MAKALAH
RANCANGAN ULANG KOPLING KIJANG INOVA
Dosen pengampu:
Disusun oleh Muhammad Romi Al
Zuchri (2233003
5)
UNIVERSITAS AL-AZHAR MEDAN FAKULTAS TEKNIK
PRODI TEKNIK MESIN.
T/A 2022/2023
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, karena berkat rahmat dan karunia-Nya dapat menyelesaikan tugas makalah ini. Saya juga bersyukur atas berkat rezeki dan kesehatan yang diberikan kepada saya sehingga dapat mengumpulkan bahan – bahan materi makalah ini dari beberapa sumber. Saya telah berusaha semampu saya untuk mengumpulkan berbagai macam bahan tentang Reksa dana.
Saya sadar bahwa makalah yang dibuat ini masih jauh dari sempurna, karena itu saya mengharapkan saran dan kritik yang membangun untuk menyempurnakan makalah ini menjadi lebih baik lagi. Oleh karena itu saya mohon bantuan dari para pembaca.
Demikianlah makalah ini saya buat, apabila ada kesalahan dalam penulisan, mohon maaf yang sebesarnya dan sebelumnya saya mengucapkan terima kasih.
Medan, Mei 2023
Penulis
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR...i
BAB I PENDAHULUAN...1
1.2 Tujuan Rancangan...2
1.3 Manfaat...2
1.4 Pembatasan masalah...2
1.5 Sistematika Laporan...3
Bab I Pendahuluan...3
Bab II Tinjauan Pustaka...3
Bab III Perencanaan komponen utama...3
Bab IV Perencanaan komponen pendukung...3
Bab V Kesimpulan dan Saran...4
BAB II...5
2.2 Jenis-jenis kopling...5
Kopling tetap...6
a. Kopling kaku...6
Gambar 2.1 Kopling Kaku...7
b. Kopling Luwes...7
Gambar 2.2 Kopling Luwes...8
c. Kopling universal...8
Gambar 2.4 Kopling fluida...10
A. Kopling cakar...10
Gambar 2.5 Kopling Cakar...11
Gambar 2.6 Kopling Plat...11
Gambar 2.7 Kopling Kerucut...12
Gambar 2.7 Kopling Friwil...13
g. Kopling Hidrolik...14
2.3 Cara kerja kopling...14
2.4 Perencanaan Komponen Utama Kopling...28
2. Pelat gesek...28
Umur Plat Gesek...29
3. Spline dan naft...29
2. Naft...29
3. Paku keling...30
4. Pegas...30
b. Pegas Diafragma...30
5. Bantalan...30
3.2 Perencanaan Plat Gesek...33
B. Perencanaan Naft...34
3.4 Perencanaan Pegas...35
Gambar 3.5 Pegas Kejut...35
Gambar 4.1 Paku Keling...36
1. Paku Keling A...36
2. Paku Keling B...36
3. Paku Keling C...37
4.2Perhitungan Paku keling...37
2. Paku Keling B...37
4.4 Perencanaan Bantalan...37
Gambar 4.2 Bantalan...38
BAB V PENUTUP...39
5.2 Saran...40
BAB I PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Pada zaman sekarang ini teknologi berkembang dengan pesat sejalan dengan itu banyak ditemukan berbagai peralatan mesin., dimana hal ini tak pernah terpikirkan oleh manusia sebelumnya. Seperti yang telah kita kita ketahui, saat ini industri-industri otomotif khususnya berpacu untuk menciptakan sesuatu yang baru.
Dari perkembangan teknologi itu tadi, untuk sekedar mengikuti jalannya teknologi tersebut, setiap mahasiswa yang lulus elemen mesin I dan sedang mengikuti atau telah lulus elemen mesin II , diwajibkan merancang salah satu komponen kendaraan yang telah diciptakan / dibuat oleh para ahli tadi. Rancangan yang kita uraikan adalah kopling, yang merupakan salah satu alat vital pada kendaraan bermotor.
Dalam hal ini penulis mencoba merancang kopling KIJANG INNOVA Dengan jenis kopling plat tunggal kering. Adapun penulis memilih kopling plat tunggal kering dalam perancangan ini adalah :
1. Komponennya sedikit.
2. Penghubung gaya operasinya berjalan halus dan tidak berisik.
3. Pada kecepatan tinggi penekanan pegas akan menurun dengan adanya efek sentrifugal.
5. Pada pegas tidak perlu penekanan yang kuat
1.2Tujuan Rancangan.
Tujuan dari rancangan ini secara umum adalah untuk meningkatkan kreatifitas, gairah membaca dan kecintaan dalam menimba ilmu pengetahuan, yakni menguji kebenaran hipotesa (Keseimpulan sementara), untuk membuktikan kebenaran dari data yang diperoleh dan juga untuk mendapatkan temuan-temuan baru yang mungkin dapat kita sumbangkan bagi kemajuan dunia otomotif dinegara kita ini. Sedangkan tujuan secara khusus yang diperoleh dalam penulisan laporan ini adalah untuk memperoleh gambaran yang lebih jelas tentang cara kerja kopling itu sendiri disamping juga sumbangan pikiran dalam penyempurnaan dan pengembangan dunia otomotif dinegara kita ini.
1.3Manfaat.
1. Khusus.
Agar penulis dapat mengaplikasikan perkuliahan tentang mesin dijurusan teknik mesin.
2. Umum.
Agar penulis dapat memecahkan masalah yang ada dalam pembuatan rancangan kopling ini.
Agar penulis dapat membuat tugas rancangan kopling dengan baik.
1.4Pembatasan masalah.
Dalam perencanaan perancangan kopling ini, penulis hanya akan
membahas sesuai dengan topik laporan, yakni Kopling Kijang Innova plat gesek tunggal. Dimana dalam rancangan elemen ini penulis akan
menggunakan rumus yang didapat dari buku panduan untuk menghitung diameter poros, plat gesek, naft, pegas dan perancangan paku keling.
1.5Sistematika Laporan
Untuk memberi gambaran yang lebih jelas tentang maksud dan tujuan serta hubungan antara bagian-bagian yang terpenting dalam penulisan laporan ini, penulis mengemukakan sistematika laporan sebagai berikut : Bab I Pendahuluan.
Pada bab ini membahas tentang latar belakang, tujuan, manfaat perancangan yang diperoleh, batasan masalah, serta sistematika penulisan dalam rancangan ini.
Bab II Tinjauan Pustaka.
Pada bab ini membahas tentang pengertian kopling, jenis-jenis kopling , cara kerja kopling, dan bagian-bagian kopling beserta rumus-rumus yang dipakai pada perancangan kopling dalam bab III dan bab IV.
Bab III Perencanaan komponen utama
Meliputi : Perencanaan poros, plat gesek, spline dan naft serta pegas.
Bab IV Perencanaan komponen pendukung.
Bab V Kesimpulan dan Saran
Pada bab ini membahas tentang kesimpulan dari hasil perencanaan yang dilakukan serta saran-saran yang mendukung proses pembuatan tugas wajib perencanaan kopling ini
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Kopling.
Kopling adalah salah satu bagian yang mutlak diperlukan pada mobil dan alat-alat berat. Dimana kopling adalah suatu alat bantu elemen mesin yang berfungsi sebagai alat untuk menghubungkan dan melepaskan putaran atau daya dari mesin ke roda belakang secara perlahan-lahan atau sebagai penerus putaran dan daya dari poros penggerak ke poros yang digerakkan sehingga poros yang digerakkan berputar atau berhenti sama sekali. Apabila kopling sebuah kendaraan dilepaskan secara tiba-tiba diwaktu mesin hidup dan setelah memasukkan gigi maka kendaraan akan melompat atau mengakibatkan mesin akan mati. Maka fungsi dari kopling dapat kita diartikan sebagai berikut :
Memberikan dukungan dari poros suatu unit yang terpisah sebagai motor dan generator.
Mendapatkan keluesan poros atau mengatur kelenturan mesin.
Melindungi poros dari beban yang berlebihan.
Mengatur kecepatan dan percepatan.
2.2 Jenis-jenis kopling.
Menurut cara kerjanya, kopling dibedakan atas dua yaitu :
Kopling tidak tetap
Kopling tetap.
Kopling tetap adalah satu elemen yang berfungsi sebagai penerus daya dan putaran dari poros penggerak keporos yang digerakkan tanpa terjadi slip, dimana sumbu kedua poros yang digerakkan tersebut terletak pada suatu garis lurus dan tidak dapat dilepaskan atau dihubungkan bila diperlukan, maka kopling tetap selalu dalam keadaan terhubung. Pada dasarnya kopling tetap dapat digolongkan menjadi :
a. Kopling kaku.
Kopling kaku adalah kopling yang tidak mengizinkan ketidaklurusan kedua sumbu poros, dimana bila dihubungkan maka sumbu akan segaris. Kopling ini banyak dipakai pada poros mesin dan transmisi, umumnya dipakai pada pabrik-pabrik. Yang termasuk kopling kaku adalah sebagai berikut :
1. Kopling bus.
2. Kopling flens kaku 3. Kopling flens tempa.
Gambar 2.1 Kopling Kaku
Syarat kopling kaku adalah sumbu kedua poros harus merupakan suatu garis lurus yang pasti. Penggunaannya untuk mesin-mesin yang getarannya tidak besar.
b. Kopling Luwes.
Kopling ini dapat digunakan pada poros yang tidak segaris antar poros penggerak dengan panas yang digerakkan. kopling ini dapat meredam permukaan dan getaran yang terjadi pada transmisi serta daya yang halus dan variasi beban diserap oleh karet ban tersebut.
Yang termasuk kopling luwes adalah sebagai berikut : 1. Kopling flen bus
2. Kopling karet ban 3. Kopling karet bintang 4. kopling gigi
5. kopling rantai.
Bus Karet atau kulit
(a-1) Kopling flens luwes Silinder luar
Cincin O Silinder dalam
(a-2) Kopling karet bintang
(a-3) Kopling gigi (a-4) Kopling rantai
Gambar 2.2 Kopling Luwes
Syarat-syarat kopling luwes yaitu kedua sumbu boleh membentuk sudut yang kecil, maksimum 5 derajat. penggunaannya yang getarannya agak besar (bergoyang). Keistimewaannya dapat mencegah kerusakan pada bagian-bagian yang lain, seperti poros, naft, dan lain-lain. Kelemahan kopling lues ini adalah alat-alat seperti karet dan lain-lainnya mudah rusak.
c. Kopling universal.
Kopling universal adalah kopling yang digunakan bila kedua poros akan membentuk sudut yang cukup besar. Jadi kopling ini dapat menjawab tantangan pentransmisian daya yang mempunyai kemiringan hingga 30 derajat. Yang termasuk kopling universal adalah
Kopling universal hook.
Kopling universal kecepatan tetap.
Rantai
d. Kopling fluida.
Kopling fliuda adalah kopling yang meneruskan daya yang menggunakan fluida sebagai pentransmisiannya. Kedua porosnya terhubung secara mekanis. Kopling fluida mempunyai satu empeler dan satu runner turbin yang terpasang pada suatu ruangan yang berisi minyak. Bila panas dihuibungkan secara empelar, poros berputar maka minyak mengalir menggerakkan turbin yang berhubungan dengan poros output. Kopling ini telah dikembangkan menurut pengguanannya yaitu :
Kopling fluida dengan penyimpanan minyak dalam sirkuit sliran minyak.
Kopling fluida kembar yang merupakan gabungan antara dua kopling fluida sirkuit aliran minyak yang terpisah.
Kopling fluida merupakan kopling peralihan antara kopling tetap dan tidak tetap. Contohnya Targue Konverter. Syarat-syarat kopling fluida adalah kedua sumbu poros adalah harus merupakan suatu garis lurus yang pasti.
Penggunaannya untuk kopling otomatis yang mulai bekerja pada putaran tertentu. serta kelemahan yaitu terjadi kehilangan putaran, efisiensi tenaga (v) hingga 98 %
Gambar 2.4 Kopling fluida
Kopling tidak tetap.
Kopling tidak tetap mempunyai fungsi yang sama seperti pada kopling tetap. Hanya cara kerjanya saja yang berbeda, dimana poros penggerak dan poros yang digerakkan dengan putaran yang sama dalam meneruskan daya, serta melepaskan kedua poros tersebut baik dalam keadaan diam maupun berputar. jenis kopling tidak tetap terbagi atas beberapa macam, antara lain :
A. Kopling cakar
Konstruksi dari jenis kopling tidak tetap ini adalah yang paling sederhana diantara yang lainnya. Kopling ini meneruskan daya atau momen dengan kontak positif (tidak dengan perantaraan gesekan) hingga tidak terjadi slip. Kopling ini dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu Kopling cakar persegi dan kopling spiral. Kopling cakar persegi dapat meneruskan momen dalam dua arah putaran, tetapi tidak dapat sepenuhnya berfungsi sebagai kopling tak tetap yang sebenarnya.
Sebaliknya pada cakar spiral dapat digunakan dalam keadaan berputar, tapi hanya untuk satu arah putaran tertentu. namun demikian akan timbul permukaan yang besar jika dihubungkan dalam keadaan berputar maka cara menghubungkan semacam ini hanya boleh dilakukan jika poros penggerak mempunyai putaran kurang 50 RPM.
Gambar 2.5 Kopling Cakar b. Kopling Plat.
Kopling plat adalah kopling yang meneruskan momen dengan perantaraan kontak bidang gesek. kopling plat menggunakan satu plat atau lebih yang dipasang antara dua poros serta membuat kontak dengan poros tersebut, sehingga terjadi penerapan daya melalui gesekan diantara sesamanya. Kopling plat dapat dibagi atas kopling plat tunggal dan kopling plat banyak yaitu berdasarkan atas banyak plat gesek yang dipakai.
Gambar 2.6 Kopling Plat
c. Kopling Kerucut.
Kopling kerucut adalah kopling yang memakai bidang gesek yang berbentuk kerucut, konstruksi kopling ini adalah sederhana dan mempunyai daya aksial yang kecil dapat ditransmisikan momen yang besar. Kopling ini tidak banyak lagi dipakai karena daya yang diteruskan tidak seragam. Meskipun demikian dalam keadaan dimana bentuk plat tidak dikehendaki dan ada kemungkinan terkena minyak.
Gambar 2.7 Kopling Kerucut
d. Kopling Friwil
Kopling ini hanya dapat meneruskan momen dalam satu arah putaran, sehingga putaran yang berlawanan arahnya akan dicegah atau tidak diteruskan. Cara kerjanya dapat berdasarkan efek baji dan bola atau rol. Kopling ini dilepaskan sendiri bila poros penggerak mulai berputar lambat atau dalam arah yang berlawanan dari poros yang digerakkan. Kelemahan pada kopling friwil gesek dapat terjadi slip setelah dipakai dalam waktu yang lama.
Gambar 2.7 Kopling Friwil
e. Kopling Gesek.
Kopling gesek adalah kopling yang perpindahan gayanya melalui permukaan bidang gesek, kopling ini meliputi :
Kopling gesek datar plat tunggal
Kopling gesek datar plat ganda.
Kopling gesek kerucut.
Syarat-syarat kopling gesek, sumbu kedua sumbu poros harus merupakan suatu garis lurus yang pasti, penggunaannya untuk penyambungan dan pelepasan dapat dilakukan dalam setiap keadaan putaran. Keistimewaannya penyambungan dapat dilakukan dengan mulus. Kelemahannya terjadi panas saat penyambungan dan terjadi keausan akibat gesekan.
f. Kopling Pegas.
Kopling pegas adalah kopling manual yang gaya aksialnya
melepaskan (melawan gaya pegas) keistimewaan kopling ini adalah besarnya tekanan tertentu.
g. Kopling Hidrolik.
Kopling hidrolik pada prinsipnya sama dengan kopling manual atau pegas, hanya saja gaya dan tenaga dari manusia tidak disampaikan secara langsung melalui suatu aparat hidrolik. Keistimewaan kopling ini pada saat pengoperasiannya tidak menajdi berat seperti pada pengoperasian mekanik.
2.3 Cara kerja kopling.
Cara kerja kopling dapat dilakukan dengan dua cara yaitu urutan pemindahan tenaga bila kopling dihubungkan dan urutan pemutusan daya kopling dibebaskan. Pemindahan tenaga bila kopling dihubungkan, dimana tutup kopling yang dipasang pada roda penerus akan turut berputar bersama- sama. Plat penekan dipasang pada penutup kopling dan diantaranya diberi pegas-pegas, sehingga plat penekan dapat tertekan secara konstant dan kuat terhadap plat kopling, dengan adanya tekanan pegas ini maka gaya gesek plat bertambah besar, sehingga dapat diteruskan.
Untuk memutuskan daya yang ditransmisikan itu maka pegas (pegas diafragma) ditekan, sehingga terjadi perenggangan baja gesek pada kotak kopling (tutup kopling) sehingga plat gesek terbebas dari jepitan dua baja gesek, sehingga gaya gesek menjadi nol.
1) Konsep dasar fungsi dan kerja unit kopling
Kopling dan komponen pengoperasiannya yang akan dibahas dalam modul ini adalah yang dipergunakan pada kendaraan bermotor khususnya untuk kendaraan ringan, yaitu sepeda motor, sedan dan mobil penumpang. Kopling dan komponen pengoperasiannya merupakan bagian dari sistem pemindah tenaga dari sebuah kendaraan, yaitu sistem yang berfungsi memindahkan tenaga dari sumber tenaga (mesin) ke roda ken-daraan (pemakai/penggunaan tenaga).
Pemindahan tenaga dari mesin kesistem penggerak pada kendaraan, tentunya diperlukan suatu proses yang halus tanpa adanya kejutan, yang menyebabkan ketidak nyamanan bagi pengendara dan penumpang. Di samping itu, kejutan juga dapat menyebabkan terjadinya kerusakan pada bagian mesin.
Sistem pemindah tenaga secara garis besar terdiri dari Unit kopling, transmisi, defrensial, poros dan roda kendaraan. Sementara Posisi unit kopling dan komponennya (Clutch Assembly), terletak pada ujung paling depan dari sistem pemindah tenaga pada kendaraan.
Sesuai dengan fungsinya, yaitu untuk memutus dan menghubungkan, unit kopling memutus dan menghubungkan aliran daya/gerak/momen dari mesin ke sistem pemindah tenaga. Dengan adanya kopling, maka saat tidak diperlukan tenaga gerak, maka tidak perlu harus mematikan sumber gerak (mesin).
Posisi unit kopling pada kendaraan secara skema dapat dilihat pada gambar 2.8berikut ini.
Rangkaian pemindahan tenaga berawal dari sumber tenaga (Engine) kesistem pemindah tenaga, yaitu masuk ke unit kopling (Clutch) diteruskan ketransmisi (Gear Box) ke propeller shaft dan keroda melalui differensial (Final Drive).
Jenis kopling paling tidak dapat dikelompokan menjadi tiga kelompok yaitu kopling dengan menggunakan gigi, menggunakan gesekan, dan menggunakan tekanan hidrolis. Secara skema seperti terlihat pada gambar 2.9 berikut ini.
(kopling cakra) (kopling gesek)
(kopling hidrolik)
Gambar 2.9 Kopling jenis cakra, gesek dan Hidrolik.
Kopling jenis dog banyak dipergunakan pada mekanisme hubungan roda gigi transmisi. Untuk menyambungkan antara poros sumber tenaga dengan poros yang digerakan biasanya kopling ini mengalami kesulitan bila tidak dalam kondisi ber-henti. Untuk itu
pada transmisi dilengkapi dengan komponen yang disebut dengan synchronmesh. Synchronmesh pada dasar nya adalah salah satu bentuk kopling gesek dengan bentuk konis. Kopling konis ini akan menyamakan gerak kedua gigi yang akan dihubungkan, sehingga kopling dog akan mudah disambungkan.
Kopling gesek (Friction Clutch) adalah proses pemindahan tenaga melalui gesekan antara bagian penggerak dengan yang akan digerakan. Konsep kopling ini banyak dipergunakan pada sistem pemindah tenaga kendaraan, khususnya pada kendara-an ringan, sepeda motor, sedan dan mobil penumpang lainnya.
Kopling hidrolis banyak dipergunakan pada kendaraan dengan transmisi otomatis. Proses kerjanya memanfaat-kan tekanan hidrolis, dan pemindahan dari satu kopling kekopling yang lainnya, dilakukan dengan mengatur aliran hidrolisnya.
Berikut ini akan dibahas Konsep kerja kopling gesek yang banyak digunakan dapat dijelaskan melalui gambar 2.10 dan 2.11.
Gambar 2.10 Saat Piringan pemutar (Drive Disc) tidak berhubungan dengan piringan yang diputar (Driven disk)
Berdasarkan skema rangkaian tersebut, kini terlihat fungsi utama kopling adalah memutus dan menghubungkan jalur tenaga dari mesin ke roda kendaraan. Proses perpindahan tenaga, poros engkol (crank shaft) memutar drive disc dalam kopling. Selama piringan/disc
tidak ada tenaga/torsi/ gerak yang ditransfer dari mesin ke pemindah daya. Atau kopling dalam kondisi bebas.
Pada saat drive disc dan driven disc bersinggungan, maka drive disc akan memutar driven disc yang berhubungan dengan poros input transmisi. Sebagai hasilnya, torsi/gaya putar dari mesin ditransfer melalui kopling ke komponen pemindah daya yang lainnya hingga ke roda penggerak. Saat kedua disc bersinggungan, dan saling berputar bersama dapat diilustrasikan dalam gambar 2.12 berikut ini.
Gambar 2.12 Saat Kedua piringan berhubungan dan berputar bersama.
Pada prakteknya, saat menghubungkan kopling, yaitu disaat bersamaan melepas pedal kopling, tidak dilepas langsung namun sedikit demi sedikit hingga terhubung. Proses ini untuk menghindarkan terjadinya kejutan saat kedua berhubungan. Sebab bila kedua piringan tersebut, berhubungan secara langsung tentu akan terjadi kejutan gerak pada kendaraan, dan ini sering dialami oleh pengemudi pada pengalaman pertama-nya melepas pedal kopling, hingga mobilnya bergerak tersendat-sendat. Jadi dengan melepas kopling sedikit (kalau istilah masyarakat setengah kopling), terjadi perpindahan tenaga melalaui gesekan plat kopling. Dengan kata lain, perpindahan tidak terjadi sekaligus.
2) Macam-macam Kopling Gesek.
Seperti telah dijelaskan di atas, kopling gesek banyak digunakan pada kendaraan ringan. Pada kendaraan roda empat menggunakan
jenis kering dengan plat tunggal. Sedangkan pada sepeda motor, menggunakan jenis basah dengan plat ganda. Perbedaan kopling basah dan kering, karena plat kopling tidak kena minyak pelumas untuk jenis kering, dan plat kopling bekerja dalam minyak pelumas untuk jenis basah.
a). Kopling gesek pelat tunggal.
Komponen-komponen kopling gesek pelat tunggal secara bersamaan membentuk rangkaian kopling/ kopling set (clutch assembly). Seperti terlihat pada gambar 2.13 berikut ini.
Gambar 2.13 Clutch Assembly
Komponen utama dari kopling gesek ini adalah sebagai berikut : (1) Driven plate (juga dikenal sebagai piringan kopling, pelat
kopling atau friction disc/piringan gesek, atau kanvas kopling).
Plat kopling bagian tengahnya berhubungan slip dengan poros transmisi. Sementara ujung luarnya dilapisi kampas kopling yang pemasangannya di keling. Konstruksinya dapat dilihat pada gambar 2.14.
Gambar 2.14 Plat kopling tunggal.
Lapisan plat kopling disebut dengan kanvas kopling terbuat dari paduan bahan asbes dan logam. Paduan ini dibuat dengan tujuan agar plat kopling dapat memenuhi persyaratan, yaitu :
(a). Tahan terhadap panas. Panas dalam hal ini terjadi karena terjadi gesekan yang memang direncanakan saat kopling akan dihubungkan.
(b). Dapat menyerap panas dan membersihkan diri. Gesekan akan menyebabkan panas dan kotoran debu bahan yang aus. Kanvas kopling dilengkapi dengan alur yang berfungsi untuk ventilasi dan menampung dan membuang debu yang terjadi.
(c). Tahan terhadap gesekan. Kanvas kopling direncana-kan untuk bergesekan, maka perlu dibuat tahan terhadap keausan akibat gesekan.
(d). Dapat mencengkeram dengan baik.
Plat kopling dilengkapi dengan alat penahan kejutan baik dalam bentuk pegas ataupun karet. Alat ini dipasang secara radial, hingga disebut dengan pegas radial. Konstruksinya seperti terlihat pada gambar 2.15 berikut ini.
Gambar 2.15 Pegas Radial Plat Kopling
Pegas radial berfungsi untuk meredam getaran/kejutan saat kopling terhubung sehingga diperoleh proses penyambungan yang halus, dan juga getaran atau kejutan selama menghubungkan/bekerja. Untuk itu maka pegas radial harus mampu menerima gaya radial yang terjadi pada plat kopling memiliki elastisitas yang baik. Namun demikian karena penggunaan yang terus menerus, maka pegas radial dapat mengalami kerusakan. Untuk yang dalam bentuk karet, kemungkinan karetnya berkurang/tidak elastis lagi atau pecah.
Sedangkan yang pegas ulir, kemungkinan berkurang panjang
Gambar 2.16 Pegas Aksial Plat Kopling
bebasnya, yang biasanya ditunjukan dengan ter-jadinya kelonggaran pegas dirumahnya dan menimbulkan suara.
Plat kopling di samping pegas radial juga dilengkapi dengan pegas aksial. Konstruksinya seperti terlihat pada gambar 2.16 berikut ini.
Pegas aksial dipasang diantara kanvas kopling, dan bentuknya ada dua macam. Gambar 3.6 A pegas aksial berbentuk E dan Gambar B pegas aksial berbentuk W.
Fungsi pegas aksial adalah untuk mendapatkan senntuhan yang halus saat plat kopling mulai terjepit oleh plat tekan pada fly wheel. Dengan kata lain terjadi proses menggesek terlebih dahulu sebelum terjepit kuat oleh plat tekan pada fly wheel.
(2) Pressure plate (plat penekan) dan rumahnya, unit ini yang berfungsi untuk menekan/menjepit kampas kopling hingga terjadi perpindahan tenaga dari mesin ke poros transmisi.
Untuk kemampuan menjepitnya, plat tekan didukung oleh pegas kopling. Pegas kopling paling tidak ada dua macam, yaitu dalam bentuk pegas coil dan diafragma atau orang umum menyebutnya sebagai matahari. Kontruksinya seperti terlihat pada gambar 2.17 berikut ini.
Gambar 2.17 Clutch Asembly dengan pegas diafragma dan pegas coil.
Clutch Asembly sebelah kiri menggunakan pegas diafragma dan yang sebelah kanan menggunakan pegas coil. Karena fungsi pegas adalah untuk menjepit plat kopling, ternyata keduanya mempunyai karateristik kemampuan kerja yang berbeda.
Perbedaan tersebut dapat digambarkan sebagai berikut.
Gambar2.18Perbandingankemampuan pegasdiafragma dengan pegas coil.
Pada gambar 2.18, terdapat dua garis, garis yang penuh menggambarkan tekanan pegas diafragma, sedangkan garis terputus-putus menggambarkan tekanan pegas coil. Pada point a menunjukan posisi pada saat plat kopling sudah aus. Pada posisi ini terlihat bahwa pegas diafragma memberikan tekanan yang lebih besar dibandingkan dengan pegas coil. Besarnya tekanan yang diberikan ini akan menentukan tingkat kemungkinan terjadinya slip pada kopling. Sehingga saat plat kopling sudah aus, penggunaan pegaas coil kemungkinan akan terjadi sllip lebih besar dibandingkan dengan pegas diafragma. Hal ini karena tekanan yang diberikan oleh pegas coil lebih kecil
Pada saat plat koplingnya masih baru atau tebal keduanya memberikan kemampuan tekanan yang sama besarnya. Posisi ini digambarkan pada titik poin b. Pada titik poin c menggambarkan tekanan pegas saat pedal kopling diinjak penuh. Pegas coil memberikan tekanan yang lebih besar dibandingkan pegas diafragma. Hal ini berarti terkait dengan besarnya tenaga pengemudi untuk membebaskan kopling. Kalau pegasnya coil berarti tenaga injakan kopling lebih berat dibandingkan bila menggunakan pegas diafragma.
Pegas diafragma memberikan tekanan lebih merata dibandingkan pegas coil. Bentuk pegas diafragma bila dilihat dari depan seperti gambar 2.19 berikut ini.
Gambar 2.19 Pegas diafragma/matahari.
(3) Clutch release atau throwout bearing, unit ini berfungsi untuk memberikan tekanan yang bersamaan pada pressure plate Lever dan menghindarkan terjadinya gesekan antara pengungkit dengan pressure plate Lever untuk pegas coil. Sedangkan yang pakai pegas difragma langsung keujung pegas.
Bantalan tekan ini ada tiga macam. Seperti terlihat pada gambar 2.20 berikut ini.
Gambar2.20 macam-macam bantalan tekan kopling Gambar 2.20.1 adalah bantalan tekan yang mampu menerima beban aksial dan menyudut. Gambar 2.20.2 bantalan tekan yang hanya mampu menerima beban aksial. Keduanya memerlukan pelumasan, bila pelumasnya habis maka keduanya akan mengalami kerusakan. Sedangkan gambar 2.20.3 adalah bantalan tekan yang terbuat dari karbon yang tidak memerlukan pelumasan.
(4) Throwout lever/Clutch Fork/plate Lever berfungsi untuk menyalurkan tenaga pembebas kopling.
Konstruksi di atas berarti plat tekan bersama rumahnya dipasang menggunakan baut pada fly wheel. Sementara plat kopling dipasang diantara fly wheel dengan pelat tekan, dan
bagian tengahnya dihubungkan dengan poros transmisi dengan sistem sliding. Dengan demikian Prinsip dasar bekerjanya kopling gesek dengan plat tunggal yang banyak digunakan pada kendaraan roda empat ini seperti terlihat pada gambar 2.21 berikut ini.
Gambar 2.21 Prinsip kerja kopling plat tunggal
Pada posisi seperti gambar 2.21 berarti kopling sedang bekerja, dimana plat kopling terjepit oleh Fly wheel (6) dan Pressure plate (4) yang mendapat tekanan dari pegas kopling (7). Dengan demikian putaran mesin disalurkan melalui fly wheel ke plat kopling dan kemudian ke poros primer (2).
Sewaktu pedal kopling (9) diinjak, gerakan menarik sambungan pengatur (11) dan garpu kopling (10). Gerakan tersebut menyebabkan bearing (8) dan membawa pressure plate (4) bergerak kekanan melawan tegangan pegas kopling (7). Hal
ini berarti menyebabkan plat kopling (3) terbebas dari jepitan.
Sehingga putaran dari mesin terputus tidak tersalurkan ke sistem pemindah tenaga.
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.22 berikut ini.
Gambar 2.22 Kopling Plat Tunggal Dengan Posisi Terhubung
Poros yang dihubungkan menggunakan kopling adalah poros engkol (Driver shaft) dengan poros kopling yang tidak lain adalah poros yang masuk ke transmisi (Driven Shaft). Pada gambar 3.4 plat kopling pada posisi terhubung terjepit diantara plat tekan dengan Fly wheel, kekuatan jepitnya diperoleh dari tegangan pegas kopling yang dalam hal ini dalam bentuk pegas diafragma. Dengan posisi demikian maka putaran poros transmisi akan sama dengan putaran mesin.
Gambar 2.23 Kopling Plat Tunggal Dengan Posisi bebas Pada saat tuas pembebas ditekan maka gayanya diteruskan ke bantalan tekan dan menekan pegas diafragma. Pegas diafragma mengungkit plat penekan, sehingga plat kopling terbebas. Dengan kata lain, putaran poros engkol/mesin tidak tersalurkan ke sistem pemindah tenaga. Kondisi ini diperlukan saat memindah kecepatan transmisi, saat mengerem kendaraan, dan saat menghentikan kenda
2.4Perencanaan Komponen Utama Kopling.
1. Poros.
Pada dasarnya poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau beban lentur dan juga gabungan keduanya. Melihat pada konstruksinya maka tegangan lentur yang terjadi sangat kecil sehingga dapat diabaikan, dengan demikian dapat dipastikan bahwa poros hanya mendapat beban puntir saja.
Selanjutnya untuk mendapatkan diameter poros yang sesuai maka perlu dipilih beberapa faktor koreksi dan faktor keamanan sebagai berikut
Faktor koreksi daya (fc).
Faktor koreksi momen puntir (kt).
Faktor koreksi lenturan (cb).
Faktor keamanan tegangan geser (sf) 2. Pelat gesek.
Permukaan plat gesek yang bersinggungan biasanya besi cor dan asbes yang tahan terhadap panas pada waktu dia bergesekan. Pada plat gesek diameter luar (D1) dan diameter dalam (D2).
Perbandingan antara keduanya D1 : D2 biasanya besar dari 0,5 karena bidang gesek yang terlalu dekat dengan sumbu poros yang mempunyai pengaruh yang kecil terhadap permindahan momen pada bidang gesek (p).
Koefisien plat kering ( k )
Perbandingan diameter plat gesek (D1/D2
Umur Plat Gesek
Umur plat gesek artinya adalah lamanya plat gesek dipakai mulai dari waktu pemasangan sampai dengan mencapai keausan yang diizinkan .Biasanya umur plat gesek yang baik berkisar 3000 sampai 5000 jam untuk jenis pemakaian sedang. Faktor umur ini ditemukan oleh volume keausan dari plat gesek di bagi dengan keausan spesifik dan daya gesek dari platt
Volume keausan berarti volume dari plat gesek yang diizinkan aus mulai dari dipasang sampai dengan datarnya sama dengan kelingan (paku keling), bila hal ini diteruskan akan merusak kelingan.
3. Spline dan naft.
1. Spline.
Sama dengan poros, maka spline juga mempunyai fungsi untuk meneruskan daya dan putaran. Diameter spline lebih besar dari diameter poros.
2. Naft.
Jumlah naft sama dengan jumlah spline ( Zi ) buah dengan menganggap jari-jari pada neft sama dengan spline.
3. Paku keling.
Pada kopling terdapat tiga macam ukuran paku keling dengan posisi letak yang berbeda, adapun ukuran untuk masing-masing paku keling.
4. Pegas.
a. Pegas kejut.
Pegas kejut berfungsi sebagai pelunak tumbukan atau kejutan.
Sifat pegas yang terpenting adalah menerima kerja kawat perubahan bentuk elastis dan ketika mengendorkan kembali kerja tersebut.
b. Pegas Diafragma.
Pegas diafragma berfungsi sebagai penekanan plat gesek melalui permukaan plat tekan. Bila pegas diafragma ditekan, atau diberi gaya tekan melalui pedal koplin, maka pada saat bersamaan pegas diafragma ini akan melepaskan hubungan plat gesek dengan fly wheel, sehingga tidak terjadi penerusan daya dan putaran ke transmisi
5. Bantalan.
Pada kopling ini terdapat dua buah bantalan yang ukuran dan fungsi yang berbeda, kedua bantalan tersebut adalah sebagai berikut :
1. Release bearing.
2. Input shaft bearing.
Release bearing terletak antara pegas matahari dengan luas penekanan, gaya tekan yang terjadi sama dengan gaya yang diperlukan untuk membebaskan flat gesek antaranya dengan baja, untuk itu ditetapkan koefisien gesek.
BAB III
PERENCANAAN KOMPONEN UTAMA
3.1 Perencanaan Poros.
Gambar 3.1. Poros
Bahan yang digunakan dalam perencanaan poros pada perancangan ini adalah batang baja yang difnis dingin dengan kode S45C-D, dengan kekuatan tarik 60 Kg/mm2. Sementara data-data yang ada adalah :
Daya transmisi P = 136 ps.
Putaran N = 5600 rpm.
Faktor koreksi dan factor keamanan adalah sebagai berikut :
Faktor koreksi daya ( fc ) = 1.2
Faktor koreksi momen punter ( kt ) = 1.5
Faktor koreksi lenturan ( kb ) = 1.2
Faktor keamanan tegangan ( sf ) = 1.6 L
d
3.2Perencanaan Plat Gesek
Gambar 3.2 Plat Gesek
Dari perencanaan plat gesek ini ditetapkan spesifikasi sebagai berikut :
Tekanan rata-rata pada bidang gesek ( p ) = 0,03 Kg/mm2.
Koefisien gesek plat kering ( ) = 0,35
Perbandingan geser plat gesek ;
D1 D2
3.3 Perencanaan Spline dan Naft A. Perencanaan Spline
Gambar 3.3 Spline
Bahan spline sama dengan bahan poros yaitu batang baja definis dingin dengan kode S45C-D dengan kekuatan tarik 60 Kg/mm2,
B. Perencanaan Naft
Gambar 3.4 Naft
Jumlah Naft sama dengan jumlah Spline ( Z ) buah dengan menganggap Jari-jari pada naft sama dengan spline.
b
h
D D
Li
3.4Perencanaan Pegas A. Perencanaan Pegas Kejut.
P
D
Gambar 3.5 Pegas Kejut
a. Pegas dalam keadaan bebas.
b. Pegas dalam keadaan dibebani.
Direncanakan jarak pegas kejut ke sumbu poros ( r ) = 42 mm.
Lo
BAB IV
PERENCANAAN KOMPONEN PENDUKUNG
4.1Perencanaan Paku keling.
d
Gambar 4.1 Paku Keling
Pada kopling terdapat tiga macam ukuran paku keeling yang menyatukan elemen-elemen dari plat gesek dengan posisi dan ukuran yang berbeda, paku keeling tersebut adalah :
1. Paku Keling A
Jumlah paku keling : 16 buah
Diameter paku : 6,5 mm.
Jarak paku ke sumbu poros : 89 mm.
2. Paku Keling B
Jumlah paku keling : 18 buah
Diameter paku : 7,5 mm.
Jarak paku ke sumbu poros : 49 mm.
L
3. Paku Keling C
Jumlah paku keling : 18 buah
Diameter paku : 9,5 mm.
Jarak paku ke sumbu poros : 49 mm.
4.2Perhitungan Paku keling.
1. Paku Keling A
Bahan direncanakan St 37, dengan kekuatan tarik 37 Kg/mm2 dengan factor keamanan ( st ) = 6.
2. Paku Keling B
Bahan direncanakan St 37,dengan kekuatan tarik 37 Kg/mm2
denan factor keamanan (st)=6 3. Paku keling C
Bahan direncanakan S 35 C – D dengan
1 = 53 kg / mm 2 dan Sf = 6.4.4 Perencanaan Bantalan
Bantalan berfungsi untuk menumpu poros yang berbeban dan berputar sehingga dapat beroperasi dengan lancar, aman, halus dan masa pemakaian poros tersebut dapat berlangsung lama.
Fa Fa
Gambar 4.2 Bantalan Keterangan :
d = Diameter dalam = 35 mm D = Diameter luar = 75 mm B = Lebar bantalan
Fa = Gaya aksial Fr = Gaya radial
Dalam merencanakan bantalan luncur yang mengalami gesekan luncur dari poros.
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Pada dasarnya data yang diperoleh dan hasil survey dengan data yang diperoleh dan perencanaan tidaklah jauh berbeda toleransinya, hal ini disebabkan oleh beberapa factor yang mempengaruhi yakni:
1. Faktor koreksi momen puntir 2. Faktor koreksi daya
3. Faktor Koreksi Lenturan
4. Faktor keamanan tegangan gesek 5. Tegangan tarik
6. Tegangan gesek
Perencanaan dianggap aman apabila memperhatikan beberapa faktor diatas dengan kata lain dalam perencanaan tidak boleh melebihi variabel dan ketentuan yang ada
Selain itu kekerasan bahan sangat mempengaruhi kerja dari rancangan, semakin lunak bahan yang dipilih maka semakin besar ukurannya. Dalam hal ini penulis hanya melakukan perancangan jadi tidak mengolah atau mendesain bentuk dari kopling, tapi yang paling penting dalam perancangan ini adalah tidak boleh melebihi dari variabel yang diizinkan sehingga kopling dianggap aman dan bisa berkeja dengan baik sebagi mana mestinya.
5.2 Saran
Adapun tujuan dari saran-saran ini adalah agar penyusun rancangan kopling lebih sempurna lagi hendaknya. Adapun hal-hal yang mungkin perlu diperhatikan adalah:
1. Dalam penyusunan perancangan kopling ini hendaknya dilengkapi dengan data-data yang kita rancang.
2. Pemakaian bahan dalam perancangan hendaknya sesuai dengan kondisi yang ada.
3. Dalam menetapkan faktor keaman seorang perancang harus teliti mengamsumsikan kondisi kopling yang akan dioperasikan.
Untuk memudahkan penyusunan rancangan kopling ini, hendaknya dipakai buku pegangan yang praktis dan sesuai dengan tujuan perancangan.
