ELEMEN dan MESIN 1 KOPLING

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Kopling sebagai elemen mesin yang saat ini banyak digunakan pada mesin –
mesin industri, kendaraan bermotor, dan lain - lain. Dengan berjalannya waktu dan
penggunaan kopling yang terus menerus maka komponen – komponen kopling akan
pasti mengalami hal – hal seperti plat cepat aus, usia kopling tidak tahan lama, biaya
perawatan yang mahal, dan lain - lain. Dengan adanya hal - hal tersebut maka perlu
adanya perancanaan kopling yang tepat dan teliti.
Kopling yang akan di bahas pada tugas elemen mesin 1 ini adalah kopling
mobil truk Mitsubishi coltdiesel roda empat dengan daya 110 ps atau 80 kW dangan
2900 putaran, dengan spesifiksi sbb :Model engine (4D34-2AT5), type (direc
injection 4 troke, water cooling with turbo intercooler), configuration (4 cylinder in
line), max output (110Ps/2900 rpm), trnsmisi (M025S5), Cluth (single dry cluth :
C3W28D).
sistem kopling yang akan kita bicarakan disini adalah sistem kopling manual
yang selanjutnya kita sebut dengan kopling saja.
komponen penting pendukung kopling, secara urut : Fly wheel atau roda gila,
Clutch disc atau plat kopling, Clutch cover atau dekrup dan Clutch release bearing
atau Drek lahar.

Susunanya di dalam mobil adalah : Kopling atau Clutch yaitu peralatan
transmisi yang menghubungkan poros engkol dengna poros roda gigi transmisi.
Fungsi kopling adalah untuk memindahkan tenaga mesin ke transmisi, kemudian
transmisi mengubah tingkat kecepatan sesuai dengan yang diinginkan.
Cara Kerja : Fly wheel atau roda gila meneruskan sekaligus menyimpan
energi dari Crank Saft (kruk as) mesin saat mesin hidup (berputar), Plat kopling
menjadi satu-satunya perantara tenaga mesin dengan Porseneling kita yang akhirnya
tenaga ini akan diteruskan ke Roda. Sedangkan Dekrup bekerja sebagai pengatur

TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 1

kapan tenaga mesin di teruskan dan kapan tenaga mesin tidak diteruskan, hal ini
dilakukan oleh kaki kita saat menginjak atau melepas Sistem Kopling
Kopling (clutch) terletak di antara motor dan transmisi, dan berfungsi untuk
menghubungkan dan memutuskan putaran motor ke transmisi. Syarat-syarat yang
harus dimiliki oleh kopling adalah : Harus dapat menghubungan putaran motor ke
transmisi dengan lembut.
1.2 Tujuan Perencanaan

1. Untuk merencanakan kopling yang lebih efisien dan efektif.
2. Untuk mengetahui permasalahan – permasalahan yang timbul akibat
penggunaan kopling yang terus menerus.
3. Menganalisa unit transmisi kopling gesek dengan menggunakan data dan
spesifikasi yang ada.
1.3 Batasan Masalah
Kopling merupakan suatu sistem yang sangat luas, oleh sebab itu penulis akan
membatasi permasalahan yang akan dibahas pada mobil untuk kendaraan type
MITSUBISHI COLT DIESEL dengan daya 110 Ps pada putaran 2900 Rpm, meliputi
beberapa elemen – elemen penting yaitu : analisa kopling, poros, plat gesek, pegas
dan paku keling, agar tidak terjadi kesalahan dalam analisa kopling dan perhitungan
maka penulis akan memperhatikan faktor – faktor koreksi dan faktor – faktor internal
yang digunakan.
1.4 Metode Penulisan
Dalam melakukan perencanaan ini dilakukan dengan dua metode:
a) Studi literatur yaitu tinjauan pustaka untuk memperoleh dasar – dasar teori
dan rumusan yang akan dipergunakan dalam perhitungan.
b) Studi lapangan yaitu melakukan peninjauan langsung kelapangan guna
memperoleh data sebagai pembanding dan melihat secara langsung.
1.5 Sistematika Penulisan

Sistematika yang digunakan dalam penulisan perencanaan tugas elemen mesin ini
adalah:
TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 2

Bab I

: Pendahuluan
Bab ini berisikan tentang latar belakang perencanaan, tujuan perencanaan,
batasan masalah, metode penulisan serta sistematika penulisan.

Bab II

: Tinjauan Pustaka
Bab ini menjelaskan macam – macam kopling, kegunaan, cara kerja,
komponen komponen pda kopling, gambar, daftar tabel dan rumus-rumus
dalam perencanaan sebuah kopling.

Bab III

: Analisa Perencanaan Kopling
Bab ini menguraikan perhitungan yang berkaitan dengan kopling seperti
daya, plat yang digunakan, poros, pegas, dan paku keling.

Bab IV : Kesimpulan dan saran
Bab ini berisikan tentang kesimpulan dan saran – saran dari keseluruhan
tugas elemen mesin ini.

TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 3

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
(KOPLING)
2.1 Pengertian
Kopling adalah suatu mekanisme yang dirancang mampu menghubungkan dan
melepas/memutuskan perpindahan tenaga dari suatu benda yang berputar kebenda
lainnya.

Pada bidang otomotif ,kopling digunakan untuk memindahkan tenaga motor
keunit transmisi.dengan menggunakan kopling, pemindahan gigi-gigi trasmisi dapat
dilakukan, kopling juga memungkinkan motor juga dapat berputar walaupun transmisi
tidak dalam posisi netral.
2.2 Penggunaan Kopling
Secara garis besar penggunaan kopling antara lain sebagai berikut :
a. Untuk menjamin mekanisme dan karakteristik getaran yang terjadi akibat
bagian – bagian mesin berputar.
b. Untuk menjamin hubungan antara poros yang digerakkan yang dibuat
secara terpisah.
c. Untuk mengurangi beban lanjut atau hentakan pada saat melakukan
transmisi dari poros penggerak ke poros yang akan digerakkan.
Dalam penggunaan kopling sering kita jumpai beberapa gangguan – gangguan
atau masalah, antara lain :
a. Biasanya pada kopling sering terjadi keausan antara kedua permukaan
kontak dan akan mengakibatkan kehilangan tenaga.
b. Beban yang terlalu besar atau pegas tidak dapat lagi menjadi gigi – gigi
yang tetap tertekan, maka kopling akan menggelincir dan bersamaan
dengan terdengarnya suara menyentak.
c. Akibat dari penggunaan kopling pada permesinan, poros yang digerakkan

selalu mendapat tekanan yang melewati batas ketentuan dari kemampuan
sebuah kopling dan berakibat kopling akan cacat, patah atau sebagainya

TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 4

Untuk mengatasi masalah yang terjadi tersebut, maka dalam perencanaan
kontruksi kopling kita harus memperhatikan hal – hal sebagai berikut :
a. Aman pada putaran tinggi, getaran dan tumbukan kecil
b. Kopling harus dapat dipasang dan dilepas dengan mudah
c. Dapat mencegah pembebanan lebih
d. Kopling harus ringan, sederhana dan semurah mungkin dan mempunyai
garis tengah yang sekecil mungkin.
e. Bagian yang menonjol harus dicegah dan ditutupi sedemikian rupa
sehingga tak berbahaya.
f. Garis sumbu yang hendak harus sejajar dan disambung dengan tepat
terutama apabila kopling tidak fleksibel atau tidak elastis.
g. Titik berat kopling sebanyak mungkin harus terletak pada garis sumbu
poros, dan kopling harus mengalami keseimbangan dinamis kalau tidak

kopling akan berayun (apabila titik berat terletak pada garis sumbu maka
kopling telah diseimbangkan secara statik)
h. Pada ukuran – ukuran aksial dan radial harus ditentukan batas – batasnya.
2.3 Klasifikasi Kopling
Ditinjau dari bentuk dan cara kerjanya, kopling dapat dibedakan atas tiga
golongan yaitu :
1. Kopling Tetap
2. Kopling Fluida
3. Kopling tak Tetap
2.3.1 Kopling Tetap
Kopling tetap adalah suatu elemen mesin yang berfungsi sebagai penerus dan
pemutus putaran dan daya, namun tidak dapat memutuskan hubungan kerja antara
poros penggerak dan poros yang digerakkan bila salah satu sedang bekerja, dan
sumbu kedua poros harus terletak pada satu garis lurus atau dapat sedikit berbeda
sumbunya. Kopling tetap terdiri dari :
1. Kopling Kaku
TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 5

2. Kopling Fleksibel ( luwes )
3. Kopling Elastis
2.3.1.1 Kopling Kaku
Kopling kaku digunakan apabila kedua poros harus dihubungkan dengan
sumbu segaris. Kopling ini dipakai pada poros mesin dan transmisi umum di pabrik –
pabrik.
kopling ini terdiri dari beberapa macam antara lain :
a. Kopling Bus
b. Kopling Flens Kaku
c. Kopling Flens Tempa
d. Kopling Jepit
e. Kopling Bumbung Tekan Minyak
a.

Kopling Bus
Kopling bus terdiri atas sebuah selongsong ( bus ) dan baut – baut yang

dibenamkan pada kedua poros. Dan sering juga dipakai berupa pasak yang
dibenamkan pada ujung – ujung poros.
Pada saat pemasangannya harus dijaga agar sumbu kedua porosnya berada

pada satu garis lurus. Kopling ini mempunyai kontruksi yang sangat sederhana dan
harganya murah. Kopling ini hanya digunakan untuk mentrasmisikan daya – daya
kecil.

Gambar 2.1 kopling bus (Sumber; sularso 2000. Hal 30)

b.

Kopling Flens Kaku

TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 6

Kopling flens kaku terdiri dari atas naf dengan flens yang terbuat dari besi cor
atau baja cor dan dipasang pada ujung poros dengan diberi pasak serta diikat dengan
baut pada flensnya. Kopling ini tidak mengizinkan sedikitpun ketidaklurusan sumbu
kedua poros serta tidak dapat mengurangi tumbukan getaran transmisi. Pada saat
pemasangan sumbu kedua poros harus terlebih dahulu diusahakan segaris dengan
tepat sebelum baut – baut flens dikeraskan.

Gambar 2.2 kopling flens kaku (Sumber; sularso 2000. Hal 30)
c.

Kopling Flens Tempa
Pada kopling flens tempa masing – masing ujung poros terdapat flens yang

dilas atau ditempa dan kedua flens diikat dengan baut – baut. Pada kopling ini momen
dipindahkan melalui pergeseran baut atau pergesaran antara kedua flens.

Gambar 2.3 Kopling flens tempa (Sumber; sularso 2000. Hal 30)
d.

Kopling Bumbungan Tekan Minyak
Kopling bumbungan tekan minyak terdiri dari sebuah bumbungan yang bagian

dalamnya berbentuk lurus dan tabung yang bagian luarnya juga berbentuk tirus yang
TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 7

sama dengan bagian dalam silinder. Minyak atau gemuk dipres dengan tekanan tinggi
melalui tabung berulir ditengah – tengah bus ( bumbungan ) sehingga batang tertekan.
Sambungan jepit yang ditimbulkan dapat memindahkan momen – momen putaran
yang besar karena gesekan.
Silinder luar
Cincin - o
Silinder dalam

tempat memasukkan minyak

Gambar 2.4 Kopling bumbungan tekan minyak

Gambar 2.4 kopling bubungan tekan minyak (Sumber; sularso 2000. Hal 30)
2.3.1.2 Kopling Luwes (Fleksibel)
Kopling luwes atau fleksibel ini digunakan apabila kedudukan yang baik
antara kedua ujung poros satu sama lain tidak dapat diharapkan sehingga kedua ujung
poros itu disambungkan sedemikian rupa sehingga dapat bergerak satu sama lain.
Dalam hal ini kita dapat mengenal tiga bentuk kefleksibelan yaitu dalam arah
aksial, radial, dan poros satu sama lain mengepit kedua sudut.
Kopling ini terdiri dari : kopling roda gigi, kopling universal.
a. Kopling Roda Gigi
Kopling roda gigi kedua poros dilengkapi dengan naf bergigi, dimana sisi gigi
dan puncak gigi sedikit banyak berbentuk bulatan. Gigi ini merangkap didalam sistem
gigi dalam sebuah longsongan yang cocok dan menyambung kedua naf, lubang ulir
dalam naf berfungsi untuk melepas baut.
Kopling seperti pada gambar memperbolehkan kefleksibelan sedikit arah
aksial dan radial, disamping itu poros dapat membuat sudut kecil satu dengan yang
lain dan mampu memindahkan momen yang sangat besar.

TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 8

Gambar 2.5 kopling roda gigi (Sumber; sularso 2000. Hal 30)
b. Kopling Universal
Kopling universal dipakai untuk menyambung dua poros yang tidak terletak
dalam sebuah garis lurus atau yang garis sumbunya saling memotong

Gambar 2.6 kopling universal (Sumber; sularso 2000. Hal 30)
2.3.1.3 Kopling Elastis
Pada kopling ini elemennya terbuat dari karet buatan atau pegas baja yang
menyambung kedua bagian yang dipasang pada poros yang hendak disambung.
Dengan kopling elastis dicoba untuk diperoleh:
a.

Mengatasi timbulnya kejutan-kejutan pada saat pemindahan momen putaran.

b. Peredam getaran torsi
c. Koreksi terhadap penyimpangan kecil pada letak poros.
d. Meredam getaran – getaran yang timbul dalam mesin beban.
e. Isolasi listrik untuk poros yang disambung.
Dari kontruksinya kebanyakan kopling – kopling elastis juga fleksibel
sehingga pergeseran memanjang, melintang dan posisi serong poros – poros itu dalam
TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 9

keadaan terbatas juga memungkinkan dan dapat juga memberikan putaran sudut kecil
antara sambungan ujung – ujung poros. Kerugian yang timbul adalah berupa panas,
sehingga sifat – sifatnya berubah atau elastisitasnya hilang.
Kopling ini terdiri dari kopling piringan karet, kopling piringan karet, kopling
cincin karet, kopling ban karet, kopling selongsong pena.
a.

Kopling Piring Karet
Pada kopling ini momen dipindahkan lewat sebuah elemen yang berbentuk

bintang dari karet. Kedua perubahan kopling adalah identik dan dilengkapi dengan
cakar yang sesuai dalam rumpangan dalam ban

Gambar 2.7 Kopling Piring Karet (Sumber; sularso 2000. Hal 30)
b.

Kopling Ban Karet
Kopling ini sebuah ban yang sangat elastis yang terdiri dari karet dengan

lapisan yang ditenun dan ditekan oleh dua buah cincin penekan pada flens kedua
paruhan kopling. Kopling ini dapat bekerja dengan baik meskipun sumbu kedua poros
yang dihubungkan tidak lurus dan dapat meredam tumbukan dan gesekan yang terjadi
pada transmisi. Di samping itu pemasangan dan penukaran ban karet dapat dilakukan
tampa banyak kesulitan, jika daya elastisnya telah berkurang dan hubungan listrik
antara kedua poros dapat dicegah.

TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 10

Gambar 2.8 Kopling karet ban (Sumber; sularso 2000. Hal 30)
c.

Kopling Selongsong Pena
Kopling ini terdiri dari dua paruh yang identik dilengkapi dengan pena

penggerak dan lubang dalam jumlah yang sama. Dalam lubang ini dipasang pena
dengan selongsong untuk paruhan kopling yang lain. Keuntungan kopling ini yaitu
aman tembusan aliran, artinya bahwa tidak memungkinkan aliran berjalan dari bagian
kopling yang satu ke bagian kopling yang lain.
Kopling ini juga memiliki keburukan yaitu tidak cocok dalam lingkungan
yang sangat panas. Prinsip kerja kopling ini yaitu mengambil daya elastis pada
perubahan bentuk elemen – elemen yang elastis dan peredam terjadi oleh gesekan
pada waktu terjadi perubahan bentuk.

Gambar 2.9 kopling selongsong pena (karet bintang) (Sumber; sularso 2000. Hal 30)
2.3.2 Kopling Fluida.
Kopling fluida yaitu kopling yang meneruskan dan memutuskan daya melalui
fluida sebagai zat perantara dan diantara kedua poros tidak terdapat hubungan
TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 11

mekanis. Kopling ini sangat cocok untuk memindahkan putaran tinggi dan daya yang
besar. Keuntungan kopling ini yaitu getaran dari sisi penggerak dan tumbukan dari
sisi beban tidak saling diteruskan demikian juga pada saat pembebanan lebih,
penggerak mulanya tidak akan terkena momen yang melebihi batas kemampuannya
sehingga umur mesin menjadi lebih panjang.

Gambar 2.10 kopling fluida (Sumber; sularso 2000. Hal 44)
2.3.3 Kopling Tak Tetap
Kopling tak tetap adalah suatu elemen mesin yang dapat memutuskan dan
menghubungkan dari poros penggerak ke poros yang digerakkan dengan putaran yang
sama dalam meneruskan daya, serta dapat melepaskan kedua hubungan poros tersebut
pada keadaan diam maupun berputar.
Sifat – sifat kopling ini adalah :
 Poros output relatif bergerak terhadap poros input
 Pemutusan hubungan dapat terjadi pada saat kedua poros berputar maupun
tidak berputar.
Klasifikasi kopling ini adalah sebagai berikut : kopling cakar, kopling plat,
kopling kerucut, kopling friwil.
2.3.3.1 Kopling Cakar
Kopling ini digunakan untuk meneruskan momen yang kontak positif atau
tanpa ada gesekan sehingga tidak ada terjadi slip. Pada tiap bagian kopling
mempunyai cakar yang satu sama lain sesuai dan salah satu dari separuh itu harus
dapat disorongkan secara aksial.
TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 12

Gambar 2.11 kopling cakar spiral (sumber ; sularso, 2000 hal 58)
2.3.3.2 Kopling Plat
Kopling plat adalah kopling yang menggunakan satu plat atau lebih yang
dipasang diantara kedua poros serta membuat kontak dengan poros tersebut sehingga
terjadi penerusan daya melalui gesekan antara sesamanya. Kontruksi kopling ini
cukup sederhana dan dapat dihubung dan lepaskan dalam keadaan berputar kopling
plat ini dapat dibagi atas kopling plat tunggal, dan kopling plat banyak.yatu
berdasarkan banyaknya plat gesek yang dipakai, kopling ini juga dibedakan atas
kopling kering dan kopling basah, serta atas dasar kerjanya yaitu : manual, hidrolik,
numatik, dan elektromagnetik.

Gambar 2.12 kopling plat (Sumber; sularso 2000. Hal 62)
2.3.3.3 Kopling Kerucut
Kopling kerucut adalah suatu kopling gesek dengan kontruksi sederhana dan
mempunyai keuntungan dimana dengan gaya aksial yang kecil dapat memindahkan
momen yang besar.

TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 13

Gambar 2.13 kopling kerucut (sumber ; sularso.2000. hal 73)
2.3.3.4 Kopling Friwel
Kopling ini adalah kopling yang dapat lepas dengan sendirinya, bila poros
penggerak berputar lebih lambat atau dalam arah berlawanan dari poros yang
digerakkan.

Gambar 2.14 kopling friwel (Sumber; sularso 2000. Hal 76)
2.4. komponen Utama Kopling
2.4.1 Roda Penerus
Selain sebagai penstabil putaran motor,roda penerus juga berfungsi sebagai
dudukan hampir seluruh komponen kopling.
1.4.2

Pelat Kopling
Kopling berbentuk bulat dan tipis terbuat dari plat baja berkualitaas tinggi.

Kedua sisi plat kopling dilapisi dengan bahan yang memiliki koefesien gesek tinggi.
Bahan gesek ini disatukan dengan plat kopling dengan menggunakan keling (rivet)
2.4.3. Pelat Tekan

TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 14

Pelat tekan kopling terbuat dari besi tuang.pelat tekan berbentuk bulat dan
diameternya hampir sama dengan diameter plat kopling. salah satu sisinya (sisi yang
berhubungan dengan plat kopling) dibuat halus, sisi ini akan menekan plat kopling
dan roda penerus, sisi lainnya mempunyai bentuk yang disesuaikan dengan kebutuhan
penempatan komponen kopling lainnya.
2.4.4. Unit Plat Penekan
Sebagai satu kesatuan dengan plat penekan, pelat penekan dilengkapi dengan
sejumlah pegas spiral atau pegas diaphragma. tutup dan tuas penekan. Pegas
digunakan untuk memberikan tekanan terhadap pelat tekan, pelat kopling dan roda
penerus. jumlah pegas (kekuatan tekan) disesuikan dengan besar daya yang harus
dipindahkan
2.4.5. Mekanisme Penggerak
Komponen penting lainnya pada kopling ialah mekanisme pemutusan
hubungan (tuas tekan). mekanisme ini di lengkapi dengan bantalan bola, bantalan bola
diikat pada bantalan luncur yang akan bergerak maju/mundur pada sambungan.
Bantalan bola yang dilengkapi dengan permukaan tekan akan mendorong tuas tekan
2.4.6. Rumah Kopling
Rumah kopling terbuat dari besi tuang atau aluminium. rumah kopling
menutupi seluruh unit kopling dan mekanisme penggerak. rumah kopling umumnya
mempunyai daerah terbuka yang berfungsi sebagai saluran sirkulasi udara.
2.5. Cara Kerja Kopling
Pada saat pedal kopling ditekan/diinjak, ujung tuas akan mendorong bantalan
luncur kebelakang. bantalan luncur akan menarik plat tekan melawan tekanan pegas
Pada saat pelat tekan bergerak mundur, pelat kopling terbebas dari roda
penerus dan perpindahan daya terputus. bila tekanan pedal kopling dilepas, pegas
kopling akan mendorong pelat tekan maju dan menjepit pelat kopling dengan roda
penerus dan terjadi perpindahan daya.

TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 15

Pada saat pelat tekan bergerak kedepan,pelat kopling akan menarik bantalan
luncur, sehingga pedal kopling kembali ke posisi semula. selain secara mekanik,
sebagai mekanisme pelepas hubungan.
Sekarang sudah banyak digunakan sistem hidrolik dan booster. secara umum,
sistem hidrolik dan hidrolik booster adalah sama. perbedaannya adalah pada sistem
hidrolik booster , digunakan booster untuk memperkecil daya tekan pada pedal
kopling. pemilihan sistem yang digunakan disesuikan dengan kebutuhan. Pada sistem
hidrolik, pada saat pedal kopling ditekan, maka batang penerus akan mendorong
piston pada master silinder kopling, fluidapada sistem akan meneruskan daya ini
keselinder pada unit kopling, dan piston silinder unit kopling akan mendorong tuas,
dan seperti pada sistem mekanik, pelat kopling terlepas, sehingga penerusan daya dari
motor ke transmisi terputus.
2.6 Pegas
Pegasberfungsi untuk melunakkan gaya tumbukkan dengan memanfaatkan
sifat elastis, menyimpan energi, serta mengurangi getaran.
1). Jenis Pegas menurut beban yang dapat diterimanya:
1. Pegas tekan atau kompresi.
2. Pegas tarik
3. Pegas puntir
2). Macam-macam pegas (Sumber; sularso 2000. Hal 311)
a. Pegas tekan.

e. Pegas daun

b. Pegas tarik

f. Pegas piring

c. Pegas puntir

g. Pegas cincin

d. Pegas volut

h. Pegas batang puntir

.
3). Bahan Pegas
Bahan baja dengan penampang lingkaran paling banyak digunakan. Pegas
untuk pemakaian umum dengan diamater kawat 9,5 mm, biasanya dibuat dari kawat
tarik keras yang ditemper dengan minyak. Untuk diameter kawat yang lebih besar dari
9,2 mm dibuat dari batang rol yang dibentuk panas. Pada pegas yang terbuat dari
kawat tarik keras, tidak dilakukan perlakuan panas setelah dibentuk menjadi pegas.
TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 16

Kawat yang ditemper dalam minyak diberikan perlakuan panas pada waktu proses
pembuatan kawat berlangsung untuk memperoleh sifat fisik yang ditentukan dan
digulung dalam keadaan lunak lalu diberi perlakuan panas. Pegas dari bahan macam
ini agak mahal harganya.
Data yang paling umum dipakai untuk pegas yang dibentuk panas adalah baja
pegas (SUP) karena pembentukannya dilakukan pada temperatur tinggi, maka perlu
diberi perlakuan panas setelah dibentuk. Baja tahan karat (SUS) dipakai untuk
keadaan lingkungan yang korosif, terdapat dalam ukuran diameter kecil. Inconel
dipakai untuk temperatur tinggi dan korosif.
2.7 Poros
Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin. Hampir
semua mesin menggunakan poros sebagai penerus tenaga dan putaran. Poros untuk
meneruskan daya diklasifikasikan menurut pembebanannya:
a) Poros transmisi
b) Spindel
c) Gandar
Dalam merencanakan suatu poros harus diperhatikan hal-hal sebagai berikut:
1) kekuatan poros.
2) kekakuan poros.
3) putaran kritis poros dan ketahanan terhadap korosi.
Bahan poros yang digunakan untuk mesin biasanya dibuat dari baja batang yang
ditarik dingin dan difinis, Baja karbon konstruksi mesin bahan S C yang dihasilkan
dari baja yang dideoksidasikan dengan ferrosilicon dan dicor.
Tabel 2.1 Baja karbon untuk konstruksi mesin dan baja batang difinis dingin untuk
poros
Standar dan macam

Lambang

TUGAS ELEMEN MESIN 1

Perlakuan

Kekuatan tarik

panas

(kg/mm2)

Page 17

Keterangan

S30C
Baja karbon
konstruksi mesin
(JIS G 4501)

S35C
S40C
S45C
S50C
S55C

Batang baja yang
difinis dingin

Penormalan





-

S35C-D

-

S45C-D

-

S55C-D

48
52
55
58
62
66
Ditarik

53

dingin,

60
72

digerinda
dan dibubut

(Sumber; sularso 2000. Hal 3)
2.8 Paku Keling
Fungsi paku keling adalah untuk menyambung pelat dan batang profil, paku
keling dipasang yang dilantak. Dalam bangunan pesawat terbang dan pada umumnya
pada konstruksi logam ringan, banyak dipergunakan paku keling aluminium.
Selanjutnya paku keling tembaga dan aluminium dipergunakan antara lain pada
pemasangan bahan gesek pada kopling dan rem (jenis rem tromol).
Rusaknya sambungan paku keling itu disebabkan berbagai hal:
a. Gerakan plat antara satu sama lain.
b. Patah plat antara lubang paku keling pada baris yang sama.
c. Dalam praktek terbukti bahwa dengan jarak (1,5-2) cukup aman.

2.9 Rumus Analisa Perhitungan Perencanaan Kopling Gesek
2.9.1 Rumus analisa perhitungan poros
1. Daya yang ditransmisikan (Pd) (Sumber; sularso 2000. Hal 7)
Pd = fc. P(kW)..................................................................
Dimana:
fc = Faktor koreksi

TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 18

pers 2.1

P = Daya nominal output dari motor penggerak ( kW )

(Sumber; sularso 2000.

Hal 30)
Tabel 2.2 Faktor-faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan (fc)
Daya yang akan ditransmisikan
Daya rata-rata yang diperlukan

fc
1,2 - 2,0

Daya maksimim yang diperlukan

0,8 - 2,0

Daya normal

1,0 - 1,5

(Sumber; sularso 2000. Hal 7)
2. Momen rencana ( T )
T = 9,74 x 105

Pd
n1

(kg.mm) ........................................

pers 2.2

Dimana:
n1 = Putaran poros ( rpm ) (Sumber; sularso 2000. Hal 2)
3.Tegangan puntir ( a )

a =

τb
sf 1 x sf 2

(kg/mm2) ................................................

pers 2.3

Dimana:
b = Kekuatan tarik bahan ( kg/mm2 )
Sf1= Faktor keamanan untuk pengaruh massa dari bahan
S-C dengan harga = 6,0 ...................................................................

pers 2.4

Sf2= Faktor keamanan kedua akibat pengaruh konsentrasi
tegangan cukup besar sehingga harganya sebesar
( 1,3 - 3,0 ) .......................................................................................

pers 2.5

4. Diameter poros ( ds )

ds =[

τa ¿
5,1¿ ¿ ¿

x Kt x Cb x T ]1/3 (mm).............................................

(Sumber; sularso 2000. Hal 8)
Dimana:
TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 19

pers2.6

Kt = Faktor koreksi untuk puntiran
( 1,0 - 1,5 ) jika beban dikenakan secara halus
( 1,5 - 3,0 ) jika beban dikenakan dengan kejutan besar ................

pers 2.7

Cb = Faktor koreksi untuk lenturan
( 1,2 - 2,3 ) .......................................................................................

pers 2.8

5. Jari - jari fillet ( r )

( Db −d s )
2
r=

(mm) ....................................................

pers 2.9

Dimana :
Db = Diameter bantalan (mm)
2.9.2 Rumus analisa perhitungan pasak
1. Alur pasak (b)

ds
b = 4 (mm) ...............................................................

pers 2.10

2. Tinggi pasak (h)

ds
h = 8 (mm) ...............................................................

pers 2.11

3. Fillet pasak (c)
c=

h
b

(mm) ................................................................

TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 20

pers 2.12

Gbr 2.16 Faktor konsentrasi tegangan α

Gbr 2.15 Faktor konsentrasi tegangan β(Sumber; sularso

2000. Hal 11)

5. Tegangan geser (g)

T
π d s3
16

( )

g =

=

5,1 T
d s3

(kg/mm2) .........................

pers 2.14

6. Perbandingan tegangan geser yang terjadi selama mengalami faktor
konsentrasi tegangan dari poros :

t a x Sf 2
α

> x Kt x Cb(kg/mm2)...................................

pers 2.15

(sumber ; jack stolk & Kros.C, 1994 hal 64)
2.9.3 Rumus Analisa Perhitungan Plat Gesek
1. Momen puntir yang diteruskan ( T )
T = 9,74 x 105 x fc x P (kg.mm)......................................

pers 2.16

n1
2. Besar gaya tekan pada permukaan bidang gesek ( f )
f=

π
4

( D22 - D12 )Pa (kg) ............................................

Dimana:
TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 21

pers 2.17

D1 = Diameter dalam bidang gesek ( cm )
D2 = Diameter luar bidang gesek ( cm )
Pa = Besar tekanan rata-rata ( kg/mm2 )
Tabel 2.3 Harga koefisien gesek (  ) dan tekanan rata-rata ( Pa ).


Bahan permukaan

Pa ( kg/mm2 )

kontak
Besi cor dan besi cor

Kering
0,10 - 0,20

dilumasi
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

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 kayu

-

0,10 - 0,35

0,02 - 0,03

(sumber ;Sularso ; 2000 hal 80 )
3. Luas plat gesek ( A )
A=

π
4

x ( D2 2 - D12 ) (mm2)........................................

pers 2.18

4. Jari-jari rata-rata ( rm )
rm =

D1 +D2
4

(mm) ....................................................

pers 2.19

Jika: T =  x F x rm. (kg.mm)..............................................................

pers 2.20

D1 = (0,6 - 0,8)D2 (mm)................................................................

pers 2.21

Direncanakan D1 = 0,75 D2 (mm).................................................

pers 2.22

2.9.4 Rumus Perhitungan Umur Kopling
1. Momen puntir yang dihitung dari daya penggerak mula ( T )
T = 9,74 x 105

fc x P
n1

(kg.m)......................................

Dimana :
fc = Faktor koreksi
P = Daya nominal ( kW )
n1 = Putaran ( rpm )
TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 22

pers 2.23

2. Kecepatan relatif ( nr )

(sumber ;Sularso ; 2000 hal 70 )

nr = n1 - n2 (rpm).............................................................

pers 2.24

Dimana :
n1 = Putaran poros kopling
n2 = Putaran beban ( diasumsikan )
3. Momen percepatan yang diperlukan untuk mencapai waktu
perhubungan yang direncanakan (Tdo)

(sumber ;Sularso ; 2000 hal 70 )

2

GD x n1
+ T l1
Ta = 375 x t e

(kg.m).........................................

pers 2.25

Dimana :
GD2 = Efek gaya terhadap kopling ( kg.m2 )
te

= Waktu penghubungan rencana ( s )

Tl1 = Momen beban saat start (kg.m)
4. Kapasitas momen gesek dinamis ( Tdo ) (sumber ;Sularso ; 2000 hal 70 )
Tdo  Ta x f (kg.m)........................................................

pers 2.26

Dimana :
f

= Faktor keamanan

Tdo = Momen gesek dinamis ( kg.m )
5. Momen beban saat start (Tl1)
Tl1  T  T12 (kg.m) ........................................................

pers 2.27

Dimana :
Tl2 = Momen beban setelah start ( kg.m )
6. Kerja penghubung ( E )
E=

GD2 . nr 2
7160

.

Tdo
T do - T

(kg.m/hb)........................

7. Kerja penghubungan yang diizinkan ( Ea )
TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 23

pers 2.28

E  Ea (kg.m/hb).............................................................

pers 2.29

8. Waktu penghubungan yang sesungguhnya ( tae )

GD2 . nr
tae = 375 (Tdo - T )

(sekon).........................................

pers 2.30

tae < te (sekon)..................................................................

pers 2.31

9. Waktu penghubungan
10. Umur plat gesek dalam jumlah penghubungan ( Nml )
3

L
Exw

Nml =

(hb).........................................................

pers 2.32

Dimana :
L3 = Volume keausan yang diizinkan dari plat gesek (cm3)
w = Laju keausan permukaan bidang gesek ( cm2/kg.m )
Tabel 2.4 Laju keausan permukaan plat gesek
Bahan permukaan
Paduan tembaga sinter

w [ cm3/(kg.m)]
(3-6) x 10-7

Paduan sinter besi

(4-8) x 10-7

Setengah logam

(5-10) x 10-7

Damar cetak

(6-12) x 10-7

(Sularso ; 1997 )
Tabel 2.5 Batas keausan kopling
Nomor kopling/rem
Batas keausan
permukaan ( mm )
Volume total pada
batas keausan ( cm3)

1,2

2,5

5

10

20

40

70

100

2,0

2,0

2,5

2,5

3,0

3,0

3,5

3,5

7,4

10,8

22,5

33,5

63,5

91,0

150

210

(Sularso ; 1997 )
11. Umur plat dalam hari atau tahun (Nmd )

Nmd =

N ml
N1

Nl =

N x h x th

(tahun)......................................................

pers 2.33

(hb/thn).................................................

pers 2.34

Dimana :
TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 24

Nl = Umur plat dalam hari
N = Frekuensi penghubungan ( hb/min )
h = Jumlah hari kerja dalam seminggu.
th = Jumlah hari kerja dalam setahun
2.7.5 Rumus Analisa Perhitungan Pegas
1. Gaya tekan pegas ( F )
F=

π 2 2
D −D Pa
4 ( 2 1)

(kg).............................................

pers 2.35

g = 0,8 x a (kg/cm2)............………………………….

pers 2.36

2. Tegangan geser ( g )

3. Konstanta tegangan Wahl ( K )
K=

4 .c−1 0,615
+
4.c−4 c

……………...............……………

pers 2.37
Dimana :
c = Fungsi indeks pegas
c = D/d.......................................................................................................

pers 2.38

(Sumber; sularso 2000. Hal 323)
4. Diameter kawat pegas ( d )

d2 =

8 W
Kx π xcx τ l
g

(mm).............................................

pers 2.39

(kg) .................................................

pers 2.40

Dimana:
Wl = Gaya tekan tiap pegas (kg)
Wl =

F
n

=

T
r

n

= Jumlah pegas (lilitan)

r

= Jarak sumbu pegas kesumbu poros (mm)
(Sumber; sularso 2000. Hal 324)
5. Diameter lingkaran pegas (D)

TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 25

D = 8 x d (mm)..........................................................

Gbr 2.17 Tegangan maksimum dari pegas tekan (Sumber; sularso

2000. Hal 312)

Keterangan gambar :
1. Kawat musik kelas B
2. Kawat musik kelas A
3. Kawat baja keras kelas C
4. Kawat baja keras kelas B
5. Kawat baja tahan karat no. 2
6. Kawat baja tahan karat no. 1
7. Kawat musik kelas V
8. Baja karbon, kawat ditemper dengan minyak, kelas B
9. Kawat baja Cr-V ditemper dengan minyak, untuk pegas katup
10. Baja paduan
11. Baja pegas ( SUP4 )
12. Kawat baja karbon ditemper dengan minyak, kelas A

TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 26

pers 2. 41

Gbr 2.18 Faktor tegangan Wahl (Sumber; sularso

2000. Hal 316)

6. Lendutan pegas (  )
3

8.n3 D W l
d 4 .G
=

(mm)...................................................

pers 2.42

(mm)......................................................

pers 2.43

Dimana :
G = Modulus geser (kg/mm2)
7. Konstanta pegas ( k )
4

G.d
3
k = 8.n3 . D

8. Panjang lilitan pegas ( H )
H/D ≤ 4 (mm)..................................................................

pers 2.44

Tabel 2.6 Harga modulus geser G
Bahan
Baja pegas

Lambang
SUP

Harga G( kg/mm2 )
8 x 103

Kawat baja pegas

SW

8

x 103

Kawat piano

SWP

8

x 103

-

8

x 103

Kawat ditemper dg minyak
Kawat baja tahan karat

SUS

7,5 x 103

BsW

4

x 103

NSWS

4

x 103

( SUS 27, 32, 40 )
Kawat kuningan
Kawat perak nikel
Kawat perunggu fosfor
Kawat tembaga berilium

PBW
BeCuW

4,5 x 103
5

x 103

(Sumber; sularso 2000. Hal 313)
TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 27

2.9.6 Rumus Analisa Perhitungan Paku Keling
1. Tegangan tarik izin (t)

t =

τb
sf 1 xsf 2

(sumber ;Sularso ; 2000 hal 7 )

(kg/mm2).................................................

pers 2.45

Dimana :
b = Kekuatan tarik paku keling ( kg/mm2) (sumber ;Sularso ; 2000 hal 7 )
2. Tegangan geser izin (g)
g = 0,18 x t (kg/cm2)....................................................

pers 2.46

3. Gaya tekan paku keling ( P )
T = P x r (kg.mm)..........................................................

pers 2.47

Maka :
P=

T
r

(kg)..................................................................

pers 2.48

Dimana :
P = Gaya tekan (kg)
T = Momen puntir (kg .mm)
r = Jarak paku keling (mm)
4. Harga P tiap paku keling
(Sumber; sularso 2000. Hal 324)

P1 =

P
npk

(kg) .............................................................

pers 2.49

Dimana :
npk = Jumlah paku keling (buah)
5. Diameter paku keling ( D ) (sumber ;Sularso ; 2000 hal 26 )

P 1. x 4

D=

( )
π .τ g

(mm)..................................................

BAB III
TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 28

pers 2.50

PERENCANAAN KOPLING GESEK

Berdasarkan spesifikasi dari tugas yang diberikan yaitu rancangan kopling
gesek untuk kendaraan “ HINO “ dengan spesifikasi daya 235 PS dan putaran 2.500
rpm, maka akan dibahas perhitungan dari masing-masing bagian kopling tersebut.

3.1 Analisa Perhitungan poros
Sesuai dengan spesifikasi daya (P) 235 PS dan putaran poros (n 1) adalah 2.500
rpm. Untuk mencari daya yang ditransmisikan (Pd) dapat digunakan persamaan (2.1
halaman 19)
Pd = fc x P
Dimana :
1 PS = 0,735 kW

Sehingga, 110 PS = 110 x 0,735 = 80,85 kW

fc

= diambil 1,0 (tabel 2.2 halaman 19)

Pd

= 1,0 x 80,85 kw

Pd

= 80,85 kW

Momen puntir (T) dapat dicari dengan persamaan (2.2 halaman 23)

T = 9,74 x 105

Pd
n1

T = 9,74 x 105

80,85 kW
2900rpm

kg . mm

T = 27154,45 kg. mm
T = 2715,445 kg. cm
Poros yang direncanakan terbuat dari baja karbon (Jis G 4501) S55C, dengan
kekuatan tarik b = 66 kg/mm2 (tabel 2.1 hal 18)
Tegangan puntir bahan dicari dengan persamaan (2.3 halaman 19)

TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 29

a =

τb
Sf 1 x Sf 2

Dimana :
Sf1 = 6,0 (pers 2.4 hal 19)
Sf2 = 2,0 (pers 2.5 hal 20)
Maka:

a =

66
6x2

a = 5,5 kg/mm2
= 550 kg/cm2
Diameter poros (ds) dapat dihitung dengan persamaan ( 2.6 halaman 20 )

ds =

[

5,1
τa K t . Cb . T

]

1/3

Dimana :
Kt = 1,5 ( dipilih ) pers 2.7 hal 20
Cb = 2,0 ( dipilih ) pers 2.8 hal 20
Maka :

ds =

[

5,1
5,5 x 1,5 x 2 x 27154,45

1/3

]

= 42,27 mm
Sehingga diameter poros yang diambil adalah ds= 45 mm.
Jika direncanakan diameter tempat bantalan adalah Db= 47 mm.
Maka jari-jari fillet dihitung dengan persamaan ( 2.9 halaman 20 )
r =

D b−d s
2

Maka :

47-45
2
r =
= 1,0 mm
TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 30

Maka alur pasar, tinggi pasak dan fillet dapat dihitung dengan persamaan (2.10
halaman 20)
1. Alur pasak (b)

ds
b= 4

45
b= 4
b = 11,25mm
2. Tinggi pasak (h) dapat dihitung dengan persamaan (2.11 halaman 20)

ds
h= 8
45
= 8
= 5,625 mm
3. Fillet pasak (c) dapat dihitung dengan persamaan (2.12 halaman 20)

h
c= b
=

5,625
11,25

= 0,5 mm
Tegangan geser (g) dihitung dengan persamaan (2.14 halaman 21)

T
π d s3

g =

(16 )
( 5,1 x

=

=

5,1T
d 3s

27154,45 kg . mm )
3
( 45 mm )

= 1,52 kg/mm2

TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 31

Dari gbr 2.14 halaman 25 dan gbr 2.15 halaman 25 dapat diketahui faktor
konsentrasi tegangan α dan β untuk pembebanan puntir statis dari suatu poros bulat
dengan alur pasak persegi yang diberi fillet .
r/ds

= 1/45
= 0,022

Sehingga:
α

= 2,3

β

= 1,7

Perbandingan tegangan geser yang terjadi selama mengalami faktor konsentrasi
tegangan dari poros didapat dari persamaan (2.15 halaman 22)

τ a x Sf 2
α

5,5x2,0
2,3

 g x Kt x Cb

 1,52 x 1,5 x 2

4,8  4,56

τ a x Sf 2
α

 g x Kt x Cb, baik

Maka perbandingan di atas dinyatakan baik karena pengaruh konsentrasi
tegangan cukup besar.

Gambar 2.19 Poros kopling

3.2 Analisa Perhitungan Plat Gesek
Momen puntir yang diteruskan ( T ) dapat dihitung dengan persamaan
(2.16 halaman 226)

T=

fc×P
9,74 x105 n
1

TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 32

T = 9,74 x 105

9

1 x 80,85 kW
2500 rpm

T = 27154,45 kg. mm
Besar gaya tekan pada permukaan bidang gesek ( F ) dihitung dengan
persamaan ( 2.17 halaman 22 )

π
F = 4 ( D22 - D12 ) x Pa
Perbandingan diameter D1 : D2 adalah 0,6 - 0,8 diambil 0,7 ( pers 2.21
hal 23). Besar tekanan rata-rata (Pa) dipilih bahan asbes dan besi cor 0,007-0,07
kg/mm2 (tabel 2.3 hal 22), sehingga diambil 0,02 kg/mm2, dengan  0,35 – 0,65 maka
diambil 0,6

π
F = 4 (D12 – 0,7 D22) x 0,02 kg/mm2
π
= 4 (1 – 0,7) D22 x 0,02 kg/mm2
= 0,0047 D22 . kg/mm2
Maka, jari-jari rata-rata (rm) dapat dihitung dengan persamaan (2.19 halaman 22)
rm =

( D1 + D2 )
4
( 0,7 + 1 ) D2

4

=

= 0,425 D2
Diameter luar (D2) dihitung dengan persamaan (2.20 halaman 23)
T =  . F . rm
= 0,6 x 0,0047 D22 x 0,4 D2
27154,45 = 0,00119 D23
D2 =

0,00119
√ 27154,45
3

= 283,63 mm
TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 33

Diameter dalam (D1) dihitung dengan persamaan (2.22 halaman 23)
D1 = 0,7. D2
= 0,7 x 283,63 mm
= 198,55 mm
Luas plat gesek (A) dihitung dengan persamaan (2.18 halaman 22)

π
A = 4 (D22 – D12)
π
= 4 ( (283,63)2 – (198,55)2
= 53294,56 mm2
Besar tekanan pada permukaan plat gesek (F) dihitung dengan persamaan (2.17
halaman 22)
F = A . Pa
= 53294,56 mm2 x 0,02 kg/ mm2
= 1065,9 kg

Gambar 2.20 Plat gesek

3.3 Perhitungan Umur Kopling
a. Momen Puntir
Momen puntir ( T ) dari daya penggerak mula dihitung dengan persamaan
(2.23 halaman 23)

TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 34

fc x P
n1

T = 974

1,0x 80,85
974 2500
=
= 31,3 kg.m
Momen beban saat start dihitung dengan persamaan (2.27 halaman 24).
» T »

Tl1

T12

Dimana :
T12 = Merupakan momen maksimum pada saat kecepatan penuh.
Efek total gaya roda terhadap poros kopling adalah GD 2 = 3 kg
m2.
Kecepatan relatif (putaran penuh) pada poros kopling (nr) dihitung dengan persamaan
(2.24 halaman 23).
nr = n1 – n2
Bila:

n1 = Putaran poros kopling = 2900 rpm
n2 = Putaran beban (diasumsikan) = 2500 rpm

Tl1 = 974
=

974

fc x P
n2
1,0 x 80,85
2500

= 31,5 kg.m
Maka :
nr = n1 – n2
= 2900 – 2500
= 400 rpm

TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 35

Bila jangka waktu penghubung (dari saat kopling dihubungkan hingga kedua
poros mencapai putaran yang sama) adalah t e = 0,1 – 5 (s) diambil 0,7 s (waktu
penghubung rencana).
Faktor untuk keamanan kopling tetap diambil f = 1
Maka momen percepatan yang diperlukan mencapai jangka waktu penghubung
yang direncanakan adalah (Ta) dihitung dengan persamaan (2.25 halaman 23)
Maka :
2

GD .n1
Ta = 375 te
+ Tl1 (kg.m)
=

3 x 2500
+ 31,5
375 x 0,7

= 64,64 kg.m
Untuk momen berat yang digunakan dari permulaan maka dipilih kopling
dengan kapasitas momen gesek dinamis (Tdo) dalam daerah berikut :
T do > Ta . f

(pers 2.26 halaman 23)

> 64,64 kg. m x 1
 64,64 kg.m
Maka harga Tdo untuk kopling gesek plat tunggal kering diperoleh dari grafik
adalah :
-

Nomor tipe kopling 100

-

T do = 90 kg.m > 128,44 kg.m

a. Kerja Penghubung
Kerja penghubung (E) dapat dihitung dengan persamaan(2.28 halaman 29)
2

E =

=

GD . nr
7160
3 x 400
7160

2

Tdo
x Tdo - T

2

x

(kg.m/hb)

90
100−91,55

= 96 kg.m/hb

TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 36

Bila jumlah penghubung tiap menit N = 0,7 hb/menit dan kerja penghubung
yang diizinkan adalah Ea (kg.m/hb).
Maka :
E

 Ea

(pers 2.29 halaman 24)

E

 96 kg.m/hb

b. Waktu Pelayanan dan Penghubungan (Waktu Kerja)
Waktu penghubung sesungguhnya dihitung dengan persamaan (2.30 halaman 24)
2

tae

GD . nr
= 375 (Tdo - T )
=

(s)

3 x 400
375(90−27,15)

tae = 0,0547 s
tae < te

( pers 2.31 halaman 24)

c. Perhitungan Panas
Pada saat terjadi penghubungan, maka poros pada kopling akan panas akibat
gesekan, sehingga temperatur permukaan plat gesek biasanya naik sampai 200 0C
dalam sesaat. Namun untuk seluruh kopling umumnya dijaga agar suhunya tidak lebih
dari 800 C.
Jika harga penghubung untuk satu kali pelayanan direncanakan lebih kecil dari
pada penghubung yang diizinkan, maka pada dasarnya pemeriksaan temperatur tidak
diperlukan lagi.
d. Umur Plat Gesek
Umur plat gesek dalam jumlah penghubungan (Nml ) dihitung dengan (pers
2.32 halaman 29)
3

Nml =

L
E .w

Dimana :
L3 = Volume keausan yang diizinkan dari plat gesek untuk
nomor Kopling 100 = 210 cm3 (tabel 2.5 hal 25)
TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 37

w = Laju keausan permukaan bidang gesek (5 – 10 ) x10-7 cm3/kg.m
( tabel 2.4 hal 24) diambil = 8,5 x 10-7 cm3/kg.m
Maka :
3

Nml =

Nml =

L
E .w
210
96 x 5 x 10−7

= 257352,94 hb
Bila jumlah penghubung tiap menit N = 1 hb/menit dan kerja kendaraan 10
jam/hari (direncanakan).
maka :
Nl =

N x h x th

Nl =

1 x 60 x 8 x 365 hari

(pers 2.34 hal 25)

Nl = 175200 hb/tahun
Sehingga umur kopling dapat dihitung dengan persamaan (2.33 halaman 30)

Nmd =

N ml
N1

338813,5
= 175200
= 1,46 tahun = ± 1 tahun 5 bulan
3.4 Analisa Perhitungan Pegas
a. Pegas Kejut
-

Bahan pegas yang dipakai SUP4

-

Tegangan maksimum pegas = 6500 kg/cm2 (gambar 2.21 hal 26)

-

Jumlah pegas (n1) = 6 buah

-

Jumlah lilitan (n2) = 6 buah

-

Jumlah lilitan aktif (n3) = 4 buah

Gaya tekan pada pegas (F) dihitung dengan persamaan (2.35 hal 25)

TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 38

π
F = 4 (D22 – D12) P
π
= 4 (( 283,63 mm ) 2 – (198,55 mm )2 ) x 0,02 kg/mm2
= 205,12 kg
Bila jumlah pegas (n1) adalah 6 buah maka didapat gaya tekan untuk masingmasing pegas dihitung dengan persamaan (2.40 halaman 26)

Wl =

F
n1

205,12
6
=
= 34,19 kg
Tegangan geser (g) dihitung dengan persamaan (2.36 halaman 30)
g = 0,8 x a
= 0,8 x 6500 kg/cm2
= 5200 kg/cm2
Faktor tegangan dari Wahl (K) dihitung dengan persaman (2.37 halaman 30)

4 .c−1
0,615
c
K = 4.c−4 +
Dimana :
c = D/d (pers 2.38 hal 25)
Harga c antara 4 – 10 diambil 6 (gbr 2.17 hal 32)

4 . 6-1
K= 4 . 6−4

0,615
6
+

= 1,25
Diameter kawat pegas (d) dihitung dengan persamaan (2.39 halaman 31)

Wl
8
d2 = K π . c . τ g
Maka :
TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 39

d =

√

=

8 W
K .c. l
π τg

√

8
34,19 kg
1,25 x π x 6 x
5200 kg/cm2

= 0,12 cm diambil 1,2 mm
Diameter lingkaran pegas (D) dihitung dengan persamaan (2.41 halaman 31)
D/d

=6

D

= 6 x 1,2 mm
= 7,2 mm

Lendutan pegas (d) dihitung dengan persamaan (2.42 halaman 27)
3

8 n3 D W L
d4 G
d=
Dimana G adalah modulus geser = 8 x 103 kg/mm2 (tabel 2.6 hal 28)
Maka :

8 x 4 x (15,6)3 x 34,19 kg
4
3
2
d = (1,2) x 8 . 10 kg/mm
= 18,5 mm
= 1,85 cm
Konstanta pegas (k) dihitung dengan persamaan (2.43 halaman 27)
4

G.d
3
k = 8. n3 . D
8.103 kg/mm 2 x (1,2 mm) 4
8 x4 x(7,2 mm)3
k=
= 1,4 mm
= 0,14 cm
Panjang lilitan pegas (H) dihitung dengan persamaan (2.44 halaman 27)
Untuk pemakaian umum H/D tidak boleh lebih dari 4
TUGAS ELEMEN MESIN 1

Page 40

Maka:

H/D < 4

Diambil:

H/D  2
H