SABUK gigi.pdf

(1)

ELEMEN MESIN II

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

BANJARBARU

(2)

BAGIAN V

TRANSMISI SABUK GIGI (SABUK GILIR / TIMING BELT)

▫ Pada penggunaan sabuk biasa (flat & V belt) masih terjadi slip antara sabuk dan puli, sehingga putaran yang dihantarkan menjadi tidak konstan. Oleh karena itu, untuk mengatasi hal tersebut maka digunakanlah sabuk gigi, dengan gigi pada permukaannya. (lihat gambar 5.1).

▫ Sabuk gigi dibuat dari karet neopren atau plastik poliuretan, dengan inti dari serat gelas atau kawat baja.

▫ Kecepatan maksimum sabuk gigi = 35 m_/ s

Gambar 5.1. Sabuk gigi (timing belt)

▫ Daya yang ditransmisikan oleh sabuk gigi harus dikalikan dengan faktor koreksi demi keamanan penggunaannya.

▫ Bahan puli dan profil gigi harus tahan terhadap tarikan maksimum, seperti besi cor kelabu (FC 20-30) dan baja karbon konstruksi, untuk puli yang berukuran besar dapat digunakan baja rol konstruksi.

(3)

PERENCANAAN SABUK GIGI

1. Daya rencana (Pd)

Dimana : P = daya yang ditransmisikan [kW]

fc = faktor koreksi karena beban (lihat tabel 5.1) f ‘c = faktor koreksi karena peningkatan putaran dan

karena kerja khusus (lihat tabel 5.2)

2. Pemilihan sabuk gigi berdasarkan putaran puli kecil dan daya

rencana dapat dilihat berdasarkan gambar 5.2. Pd = (fc + f ‘c) x P

(4)

(5)

Tabel 5.2. Faktor koreksi tambahan karena peningkatan putaran dan kerja khusus

(6)

3. Setelah didapat tipe sabuk gigi yang tepat, ukuran dan pemakaian dari beberapa tipe sabuk gigi dapat dilihat pada tabel 5.3. (perhatikan nilai jarak bagi-p untuk perhitungan selanjutnya)

4. Jumlah gigi minimum pada puli diberikan pada tabel 5.4. Jumlah gigi yang terlalu sedikit dapat mengurangi umur sabuk.

(7)

(8)

Tabel 5.4 Jumlah gigi puli minimum yang diizinkan

5. Jumlah gigi puli besar (z2)

Dimana : z1 = jumlah gigi puli kecil

i = perbandingan putaran = 2 1 n n putaran = diputar yang putaran pemutar

6. Diameter jarak bagi puli kecil (dp)

p = jarak bagi utk penampang sabuk gigi [mm] (lihat tabel 5.3) 7. Diameter jarak bagi puli besar (Dp)

8. Panjang sabuk gilir (Lp) [satuan dalam bentuk jumlah gigi]

Dimana : Cp = p C = gigi bagi jarak poros sumbu jarak π 2 z p Dp= × π 1 z p dp= × z2 = z1 x i Cp ] 28 , 6 / ) z ) Cp 2 ( 2 z₂ [(z - ₁ 2 z Lp 1 2 + × + + =

(9)

Cp bisa dalam bentuk pecahan untuk memudahkan perhitungan.

9. Setelah didapat panjang sabuk, cocokkan dengan nomer sabuk standar yang ada di pasaran berdasarkan tabel 5.5. (untuk sabuk tipe L dan H)

Tabel 5.5 Nomer nominal, jumlah gigi dan panjang sabuk gigi standar

(10)

10. Setelah dicocokkan dengan tabel 5.5, maka ada kemungkinan panjang sabuk berubah, sehingga jarak antar porosnya pun

menjadi berubah. Karena itu maka diperlukan

koreksi/penyesuaian pada Cp, dengan persamaan :

                        2 1 2 2 2 1 2 1 ) z -( 9,86 2 -2 z -2 z -L 4 1 Cp z L z z

Karena Cp berubah nilainya, maka jarak antar poros (C)

menjadi berubah juga, dimana :

11. Daya yang dapat ditransmisikan per inchi lebar sabuk gigi (Po) ditampilkan dalam tabel 5.6. Pada tabel 5.6 ini hanya terbatas pada sabuk gigi tipe L dan H, untuk tipe-tipe yang lain dapat dilihat pada buku referensi lain. Untuk mencari Po, diperlukan jumlah putaran puli kecil (n1), dan jumlah gigi puli kecil (z1). Bila

diperlukan dapat digunakan interpolasi. C= Cp x p

(11)

Tabel 5.6 Kapasitas daya yang ditransmisikan setiap inchi lebar sabuk gigi

Dalam satuan kW

12. Sudut kontak sabuk (θ)

C dp) -57(Dp -180° = θ

(12)

13. Jumlah gigi terkait (JGT)

Yaitu jumlah gigi sabuk yang terkait pada gigi puli. Semakin banyak gigi yang terkait akan semakin baik, karena nilai JGT yang kecil akan memperpendek umur sabuk. Nilai JGT dihitung berdasarkan persamaan :

Jika JGT kurang dari 6, maka perlu dilakukan koreksi dalam perhitungan faktor lebar gigi. Faktor koreksi untuk berbagai nilai JGT ditabelkan dalam tabel 2.7.

Tabel 5.7 Faktor koreksi untuk berbagai JGT

14. Faktor lebar gigi (fw)

Setelah mendapatkan fw, kemudian lihat gambar 5.3 untuk menentukan lebar sabuk standar. Perlu diperhatikan bahwa satuannya adalah 1/100 inci. Misal, bila angka lebar sabuk yang ditunjukkan pada gambar adalah 100, maka artinya lebar sabuk adalah 1 inci, dan seterusnya.

15. Lebar gigi sabuk di pasaran (Wb)

1 z θ × =₃₆₀ JGT ft Po Pd fw × =

(13)

Dimana Wb dalam satuan [mm], dan lebar sabuk standar dalam satuan [inci]

16. Kesimpulan hasil perhitungan

Jenis & nomer sabuk, panjang dan lebar sabuk, Jumlah gigi puli kecil dan besar, jarak antar poros.

(14)

CONTOH :

Sebuah mesin gerinda digerakkan oleh motor listrik AC (momen tinggi) dengan daya 2,2 kW 1450 rpm, digunakan untuk memutar poros hingga kecepatan 1000 rpm. Jarak sumbu poros 430 mm. Pilih sabuk gigi dan puli yang sesuai, jika mesin bekerja 8 jam sehari !

PENYELESAIAN :

Dari soal diketahui : P=2,2 kW; n1=1450 rpm; i=1450/1000=1,45 ;

C=430mm

1. Daya rencana (Pd)

Terlebih dahulu kita harus mencari faktor koreksi yang tepat, dari tabel 5.1 untuk mesin perkakas yang bekerja 8 jam/hari didapat fc=1,5.

Kemudian kita carifaktor koreksi tambahannya, dari tabel 5.2, untuk perbandingan putaran (i) 1,45, maka f’c=0,1. Untuk persyaratan kerja, karena bekerja hanya 8jam/hari maka digolongkan menjadi “penganggur” dengan f’c=0,2. Sehingga fc (total) = 1,5+0,1+0,2 = 1,8.

Pd = fc x P = 1,8 x 2,2 = 3,96 kW

2. Pemilihan sabuk gigi berdasarkan gambar 5.2, untuk Pd=3,96

dan putaran puli kecil 1450 rpm, didapat tipe sabuk gigi H. 3. Ukuran sabuk gigi, berdasarkan tabel 5.3 untuk penampang

sabuk gigi H, didapat jarak bagi (p)=12,70 mm

4. Jumlah gigi minimum puli kecil, berdasarkan tabel 5.4 diambil nilai 20, sehingga z1=20 gigi

5. Jumlah gigi puli besar (z2)=z1 x i = 20 x 1,45 = 29 gigi

(15)

85 , 80 20 7 , 12 z p dp  1      mm

7. Diameter jarak bagi puli besar (Dp)

23 , 117 14 , 3 29 7 , 12 z p Dp  2     mm

8. Panjang sabuk gigi (Lp)

7 , 12 430   p C Cp Cp ] 28 , 6 / ) z ) Cp 2 ( 2 z2 [(z - 1 2 z Lp 1 2 + × + + = 7 , 12 430 ] 28 , 6 / ) 20 -[(29 ) 7 , 12 430 2 ( 2 29 20 Lp 2      277 , 92 7 , 12 430 054 , 2 7 , 12 860 2 49 Lp   

9. Kemudian nilai 92,277 digenapkan menjadi 93, dengan

mencocokkan dengan tabel 5.5 untuk nomer sabuk gigi standar, didapat nomer sabuk gigi 465H.

10. Karena ada penggenapan panjang sabuk, maka Cp dihitung ulang.                         2 1 2 2 2 1 2 1 ) z -( 9,86 2 -2 z -2 z -L 4 1 Cp z L z z                   2 2 ) 20 -29 ( 9,86 2 -2 29 20 -93 ) 2 29 20 -(93 4 1 Cp