Taufiqur Rokhman posted: " Transmisi daya adalah proses mentransmisikan gerak dari satu poros ke poros lainnya dengan menggunakan beberapa hubungan diantara mereka seperti belt (sabuk), tali, rantai, dan roda gigi. Untuk menghubungkan poros, utamanya ada dua jenis sambungan yang d"
Transmisi daya adalah proses mentransmisikan gerak dari satu poros ke poros lainnya dengan menggunakan beberapa hubungan diantara mereka seperti belt (sabuk), tali, rantai, dan roda gigi. Untuk menghubungkan poros, utamanya ada dua jenis sambungan yang digunakan, satu fleksibel dan lainnya kaku. Pada jenis sambungan fleksibel, ada kecepatan relatif antara poros dan sambungan akibat slip dan regangan yang dihasilkan pada sambungan. Tapi pada sambungan kaku, tidak ada kecepatan relatif antara sambungan dan poros.
Sabuk, tali, dan rantai adalah sambungan fleksibel. Sedangkan roda gigi adalah sambungan kaku. Umumnya, sabuk, tali, dan penggerak rantai digunakan ketika jarak antar poros cukup besar, sedangkan roda gigi digunakan ketika jarak antara poros sangat kecil. Efisiensi penggerak roda gigi lebih besar dari sabuk, tali, dan penggerak rantai karena tidak adanya efek selip.
A. PENGGERAK BELT (SABUK)
Pada penggerak sabuk, kecepatan dua poros dapat divariasikan dengan variasi diameter puli di mana sabuk dipasang. Tetapi dalam penggerak rantai atau roda gigi, kecepatan dua poros divariasikan dengan variasi jumlah gigi pada sproket dan gear, masing-masing. Dimana sproket adalah sebutan umum untuk roda gigi yang diameternya lebih kecil, dan gear diameternya lebih besar.
Jika sabuk yang tidak teregang dipasang pada puli, permukaan luar sabuk akan mengalami tarikan dan permukaan dalam sabuk akan mengalami kompresi. Diantara bagian tersebut, ada bagian netral yang tidak mengalami tarikan atau kompresi. Biasanya, hal ini dianggap setengah dari ketebalan sabuk. Jari-jari rotasi efektif puli diperoleh dengan menambahkan setengah ketebalan sabuk ke jari-jari puli. Diagram skematik penggerak sabuk ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Penggerak sabuk
A.1. Jenis Penampang Melintang Sabuk Gambar 2 menunjukkan sabuk datar dan sabuk-V. Pada penggerak sabuk datar, pelek puli sedikit dimahkotai oleh sesuatu yang membantu untuk menjaga agar sabuk tetap berjalan terpusat pada pelek puli sebagaimana yang ditunjukkan pada Gambar 2(a). Untuk penggerak sabuk-V, alur dibuat di tepi puli untuk tindakan wedging. Sabuk tidak menyentuh dasar alur seperti yang ditunjukkan pada gambar Gambar 2(b). Karena tindakan wedging, V-belt perlu sedikit penyesuaian dan mengirimkan lebih banyak daya, tanpa slip, dibandingkan dengan sabuk datar. Dalam beberapa sistem V-belt, lebih banyak lagi dari satu sabuk pada puli dapat digunakan untuk meningkatkan kapasitas transmisi daya.
Gambar 2. Jenis Penampang Melintang Sabuk, (a) Sabuk datar, (b) V-belt
A.2. Rasio Kecepatan
Rasio kecepatan adalah rasio kecepatan puli yang digerakkan dengan puli penggerak. N1 adalah kecepatan rotasi puli penggerak N2 adalah kecepatan putar puli yang digerakkan D1 adalah diameter puli penggerak D2 adalah diameter puli yang digerakkan t adalah ketebalan sabuk
D1N1 = D2N2, di mana t sangat kecil dibandingkan dengan D, oleh karena itu dapat diabaikan.
A.3. Slip Efek slip adalah penurunan kecepatan belt pada poros penggerak dan kemudian poros yang digerakkan. ω1 adalah kecepatan sudut puli penggerak ω2 adalah kecepatan sudut puli yang digerakkan S1 adalah persentase slip antara puli penggerak dan sabuk S2 adalah persentase slip antara puli yang digerakkan dan sabuk S adalah persentase slip total.
Menjalar (Creep) Ketika sabuk berpindah dari sisi kendur ke sisi kencang, bagian tertentu dari sabuk akan memanjang dan kembali berkontraksi ketika sabuk melewati sisi kencang ke sisi kendur. Karena fluktuasi panjang sabuk, ada gerakan relatif antara permukaan sabuk dan puli. Gerak relatif ini disebut creep. Mempertimbangkan adanya creep, rasio kecepatan dapat dinyatakan dengan,
dimana N1 dan N2 masing-masing adalah kecepatan puli penggerak dan puli yang digerakkan; D1 dan D2 adalah diameter puli penggerak dan diameter puli yang digerakkan; σ1 dan σ2 adalah tegangan pada sisi sabuk yang ketat dan kendur, dan E adalah modulus elastisitas bahan sabuk.
Contoh 1:
Kecepatan poros penggerak adalah 100 rpm dan kecepatan poros yang digerakkan adalah 150 rpm. Diameter puli penggerak adalah 500 mm, tentukan diameter puli yang digerakkan dalam konteks berikut: (i) Jika ketebalan sabuk dapat diabaikan. (ii) Jika ketebalan sabuk adalah 6 mm. (iii) Jika slip total adalah 5% dengan mempertimbangkan ketebalan belt. (iv) Jika slip adalah 2% pada setiap puli dengan mempertimbangkan ketebalan sabuk.
Penyelesaian:
B. PENGGERAK TALI
Penggerak tali sangat mirip dengan penggerak sabuk. Ini diklasifikasikan sebagai: Tali serat Tali kawat
Tali serat terbuat dari manila atau kapas. Tali kawat terbuat dari kabel baja. Sejumlah kabel membuat simpul dan simpul membuat tali seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Setiap simpul dipelintir dengan simpul lainnya. Tali dapat memiliki tiga helai atau sembilan helai, dan setiap helai dapat memiliki 7–19 kabel, tergantung pada aplikasinya.
Gambar 3. Diagram skematis penggerak Tali
C. PENGGERAK RANTAI
Untuk mengatasi masalah slip pada penggerak sabuk atau penggerak tali, maka digunakanlah penggerak rantai. Diagram skematis penggerak rantai ditunjukkan pada Gambar 4. Rasio kecepatan dalam penggerak rantai tetap konstan. Tetapi, penggerak rantai lebih berat daripada penggerak sabuk dan ada peregangan bertahap pada kekuatannya. Pelumasan bagian rantai juga sangat diperlukan. Roda gigi tempat rantai dijalankan, sebagaimana puli di sabuk dikenal sebagai sproket yang memiliki gigi yang menonjol yang masuk ke dalam ceruk rantai.
Pitch: Jarak antara dua pusat roller berurutan adalah dikenal sebagai pitch, p Pitch Circle: Lingkaran yang ditarik melalui pusat roller dari rantai yang dibungkus di sekitar sproket disebut lingkaran pitch. T adalah jumlah gigi pada sproket f adalah sudut yang dibatasi oleh tali penghubung di pusat r adalah jari-jari lingkaran pitch
Gambar 4. Penggerak Rantai
D. PENGGERAK RODA GIGI
Roda gigi adalah perangkat transmisi daya kompak yang mengontrol kecepatan, torsi, dan arah putaran poros yang digerakkan. Roda gigi dapat diklasifikasikan menjadi lima kategori utama: spur, heliks, bevel, hypoid, dan cacing. Orientasi poros, efisiensi, dan kecepatan menentukan penerapan penggerak roda gigi. Roda gigi adalah piringan bergigi yang mentransmisikan daya dari satu poros ke poros lainnya dengan cara bertautannya antara roda gigi satu dengan roda gigi lainnya.
D.1 Terminologi Gear Semua terminologi roda gigi yang penting ditunjukkan pada Gambar 5.
Titik Pitch: Titik kontak antara lingkaran pitch dari dua roda gigi dikenal sebagai titik pitch. Lingkaran Pitch: Lingkaran yang melewati titik kontak dua roda gigi dikenal sebagai lingkaran pitch. Diameter Pitch, D: Diameter lingkaran pitch dikenal sebagai diameter pitch
Nada Melingkar, Pc : : Jarak yang diukur sepanjang keliling lingkaran pitch dari titik pada satu gigi dari titik yang sesuai pada gigi yang berdekatan
Gambar 5. Nomenklatur Roda Gigi
Pitch Diametral, Pd: Ini adalah jumlah gigi per satuan panjang diameter lingkaran pitch.
Modul, m: Ini adalah rasio diameter pitch dengan jumlah gigi
Gear Ratio: Ini adalah rasio jumlah gigi pada gigi dan pinion.
Rasio Kecepatan: Ini adalah rasio kecepatan sudut roda gigi penggerak ke roda gigi yang digerakkan.
Di sini, subskrip 1 dan 2 digunakan untuk roda gigi penggerak dan roda gigi yang digerakkan. Addendum Circle: lingkaran yang melewati ujung gigi. Addendum: tinggi radial gigi di atas lingkaran pitch. Nilai standarnya adalah satu modul. Lingkaran dedendum : Lingkaran yang melalui akar gigi. Dedendum: kedalaman radial gigi di bawah lingkaran pitch. Nilai standarnya adalah 1,157 m. Full Depth of Teeth: total kedalaman ruang gigi, yaitu, Full depth = addendum + Dedendum = (1 + 1,157) × Modul = 2,157 × Modul. Kedalaman Kerja Gigi: Kedalaman maksimum di mana gigi menembus ke dalam ruang gigi atau dikenal sebagai kedalaman kerja gigi. Space Width: Ini adalah lebar ruang antara dua gigi berurutan pada lingkaran pitch. Tebal Gigi: Ini adalah ketebalan gigi yang diukur di sepanjang lingkaran nada
Taufiqur Rokhman posted: " Kegagalan bahan rekayasa hampir selalu mewarnai peristiwa yang tidak diinginkan karena beberapa alasan; yakni nyawa manusia yang terancam, kerugian ekonomi, dan mengganggu ketersediaan produk dan layanan. Meskipun penyebab dari kegagalan dan perilaku ma"
Kegagalan bahan rekayasa hampir selalu mewarnai peristiwa yang tidak diinginkan karena beberapa alasan; yakni nyawa manusia yang terancam, kerugian ekonomi, dan mengganggu ketersediaan produk dan layanan. Meskipun penyebab dari kegagalan dan perilaku material dapat diketahui, namun pencegahan kegagalan sulit untuk dilakukan atau dijamin. Penyebabnya biasanya adalah pemilihan dan pemrosesan bahan yang tidak tepat serta desain komponen yang tidak memadai atau penyalahgunaannya. Ini merupakan tanggung jawab insinyur untuk mengantisipasi dan merencanakan kemungkinan terjadinya kegagalan dan jika kegagalan itu terjadi seorang insinyur harus mampu menilai penyebabnya dan kemudian mengambil tindakan pencegahan yang tepat terhadap insiden yang kemungkinan berulang di masa depan.
Topik-topik berikut dibahas dalam tulisan ini: patahan sederhana (mode ulet dan getas), dasar-dasar mekanika patahan, perpatahan getas keramik, pengujian patahan impak, transisi ulet ke getas, kelelahan, dan mulur. Pembahasan ini termasuk mekanisme kegagalan, teknik pengujian, dan metode jitu agar kegagalan dapat dicegah atau dikendalikan.
DASAR-DASAR PATAHAN Patahan sederhana adalah pemisahan bodi menjadi dua atau lebih bagian sebagai respons terhadap tegangan statis yang dikenakan (yaitu, konstan atau perlahan berubah dengan waktu) dan di suhu yang relatif rendah terhadap suhu leleh material. Tegangan yang diterapkan dapat berupa tarik, tekan, geser, atau puntir; pembahasan saat ini terbatas pada patahan yang dihasilkan dari beban tarik uniaksial. Untuk bahan rekayasa, dua mode patahan yang mungkin terjadi adalah jenis atau mode patahan: ulet dan getas. Klasifikasinya didasarkan pada kemampuan suatu material untuk mengalami deformasi plastis. Bahan ulet biasanya menunjukkan terjadinya deformasi plastis yang substansial dengan penyerapan energi yang tinggi sebelum patah. Adapun pada patah getas, biasanya hanya sedikit atau bahkan tidak ada deformasi plastis dengan penyerapan energi yang rendah yang menyertai patah getas. Perilaku tegangan-regangan tarik dari kedua jenis patahan dapat ditinjau pada Gambar 1.
"Ulet" dan "rapuh" adalah istilah yang relatif; yang menunjukkan apakah patahan tertentu adalah satu mode atau mode yang lain tergantung pada situasi. Daktilitas (keuletan) dapat diukur dalam hal: persen perpanjangan dan persen pengurangan luas. Selanjutnya, daktilitas adalah fungsi dari suhu material, laju regangan, dan tegangan.
Setiap proses patahan melibatkan dua langkah yakni pembentukan retakan dan propagasi dalam merespon tegangan yang dipaksakan. Mode patahan sangat tergantung pada mekanisme perambatan retak. Patahan ulet dicirikan oleh deformasi plastis yang luas di sekitar retakan. Selanjutnya, proses tersebut berlangsung relatif lambat seiring dengan bertambahnya panjang retakan. Retakan seperti itu sering dikatakan sebagai retakan stabil. Artinya, ia menolak perpanjangan lebih lanjut kecuali ada peningkatan tegangan yang diterapkan. Selain itu, biasanya akan ada bukti deformasi yang cukup besar pada permukaan patahan (misalnya, puntiran dan sobek). Adapun untuk patah getas, retakan dapat menyebar sangat cepat, dengan sangat sedikit pengiring deformasi plastis. Retakan tersebut dapat dikatakan tidak stabil, dan perambatan retak sekali dimulai, akan berlanjut secara spontan tanpa peningkatan besarnya tegangan yang diterapkan.
Patahan ulet hampir selalu disukai karena dua alasan. Pertama, patah getas terjadi secara tiba-tiba dan dahsyat tanpa peringatan apapun; hal ini merupakan konsekuensi dari perambatan retak secara spontan dan cepat. Di sisi lain, untuk patahan ulet, adanya deformasi plastis memberikan peringatan bahwa patahan sudah dekat, yang memungkinkan tindakan pencegahan bisa segera diambil. Kedua, lebih banyak energi regangan yang diperlukan untuk menginduksi patahan ulet karena bahan ulet umumnya lebih tangguh. Di bawah aksi tegangan tarik yang diterapkan, sebagian besar paduan logam bersifat ulet, sedangkan keramik sangat rapuh, dan polimer dapat menunjukkan kedua jenis patahan.
Gambar 1. (a) patah yang sangat ulet dalam yang mana necking (leher= pengecilan volume) spesimen sampai ke suatu titik. (b) patahan cukup ulet setelah beberapa necking. (c) Patah getas tanpa adanya deformasi plastik
PRINSIP MEKANISME PATAHAN
Patahan rapuh dari bahan yang biasanya ulet, seperti yang ditunjukkan dalam foto pada gambar 2, telah menunjukkan perlunya pemahaman yang lebih baik tentang mekanisme patahan.
Gambar 2. Kapal yang mengalami patah getas
Upaya penelitian yang luas selama beberapa dekade terakhir telah menyebabkan evolusi bidang mekanika patahan. Kajian ini memungkinkan kuantifikasi hubungan antara sifat material, level tegangan, adanya cacat yang menghasilkan retak, dan mekanisme perambatan retak. Insinyur desain sekarang lebih siap dalam mengantisipasi terjadinya patahan, sehingga dengan demikian mampu mencegah terjadinya kegagalan struktural. Pembahasan ini berpusat pada beberapa prinsip dasar dari mekanika patahan.
Referensi: Fundamentals of Material Science and Engineering an Integrated Approach, William D. Callister
WordPress.com
