2.     Uraian Materi

a.      Fungsi Puli Dan Sabuk

Untuk memindahkan daya atau putaran dari poros penggerak ke poros yang di gerakan dengan jarak tertentu , misalnya memindahkan putaran dari poros motor listrik ke poros utama mesin bubut , atau mesin bor, biasanya digunakan alat transmisi berupa sepasang roda/puli yang dihubungkan dengan sabuk atau ban mesin . Pulli / roda sabuk terbuat dari besi tuang , baja tuang , alumunium atau logam campuran . Pulli terdiri atas pulli penggerak , pulli yang digerakan dan pulli penekan atau pulli perantara, yang masing masing di pasang pada poros penggerak dan poros yang digerakan dengan perlengkapan pasak atau baut baut penjamin lainnya. Gambar berikut menunjukan transmisi roda sabuk pada mesin bor tegak . Proses pemindahan daya dari motor listrik berupa putaran n1 rpm dipindahkan ke poros utama mesin bor melalui puli 3 dan 5 dengan ban mesin 4 yang selanjutnya putaran di pindahkan kembali dengan puli 7 dan 9 melalui ban 8 . Dengan ukuran diameter puli yang berbeda beda , maka putaran dari n1 menjadi n2 dan putaran dari n2 menjadi n3 pada poros utamanya. Pada mesin bor , putaran pada poros utama dapat diatur sesuai dengan putaran yang di inginkan , yaitu dengan jalan memindahkan posisi ban pada puli bertingkat.

b.     Macam Macam Pulli 

Dilihat dari permukaan yang bersinggungan dengan ban , pulli terdiri atas : o Pulli dengan permukaan rata:

o Pulli dengan permukaan cembung ; 

o Pulli alur tunggal

o Pulli alur majemuk

o Pulli alur V tunggal

o Pulli alur V majemuk

o Pulli bergigi

c.     Angka Transmisi 

Perbandingan putaran poros penggerak dengan poros yang digerakkan disebut dengan angka-transmisi,

Jika poros penggerak mempunyai pully berukuran D1 [m] dengan putaran n1 [p/s] dan pully yang digerakan mempunyai ukuran D2 [m ] dengan putaran n2 maka kecepatan ban pada pully penggerak sama dengan kecepatan ban pada pully yang digerakan . 

Kecepatan ban : π .D1 n1 = π .D2 n2 atau .D1 n1 = D2 n2 .

Oleh kerena n1/n2 merupakam perbandingan putaran yang disebut dengan angka transmisi ( i ) maka persamaan diatas dapat juga ditulis :

Persamaan 1.2 berlaku jika kecepatan pully A sama dengan kecepatan pully B (VA = VB) yaitu tidak terjadi creep atau besarnya factor creep sama dengan nol. Jika terjadi creep maka kecepatan pully A tidak sama dengan kecepatan lully B yaitu kecepatan pully B lebih kecil dari kecepatan pully A (VB<VA). Creep antara Pully A dengan ban menyebabkan kecepatan ban tidak sama dengan kecepatan pully A , jika besarnya creep yang terjadi merupakan variable dari n1 dan besarnya factor creep = s ,maka kecepatan ban menjadi

V = π .D1 ( n1- n1 .s) atau V = π .D1. n1 ( 1- s)

Selanjutnya kecepatan ban V tersebut sama dengan kecepatan pada pully B yaitu V = π .D2. n2 . Dari persamman tersebut akan diperoleh angka transmisi yang besarnya :

d.     Putaran Poros 

Putaran poros pada transmisi ban-sabuk dapat dilaksanakan dengan arah yang sama yaitu putaran poros penggerak dan putaran poros yang di gerakan arahnya sama , tetapi dapat juga dilaksanakan dengan putaran dengan arah yang berlawanan yaitu dengan jalan memasang ban secara menyilang lihat gambar berikut.

e.     Sabuk Mesin 

Sabuk mesin berfungsi untuk memindahkan daya atau putaran dari poros penggerak keporos yang digerakannya dengan perantaraan poli-puli yang dipasang pada porosnya . Pemindahan daya dengan menggunakan sabuk ini disebut juga dengan transmisi roda sabuk . Transmisi roda sabuk banyak dijumpai pada mesin perkakas : mesin bor , mesin bubut , mesin frais juga mesin mesin otomotive , konveyor , pompa mesin mesin pertanian , kompresor, mesin garmen dan banyak lagi mesin mesin yang menggunakan ban / sabuk sebagai pemindah daya atau putaran. 

1.     Macam macam sabuk dilihat dari penampangnya sabuk terdiri atas : 

• Sabuk rata

• Sabuk V

• Sabuk bergigi

• Tali 

a.     Sabuk Rata 

Sabuk rata terbuat dari kulit atau karet berserat kanvas / nilon . sabuk tersebut digunakan untuk transmisi putaran tinggi dengan jarak poros tetap.

b.     Sabuk V 

Sabuk V terbuat dari karet , karet sintetis , karet berserat kanvas , atau karet berserat dengan inti , digunakan untuk mesin mesin pertanian , mesin perkakas , mesin garmen . Sabuk V unggul digunakan untuk mesin mesin otomotive , kerena tahan panas dan minyak serta mempunyai kekuatan tinggi.

c.     Sabuk bergigi 

Sabuk bergigi disebuit juga dengan sabuk gilir , merupakan sabuk yang tahan terhadap lenturan dan kecepatan tinggi , sabuk ini banyak di jumpai pada mesin mesin otomotip.

d.     Tali 

Tali terbuat dari bahan kulit, tali banyak digunakan pada mesin mesin garmen dan semacamnya.

2. Macam macam sabuk di tinjau dari posisi dan putaran porosnya:

• Sabuk terbuka o Sabuk terbuka dengan puli penegang

• Sabuk terbuka dengan beberapa puli

• Sabuk terbuka dengan beberapa puli dan puli penegang

• Sabuk silang 

• Sabuk silang untuk poros bersilangan

• Sabuk silang untuk poros tegak lurus

f.      Panjang Ban Dan Sudut Kontak 

Panjang ban yang diperlukan untuk pemasangan sabuk terbuka seperti terlihat pada gambar berikut dan sudut kontaknya dapat dihitung dengan persamaan berikut:

a.      Panjang ban L 

Panjang ban yang diperlukan untuk pemasangan sabuk terbuka dapat dihitung dengan persamaan berikut:

Contoh 6.1: 

Suatu mesin bor dengan transmisi roda sabuk seperti terlihat pada gambar berikut: diketahui puli penggerak A mempnyai ukuran 225 mm , puli yang digerakan B mempunyai ukuran 150 mm , putaran poros pada puli A yaitu 180 rpm. Tentukan angka transmisi dan putaran pada poros yang digerakannya!

Penyelesaian : 

Diketahui : Transmisi roda sabuk pada mesin bor 

- Diameter puli penggeraK D1 = 225 mm. 

- Diameter puli yang digerakan D2 = 150 mm. 

- Putaran poros penggerak n1 = 180 rpm 

Ditanyakan : 

- angka transmisi ( i ) 

- putaran poros yang digerakan (n2)

3. Tugas

H. KOPLING

1.     Tujuan Pembelajaran

Setelah mempelajari materi ini, dengan melalui mengamati, menanya, pengumpulan data, mengasosiasi dan mengkomunikasikan, Mahasiswa  dapat:

a. Menjelaskan macam macam kopling

b. Menjelaskan fungsi kopling

c. Menjelaskan bagian-bagian kopling

d. Menghitung kekuatan sambungan baut pada flens

2. Uraian Materi

a.     Fungsi Kopling 

Kopling adalah elemen elemen mesin yang berfungsi untuk menyambung dua poros , baik secara tetap maupun tidak tetap , yang dimaksud dengan tetap yaitu kopling disambung pada poros penggerak dan poros yang digerakkan dalam keadaan tetap menyambung, artinya hubungan antara poros penggerak dan poros yang digerakan dapat dilepas jika koplingnya itu sendiri dilepas dengan cara melepas baut baut yang ada pada kopling . Yang dimaksud dengan kopling tidak tetap yaitu hubungan antara poros penggerak dengan poros yang digerakan dapat dilepas atau dihubungkan kembali saat mesin dalam keadaan jalan atau berputar , misalnya kopling pada kendaraan , saat kendaraan diam tetapi mesinnya tetap hidup . Kopling tetap digunakan pada poros poros pompa, poros panjang, poros pada mesin perkakas. Dan kopling tidak tetap biasanya digunakan pada mesin mesin automotif . 

Kopling tetap terdiri atas :

• Kopling bos dengan pasak melintang

• Kopling cakram

• Kopling flens

• Kopling jepit

b.      Kopling Bos. 

1.     Konstruksi kopling bos 

Kopling bos berbentuk selubung menyerupai pipa atau bos yang dilengkapi dengan pasak. Ditinjau dari posisi pasaknya, kopling bos terdiri atas : 

- Kopling bos pasak melintang 

- Kopling bos pasak memanjang. 

Bentuk penampang dan data konstruksi dari kopling bos pasak melintang dapat dilihat pada gambar berikut :

c.      Kopling Cakram 

Sesuai dengan namanya kopling cakram berbentuk cakram , terdiri dari dua buah cakram yang dilengkapi dengan baut baut pengikat . Ditinjau dari jumlah baut yang terpasang , kopling cakram terdiri atas : Kopling cakram dengan baut empat , enam atau delapan . Bentuk isometric dan penampang dari kopling cakram serta data konstruksi dari kopling cakram tersebut dapat dilihat pada gambar dan tabel berikut :

d.     Kopling Flens. 

1.     Kontruksi kopling flens 

Kopling flens terdiri dari dua buah flen kiri dan kanan, yang berfungsi untuk menghubungkan poros penggerak dengan poros yang digerakan. kopling flens dilengkapi dengan pasak memanjang sebagai alat pemindah daya atau putarannya. Kopling flens dirakit dengan menggunakan baut baut pengikat. 

Ditinjau dari gaya pemindah dari poros penggerak ke poros yang digerakannya kopling flens terdiri atas: 

- Kopling flens kaku 

- Kopling flens elastis. 

Pada kopling flens kaku, hubungan antara flens satu dengan flens lainnya diikat dengan baut secara langsung dan bersifat kaku. Sedangkan pada kopling flens elastis, antara flens kiri dan kanan dilengkapi dengan pelatcincin dan baut baut pengikatnya dipasang menggunakan cincin yang terbuat dari karet untuk menahan kejutan saat poros penggerak mulai digerakan. Oleh kerena itu kopling ini disebut dengan kopling elastis. Bentuk isometric dan penampang dari kopling flens dan data konstruksi dari kopling flens tersebut dapat dilihat pada tabel berikut:

2.     Perhitungan kopling flens 

Perhitungan pada kopling flens antara lain untuk menentukan : 

• Jumlah baut 

• Momen puntir

• Gaya geser pada baut

• Tegangan geser pada baut

• Tegagangan geser yang di izinkan

• Tegangan geser yang terjadi pada flens

• Tegangan geser yang di izinkan pada flens 

a.     Jumlah baut 

Untuk menghitung jumlah baut efektif dapat digunakan persamaan: 

ne = ε . n 

Keterangan : 

• ne = Jumlah baut efektif [ buah] 

• ε = Nilai efektif dapat di ambil antara 50 %

• n = jumlah baut yang ada pa kopling . 

b.     Momen puntir

Jika daya yang dipindahkan oleh poros kopling adalah P dalam satuan watt dengan putaran n putaran tiap detik maka momen puntirnya di hitung dengan persamaan :

Keterangan 

• Mp = Momen puntir dalam satuan .............. [Nm]

• P = Daya dalam satuan ............................... [watt]

• n = putaran dalam satuan ………………….. [p/s] 

c.      Gaya geser pada baut 

Akibat momen puntir di atas maka pada baut akan mengalami gaya geser sebesar :

F = gaya geser pada sumbu baut yang besarnya

dan B adalah diameter tusuk (sumbu) lubang baut pada kopling, lihat gambar berikut.

d.     Tegangan geser pada baut 

Jika gaya geser yang bekerja pada baut adalah Fb dan diameter baut db maka besarnya Tegangan geser pada baut kopling adalah :

e.      Tegangan geser yang di izinkan 

Tegangan geser yang di izinkan untuk baut adalah:

f.      Tegangan geser yang terjadi pada flens 

Tegangan geser yang di hitung adalah tegangan geser yang terdapat pada bagian yang tidak aman yaitu pada penampang .C.F (lihat gambar berikut ).

3.     Bahan flens 

Bahan flens dapat digunakan bahan besi cor kelabu , baja carbon atau baja cor tempa standar seperti terlihat pada tabel berikut.

e.     Kopling Jepit 

Kopling jepit berbentuk dua buah belahan selubung berbentuk agak tirus , masing masing belahan selubung tersebut ditumpangkan diantara kedua ujung poros penggerak dan ujung poros yang digerakan dan diikat dengan menggunakan cincin . Jika cincin didesak kearah ukuran tirus yang besar maka poros akan terjepit dengan kuat oleh kerena itu kopling ini di sebut dengan kopling jepit . Ditinjau dari alat penjepitnya, kopling jepit terdiri atas: 

- Kopling jepit dengan ikatan cincin 

- Kopling jepit dengan pengikat mur-baut . 

Bentuk penampang dan data konstruksi dari kopling jepit dengan ikatan cincin dapat dilihat pada gambar dan tabel berikut:

f.      Kopling Tidak Tetap 

Pada kopling tidak tetap yaitu hubungan antara poros penggerak dengan poros yang digerakan dapat dilepas atau dihubungkan kembali saat mesin dalam keadaan jalan atau berputar , misalnya kopling pada kendaraan saat kendaraan diam tetapi mesinnya tetap hidup . salah satu kopling tidak tetap yaitu kopling gesek . Ditinjau dari bidang geseknya , kopling gesek terdiri atas : 

- Kopling gesek rata 

- Kopling gesek kerucut

Contoh 7.1: 

Suatu kopling flens dari baja carbon SC 42 , dan bahan bautnya S20 C diketahui sebagai berikut , lihat gambar.