Mencari torsi T Poros

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user 19 Gambar 2.4 Roda gigi helix Keterangan gambar : 1. Sudut Helix. Sudut heliks adalah suatu sudut tetap yang dibuat oleh heliks-heliks dengan aksis rotasi. 2. Puncak aksis. Puncak aksis adalah jarak, sejajar dengan aksis, antara permukaan-permukaan yang sama dari gigi-gigi yang berdekatan. Puncak ini sama seperti puncak sirkuler dan oleh karenanya ditulis dengan Pc. Puncak aksis dapat juga didefinisikan sebagai puncak sirkuler pada bidang rotasi atau bidang diametral. 3. Puncak normal. Puncak normal adalah jarak antara permukaan- permukaan yang sama dari gigi-gigi yang berdekatan sepanjang suatu heliks pada puncak silinder normal ke gigi-gigi. Puncak ini ditulis sebagai pN. Puncak normal dapat juga didefinisikan sebagai puncak sirkuler pada bidang normal dimana bidang tersebut tegak lurus dengan gigi-gigi. Secara matematis, puncak normal, pN = pc cos 4. Rumus Untuk Menentukan Dimensi Roda Gigi Helix

a. Mencari torsi T

T = …………………………...……………………………..46 b. Mencari beban tangensial = ……………………...………………………………….....47 c. Jumlah gigi pinion = ……………………………………………………………….48 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user 20 d. Torsi equivalen = ……………………………………………..……….……49 e. Faktor gigi pinion =0,175- …………………………………………….………50 f. Kecepatan v = ………...……………………………………………….51 g. Faktor kecepatan = ………………...…………………………………………...52 h. Gaya tangensial = b.π.m. ………………………………………………53 Dengan metode coba-coba didapat nilai modul m i. Lebar gigi b =12,5. m………………………………………………………..54 j. Rasio kecepatan V.R= …………...………………………………………………..55 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user 21 k. Rasio faktor Q = ……………………..…………………………………...56 N=tan . cos ……………………………………………………57 l. Faktor tegangan beban K = ……………………………..………...58 m. Gaya pemakaian gigi = ………………….…………………….…………...59

2.9 Poros

Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin. Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Peranan utama dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros. 2.9.1 Macam-macam poros Poros untuk meneruskan daya diklasifikasikan menurut pembebanannya sebagai berikut. a. Poros transmisi Poros ini mendapatkan beban puntir murni atau puntir dan lentur. Daya ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling, roda gigi, puli sabuk, atau sprocket rantai, dll b. Spindel Poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran, disebut spindle. Syarat perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user 22 yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti. c. Gandar Poros yang dipasang diantara roda-roda kereta barang, dimana tidak mendapat beban puntir, bahkan kadang-kadang tidak boleh berputar, disebut gandar. Gandar ini hanya mendapat beban lentur, kecuali jika digerakkan oleh penggerak mula dimana akan mengalami beban puntir juga. Menurut bentuknya, poros dapat digolongkan atas poros lurus umum, poros engkol sebagai poros utama dari mesin torak,dll. Poros luwes untuk transmisi daya kecil agar terdapat kebebasan dari perubahan arah, dan lain- lain Klasifikasi Mutu Pelumas API Service Untuk mengukur standar mutu pelumas dipakai standar American Petroleum Institute API Service. American Petroleum Institute adalah sebuah lembaga resmi di Amerika Serikat yang diakui di seluruh dunia, yang membuat kategori pelumas sesuai dengan kerja mesin. Klasifikasi pelumas mesin berbahan bakar bensin ditandai dengan huruf S sedangkan untuk mesin diesel berbahan bakar solar ditandai dengan huruf C. Klasifikasi sesuai dengan tingkat kemampuan pelumas dimulai dari yang terendah adalah SA, SB, SC, SD, SE, SF, SG, SH, SJ dan SL untuk mesin bensin dan CA, CB, CC, CD, CE, CF- 4, CH-4 dan CI-4 untuk mesin diesel. Pelumas yang memenuhi standar mutu ditandai dengan pencantuman kata “API Service”, diikuti dengan klasifikasinya. Contoh : Pennzoil GT Performance Plus, API Service SJ. Pelumas dengan API Service SL lebih baik kemampuan kerjanya dari SJ. Pelumas dengan API Service SJ lebih baik dari API Service SH, demikian seterusnya, yang berlaku juga untuk mesin diesel. Pelumas dengan API Service CH-4 lebih baik kemampuan kerjanya dari pelumas API Service CF-4. Oleh pembuat mesin, setiap kendaraan sudah ditentukan spesifikasi apa yang harus digunakan, yang tercantum perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user 23 dalam buku manual. Menggunakan pelumas yang spesifikasinya lebih tinggi dari yang ditentukan oleh pembuat mesin, tidak jadi masalah. Tetapi sangat tidak disarankan menggunakan pelumas dengan klasifikasi lebih rendah dari yang ditentukan karena akan berakibat kurang baik pada mesin. Tingkat Kekentalan Untuk mengurangi gesekan dan keausan, dibutuhkan “lapisan” di antara dua permukaan yang bergerak untuk mencegah kontak langsung logam dengan logam. Lapisan pelumas ini diperlukan dengan ketebalan yang minimum. Ketebalan lapisan pelumas tergantung pada kekentalan. Kekentalan adalah karakteristik yang sangat penting dari pelumas. Kalau kekentalan pelumas tinggi, maka lapisan pelumas yang terbentuk akan tebal. Kalau kekentalan rendah, maka lapisan pelumas yang terbentuk akan tipis. Kalau standar API dipakai untuk mengukur standar mutu pelumas, maka untuk mengukur tingkat kekentalan pelumas dipakai standar SAE - Society of American Engineers. Dalam pelumas dikenal dua tingkat kekentalan yaitu : 1. Pelumas dengan kekentalan tunggal mono grade Monograde ditandai dengan satu angka SAE misalnya SAE 10, SAE 30, SAE 40, SAE 90, dll 2. Pelumas dengan kekentalan ganda multi grade Multi grade ditandai dengan dua angka SAE misalnya SAE 10W-40, SAE 20W-50, dll Pelumas mono grade hanya memiliki satu tingkat kekentalan. Pelumas kategori ini memiliki rentang yang relative sempit atau kecil terhadap perubahan temperatur. Kini yang banyak digunakan adalah pelumas multi grade. Pelumas multi grade memiliki rentang kekentalan yang relatif luas atau lebar, sehingga lebih fleksibel beradaptasi terhadap perubahan temperatur. Contohnya pelumas SAE 20W-50. perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user 24 Huruf W pada SAE 20W-50 menunjukkan bahwa bila pelumas dipakai pada suhu rendah W=winterdingin, pelumas akan bersifat seperti pelumas SAE 20. Sementara angka 50 menunjukkan bahwa pada suhu tinggi panas pelumas bersifat seperti SAE 50. Dibanding dengan pelumas mono grade, maka pelumas multi grade bisa disebut “dingin tidak beku, panas tidak cair”. Karena sifatnya yang fleksibel mempertahankan kinerja pada berbagai tingkatan suhu, maka pelumas ini relatif cocok dipakai untuk semua mesin. MEMAHAMI KARAKTER KERJA MINYAK PELUMAS Dari berbagai sumber, disebutkan bahwa minyak pelumas sangat diperlukan sebagai pelindung benda logam pada mesin. Oleh karena itu minyak pelumas memiliki peranan penting. Ketahanan dan kekuatan mesin tersebut bisa diukur dari bagaimana kita mengenal dan memperlakukannya. Makin sering kita bawa kendaraan R2 atau R4 dengan kebut-kebutan, atau juga dibawa dengan putaran mesin tinggi, maka mesin akan memiliki resiko lebih cepat haus. Ibarat seorang manusia, dibawa lari kencang, pastinya ia bakal kehausan dan jantung pun berdetak dengan kencang. Pelumas atau oli selayaknya sudah seperti “darah” yang harus mengalir didalam mesin. Maka sangat penting minyak pelumas di tuang ke dalam mesin agar ia mampu membersihkan seluruh permukaan dinding silinder terhadap oksida-oksida, karbon, dan kerak-kerak hasil pembakaran sehingga membawa kotoran-kotoran yang ada di dalamnya. Jadi, kualitas minyak pelumas juga bisa menyatakan kemampuannya untuk membersihkan mesin. Beberapa pelumas sudah memiliki formula khusus yang aktif mengunci partikel carbon agar tidak terjadi penumpukan. Formula ini berupa aditif yang terkandung dalam pelumas. perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user 25 Aditif diperlukan karena minyak dasar base oil penyulingan dari minyak mentah, tidak bisa langsung dipakai sebagai pelumas, dan harus ditambah aditif. Aditif sendiri mengandung larutan pembersih kotoran pada logam. Bahan pembersih itu antara lain adalah detergen yang berfungsi membersihkan kotoran jelaga hasil oksidasi karbonisasi pembakaran. Mekanisme kerja detergen, deposit yang terlarut dalam pelumas, diikat membentuk partikel yang tidak dapat bercampur bersama larutan pelumas dan disaring oleh penyaring pelumas filter oil. Untuk itu disarankan melakukan penggantian filter oil secara rutin. Bahan pembersih pelumas detergent biasanya menggunakan bahan kimia Sulfonat Ba. Ca. Phossphat, dan lainnya. Untuk memastikan sistem aditif detergen pelumas bekerja dengan baik, dapat dilihat pada saat mengganti minyak pelumas. Bila pelumas tidak mengandung aditif ditergen, tanda-tandanya berwarna cerah atau agak cerah. Kemudian ada jelaga tebal pada saat klep mesin dibuka. Selain itu, deposit karbon mengeras pada alur ring piston dan sekitarnya. Jika pelumas berwarna agak gelap, gelap, bahkan kotor, berarti sistem aditif detergen pada pelumas bekerja baik. Warna itu menunjukkan banyaknya kotoran deposit berwarna hitam yang terbawa atau larut pada pelumas. Bisa pula dilihat dari alur ring piston dan sekitarnya yang nampak bersih. Terkadang sering juga ditemui pelumas yang baru dibeli cepat kotor atau warnanya menghitam. Meskipun minyak pelumas menjadi kotor dengan cepat, tetapi minyak pelumas masih dapat dipergunakan asalkan kekentalannya tidak banyak berubah. Namun demikian, apabila di dalam minyak yang kotor terdapat butiran-butiran halus yang mengkilap, maka minyak pelumas harus cepat diganti. Hal tersebut menunjukkan adanya serbuk logam yang terjadi karena adanya keausan dari perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user 26 bantalan-bantalan, dinding silinder serta bagian-bagian mesin lainnya. Apabila minyak pelumas tersebut masih dipakai juga, dikhawatirkan akan terjadi kerusakan yang lebih berat. Khusus pada mesin baru atau komponen mesin yang diganti baru seperti dinding silinder, torak, atau bantalan, umumnya akan muncul serbuk-serbuk logam. Ini merupakan gejala normal karena pelumas melakukan adaptasi daengan komponen yang baru tersebut. Hal inilah yang menyebabkan mengapa penggantian minyak pelumas dalam tahap-tahap awal harus dilakukan dalam waktu yang lebih singkat. MEMAHAMI JENIS- JENIS MINYAK PELUMAS Jika kita sudah paham dengan karakter dan kerja minya pelumas atau sering disebut dengan oli, maka marilah kita kenali dan pahami jenis-jenisnya yang sudah banyak beredar dipasaran. Pada dasarnya minyak pelumas mesin atau yang lebih dikenal dengan nama oli mesin memang banyak ragam dan macamnya. Bergantung jenis penggunaan mesin itu sendiri yang membutuhkan oli yang tepat untuk menambah atau mengawetkan usia pakai life time mesin. Namun hal yang terpeting bahawa semua jenis oli pada dasarnya adalah sama. Yakni sebagai bahan pelumas agar mesin berjalan mulus dan bebas gangguan. Sekaligus berfungsi sebagai pendingin dan penyekat. Oli mengandung lapisan-lapisan halus, berfungsi mencegah terjadinya benturan antar logam dengan logam komponen mesin seminimal mungkin, mencegah goresan atau keausan Untuk beberapa keperluan tertentu, aplikasi khusus pada fungsi tertentu, oli dituntut memiliki sejumlah fungsi-fungsi tambahan. Mesin diesel misalnya, secara normal beroperasi pada kecepatan rendah tetapi memiliki temperatur yang lebih tinggi dibandingkan dengan mesin bensin. Mesin diesel juga memiliki kondisi kondusif yang lebih besar yang dapat menimbulkan oksidasi oli, penumpukan deposit dan perkaratan logam-logam beari perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user 27 JENIS-JENIS PELUMAS Dipasaran sudah banyak beredar dijual aneka ragam minyak pelumas. Dalam bahasa sehari-sehari, minyak pelumas disebut dengan oli. Apa saja sih jenis-jenis oli atau tipe saja yang ada dipasaran? Oli Mineral Oli mineral berbahan bakar oli dasar base oil yang diambil dari minyak bumi yang telah diolah dan disempurnakan. Beberapa pakar mesin memberikan saran agar jika telah biasa menggunakan oli mineral selama bertahun-tahun maka jangan langsung menggantinya dengan oli sintetis dikarenakan oli sintetis umumnya mengikis deposit sisa yang ditinggalkan oli mineral sehingga deposit tadi terangkat dari tempatnya dan mengalir ke celah-celah mesin sehingga mengganggu pemakaian mesin. Oli Sintetis Oli Sintetis biasanya terdiri atas Polyalphaolifins yang datang dari bagian terbersih dari pemilahan dari oli mineral, yakni gas. Senyawa ini kemudian dicampur dengan oli mineral. Inilah mengapa oli sintetis bisa dicampur dengan oli mineral dan sebaliknya. Basis yang paling stabil adalah polyol-ester bukan bahan baju polyester, yang paling sedikit bereaksi bila dicampur dengan bahan lain. Oli sintetis cenderung tidak mengandung bahan karbon reaktif, senyawa yang sangat tidak bagus untuk oli karena cenderung bergabung dengan oksigen sehingga menghasilkan acid asam. Pada dasarnya, oli sintetis didesain untuk menghasilkan kinerja yang lebih efektif dibandingkan dengan oli mineral. perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user 28 Kekentalan Viskositas Kekentalan merupakan salah satu unsur kandungan oli paling rawan karena berkaitan dengan ketebalan oli atau seberapa besar resistensinya untuk mengalir. Kekentalan oli langsung berkaitan dengan sejauh mana oli berfungsi sebagai pelumas sekaligus pelindung benturan antar permukaan logam. Oli harus mengalir ketika suhu mesin atau temperatur ambient. Mengalir secara cukup agar terjamin pasokannya ke komponen-komponen yang bergerak. Semakin kental oli, maka lapisan yang ditimbulkan menjadi lebih kental. Lapisan halus pada oli kental memberi kemampuan ekstra menyapu atau membersihkan permukaan logam yang terlumasi. Sebaliknya oli yang terlalu tebal akan memberi resitensi berlebih mengalirkan oli pada temperatur rendah sehingga mengganggu jalannya pelumasan ke komponen yang dibutuhkan. Untuk itu, oli harus memiliki kekentalan lebih tepat pada temperatur tertinggi atau temperatur terendah ketika mesin dioperasikan. Dengan demikian, oli memiliki grade derajat tersendiri yang diatur oleh Society of Automotive Engineers SAE. Bila pada kemasan oli tersebut tertera angka SAE 5W-30 berarti 5W Winter menunjukkan pada suhu dingin oli bekerja pada kekentalan 5 dan pada suhu terpanas akan bekerja pada kekentalan 30. Tetapi yang terbaik adalah mengikuti viskositas sesuai permintaan mesin. Umumnya, mobil sekarang punya kekentalan lebih rendah dari 5W-30. Karena mesin belakangan lebih sophisticated sehingga kerapatan antar komponen makin tipis dan juga banyak celah-celah kecil yang hanya bisa dilalui oleh oli encer. Tak baik menggunakan oli kental 20W-50 pada mesin seperti ini karena akan mengganggu debit aliran oli pada mesin dan butuh semprotan lebih tinggi.Untuk mesin lebih tua, clearance bearing lebih besar sehingga mengizinkan pemakaian oli kental untuk menjaga tekanan oli normal dan menyediakan lapisan film cukup untuk bearing.Sebagai contoh dibawah ini adalah tipe Viskositas dan ambien temperatur perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user 29 dalam derajat Celcius yang biasa digunakan sebagai standar oli di berbagai negarakawasan1. 5W-30 untuk cuaca dingin seperti di EropaAmerika Utara 2. 10W-30 untuk iklim sedang seperti dikawasan Asia 3. 15W-30 untuk Cuaca panas seperti dikawasan Tropis Kualitas Kualitas oli disimbolkan oleh API American Petroleum Institute. Simbol terakhir SL mulai diperkenalkan 1 Juli 2001. Walau begitu, simbol makin baru tetap bisa dipakai untuk katagori sebelumnya. Seperti API SJ baik untuk SH, SG, SF dan seterusnya. Sebaliknya jika mesin kendaraan menuntut SJ maka tidak bisa menggunakan tipe SH karena mesin tidak akan mendapatkan proteksi maksimal sebab oli SH didesain untuk mesin yang lebih lama. Ada dua tipe API, S Service atau bisa juga S diartikan Spark-Plug Ignition pakai busi untuk mobil MPV atau pikap bermesin bensin. C Commercial diaplikasikan pada truk Heavy Duty dan mesin diesel. Contohnya katagori C adalah CF, CF-2, CG- 4. Bila menggunakan mesin diesel pastikan memakai katagori yang tepat karena oli mesin diesel berbeda dengan oli mesin bensin karena karakter diesel yang banyak meng- hasilkan kontaminasi jelaga sisa pembakaran lebih tinggi. Oli jenis ini memerlukan tambahan aditif dispersant dan detergent untuk menjaga oli tetap bersih. Sebagai tambahan, bila oli yang digunakan sudah tipe sintetik maka tidak perlu lagi diberikan bahan aditif lain karena justru akan mengurangi kireja mesin bahkan merusaknya. perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user 30

BAB III ANALISA PERHITUNGAN