Elemen Mesin

Transmisi Roda Gigi

Definisi roda gigi adalah salah satu bentuk sistem transmisi yang mempunyai fungsi mentransmisikan gaya, membalikkan putaran, mereduksi atau menaikkan putaran/ kecepatan. Umumnya roda gigi berbentuk silindris, di mana di bagian tepi terdapat bentukan-bentukan yang menyerupai gigi ( bergerigi )

Gear (Roda Gigi) merupakan komponen mekanikal yang menstransmisi-kan daya dan gerakan diantara sumbunya. Gear juga dapat mengubah arah putaran dan mengubah gerakan rotasi menjadi gerakan linier. Gear menjadi komponen permesinan yang digunakan diberbagai industri seperti: automotive industries, coal plants industry, steel plants industry, paper industry, etc.

Gear biasaya digunakan dengan dua tujuan dasar:

-          Menaikkan atau menurunkan kecepatan putar

-          Menaikkan atau menurunkan daya (power) atau torsi (torque)

 Kerjasama roda gigi :

o    Sumbu roda gigi sejajar/paralel:

Dapat berupa kerja sama roda gigi lurus, miring atau spherical

o    Sumbu roda gigi tegak lurus berpotongan :

Dapat berupa roda gigi trapesium/payung/ bevel dengan profil lurus(radial), miring(helical) atau melengkung(spherical)

o    Sumbu roda gigi menyilang tegak lurus :

Dapat berupa roda gigi cacing(worm), globoida, cavex, hypoid, spiroid atau roda gigi miring atau melengkung.

o    Sumbu roda gigi menyilang :

Dapat berupa rodagigi skrup(screw/helical) atau spherical.

o    Sumbu roda gigi berpotongan tidak tegak lurus :

Dapat berupa roda gigi payung/trapesium atau helical dll

• Syarat dua roda gigi bekerja-sama:

Beberapa hal yang cukup penting pada kerjasama roda gigi , apabila dua roda gigi atau lebih bekerja sama maka :

o  Profil gigi harus sama ( spur atau helical dll)

o  Modul gigi harus sama (modul gigi adalah salah satu dimensi khusus roda gigi)

o  Sudut tekanan harus sama ( sudut perpindahan daya antar gigi)

 
Poros

Poros adalah suatu bagian stasioner yang beputar, biasanya berpenampang bulat dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi (gear), pulley, flywheel, engkol, sprocket dan elemen pemindah lainnya. Poros bisa menerima beban lenturan, beban tarikan, beban tekan atau beban puntiran yang bekerja sendiri-sendiri atau berupa gabungan satu dengan lainnya. (Josep Edward Shigley, 1983)

Tipe Poros

–        Poros transmisi.

–        Poros Mesin.

Tegangan pada Poros

–        Tegangan geser yang disebabkan oleh Torsi

–        Tegangan tekuk yang disebabkan olah gaya yang bekerja pada elemen mesin dan beratnya.

–        Kombinasi tegangan akibat puntir dan tekuk.

–        Aplikasi pembebanan Fluktuasi.

Hal-hal yang harus diperhatikan.

1.      Kekuatan poros

Poros transmisi akan menerima beban puntir (twisting moment), beban lentur (bending moment) ataupun gabungan antara beban puntir dan lentur. Dalam perancangan poros perlu memperhatikan beberapa faktor, misalnya : kelelahan, tumbukan dan pengaruh konsentrasi tegangan bila menggunakan poros bertangga ataupun penggunaan alur pasak pada poros tersebut. Poros yang dirancang tersebut harus cukup aman untuk menahan beban-beban tersebut.

2.      Kekakuan poros

Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup aman dalam menahan pembebanan tetapi adanya lenturan atau defleksi yang terlalu besar akan mengakibatkan ketidaktelitian (pada mesin perkakas), getaran mesin (vibration) dan suara (noise).

Oleh karena itu disamping memperhatikan kekuatan poros, kekakuan poros juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan jenis mesin yang akan ditransmisikan dayanya dengan poros tersebut.

3.      Putaran kritis

Bila putaran mesin dinaikan maka akan menimbulkan getaran (vibration) pada mesin tersebut. Batas antara putaran mesin yang mempunyai jumlah putaran normal dengan putaran mesin yang menimbulkan getaran yang tinggi disebut putaran kritis. Hal ini dapat terjadi pada turbin, motor bakar, motor listrik, dll. Selain itu, timbulnya getaran yang tinggi dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagian-bagian lainnya. Jadi dalam perancangan poros perlu mempertimbangkan putaran kerja dari poros tersebut agar lebih rendah dari putaran kritisnya,

4.      Korosi

Apabila terjadi kontak langsung antara poros dengan fluida korosif maka dapat mengakibatkan korosi pada poros tersebut, misalnya propeller shaft pada pompa air. Oleh karena itu pemilihan bahan-bahan poros (plastik) dari bahan yang tahan korosi perlu mendapat prioritas utama.

5.      Material poros

Poros yang biasa digunakan untuk putaran tinggi dan beban yang berat pada umumnya dibuat dari baja paduan (alloy steel) dengan proses pengerasan kulit (case hardening) sehingga tahan terhadap keausan. Beberapa diantaranya adalah baja khrom nikel, baja khrom nikel molebdenum, baja khrom, baja khrom molibden, dll. Sekalipun demikian, baja paduan khusus tidak selalu dianjurkan jika alasannya hanya karena putaran tinggi dan pembebanan yang berat saja. Dengan demikian perlu dipertimbangkan dalam pemilihan jenis proses heat treatment yang tepat sehingga akan diperoleh kekuatan yang sesuai. Poros yang dipakai untuk meneruskan putaran tinggi dan beban berat umumnya dibuat dari baja paduan dengan pengerasan kulit yang sangat tahan terhadap keausan. Beberapa diantaranya adalah baja khrom nikel, baja khrom nikel molybdenum, baja khrom, baja molybdenum,dll.

    Bantalan (Bearing)

                         

Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-balik yang berlangsung secara halus, aman, dan panjang umur. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh system akan menurun atau tak dapat bekerja secara semestinya. Jadi, bantalan dalam permesinan dapat disamakan peranannya dengan pondasi pada gedung (Sularso & Kiyokatu Suga : Elemen mesin 1978).

Bantalan gelinding merupakan salah satu komponen mesin yang kuat/tegar yang akan memberikan umur pakai yang panjang kepada mesin/peralatan yang mempergunakannya, lebih-lebih bilamana bantalan gelinding tersebut dipasang dan dirawat betul. Penanganan secara betul dalam pemasangan maupun pelepasan bantalan bukan merupakan masalah yang sulit, karena hanya diperlukan kebersihan, ketelitian maupun keseksamaan.

Penyimpanan bantalan gelinding sebelum dibungkus atau dipak, bantalan gelinding dilapisi dengan bahan anti karat, sehingga bantalan tersebut dapat disimpan dalam bungkus/pak aslinya selama bertahun-tahun. Dianjurkan bahwa penyimpanan bantalan gelinding dilakukan digudang yang kelembapan udaranya tidak lebih dari 60% dan temperaturnya konstan.

Bantalan gelinding bertutup (kode tambahannya : -2Z ) tidak boleh disimpan lebih dari 2 tahun, sedangkan bantalan gelindinng- berperapat ( kode tambahannya : -2RS ) tidak boleh lebih dari 3 tahun. Bantalan gelinding semacam itu telah diberi pelumas untuk seumur hidup, namun gemuk/grease yang dimasukkan kedalamnya akan menua (menjadi tua) dan keras (kaku) bila disimpan terlalu lama. Bantalan gelinding yang tidak terbungkus dalam bungkus aslinya harus dijaga kebersihannya, diberi minyak/gemuk dengan baik dan dibungkkus dengan kertas minyak untuk mencegah karat.

Petunjuk pelumasan bantalan yang dilumasi secara betul tidak akan aus, karena pelumas mencegah terjadinya kontaak langsung antara komponen bantalan yang satu dengan yang lain yang terbuat dari logam.Bantalan gelinding dapat dilumasi dengan oli atau gemuk/grease. Bantala rol sferis-aksial biasanya harus dilumasi dengan oli, dan hanya boleh dilumasi dengan gemuk jika angka putarannya rendah. Bantalan yang ber sil atau berperapat logam suadh dilumasi untuk “seumur hidup” dari pabriknya. Pemilihan jenis pelumas pada dasarnya berdasarkan temperatur dan angka putaran kerja dari bantalan. Gemuk digunakan bila kondisi kerjanya dibawah normal, dan gemuk juga berfungsi untuk melindunngi bantalan dari kotoran yang masuk. Pelumasan dengan oli dianjurkan untuk angka putaran yang tinggi. Pelumas harus selalu disimpandi tempat yang bersih dan tertutup, serta ditempatkan di dalam gudang yang kering.

Perencanaan bantalan untuk mesin perajang umbi diharapkan mampu memberikan life time yang lama yang bisa meneruskan daya dengan  sedikit loses atau kerugian daya.