teori dasar perancangan
TRANSCRIPT
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Kopling.
Kopling adalah salah satu bagian yang mutlak diperlukan pada
mobil dan alat-alat berat. Dimana kopling adalah suatu alat bantu elemen
mesin yang berfungsi sebagai alat untuk menghubungkan dan melepaskan
putaran atau daya dari mesin ke roda belakang secara perlahan-lahan atau
sebagai penerus putaran dan daya dari poros penggerak ke poros yang
digerakkan sehingga poros yang digerakkan berputar atau berhenti sama
sekali. Apabila kopling sebuah kendaraan dilepaskan secara tiba-tiba
diwaktu mesin hidup dan setelah memasukkan gigi maka kendaraan akan
melompat atau mengakibatkan mesin akan mati. Maka fungsi dari kopling
dapat kita diartikan sebagai berikut :
Memberikan dukungan dari poros suatu unit yang terpisah sebagai
motor dan generator.
Mendapatkan keluesan poros atau mengatur kelenturan mesin.
Melindungi poros dari beban yang berlebihan.
Mengatur kecepatan dan percepatan.
2.2 Jenis-jenis kopling.
Menurut cara kerjanya, kopling dibedakan atas dua yaitu :
Kopling tetap.
Kopling tidak tetap.
2.2.1 Kopling tetap.
Kopling tetap adalah satu elemen yang berfungsi sebagai penerus
daya dan putaran dari poros penggerak keporos yang digerakkan tanpa
terjadi slip, dimana sumbu kedua poros yang digerakkan tersebut terletak
pada suatu garis lurus dan tidak dapat dilepaskan atau dihubungkan bila
diperlukan, maka kopling tetap selalu dalam keadaan terhubung. Pada
dasarnya kopling tetap dapat digolongkan menjadi :
a. Kopling kaku.
Kopling kaku adalah kopling yang tidak mengizinkan
ketidaklurusan kedua sumbu poros, dimana bila dihubungkan maka
sumbu akan segaris. Kopling ini banyak dipakai pada poros mesin dan
transmisi, umumnya dipakai pada pabrik-pabrik. Yang termasuk
kopling kaku adalah sebagai berikut :
1. Kopling bus.
2. Kopling flens kaku
3. Kopling flens tempa.
Gambar 2.1 Kopling Kaku
Syarat kopling kaku adalah sumbu kedua poros harus merupakan suatu
garis lurus yang pasti. Penggunaannya untuk mesin-mesin yang
getarannya tidak besar.
b. Kopling Luwes.
Kopling ini dapat digunakan pada poros yang tidak segaris antar
poros penggerak dengan panas yang digerakkan. kopling ini dapat
meredam permukaan dan getaran yang terjadi pada transmisi serta
daya yang halus dan variasi beban diserap oleh karet ban tersebut.
Yang termasuk kopling luwes adalah sebagai berikut :
1. Kopling flen bus
2. Kopling karet ban
3. Kopling karet bintang
4. kopling gigi
5. kopling rantai.
Bus Karet ataukulit
(a-1) Kopling flens luwes(a-2) Kopling karet bintang
(a-3) Kopling gigi (a-4) Kopling rantai
Silinder luar
Cincin OSilinder dalam
Rantai
Gambar 2.2 Kopling Luwes
Syarat-syarat kopling luwes yaitu kedua sumbu boleh
membentuk sudut yang kecil, maksimum 5 derajat. penggunaannya
yang getarannya agak besar (bergoyang). Keistimewaannya dapat
mencegah kerusakan pada bagian-bagian yang lain, seperti poros, naft,
dan lain-lain. Kelemahan kopling lues ini adalah alat-alat seperti karet
dan lain-lainnya mudah rusak.
c. Kopling universal.
Kopling universal adalah kopling yang digunakan bila kedua
poros akan membentuk sudut yang cukup besar. Jadi kopling ini dapat
menjawab tantangan pentransmisian daya yang mempunyai
kemiringan hingga 30 derajat. Yang termasuk kopling universal adalah
Kopling universal hook.
Kopling universal kecepatan tetap.
Gambar 2.3 Kopling universal
d. Kopling fluida.
Kopling fliuda adalah kopling yang meneruskan daya yang
menggunakan fluida sebagai pentransmisiannya. Kedua porosnya
terhubung secara mekanis. Kopling fluida mempunyai satu empeler
dan satu runner turbin yang terpasang pada suatu ruangan yang berisi
minyak. Bila panas dihuibungkan secara empelar, poros berputar maka
minyak mengalir menggerakkan turbin yang berhubungan dengan
poros output. Kopling ini telah dikembangkan menurut pengguanannya
yaitu :
Kopling fluida dengan penyimpanan minyak dalam sirkuit sliran
minyak.
Kopling fluida kembar yang merupakan gabungan antara dua
kopling fluida sirkuit aliran minyak yang terpisah.
Kopling fluida merupakan kopling peralihan antara kopling tetap dan tidak
tetap. Contohnya Targue Konverter. Syarat-syarat kopling fluida adalah kedua
sumbu poros adalah harus merupakan suatu garis lurus yang pasti.
Penggunaannya untuk kopling otomatis yang mulai bekerja pada putaran
tertentu. serta kelemahan yaitu terjadi kehilangan putaran, efisiensi tenaga (v)
hingga 98 %
Gambar 2.4 Kopling fluida
2.2.2 Kopling tidak tetap.
Kopling tidak tetap mempunyai fungsi yang sama seperti pada
kopling tetap. Hanya cara kerjanya saja yang berbeda, dimana poros
penggerak dan poros yang digerakkan dengan putaran yang sama dalam
meneruskan daya, serta melepaskan kedua poros tersebut baik dalam
keadaan diam maupun berputar. jenis kopling tidak tetap terbagi atas
beberapa macam, antara lain :
A. Kopling cakar
Konstruksi dari jenis kopling tidak tetap ini adalah yang paling
sederhana diantara yang lainnya. Kopling ini meneruskan daya atau
momen dengan kontak positif (tidak dengan perantaraan gesekan)
hingga tidak terjadi slip. Kopling ini dapat dibagi menjadi dua bagian
yaitu Kopling cakar persegi dan kopling spiral. Kopling cakar persegi
dapat meneruskan momen dalam dua arah putaran, tetapi tidak dapat
sepenuhnya berfungsi sebagai kopling tak tetap yang sebenarnya.
Sebaliknya pada cakar spiral dapat digunakan dalam keadaan berputar,
tapi hanya untuk satu arah putaran tertentu. namun demikian akan
timbul permukaan yang besar jika dihubungkan dalam keadaan
berputar maka cara menghubungkan semacam ini hanya boleh
dilakukan jika poros penggerak mempunyai putaran kurang 50 RPM.
Gambar 2.5 Kopling Cakar
B. Kopling Plat.
Kopling plat adalah kopling yang meneruskan momen dengan
perantaraan kontak bidang gesek. kopling plat menggunakan satu plat
atau lebih yang dipasang antara dua poros serta membuat kontak
dengan poros tersebut, sehingga terjadi penerapan daya melalui
gesekan diantara sesamanya. Kopling plat dapat dibagi atas kopling
plat tunggal dan kopling plat banyak yaitu berdasarkan atas banyak
plat gesek yang dipakai.
Gambar 2.6 Kopling Plat
C. Kopling Kerucut.
Kopling kerucut adalah kopling yang memakai bidang gesek yang
berbentuk kerucut, konstruksi kopling ini adalah sederhana dan
mempunyai daya aksial yang kecil dapat ditransmisikan momen yang
besar. Kopling ini tidak banyak lagi dipakai karena daya yang
diteruskan tidak seragam. Meskipun demikian dalam keadaan dimana
bentuk plat tidak dikehendaki dan ada kemungkinan terkena minyak.
Gambar 2.7 Kopling Kerucut
D. Kopling Friwil
Kopling ini hanya dapat meneruskan momen dalam satu arah
putaran, sehingga putaran yang berlawanan arahnya akan dicegah atau
tidak diteruskan. Cara kerjanya dapat berdasarkan efek baji dan bola
atau rol. Kopling ini dilepaskan sendiri bila poros penggerak mulai
berputar lambat atau dalam arah yang berlawanan dari poros yang
digerakkan. Kelemahan pada kopling friwil gesek dapat terjadi slip
setelah dipakai dalam waktu yang lama.
Gambar 2.7 Kopling Friwil
E. Kopling Gesek.
Kopling gesek adalah kopling yang perpindahan gayanya melalui
permukaan bidang gesek, kopling ini meliputi :
Kopling gesek datar plat tunggal
Kopling gesek datar plat ganda.
Kopling gesek kerucut.
Syarat-syarat kopling gesek, sumbu kedua sumbu poros harus
merupakan suatu garis lurus yang pasti, penggunaannya untuk
penyambungan dan pelepasan dapat dilakukan dalam setiap keadaan
putaran. Keistimewaannya penyambungan dapat dilakukan dengan
mulus. Kelemahannya terjadi panas saat penyambungan dan terjadi
keausan akibat gesekan.
F. Kopling Pegas.
Kopling pegas adalah kopling manual yang gaya aksialnya
didapat dari pegas dan tenaga manusia, justru dipakai untuk
melepaskan (melawan gaya pegas) keistimewaan kopling ini adalah
besarnya tekanan tertentu.
G. Kopling Hidrolik.
Kopling hidrolik pada prinsipnya sama dengan kopling manual
atau pegas, hanya saja gaya dan tenaga dari manusia tidak disampaikan
secara langsung melalui suatu aparat hidrolik. Keistimewaan kopling
ini pada saat pengoperasiannya tidak menajdi berat seperti pada
pengoperasian mekanik.
2.3 Cara kerja kopling.
Cara kerja kopling dapat dilakukan dengan dua cara yaitu urutan
pemindahan tenaga bila kopling dihubungkan dan urutan pemutusan daya
kopling dibebaskan. Pemindahan tenaga bila kopling dihubungkan, dimana
tutup kopling yang dipasang pada roda penerus akan turut berputar bersama-
sama. Plat penekan dipasang pada penutup kopling dan diantaranya diberi
pegas-pegas, sehingga plat penekan dapat tertekan secara konstant dan kuat
terhadap plat kopling, dengan adanya tekanan pegas ini maka gaya gesek
plat bertambah besar, sehingga dapat diteruskan.
Untuk memutuskan daya yang ditransmisikan itu maka pegas
(pegas diafragma) ditekan, sehingga terjadi perenggangan baja gesek pada
kotak kopling (tutup kopling) sehingga plat gesek terbebas dari jepitan dua
baja gesek, sehingga gaya gesek menjadi nol.
1) Konsep dasar fungsi dan kerja unit kopling
Kopling dan komponen pengoperasiannya yang akan dibahas
dalam modul ini adalah yang dipergunakan pada kendaraan bermotor
khususnya untuk kendaraan ringan, yaitu sepeda motor, sedan dan
mobil penumpang. Kopling dan komponen pengoperasiannya
merupakan bagian dari sistem pemindah tenaga dari sebuah
kendaraan, yaitu sistem yang berfungsi memindahkan tenaga dari
sumber tenaga (mesin) ke roda ken-daraan (pemakai/penggunaan
tenaga).
Pemindahan tenaga dari mesin kesistem penggerak pada
kendaraan, tentunya diperlukan suatu proses yang halus tanpa adanya
kejutan, yang menyebabkan ketidak nyamanan bagi pengendara dan
penumpang. Di samping itu, kejutan juga dapat menyebabkan
terjadinya kerusakan pada bagian mesin.
Sistem pemindah tenaga secara garis besar terdiri dari Unit
kopling, transmisi, defrensial, poros dan roda kendaraan. Sementara
Posisi unit kopling dan komponennya (Clutch Assembly), terletak
pada ujung paling depan dari sistem pemindah tenaga pada kendaraan.
Sesuai dengan fungsinya, yaitu untuk memutus dan menghubungkan,
unit kopling memutus dan menghubungkan aliran daya/gerak/momen
dari mesin ke sistem pemindah tenaga. Dengan adanya kopling, maka
saat tidak diperlukan tenaga gerak, maka tidak perlu harus mematikan
sumber gerak (mesin).
Posisi unit kopling pada kendaraan secara skema dapat dilihat
pada gambar 2.8berikut ini.
Gambar 2.8 Posisi Kopling (Clutch) pada kendaraan
Rangkaian pemindahan tenaga berawal dari sumber tenaga
(Engine) kesistem pemindah tenaga, yaitu masuk ke unit kopling
(Clutch) diteruskan ketransmisi (Gear Box) ke propeller shaft dan
keroda melalui differensial (Final Drive).
Jenis kopling paling tidak dapat dikelompokan menjadi tiga
kelompok yaitu kopling dengan menggunakan gigi, menggunakan
gesekan, dan menggunakan tekanan hidrolis. Secara skema seperti
terlihat pada gambar 2.9 berikut ini.
(kopling cakra) (kopling gesek)
(kopling hidrolik)
Gambar 2.9 Kopling jenis cakra, gesek dan Hidrolik.
Kopling jenis dog banyak dipergunakan pada mekanisme
hubungan roda gigi transmisi. Untuk menyambungkan antara poros
sumber tenaga dengan poros yang digerakan biasanya kopling ini
mengalami kesulitan bila tidak dalam kondisi ber-henti. Untuk itu
pada transmisi dilengkapi dengan komponen yang disebut dengan
synchronmesh. Synchronmesh pada dasar nya adalah salah satu bentuk
kopling gesek dengan bentuk konis. Kopling konis ini akan
menyamakan gerak kedua gigi yang akan dihubungkan, sehingga
kopling dog akan mudah disambungkan.
Kopling gesek (Friction Clutch) adalah proses pemindahan
tenaga melalui gesekan antara bagian penggerak dengan yang akan
digerakan. Konsep kopling ini banyak dipergunakan pada sistem
pemindah tenaga kendaraan, khususnya pada kendara-an ringan,
sepeda motor, sedan dan mobil penumpang lainnya.
Kopling hidrolis banyak dipergunakan pada kendaraan dengan
transmisi otomatis. Proses kerjanya memanfaat-kan tekanan hidrolis,
dan pemindahan dari satu kopling kekopling yang lainnya, dilakukan
dengan mengatur aliran hidrolisnya.
Berikut ini akan dibahas Konsep kerja kopling gesek yang
banyak digunakan dapat dijelaskan melalui gambar 2.10 dan 2.11.
Gambar 2.10 Saat Piringan pemutar (Drive Disc) tidak berhubungan dengan piringan yang diputar (Driven disk)
Berdasarkan skema rangkaian tersebut, kini terlihat fungsi
utama kopling adalah memutus dan menghubungkan jalur tenaga dari
mesin ke roda kendaraan. Proses perpindahan tenaga, poros engkol
(crank shaft) memutar drive disc dalam kopling. Selama piringan/disc
yang lain (driven disc) tidak berhubungan dengan drive disc, maka
tidak ada tenaga/torsi/ gerak yang ditransfer dari mesin ke pemindah
daya. Atau kopling dalam kondisi bebas.
Pada saat drive disc dan driven disc bersinggungan, maka drive
disc akan memutar driven disc yang berhubungan dengan poros input
transmisi. Sebagai hasilnya, torsi/gaya putar dari mesin ditransfer
melalui kopling ke komponen pemindah daya yang lainnya hingga ke
roda penggerak. Saat kedua disc bersinggungan, dan saling berputar
bersama dapat diilustrasikan dalam gambar 2.12 berikut ini.
Gambar 2.12 Saat Kedua piringan berhubungan dan berputar bersama.
Pada prakteknya, saat menghubungkan kopling, yaitu disaat
bersamaan melepas pedal kopling, tidak dilepas langsung namun
sedikit demi sedikit hingga terhubung. Proses ini untuk
menghindarkan terjadinya kejutan saat kedua berhubungan. Sebab bila
kedua piringan tersebut, berhubungan secara langsung tentu akan
terjadi kejutan gerak pada kendaraan, dan ini sering dialami oleh
pengemudi pada pengalaman pertama-nya melepas pedal kopling,
hingga mobilnya bergerak tersendat-sendat. Jadi dengan melepas
kopling sedikit (kalau istilah masyarakat setengah kopling), terjadi
perpindahan tenaga melalaui gesekan plat kopling. Dengan kata lain,
perpindahan tidak terjadi sekaligus.
2) Macam-macam Kopling Gesek.
Seperti telah dijelaskan di atas, kopling gesek banyak digunakan
pada kendaraan ringan. Pada kendaraan roda empat menggunakan
jenis kering dengan plat tunggal. Sedangkan pada sepeda motor,
menggunakan jenis basah dengan plat ganda. Perbedaan kopling basah
dan kering, karena plat kopling tidak kena minyak pelumas untuk
jenis kering, dan plat kopling bekerja dalam minyak pelumas untuk
jenis basah.
a). Kopling gesek pelat tunggal.
Komponen-komponen kopling gesek pelat tunggal secara
bersamaan membentuk rangkaian kopling/ kopling set (clutch
assembly). Seperti terlihat pada gambar 2.13 berikut ini.
Gambar 2.13 Clutch Assembly
Komponen utama dari kopling gesek ini adalah sebagai berikut :
(1) Driven plate (juga dikenal sebagai piringan kopling, pelat
kopling atau friction disc/piringan gesek, atau kanvas kopling).
Plat kopling bagian tengahnya berhubungan slip dengan poros
transmisi. Sementara ujung luarnya dilapisi kampas kopling
yang pemasangannya di keling. Konstruksinya dapat dilihat
pada gambar 2.14.
Gambar 2.14 Plat kopling tunggal.
Lapisan plat kopling disebut dengan kanvas kopling
terbuat dari paduan bahan asbes dan logam. Paduan ini dibuat
dengan tujuan agar plat kopling dapat memenuhi persyaratan,
yaitu :
(a). Tahan terhadap panas. Panas dalam hal ini terjadi karena
terjadi gesekan yang memang direncanakan saat kopling
akan dihubungkan.
(b). Dapat menyerap panas dan membersihkan diri. Gesekan
akan menyebabkan panas dan kotoran debu bahan yang
aus. Kanvas kopling dilengkapi dengan alur yang
berfungsi untuk ventilasi dan menampung dan membuang
debu yang terjadi.
(c). Tahan terhadap gesekan. Kanvas kopling direncana-kan
untuk bergesekan, maka perlu dibuat tahan terhadap
keausan akibat gesekan.
(d). Dapat mencengkeram dengan baik.
Plat kopling dilengkapi dengan alat penahan kejutan baik
dalam bentuk pegas ataupun karet. Alat ini dipasang secara
radial, hingga disebut dengan pegas radial. Konstruksinya
seperti terlihat pada gambar 2.15 berikut ini.
Gambar 2.15 Pegas Radial Plat Kopling
Pegas radial berfungsi untuk meredam getaran/kejutan
saat kopling terhubung sehingga diperoleh proses
penyambungan yang halus, dan juga getaran atau kejutan
selama menghubungkan/bekerja. Untuk itu maka pegas radial
harus mampu menerima gaya radial yang terjadi pada plat
kopling memiliki elastisitas yang baik. Namun demikian
karena penggunaan yang terus menerus, maka pegas radial
dapat mengalami kerusakan. Untuk yang dalam bentuk karet,
kemungkinan karetnya berkurang/tidak elastis lagi atau pecah.
Sedangkan yang pegas ulir, kemungkinan berkurang panjang
bebasnya, yang biasanya ditunjukan dengan ter-jadinya
kelonggaran pegas dirumahnya dan menimbulkan suara.
Plat kopling di samping pegas radial juga dilengkapi
dengan pegas aksial. Konstruksinya seperti terlihat pada
gambar 2.16 berikut ini.
Gambar 2.16 Pegas Aksial Plat Kopling
Pegas aksial dipasang diantara kanvas kopling, dan
bentuknya ada dua macam. Gambar 3.6 A pegas aksial
berbentuk E dan Gambar B pegas aksial berbentuk W.
Fungsi pegas aksial adalah untuk mendapatkan
senntuhan yang halus saat plat kopling mulai terjepit oleh plat
tekan pada fly wheel. Dengan kata lain terjadi proses
menggesek terlebih dahulu sebelum terjepit kuat oleh plat
tekan pada fly wheel.
(2) Pressure plate (plat penekan) dan rumahnya, unit ini yang
berfungsi untuk menekan/menjepit kampas kopling hingga terjadi
perpindahan tenaga dari mesin ke poros transmisi.
Untuk kemampuan menjepitnya, plat tekan didukung oleh pegas
kopling. Pegas kopling paling tidak ada dua macam, yaitu dalam
bentuk pegas coil dan diafragma atau orang umum menyebutnya
sebagai matahari. Kontruksinya seperti terlihat pada gambar 2.17
berikut ini.
Gambar 2.17 Clutch Asembly dengan pegas diafragma dan pegas coil.
Clutch Asembly sebelah kiri menggunakan pegas diafragma
dan yang sebelah kanan menggunakan pegas coil. Karena fungsi
pegas adalah untuk menjepit plat kopling, ternyata keduanya
mempunyai karateristik kemampuan kerja yang berbeda.
Perbedaan tersebut dapat digambarkan sebagai berikut.
Gambar2.18Perbandingankemampuan pegasdiafragmadengan pegas coil.
Pada gambar 2.18, terdapat dua garis, garis yang penuh
menggambarkan tekanan pegas diafragma, sedangkan garis
terputus-putus menggambarkan tekanan pegas coil. Pada point a
menunjukan posisi pada saat plat kopling sudah aus. Pada posisi
ini terlihat bahwa pegas diafragma memberikan tekanan yang
lebih besar dibandingkan dengan pegas coil. Besarnya tekanan
yang diberikan ini akan menentukan tingkat kemungkinan
terjadinya slip pada kopling. Sehingga saat plat kopling sudah
aus, penggunaan pegaas coil kemungkinan akan terjadi sllip lebih
besar dibandingkan dengan pegas diafragma. Hal ini karena
tekanan yang diberikan oleh pegas coil lebih kecil
Pada saat plat koplingnya masih baru atau tebal keduanya
memberikan kemampuan tekanan yang sama besarnya. Posisi ini
digambarkan pada titik poin b. Pada titik poin c menggambarkan
tekanan pegas saat pedal kopling diinjak penuh. Pegas coil
memberikan tekanan yang lebih besar dibandingkan pegas
diafragma. Hal ini berarti terkait dengan besarnya tenaga
pengemudi untuk membebaskan kopling. Kalau pegasnya coil
berarti tenaga injakan kopling lebih berat dibandingkan bila
menggunakan pegas diafragma.
Pegas diafragma memberikan tekanan lebih merata
dibandingkan pegas coil. Bentuk pegas diafragma bila dilihat dari
depan seperti gambar 2.19 berikut ini.
Gambar 2.19 Pegas diafragma/matahari.
(3) Clutch release atau throwout bearing, unit ini berfungsi untuk
memberikan tekanan yang bersamaan pada pressure plate Lever
dan menghindarkan terjadinya gesekan antara pengungkit dengan
pressure plate Lever untuk pegas coil. Sedangkan yang pakai
pegas difragma langsung keujung pegas.
Bantalan tekan ini ada tiga macam. Seperti terlihat pada
gambar 2.20 berikut ini.
Gambar2.20 macam-macam bantalan tekan kopling
Gambar 2.20.1 adalah bantalan tekan yang mampu
menerima beban aksial dan menyudut. Gambar 2.20.2 bantalan
tekan yang hanya mampu menerima beban aksial. Keduanya
memerlukan pelumasan, bila pelumasnya habis maka keduanya
akan mengalami kerusakan. Sedangkan gambar 2.20.3 adalah
bantalan tekan yang terbuat dari karbon yang tidak memerlukan
pelumasan.
(4) Throwout lever/Clutch Fork/plate Lever berfungsi untuk
menyalurkan tenaga pembebas kopling.
Konstruksi di atas berarti plat tekan bersama rumahnya
dipasang menggunakan baut pada fly wheel. Sementara plat
kopling dipasang diantara fly wheel dengan pelat tekan, dan
bagian tengahnya dihubungkan dengan poros transmisi dengan
sistem sliding. Dengan demikian Prinsip dasar bekerjanya kopling
gesek dengan plat tunggal yang banyak digunakan pada
kendaraan roda empat ini seperti terlihat pada gambar 2.21
berikut ini.
Gambar 2.21 Prinsip kerja kopling plat tunggal
Pada posisi seperti gambar 2.21 berarti kopling sedang
bekerja, dimana plat kopling terjepit oleh Fly wheel (6) dan
Pressure plate (4) yang mendapat tekanan dari pegas kopling
(7). Dengan demikian putaran mesin disalurkan melalui fly
wheel ke plat kopling dan kemudian ke poros primer (2).
Sewaktu pedal kopling (9) diinjak, gerakan menarik
sambungan pengatur (11) dan garpu kopling (10). Gerakan
tersebut menyebabkan bearing (8) dan membawa pressure plate
(4) bergerak kekanan melawan tegangan pegas kopling (7). Hal
ini berarti menyebabkan plat kopling (3) terbebas dari jepitan.
Sehingga putaran dari mesin terputus tidak tersalurkan ke sistem
pemindah tenaga.
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.22
berikut ini.
Gambar 2.22 Kopling Plat Tunggal Dengan Posisi Terhubung
Poros yang dihubungkan menggunakan kopling adalah
poros engkol (Driver shaft) dengan poros kopling yang tidak
lain adalah poros yang masuk ke transmisi (Driven Shaft). Pada
gambar 3.4 plat kopling pada posisi terhubung terjepit diantara
plat tekan dengan Fly wheel, kekuatan jepitnya diperoleh dari
tegangan pegas kopling yang dalam hal ini dalam bentuk pegas
diafragma. Dengan posisi demikian maka putaran poros
transmisi akan sama dengan putaran mesin.
Gambar 2.23 Kopling Plat Tunggal Dengan Posisi bebas
Pada saat tuas pembebas ditekan maka gayanya diteruskan
ke bantalan tekan dan menekan pegas diafragma. Pegas
diafragma mengungkit plat penekan, sehingga plat kopling
terbebas. Dengan kata lain, putaran poros engkol/mesin tidak
tersalurkan ke sistem pemindah tenaga. Kondisi ini diperlukan
saat memindah kecepatan transmisi, saat mengerem kendaraan,
dan saat menghentikan kendaraan.
2.4 Perencanaan Komponen Utama Kopling.
1. Poros.
Pada dasarnya poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau
beban lentur dan juga gabungan keduanya. Melihat pada konstruksinya
maka tegangan lentur yang terjadi sangat kecil sehingga dapat diabaikan,
dengan demikian dapat dipastikan bahwa poros hanya mendapat beban
puntir saja.
Selanjutnya untuk mendapatkan diameter poros yang sesuai maka
perlu dipilih beberapa faktor koreksi dan faktor keamanan sebagai berikut
Faktor koreksi daya (fc).
Faktor koreksi momen puntir (kt).
Faktor koreksi lenturan (cb).
Faktor keamanan tegangan geser (sf)
Persamaan-persamaan yang digunakan dalam perancangan
mengenai poros adalah sebagai berikut :
Menentukan daya rencana (pd) digunakan rumus :
pd = P. fc (Kw)….....……………………………………………….. 2.1
Dimana pd = daya rencana.
fc = Faktor koreksi.
P = daya motor.
Menentukan momen puntir rencana (T) :
T = 9,74. 105. pd/n. ..…………………………………….……….. 2.2
Dimana T = momen puntir.
pd = daya rencana.
n = putaran.
Koreksi perencanaan poros terhadap tegangan :
Tegangan geser yang terjadi.
g = ……………………..………………………………….. 2.3
Tegangan puntir yang terjadi.
p = …………………….…………………………………….. 2.4
Dimana ds = diameter poros.
kt = Faktor koreksi puntiran (1,5 – 3,0 )
cb = Faktor koreksi lenturan ( 1,2 – 2,3 )
g = Tegangan geser maksimum (kg/mm2)
WP adalah Momen perlawanan
2. Pelat gesek.
Permukaan plat gesek yang bersinggungan biasanya besi cor dan
asbes yang tahan terhadap panas pada waktu dia bergesekan. Pada plat
gesek diameter luar (D1) dan diameter dalam (D2).
Perbandingan antara keduanya D1 : D2 biasanya besar dari 0,5
karena bidang gesek yang terlalu dekat dengan sumbu poros yang
mempunyai pengaruh yang kecil terhadap permindahan momen pada
bidang gesek (p).
Tekanan rata-rata bidang gesek (p)
Koefisien plat kering ( k )
Perbandingan diameter plat gesek (D1/D2)
Dari data-data yang ada dapat ditentukan :
Gaya tekanan bidang gesek (F)
F = …………………………………….…………..
2.5
Jari-jari rata-rata plat gesek (r m)
r m = …………………… …………………………….. 2.6
Momen gesek pada pemukaan plat gesek ( Mg ) sama dengan momen
puntir ( T ).
T = . F . r m ……………………………………….………….. 2.7
Lebar permukaan plat gesek ( b )
b = …………………………………….………….. 2.8
Luas permukaan gesek ( A )
A = 2 . r m . b ……………………………………….……….. 2.9
Umur Plat Gesek
Umur plat gesek artinya adalah lamanya plat gesek dipakai mulai
dari waktu pemasangan sampai dengan mencapai keausan yang
diizinkan .Biasanya umur plat gesek yang baik berkisar 3000 sampai 5000
jam untuk jenis pemakaian sedang. Faktor umur ini ditemukan oleh
volume keausan dari plat gesek di bagi dengan keausan spesifik dan daya
gesek dari plat.
Hubungan ini memakai persamaan :
Nml = …………………………………………. ………….. 2.10
Dimana Nml = Umur plat dari jumlah hubungan (hb)
L3 = Volume keausan plat gesek yang diizinkan ( cm3 )
E = Kerja penghubung untuk satu kali hubungan
(kgm/hb)
W = Laju keausan bidang gesek (cm3 . kg m )
Volume keausan berarti volume dari plat gesek yang diizinkan aus
mulai dari dipasang sampai dengan datarnya sama dengan kelingan (paku
keling), bila hal ini diteruskan akan merusak kelingan.
3. Spline dan naft.
A. Spline.
Sama dengan poros, maka spline juga mempunyai fungsi untuk
meneruskan daya dan putaran. Diameter spline lebih besar dari
diameter poros.
Lebar gigi spline ( L )
L = ………………………………………………..….. 2.11
Diameter Maximal ( D )
D = ……………………………………….………….. 2.12
Tinggi spline ( h )
h = …………………………………….………….. 2.13
Jari-jari rata-rata spline
rs = ……………………………………………….. 2.14
Gaya yang bekerja pada spline ( Ft )
Ft = …………………………………………………….. 2.15
Dimana T = Torsi ( Momen rencana )
Lebar spline ( b )
b = ……………………………………….………….. 2.16
Dimana g =
Jumlah spline atau jumlah pasak ( Z )
Z = ………………………………………………….. 2.17
Gaya yang bekerja pasa setiap spline ( Fts ).
Fts = ………………………………………..………….. 2.18
B. Naft.
Jumlah naft sama dengan jumlah spline ( Zi ) buah dengan
menganggap jari-jari pada neft sama dengan spline.
Panjang naft dapar diperoleh dari pers. berikut :
Ln = 1,4 ds. ……………………………………..………….. 2.19
Dimana Ds = diameter spline.
Gaya yang bekerja pada naft.
Fn = ………………………………………………….. 2. 20
Dimana Fts = Gaya yang bekerja pada setiap spline.
b = Lebar naft.
4. Paku keling.
Pada kopling terdapat tiga macam ukuran paku keling dengan
posisi letak yang berbeda, adapun ukuran untuk masing-masing paku
keling.
Gaya yang bekerja pada paku keling ( F )
F = ……………………………………………………..…….. 2. 21
Dimana T = Torsi.
R = Jarak dari sumbu.
Gaya yang bekerja pada setiap paku ( Fs ).
Fs = ………………………………………………………….. 2. 22
Dimana n = jumlah paku keling
F = gaya yang bekerja semua paku
Tegangan tarik izin (t ).
= ……..……………………………………….………….. 2. 23
t = tegangan tarik
Sf =faktor keamanan (80-90)%
Tegangan geser izin ( g ).
g = 0,8 . t. ……………………………………….………….. 2. 24
Diameter paku keling ( d ).
dpaku keling = …………………...………………………... 2. 25
Diameter lubang kelingan ( D ).
Dlubang keling = d + 0,2 mm. ………………………….……..…… 2. 26
5. Pegas.
A. Pegas kejut.
Pegas kejut berfungsi sebagai pelunak tumbukan atau kejutan.
Sifat pegas yang terpenting adalah menerima kerja kawat perubahan
bentuk elastis dan ketika mengendorkan kembali kerja tersebut.
Gaya yang bekerja pada pegas kejut adalah gaya keling ( F ).
F = ……………………………………..………….. 2. 27
Gaya untuk satu pegas ( Fa ).
Fa = ………………………………………..………..
2. 28
Dimana MP = Torsi.
Z = Jumlah pegas kejut.
Diameter kawat pegas ( d ).
dkawat pegas = …………………….………….. 2. 29
Dimana k = faktor tegangan.
k = +
C = indeks pegas
Fa = gaya yang bekerja pada pegas.
t = tegangan tarik.
Diameter kawat pegas ( d ).
D = C . dkawat pegas …………….…………….………….. 2. 30
Lendutan yang terjadi ( ).
= ………………………………..………….. 2.
31
Dimana = Defleksi pegas.
n = jumlah lilitan yang aktif.
G = Modulus geser.
Panjang pegas sebelum dibebani ( Lo )
Lo = nd + max. + (n-1) . 0,1. …………………..…….. 2. 32
Kisar ( K )
K = ……………………………………..……….. 2. 33
Panjang pegas dalam keadaan dibebani ( Li ).
Li = Lo - …………………………………..………….. 2. 34
Tegangan geser pegas ( g )
g = ………………………………..………….. 2. 35
Tegangan puntir pegas ( p )
p = …………………………………………… 2. 36
Tegangan total ( tot. )
tot = g + p. …………………………….….……….. 2. 37
B. Pegas Diafragma.
Pegas diafragma berfungsi sebagai penekanan plat gesek melalui
permukaan plat tekan. Bila pegas diafragma ditekan, atau diberi gaya
tekan melalui pedal koplin, maka pada saat bersamaan pegas
diafragma ini akan melepaskan hubungan plat gesek dengan fly wheel,
sehingga tidak terjadi penerusan daya dan putaran ke transmisi.
Gaya yang bekerja ( Fi ).
Fi = ………………………………..………….. 2. 38
Dimana a = Tegangan dinamis pegas yang diizinkan.
a = 0,75 o.
b = Lebar lengan penampang melintang
h = Tebal pegas
L = Panjang pegas
o = 200 N/mm
besarnya kemampuan pegas keseluruhan ( F ).
F = F1 . Z ………………………………….
………….. 2. 39
Pemin dalam pegas ( f ).
f = ………………………………..………… 2.40
Kemiringan
g = …………………………………….. 2.41
6. Bantalan.
Pada kopling ini terdapat dua buah bantalan yang ukuran dan
fungsi yang berbeda, kedua bantalan tersebut adalah sebagai berikut :
1. Release bearing.
2. Input shaft bearing.
Release bearing terletak antara pegas matahari dengan luas
penekanan, gaya tekan yang terjadi sama dengan gaya yang diperlukan
untuk membebaskan flat gesek antaranya dengan baja, untuk itu ditetapkan
koefisien gesek.
Gaya gesek yang terjadi ( Fq )
Fq = . fo. ……………………………………….. ………….. 2.42
Beban ekuivalen dinamis ( p )
p = Fr . Fa …………………………………………………….. 2.43
Fr = Gaya radial