentuk baji, yang akan
menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah. Hal ini merupakan
salah satu keunggulan sabuk-V dibandingkan dengan sabuk rata.
Gambar 1 Konstruksi Sabuk V
Gambar 2. Ukuran Penampang Sabuk V
Sabuk-V sempit akan menjadi lurus pada kedua sisinya bila dipasang pada alur puli gambar
5-8. Dengan demikian akan terjadi kontak yang merata dengan puli sehingga keausan pada sisinya
dapat dihindari. Ada tiga macam proporsi penampang untuk sabuk-V sempit.
Gambar 4. Persinggungan Antara Sisi Sabuk dan Alur Puli
Gambar 5. Ukuran Penampang Sabuk V Sempit
Faktor koreksi yang harus ditambahkan untuk meningkatkan putaran dan persyaratan
Jumlah gigi puli yang terlalu sedikit dapat mengurangi umur sabuk. Jumlah minimum
yang diizinkan untuk pelbagai tipe diberikan dalam Tabel di atas Jika sudut kontak sabuk adalah
θ , maka jumlah pasang gigi yang terkait (JGT = Jumlah Gigi Terkait) dapat dihitung sebagai
berikut :
di mana : α = Sudut kontakan sabuk pada puli kecil ( 0 )
pD = Diameter lingkaran jarak bagi puli besar (mm)
pd = Diameter lingkaran jarak bagi puli kecil (mm)
C = Jarak sumbu poros (mm)
2. Golongan Rangkaian Sabuk
a. Sabuk terbuka (open belt drive), sperti diperlihatkan gambar 9.6, digunakan untuk
menghubungkan dua poros sejajar yang berputar dengan arah yang sama. Jarak kedua sumbu
poros besar, sehingga sisi kencang sabuk harus ditempatkan di bagian bawah.
Gambar 6. Panjang Sabuk Terbuka
b. Sabuk silang (cross or twist belt drive), disebut juga sabuk punter digunakan untuk dua poros sejajar dengan putaran berlawanan arah. Perlu diperhatikan, bahwa terjadi persinggungan sabuk yang akan menimbulkan pengikisan sabuk satu sama lain. Untuk menghindarinya poros-poros harus memunyai jar makasimum 20x lebar sabuk, dengan kecepatan dibawah 15 m/s.
Gambar 7. Panjang Sabuk Silang
Gambar 8. Sabuk Seperempat Putaran
d. Sabuk dengan puli pengencang, digunakan pada poros sejajar dengan sudut kontak yang kecil.
Gambar 9. Sabuk dengan Puli Pengencang
e. Sabuk bertingkat, digunakan jika dikehendaki perubahan kecepatan poros yang digerakan pada waktu poros penggerak berputar pada kecepatan konstan.
B. RANTAI
Rantai dibuat dari sejumlah mata rantai yang disambung bersama-sama dengan sambungan
engsel sehingga memberikan fleksibilitas untuk membelit lingkaran roda (sprocket). Sprocket
di sini mempunyai gigi dengan bentuk khusus dan terpasang pas ke dalam sambungan rantai
seperti ditunjukkan pada Gambar 2.1. Sprocket dan rantai dipaksa untuk bergerak bersama-
sama tanpa slip dan rasio kecepatan dijamin sempurna.
Gambar 11. Sprocket Pada Rantai
Rantai lebih banyak digunakan untuk mentransmisikan daya dari poros satu ke poros lain ketika
jarak pusat antara poros adalah pendek seperti pada sepeda, sepeda motor, mesin pertanian
(tracktor), konveyor, rolling mills, dan lain-lain. Rantai bisa juga digunakan untuk jarak
pusat yang panjang hingga 8 meter. Rantai digunakan untuk kecepatan hingga 25 m/s dan untuk
daya sampai 110 kW. Dalam beberapa kasus, transmisi daya yang lebih tinggi juga
memungkinkan menggunakan rantai.
1. Keuntungan dan kerugian rantai
Keuntungan:
1. Tidak slip selama rantai bergerak, di sini rasio kecepatan yang sempurna dapat dicapai.
2. Karena rantai dibuat dari logam, maka rantai menempati ruang yang kecil dalam lebar
dari pada belt.
3. Dapat digunakan untuk jarak pusat yang pendek dan panjang.
4. Memberikan efisiensi transmisi yang tinggi (sampai 98%).
5. Memberikan beban yang kecil pada poros.
6. Mempunyai kemampuan untuk mentransmisikan gerak ke beberapa poros hanya
dengan satu rantai.
8. Rasio kecepatan yang tinggi dari 8 sampai 10 dalam satu tahap.
9. Dapat dioperasikan pada kondisi atmosfir dan temperatur yang lebih besar.
1. Biaya produksi rantai relatif lebih tinggi (harga lebih mahal).
2. Rantai membutuhkan pemasangan yang akurat dan perawatan yang hati - hati
3. Memerlukan pelumasan yang istimewa dan memperhatikan kelonggaran.
4. Rantai mempunyai fluktuasi kecepatan terutama ketika terlalu longgar.
5.
Gambar 12. Mekanisme Rantai dan Gear Pada Sepeda Balap
2. Bagian-bagian yang biasa digunakan pada rantai adalah sebagai berikut
1. Pitch of chain (kisar dari rantai). Itu adalah jarak antara pusat engsel pada rantai seperti
pada Gambar 2.3. Kisar biasa dinotasikan p.
Gambar 13. Pitch of Chain
2. Diameter lingkar kisar dari sprocket rantai. Ini adalah diameter lingkaran dimana pusat
engsel dari rantai diletakkan, ketika rantai dibelitkan melingkar ke sebuah sprocket
seperti pada Gambar 2.3. Titik A, B, C dan D adalah pusat engsel dari rantai dan
membentuk lingkaran melalui pusat tersebut dinamakan lingkaran kisar (pitch circle)
3. Jenis – Jenis Rantai
Jenis rantai yang digunakan untuk mentransmisikan daya ada tiga tipe, yaitu :
1. Block atau bush chain (rantai ring). Seperti pada Gambar 2.4, tipe ini menghasilkan
suara berisik ketika bergesekan dengan gigi sprocket. Tipe ini digunakan sedemikian
luas seperti rantai conveyor pada kecepatan rendah.
Gambar 14. Block atau Bush Chain
2. Bush roller chain (rantai roll ring). Seperti pada Gambar 6, terdiri dari plat luar, plat
dalam, pin, bush (ring) dan rol. Pin, bush dan rol dibuat dari paduan baja. Suara berisik
yang ditimbulkan sangat kecil akibat impak antara rol dengan gigi sprocket. Rantai ini
hanya memerlukan pelumasan yang sedikit.
Gambar 16. Bush Roller Chain Pada Sepeda Moto
Rantai rol distandarisasi dan diproduksi berdasarkan pitch. Rantai ini tersedia dalam
bermacam-macam deret (baris), ada simplex chain, duplex chain, dan triplex chain.
Gambar 17. Tipe Rol Chain
3. Silent chain (rantai sunyi). Seperti pada Gambar 2.8, rantai ini dirancang untuk
menghilangkan pengaruh buruk akibat kelonggaran dan untuk menghasilkan suara yang
Gambar 18 Silent Chain
4. Faktor Keamanan Untuk Rantai
Faktor keamanan untuk rantai didefinisikan sebagai rasio kekuatan patah (WB) dari rantai
terhadap beban total pada sisi penggerak rantai (W). Secara matematika ditulis:
Faktor keamanan (n) = WB
W
Kekuatan patah rantai dapat diperoleh dari hubungan empiris sebagai berikut:
WB = 106p2 (dalam Newton) untuk rantai roll
WB = 106p (dalam Newton) per mm lebar untuk rantai sunyi (silent chain).
Dimana : p = pitch dalam mm.
Beban total (atau tarikan total) pada sisi penggerak rantai adalah jumlah gaya penggerak
tangensial (FT), tarikan sentrifugal dalam rantai (FC) dan tarikan dalam rantai akibat
pengendoran (FS).
Daftar Pustaka
http://teknikmesinpnup.blogspot.co.id/2012/01/bab-ix-sabuk-dan-rantai-9_21.html (Diakses pada senin 16 Mei 2016 06:16:31 WIB)
http://teknikdesaindanmanufaktur.blogspot.co.id/2014/10/kuliah-elemen-mesin-sabuk-dan-rantai.html (Diakses pada selasa 17 mei 2016 18:39:12 WIB)
