2.4 Sabuk-V V-belt
Transmisi sabuk [22] dapat dibagi atas 3 tiga kelompok, yaitu: 1. Sabuk rata flat belt dipasang pada puli silinder dan meneruskan momen
antara dua poros yang jaraknya dapat mencapai 10 meter dengan perbandingan putaran antara 1:1 sampai dengan 6:1.
2. Sabuk dengan penampang trapesium v-belt dipasang pada puli dengan alur dan meneruskan momen antara dua poros yang jaraknya dapat mencapai 5
meter dengan perbandingan putaran antara 1:1 sampai dengan 7:1. 3. Sabuk dengan gigi timing belt yang digerakkan dengan sproket pada jarak
pusat sampai 2 meter, dan meneruskan putaran secara tepat dengan perbandingan antara 1:1 sampai 6:1.
Sabuk paling umum dijumpai di industri adalah sabuk-V, karena penanganannya mudah serta harga murah. Kecepatan sabuk pada umumnya
direncanakan antara 10 – 20 ms, serta dapat mentransmisikan daya hingga 500 kW. Sabuk-V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Tenunan tetoron
atau semacamnya dipergunakan sebagai inti sabuk untuk membawa tarikan yang besar, hal ini dapat dilihat pada Gambar 2.29.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.29. Penampang sabuk-V klasik
2.4.1. Tipe Dan Ukuran Nominal Sabuk-V Tiap dimensi sabuk-V telah distandarisasi oleh pabrikan dan pada umumnya
dapat dibagidiklasifikasikan menjadi 2 dua, yaitu: heavy-duty industri dan light- duty fractional-horsepower. Sabuk-V untuk industri berdasarkan penampangnya
Gambar 2.30 terdiri dari 2 tipe dasar, yaitu: penampang konvensionalklasik A, B, C, D, dan E dan penampang sempit 3V, 5V, dan 8V.
Gambar 2.30. Penampang sabuk-V industri: a Penampang konvensional, dan
b Penampang sempit a
b Terpal
Bantal karet Bagian penarik
Universitas Sumatera Utara
2.4.2. Panjang Sabuk-V Untuk menyatakan panjang dari sabuk-V ada tiga nomenklatur yang umum
digunakan sesuai cara pengukurannya, yaitu: panjang bagian luar OC: outside circumference, panjang efektif Le: effective length, dan panjang pitch Lp: pitch
length. Panjang bagian luar OC biasanya diukur secara sederhana dengan pita ukur
yang diletakkan dibagian luar sabuk-V. Cara ini merupakan metode yang baik untuk memperoleh panjang nominal, namun sulit untuk mendapatkan nilai yang akurat dan
konsisten oleh karena sabuk-V diukur pada saat tidak diberi tarikan tension, sehingga tidak dapat menyatakan panjang sabuk saat dioperasikan.
Panjang efektif Le diukur langsung saat terpasang yang ditentukan berdasarkan penjumlahan dari dua kali jarak poros ditambah dengan panjang keliling
bagian luar dari sebuah puli, ukuran ini yang biasa digunakan dilapangan. Panjang pitch Lp merupakan panjang dari aksis netral dari sabuk, yaitu
panjang dari kabel tension cord line. Oleh karena kabel berada di dalam sabuk, sehingga sulit untuk diukur namun dapat dihitung dengan rumus [21],
C d
D d
D C
L
p
4 2
2
2
− +
+ +
= π
2.50 dimana:
C = jarak antar poros D = diameter puli besar
d = diameter puli kecil
Universitas Sumatera Utara
Pemilihan terhadap penampang dan panjang efektif sabuk-V dapat dilihat pada Lampiran 9.
2.4.3. Tarikan Statik dan Gaya Defleksi Sabuk-V. Sabuk-V dapat mentransmisikan daya dengan baik pada rentang tarikan yang
cukup lebar. Untuk mengoptimalkan umur dan performa sabuk serta menghindari tarikan pada poros dan bantalan yang tidak diinginkan, perlu dihitung dan diukur
tarikan yang diberikan berdasarkan beban yang akan bekerja. Cara untuk menghitung yaitu metode defleksi gaya force deflection sesuai rekomendasi Mechanical Power
Transmission Association MPTA, hal ini dapat dilihat pada Gambar 2.31.
Gambar 2.31. Pengukuran defleksi sabuk-V
Metode ini menerjemahkan tarikan statik menjadi gaya defleksi yang diberikan pada sabuk dan menghasilkan defleksi dengan norma defleksi q, sebesar
164” tiap 1 inci panjang span L
s
atau 1,6 mm tiap 100 mm span. Defleksi sabuk
Universitas Sumatera Utara
diukur ditengah span dalam arah tegak lurus span L
s
. Jarak defleksi q, dalam satuan inci yang disyaratkan dihitung dengan rumus:
64
s
L q
= 2.51
dimana panjang span Ls dapat dihitung dengan rumus:
2 2
2
− −
= d
D C
L
s
2.51.a dimana :
Ls = panjang rentangan inci
C = Jarak antar poros inci
D,d = Diameter puli inci
Besarnya tarikan pada sabuk-V idealnya adalah tarikan terendah dimana sabuk tidak akan slip pada kondisi beban tertinggi, lihat Gambar 2.32. Hal ini akan
menghasilkan umur sabuk yang paling baik dan beban pada poros yang rendah.
Gambar 2.32. Vektor tarikan statik sabuk
Metode praktis untuk menghitung dan mengukur tarikan statik static tension sabuk berdasarkan bebandaya rencana dihitung dengan rumus:
Universitas Sumatera Utara
+
−
=
c b
d st
g V
W V
N P
K K
T 1
60 9
. 10
5 .
2 15
2 3
θ θ
2.52
dimana
st
T =Tarikan statik sabuk lb, K
θ
= Faktor koreksi busur kontak P
d
= Daya rencana hp W = Berat sabuk tiap kaki satuan panjang lb, lihat Tabel 2. 6
V = Kecepatan sabuk fpm g
c
= konstanta gravitasi : 32.2 ftsec
2
N
b
= Jumlah sabuk yang digunakan Tabel 2.6. Berat sabuk W dan faktor modulus sabukK
y
Penampang Sabuk Berat Sabuk W lbft
Faktor Modulus sabuk
3L 4L
5L A
AX B
BX C
CX D, DX
3V, 3VX 5V
5VX 8V, 8VX
0.04 0.06
0.09 0.07
0.06 0.13
0.11 0.23
0.21 0.42
0.05 0.14
0.12 0.37
5 6
9 6
7 9
10 16
18 30
4 12
13 22
Sumber: Mechanical Power Transmission Ascociation
Universitas Sumatera Utara
Faktor koreksi busur K
θ
, dapat dihitung dengan rumus:
− =
R R
K 1
25 .
1
θ
2.52.a dimana R adalah rasio tarikan yang dihitung dengan rumus:
θ 008941
.
e R
= 2.52.b
dan θ = sudut busur kontak dari diameter puli terkecil dalam satuan derajat:
−
=
−
C d
D 2
cos 2
1
θ 2.52.c
Daya rencana dihitung dengan rumus: P
P
d
15 .
1 =
2.52.d yang mana P adalah daya motor terpasang hp, sedangkan rumus kecepatan sabuk :
12 Dn
V π
= 2.52.e
Rentang gaya minimum dan maksimum yang direkomendasikan untuk mesin dengan sabuk-V berjumlah satu dapat dihitung dengan rumus:
1 Gaya minimum yang direkomendasikan
16
min y
y s
st
K L
L T
P
+
= 2.53.a
2 Gaya maksimum yang direkomendasikan
16 5
. 1
max y
y s
st
K L
L T
P
+
= 2.53.b
Universitas Sumatera Utara
Sesuai rekomendasi MPTA, untuk keperluan analisa tarikan statis sabuk-V berjumlah satu, akibat gaya defleksi P
a
, dengan defleksi berjarak q, dapat dihitung dengan rumus:
y p
s a
st
K L
L P
T
−
=16 2.54
Dimana : P
a
= Gaya defleksi yang aktual diukur lb K
y
= Faktor Modulus sabuk lihat Tabel 2.13 L
s
= Panjang span inci L
p
= Panjang pitch sabuk inci
2.4.4. Beban Statis pada Poros Akibat Tarikan Sabuk-V Beban statis pada poros F
s
, didefinisikan sebagai resultan dari tarikan akibat tarikan statis sabuk T
s
disepanjang garis sumbu penggerak drive center line pada saat diam, lihat Gambar 2.33.
Gambar 2.33. Vektor tarikan sabuk dan beban statis poros
Universitas Sumatera Utara
Besar beban statis poros F
st
, adalah sama untuk puli penggerak dan yang digerakkan, yang dihitung dengan rumus:
= 2
sin 2
θ
st b
st
T N
F 2.55
2.4.5. Tarikan Operasi dan Beban Dinamis Sabuk-V Tarikan sabuk-V pada saat mesin beroperasi menimbulkan dua tarikan yaitu
tight –side tension T
T
, dan slack-side tension T
S
, yang dihasilkan oleh adanya torsi Q dan tarikan statis T
st
, hal ini dapat dilihat pada Gambar 2.34.
Gambar 2.34. Vektor tarikan operasi dan beban dinamis poros sabuk-V
Torsi merupakan fungsi dari daya nyata yang ditransmisikan P
r
dan kecepatan sabuk-V. Untuk menentukan daya nyata dapat digunakan pengukuran
sehingga perhitungan lebih akurat, namun apabila tidak tersedia, dapat menggunakan daya motor. Sehingga tarikan efektif T
e
lb untuk tiap sabuk dapat dihitung dengan rumus:
b S
T e
VN d
Q T
T T
Pr 33000
2 =
= −
= 2.56
Universitas Sumatera Utara
Tight side tension T
T
lb dapat dihitung dengan rumus:
2 1
60 9
. 9
.
2 e
c st
T
T g
V W
T T
+
−
= 2.57
maka slack side tension T
S
dapat dihitung dengan rumus:
e T
S
T T
T −
= 2.58
Sama seperti beban statis poros, maka beban dinamis poros F
dy
juga merupakan resultan dari tarikan yang terdapat pada sabuk. Beban dinamis poros
akibat tarikan sabuk merupakan penjumlahan vektor dari T
T
dan T
S
. dengan rumus: θ
cos 2
2 2
S T
S T
b dy
T T
T T
N F
− +
= 2.59
2.5. Kerangka Konsep
Kategori