Kopling Cakar Kopling Plat

a. Kopling Cakar

Kontruksi kopling ini adalah yang paling sederhana dari antara kopling tak tetap yang lain. Kopling cakar persegi dapat meneruskan momen dalam dua arah putaran, tetapi tidak dapat dihubungkan dalam keadaan berputar.Dengan demikian tidak dapat dapat sepenuhnya berfungsi sebagai kopling tak tetap sebenarnya. Sebaliknya kopling cakar spiral dapat dihubungkan dalam keadaaan berputar, tetapi hanya baik hanya untuk satu arah putaran tertentu saja. Namun demikian, karena timbulnya tumbukan yang besar jika dihubungkan dalam keadaan berputar, maka cara menghubungkan semacam ini hanya boleh dilakukan jika poros penggerak mempunya putaran kurang dari 50 Rpm. Lalu kopling ini juga meneruskan momen dengan kontak posotif tidak dengan perantaraan gesekan hingga tidak dapat slip. Ada dua bentuk kopling cakar, terdiri dari: a. Kopling cakar persegi b. Kopling cakar spiral Gambar 2.1 a Kopling Cakar Persegi b Kopling Cakar Spiral Thoriq Abdul Wahid Jika daya yang akan dieruskan adalah PkW dan putaran poros adalah n 1 rpm serta faktor koreksi F c dan poros di pilih, maka diameter poros dapat dihitung. Gambar 2.2 Lambang-lambang untuk kopling cakar Diameter dalam D1 mm, diameter luar D2 mm, dan tinggi h mm dari cakar untuk suatu diameter poros d1 mmdapat ditentukan secara empiris. D1 =1,2 ds +10 mm D2 =2 ds +25 mm h =0,5 ds +8 mm Momen puntir yang diteruskan adalah : T = 9,74 x 105 x fcPn1 kg . mm 4-2 Dan jika gaya tangensial Ft kg bekerja pada jari-jari rata-rata rm mm, maka Ft = Trm Thoriq Abdul Wahid Jika luas akar adalah ½ dari π4D22 – D12, maka tegangan geser τkgmm 2 yang timbul pada akar cakar adalah : Momen lentur yang bekerja pada cakar adalah Ftn.h, jika Ft dikenakan pada ujung cakar, dimana n adalah jumlah cakar. Alas dari penampang cakar segi empat adalah D2 –D12, dan tingginya adalah [D1 - D2 4] π n, sehingga momen tahanan lenturnya adalah Thoriq Abdul Wahid Gambar 2.3 Diagram aliran untuk merencanakan kopling cakar Thoriq Abdul Wahid

b. Kopling Plat

Merupakan suatu kopling yang menggunakan satu plat atau lebih yang dipasang di antara kedua poros serta membuat kontak dengan poros tersebut sehingga daya dapat diteruskan melalui gesekan antara kedua sisi gesek. Dengan demikikan pembebanan yang berlebihan pada poros penggerak pada waktu dihubungkan dapat dihindari.Selain itu, karena dapat terjadi slip maka kopling ini sekaligus juga dapat berfungsi sebagai pembatas momen. Menurut jumlah platnya, kopling ini dibagi aatas kopling plat tunggal dan kopling plat banyak; dan menurut cara pelayanannya dapat dibagi atas cara manual, hidrolik dan magnetik. Kopling disebut kering bila plat-plat gesek tersebut bekerja dalam keadaan kering dan disebut basah bila terendam atau dilumasi dengan minyak.Bentuk dari kopling ini cukup sederhana, dapat dihubungkan dan dilepaskan dalam keadaan diam dan berputar. 1. Konstruksi Kopling Plat Gambar 2.4 Konstruksi Kopling Plat Thoriq Abdul Wahid 2. Konstruksi Plat Gesek Gambar 2.5 Konstruksi Plat Gesek Jika T : torsi yang ditransmisikan P : tekanan aksial untuk kontak antar plat r1 : jari-jari bidang kontak luar eksternal r2 : jari-jari bidang bagian dalam internal r : jari-jari rata-rata bidang kontak µ : koefisien gesek bidang gesek a. Torsi yang dapat diteruskan • Besar torsi dan jari-jari berdasarkan tekanan merata uniform pressure T = µ . Fa . r N.m Dengan : Fa : gaya aksial bidang kontak r : jari-jari rata-rata bidang gesek • Besar torsi dan jari-jari berdasarkan keausan merata uniform wear Thoriq Abdul Wahid Torsi T = µ . Fa . r = + • Jika tekanan maksimum terjadi di bagian dalam dari bidang gesek r2 dan bersifat tetap, maka berlaku persamaan : p max . r 2 = C • Jika tekanan minimum terjadi di bagian luar dari bidang gesek r1 dan bersifat tetap, maka berlaku persamaan : p min . r 1 = C • Tekanan rata-rata bidang gesek : Dengan C : konstanta maksimum atau minimum • Besar torsi dapat dihitung dengan persamaan : T = π . µ .C r 1 2 – r 2 2 C = p. r 2 Thoriq Abdul Wahid b.Beberapa catatan penting untuk desain kopling plat • Jika jumlah plat banyak z, maka torsi : T = z . µ . Fa . r z : jumlah plat kopling • Untuk uniform pressure : • Untuk uniform wear : r = + • Jika Z1 : jumlah plat penggerak Z2 : jumlah plat digesekkan Maka Ztotal = Z1 + Z2 - 1 bidang kontak ekvivalen • Pada plat kopling baru, pendekatan perhitungan dengan : uniform pressure. Pada plat kopling lama : pendekatan perhitungan dengan : uniform wear • Uniform pressure akan memberikan gesekan yang lebih besar dibandingkan dengan uniform wear sehingga torsi yang dapat diteruskan juga lebih besar. Thoriq Abdul Wahid Bahan permukaan kontak kopling pelat dapat berupa besi cor dengan besi cor, besi cor dengan perunggu, atau asbes. Tiap jenis bahan memberikan efek gesek dan besar tekanan permukaan yang berbeda. Besarnya harga koefisien gesek dan tekanan pada berbagai jenis bahan gesek untuk kopling pelat disajikan dalam tabel Kering Dilumasi Besi cor dan besi cor 0,10 - 0,20 0,08 - 0,12 0,09 - 0,17 Besi cor dan perunggu 0,10 - 0,20 0,10 - 0,20 0,05 - 0,08 Besi cor dan asbes ditenun 0,35 - 0,65 - 0,007 - 0,07 Besi cor dan serat 0,05 - 0,10 0,05 - 0,10 0,005 - 0,03 Besi cor dan besi cor 0,10 - 0,35 0,02 - 0,03 Bahan permukaan m Pa Tabel 2.1 Harga m dan Pa 3. Contoh Soal 1. Kopling gesek digunakan untuk meneruskan daya 15 HP, pada 3000 rmin. Jika digunakan plat tunggal dengan dua sisi menjadi bidang kontak efektif both sides of the plate effective, tekanan aksial 0,9 kgcm2 dengan tekanan maksimum dibagian dalam, tentukan dimensi bidang gesek yang diperlukan. Asumsikan diameter luar bidang gesek 1,4 x diameter dalam, µ = 0,3 dengan uniform wear. Jawab : P = 15 HP = 11,25 kW = 11 250 W n = 3000 rmin p = 0,9 kgcm2 = 9 Ncm2 µ = 0,3 d 1 = 1,4 d 2 → r 1 = 1,4 r 2 Thoriq Abdul Wahid 3. Sebuah kopling dengan plat banyak mempunyai 3 buah plat kopling di poros penggerak dan dua buah di poros yang digerakkan. Diameter luar bidang kontak 240 mm dan bagian dalam D = 120 mm. Asumsikan : Uniform wear dan koefisien gerak µ = 0,3. Hitung tekanan maksimum agar kopling dapat meneruskan daya 25 kW pada putaran 1 575 rmin. Jawab : Z1 = 3 Z2 = 2 Ztot = Z1 + Z2 – 1 = 3 + 2 – 1 = 4 d1 = 240 mm → r1 = 120 mm d2 = 120 mm → r2 = 60 mm Thoriq Abdul Wahid µ = 0,3 P = 25 kW = 25 000 W n = 1575 rmin Thoriq Abdul Wahid

c. Kopling Kerucut