clutch (6)
Post on 18-Oct-2015
32 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
-
5/28/2018 Clutch (6)
1/28
FungsinyaUntuk menghubungkan poros penggerak dan yang
digerakkan, sehinngga poros yang digerakkan dapat
dihentikan dan digerakkan dengan tanpa menghentikan
poros penggeraknya.
CLUTCH (KOPLING TIDAK TETAP)
Tipe clutch
1. Positive clutch
Jaw clutch a. Jaw segi empat bisa dua arah
b. Jaw spiral hanya searah
(a) (b)
-
5/28/2018 Clutch (6)
2/28
2. Friction clutch
A. Disc clutch
Bila : T = torsi yang ditransmisikan.
p = tekanan aksial ; = koefisien gesek
r1,r2= radius luar dan dalam permukaan gesek.
r = radius rata-rata permukaan gesek.
Lihat ring dengan radius x dan tebal dx
Luas permukaan kontak, Ax= 2..x.dxGaya aksial pada ring, Sw = p.2..x.dxGaya gesek yang bekerja secara tangensial Fx= .p.2..x.dxTorsi gesek yang bekerja pada ring, Tx= .p.2..x
2.dx
-
5/28/2018 Clutch (6)
3/28
Kemudian kita tinjau dua kondisi berikut:
1. Tinjauan bila tekanan merata.
Bila tekanan merata pada seluruh luas permukaan gesek, maka
intensitas tekanannya :
)rr(
Wp
22
21 W = gaya aksial
Torsi gesek, Tx= .p.2..x2.dxdiintegrasikan dengan batas r
1dan r
2
Torsi gesek total,
3rr.p...23x.p...2dx.x.p..2T 3231r
r
3r
r
2
1
2
1
2
22213
231
32
31
22
21 rr
rr
W.3
2
3
rr
.)rr(
W
...2T
2221
32
31
rr
rr
3
2rr.W.T
-
5/28/2018 Clutch (6)
4/28
2. Tinjauan bila keausan merata.
Bila p adalah intensitas tekanan aksial pada jarak x dari sumbu
clutch, maka intensitas tekanan akan berubah-ubah sebagai
kebalikan dari jarak.Sehingga, p.x = C (konstanta). p = C/x
Gaya aksial pada ring, Sw = p.2..x.dx = C/x. 2..x.dx = 2..C.dx
Gaya total pada permukaan gesek:
2121
r
r
r
rrr.2
W
CrrC..2xC..2dx.C..2W1
2
1
2
Kita ketahui bahwa torsi gesek pada ring,
x2x dxxC.x
Torsi gesek total pada permukaan gesek:
2r.2
x.x 22212221
r
r
2
r
1
2
1
2
-
5/28/2018 Clutch (6)
5/28
)rr.(W..2
1)rr(
)rr(2
W..T 21
22
21
21
2
rr
rr.W.T 21
Catatan:
1. Dalam multiple disc clutch, bila adanpasang permukaan kontak,
maka torsi yang ditransmisikan oleh permukaan gesek adalah:
T = n. . W. r
2. Jika terdapatn1disc pada poros penggerak dan n2disc pada
poros yang digerakkan, maka jumlah pasangan permukaan
kontaknya,
n = n1+ n2-1
3. Dalam kondisi clutch yang masih baru, intensitas tekanan
mendekati merata, tetapi pada kondisi clutch yang sudah lama,
teori keausan merata akan lebih mendekati.
4. Teori tekanan merata memberikan torsi gesek yang lebih besar
dari pada teori keausan merata.
-
5/28/2018 Clutch (6)
6/28
No. of driving pairs n = 6
driver driven
Pressure plates
Friction plates
21 43 65
Multiple plate clutch
-
5/28/2018 Clutch (6)
7/28
-
5/28/2018 Clutch (6)
8/28
Clutch Plate
or Friction Plate
Torsional springs
Splined boss
(hub)
Friction lining
-
5/28/2018 Clutch (6)
9/28
Pressure plate
Diaphragm spring
Clutch housing
-
5/28/2018 Clutch (6)
10/28
-
5/28/2018 Clutch (6)
11/28
-
5/28/2018 Clutch (6)
12/28
CLUTCH OPERATING MECHANISM
-
5/28/2018 Clutch (6)
13/28
-
5/28/2018 Clutch (6)
14/28
Contoh soal:
Friction clutch mentransmisikan daya 15 hp pada 3000 rpm. Tekanan
aksial dibatasi sampai 0,9 kg/cm 2. Jika diameter luar dari friction
lining adalah 1,4 kali diameter dalamnya, maka tentukan dimensifriction lining yang diperlukan. Diasumsi kondisinya keausan merata,
koefisien gesek diambil 0,3.
Penyelesaian:
Daya yang ditransmisikan, P = 15 hp
Kecepatan / putaran, N = 3000 rpmTekanan aksial, p = 0,9 kg/cm2
Koefisien gesek , = 0,3
Torsi yang ditransmisikan,
cm-kg358m-kg58,3
3000..2
450015
N..2
4500PT
Dimensi friction lining:
Untuk kondisi keausan merata, p.x = C. Karena intensitas tekanan
maksimum pada jari-jari dalam (r2), maka p.r2= CC = 0,9.r2.
Beban total yang ditransmisikan oleh friction lining,
W = 2..C.(r1-r2) = 2..0,9.r2(1,4 r2r2 ) = 2,2.r22.
-
5/28/2018 Clutch (6)
15/28
Gunakan hubungan,
cm498,807,6.4,1rdancm07,6r75,2236,1
358r
r.6,1
2
rr.4,1r.2,2.3,0.2358
2
rr.W..nT
123
2
32
2222
21
Contoh soal:
Multi disc clutch memiliki 3 disc pada poros penggerak dan 2 disc pada
poros yang digerakkan. Diameter luar permukaan kontak 240 mm dan
diameter dalam 120 mm. Diasumsi keausan merata dan koefisien
gesek 0,3. Tentukan intensitas tekanan aksial maksimum antara disc
untuk mentransmisikan daya 25 kw pada putaran 1575 rpm.
Penyelesaian:Jumlah disc pada poros penggerak, n1= 3
Jumlah disc pada poros yang digerakkan, n2= 2
Jumlah pasangan permukaan kontak, n = n1+ n2-1 = 3+2 -1 = 4
Diameter luar permukaan kontak, d1= 240 mmr1= 120 mm
Diameter dalam permukaan kontak, d2= 120 mmr2= 60 mm
-
5/28/2018 Clutch (6)
16/28
Koefisien gesek, = 0,3
Daya yang ditransmisikan, P = 25 kw = 25.103watt.
Kecepatan/putaran, N = 1575 rpm.
Torsi,
N1404)60120.(3,0.4
10.6,151.2
)rr(.n
T2W
2
rr.W.n..W.rn.T
mm-N151,6.10m-N6,1511575..2
60.10.25
N..2
60.PT
3
21
21
33
Intensitas tekanan aksial maksimum, p.r2 = CC = p.r2= 60.p
Gaya aksial pada tiap permukaan gesek,
W = 2..C.(r1 - r2) 1404 = 2..60.p (120 - 60) = 7200..p
p = 0,062 N/mm2
-
5/28/2018 Clutch (6)
17/28
B. Cone clutch.
Bila :
pn = intensitas tekanan, dimana dengan tekanan ini permukaan
gesek akan terhubung secara tetap (tekanan normal antara
permukaan kontak)
r1,r2 = radius luar dan dalam dari permukaan gesek
r = radius rata-rata permukaan gesek = (r1+ r2) / 2
= sudut antara permukaan gesek dan sumbu clutch
= koefisien gesek antara permukaan gesek / kontak
w = lebar permukaan gesek / kontak
-
5/28/2018 Clutch (6)
18/28
Luas permukaan kontak, A = 2..r.w
Gaya normal antara permukaan kontak adalah,
Pn= tekanan normal x luas permukaan
Gaya aksial pegas yang diperlukan untuk menghasilkan gaya normal:
Pa= Pn. sin Pn= Pa/ sin
Gaya gesek atau gaya tangensial antara permukaan kontak, F = .Pn.
Torsi gesek yang dihasilkan, T = F.r = .Pn.r = .pn.2..r.w.r
T = .pn.2.r2.w
Pn= pn.2..r.w
Contoh soal:
Sebuah engine dengan daya 60 hp pada putaran 1000 rpm
dipasang atau dihubungkan dengan cone clutch. Permukaan gesekmemiliki sudut 12,50dan diameter rata-rata maksimum 50 cm.
Koefisien gesek 0,2. Tekanan normal pada permukaan gesek tidak
lebih dari 1 kg/cm2.
Tentukan: 1. Lebar permukaan yang diperlukan (w)
2. Gaya aksial pegas yang sesuai (Pa)
-
5/28/2018 Clutch (6)
19/28
Penyelesaian:
Daya yang ditransmisikan , P = 60 hp
Putaran, N = 1000 rpm
Sudut permukaan gesek, = 12,50
Diameter rata-rata permukaan gesek, d = 50 cm (r = 25 cm)
Koefisien gesek, = 0,2
Tekanan normal pada permukaan gesek, pn= 1 kg/cm2
Torsi yang ditransmisikan,
1. Lebar permukaan (w)
T = .pn.2..r2
.w
2. Gaya aksial pegas yang sesuai (Pa)
Pa= Pn. Sin = (pn.2..r.w).Sin = (1.2..25.5,47).Sin 12,50
= 186 kg.
N..2
4500.PT cm-kg4300m-kg431000..2
4500.60
cm47,525..2.1.2,0
4300
r..2.p.
T
w 22n
-
5/28/2018 Clutch (6)
20/28
Contoh soal:
Cone clutch direncanakan untuk mentransmisikan daya P =7,5 kw
pada putaran N = 900 rpm. Sudut kemiringan permukaan gesek
= 120. Lebar permukaan gesek adalah setengah dari radius rata-
rata dan tekanan normal antara permukaan kontak tidak lebih dari
0,09 N/mm2. Diasumsi keausan merata dan koefisien gesek antara
permukaan kontak 0,2. Tentukan dimensi utama clutch dan gaya
aksial yang diperlukan.
Penyelesaian:
P = 7,5 kw = 7,5.103watt
N = 900 rpm; = 120; pn= 0,09 N/mm2; = 0,2
Torsi, mm-N79,56.10m-N56,79900..2
60.10.5,7
N..2
60.PT 3
3
1. Dimensi utama clutch
r1, r2 = radius luar dan dalam clutch
r = radius rata-rata clutch
w = lebar permukaan gesek = r / 2
T = .pn.2..r2 .w = .pn.2..r
2. r / 2 = .pn..r3
-
5/28/2018 Clutch (6)
21/28
mm2,562
4,112
2
r
w
mm4,112r)(mm10.1421.09,0.2,0
10.56,79
p.
Tr 33
3
n
3
Dari Gb. didapat :
r1= r + (w/2) sin = 112,4 + (56,2/2) Sin 120= 117,83 118 mm
r2= r(w/2) sin = 112,4(56,2/2) Sin 120= 107 mm.
2. Gaya aksial yang sesuai
Pa= Pn.Sin = (pn.2..r.w) Sin = (0,09.2..112,4.56,2) Sin 120
Pa= 741,5 N
-
5/28/2018 Clutch (6)
22/28
C. Centrifugal Clutch.
Pada centrifugal clutch sepatu dapat bergerak dalam arah radial
karena adanya pegas. Jika sepatu berputar, berat sepatu akan
menimbulkan gaya sentrifugal. Besarnya gaya sentrifugal ini
tergantung pada kecepatan putar sepatu.
Jika gaya sentrifugal lebih kecil dari gaya pegas, maka sepatu tidak
akan bergerak, tetapi jika gaya sentrifugal sama besar dengan gayapegas, sepatu akan berada dalam posisi mengambang . Jika gaya
sentrifugal lebih besar dari gaya pegas, sepatu akan bergerak keluar
dan akan menimbulkan hubungan/kontak dengan bagian yang
digerakkan dan menekannya.
-
5/28/2018 Clutch (6)
23/28
Dalam perencanaan centrifugal clutch, yang perlu dicari adalah berat
sepatu, ukuran sepatu dan dimensi pegas.
Berikut adalah prosedur yang dapat dipakai untuk merencanakan
centrifugal clutch.1. Berat sepatu
Kita lihat sepatu seperti pada gambar.
W = berat tiap sepatu
n = jumlah sepatu
r = jarak titik berat sepatu dari pusat spiderR = radius dalam dari bingkai puli
N = kecepatan putar puli (rpm)
= kecepatan sudut putar puli (rad/detik)
= 2..n / 60 (rad/det)
1 = kecepatan sudut, saat mulai terjadi kontak.
Gaya sentrifugal yang bekerja pada tiap sepatu pada running speed,
r.g
WP 2C
-
5/28/2018 Clutch (6)
24/28
Karena kecepatan pada saat mulai terjadi kontak umumnya diambil
3/4 dari running speed, maka gaya PSyang diberikan oleh pegas
pada tiap sepatu adalah:
r..g
W.
16
9r.).4/3(
g
Wr.
g
WP 22
21S
Gaya sentrifugal saat sepatu menekan bingkai pada running speed
adalah:
r.g.16
W.7r..
g
W.
16
9r.
g
Wr.
g
Wr.
g
WPPP 222
21
2SC1C
Gaya gesek yang bekerja tangensial pada tiap sepatu, F = .(Pc Ps )
Torsi gesek yang bekerja pada tiap sepatu, T = F.R = (PCPS).R
Torsi gesek total yang ditransmisikan, T = n. F.R = n.(PCPS).R
Dari pernyataan diatas, berat sepatu (W) dapat dicari
-
5/28/2018 Clutch (6)
25/28
2. Ukuran sepatu.
= panjang kontak sepatu
w = lebar sepatu
R = radius kontak sepatu, sama dengan radius dalam bingkai puli = sudut yang dibentuk oleh sepatu pada pusat spider (radian)
= / R (radian) = .R = / 3 . Rasumsi = 600
= / 3 radian
Luas kontak sepatu, A = . w
Gaya dimana sepatu menekan bingkai = A.p = .w.p
p: intensitastekanan pada sepatu, bisa diambil 1 kg/cm2.
Karena gaya dimana sepatu menekan bingkai pada running speed
adalah (Pc - Ps), maka:
.w.p = PcPsdari sini lebar sepatu bisa didapat
3. Dimensi pegas.Seperti diketahui pada pembicaraan diatas, bahwa beban pegas
adalah:
dimensi pegas bisa diperoleh dari persamaan inir.g
W
16
9P 2S
-
5/28/2018 Clutch (6)
26/28
Contoh soal.
Sebuah centrifugal clutch direncanakan untuk mentransmisikan daya
20 hp pada putaran 900 rpm. Jumlah sepatu ada 4. Kecepatan pada
awal mulai terjadi kontak adalah 3/4 kali running speed. Radius dalamdari bingkai puli 15 cm Sepatu dilapisi dengan bahan ferodo dengan
koefisien gesek 0,25. Tentukan berat sepatu dan ukuran sepatu.
Penyelesaian.
P = 20 hp ; N = 900 rpm; = 0,25 ; R = 15 cm ; 1 = 3/4 ; n = 4
Kecepatan sudut putar (angular running speed):
Torsi yang ditransmisikan pada running speed :
rad/det26,9460
900..2
60
N..2
cm-kg1600m-kg16900..2
4500.20
N..2
4500.PT 1. Berat sepatu.
Gaya sentrifugal yang bekerja pada tiap sepatu,
Gaya sentrifugal pada kecepatan penghubungan (1):
r.g
WP 2C
r
g.16
W.9r).4/3(
g
Wr.
g
WP 22
21S
-
5/28/2018 Clutch (6)
27/28
Diasumsi titik berat sepatu pada jarak 12 cm ( lebih kecil 3 cm dari R)
Torsi yang ditransmisikan:
kg26,2709
1600
709
TWsepatu,beratJadi
W.7094.15.25,0.12.)26,94(16.981
7.WT
R.n.r..16.g
7.WR.nr
g.16
W.9r
g
WR.n)PP(T
2
222SC
2. Ukuran sepatu.
Panjang kontak sepatu, = .R = / 3 .15 = 15,71 cmLuas kontak sepatu, A = . w = 15,71.w (cm2)
Diasumsi intensitas tekanan pada sepatu 1 kg/cm2, sehingga gaya
yang menekan sepatu pada bingkai,
= A.p = 15,71.w.1 = 15,71.w (kg)..(1)
Juga kita ketahui bahwa gaya dimana sepatu menekan pada bingkaiadalah:
Dari persamaan (1) dan (2) didapat:
15,71.w = 110,25
w = 7,02 cm.
....(2)kg25,11012.)26,94(981.16
26,2.7r.
g.16
W.7r.
g
W
16
9r.
g
W)PP(P 2222SC1C
-
5/28/2018 Clutch (6)
28/28
TERIMA KASIH
ATASPERHATIANNYA
top related