Roda Gigi

Roda gigi begitu banyak dibahas dalam dunia mechanical, sedikit berbagi informasi tentang roda gigi maka saya menulis sedikit tentang roda gigi saya harap tulisan ini dapat membantu dan memberi informasi bagi para engineers.

Jika dari dua buah roda berbentuk silinder atau kerucut yang saling bersinggungan pada kelilingnya salah satu diputar, maka yang lainnya akan ikut berputar pula. Alat yang menggunakan cara kerja semacam ini untuk mentransmisikan daya disebut roda gesek. Hal ini untuk meneruskan daya kecil dengan putaran yang tidak perlu tepat.

Namun untuk menghasilkan daya yang besar dan putaran yang tepat, kedua roda gesek ini harus dibuat bergigi pada kelilingnya sehingga penerusan daya dilkukan oleh gigi-gigi kedua roda yang saling berkait. Roda gigi semacam ini, yang dapat berbentuk silinder atau kerucut disebut roda gigi.

A. Klasifikasi Roda Gigi

Klasifikasi Roda Gigi

No.	Letak Poros	Roda Gigi	Keterangan
1.	Roda gigi dengan poros sejajar	Roda gigi lurus (a) Roda gigi miring (b) Roda gigi miring ganda (c)	(Klasifikasi atas dasar bentuk alur gigi)
		Roda gigi luar Roda gigi dalam dan pinyon (d) Batang gigi dan pinyon (e)	Arah putaran berlawanan Arah putaran sama Gerakan lurus dan berputar
2.	Roda gigi dengan poros berpotongan	Roda gigi kerucut lurus (f) Roda gigi kerucut spiral (g) · Roda gigi kerucut Zerol · Roda gigi kerucut miring · Roda gigi kerucut miring ganda Roda gigi permukaan dengan poros berpotongan (h)	(Klasifikasi atas dasar bentuk jalur gigi)

No.	Letak Poros	Roda Gigi	Keterangan
3.	Roda gigi dengan poros silang	Roda gigi miring silang (i) Batang gigi miring silang	Kontak titik Gerakan lurus dan berputar
		Roda gigi cacing silindris (j) Roda gigi cacing selubung ganda (globoid) (k) Roda gigi cacing samping
		Roda gigi hiperboloid Roda gigi hipoid (l) Roda gigi permukaan silang

Tabel 1.

Klasifikasi Roda Gigi

Gambar 1.

Klasifikasi Roda Gigi

Roda gigi pada umumnya dapat dibagi menjadi empat jenis, yaitu :

a. Roda gigi lurus (Spurs gear)

Roda gigi lurus, yaitu suatu elemen mesin yang berfungsi sebagai penerus daya dan putaran dari poros penggerak ke poros yang digerakkan tanpa terjadi slip, dimana sumbu kedua poros tersebut terletak saling sejajar.

Roda gigi ini bersifat tetap yang mana dalam artinya tidak dapat dilepas pada saat mesin dalam keadaan berputar.

b. Roda gigi miring (Helical)

Roda gigi miring yaitu elemen mesin yang mempunyai jalur gigi yang membentuk ulir pda siloinder jarak bagi, berfungsi sebagai penghubung antara roda gigi yang digerakkan dengan roda gigi penggerak dengan putaran dan daya yang sama serta dapat dilepaskan dari kedua.

c. Roda gigi Cacing

Roda gigi ini meneruskan putaran dengan perbandingan reduksi yang besar. Tetapi untuk beban yang besar roda gigi cacing dapat dipergunakan dengan perbandingan sudut kontak yang lebih besar. Roda gigi ini meliputi roda gigi cacing slindris, selubung ganda (globoid), roda gigi cacing samping.

d. Roda gigi kerucut

Merupakan roda gigi yang paling sering dipaka tetapi roda gigi ini sangat berisik dengan perbandingan kontak yang kecil, macam-macam roda gigi ini meliputi roda gigi kerucut lurus, spiral, miring, Zerol.

B. Tata Nama Roda Gigi

Terminologi dari roda gigi digambarkan pada (Gambar 2). Lingkaran Puncak (pitch circle) dari sepasang roda gigi yang berpasangan adalah saling bersinggungan satu terhadap yang lain.

Gambar 2.

Tata Nama Roda Gigi

Pinyon adalah roda gigi yang terkecil diantara dua roda gigi yang berpasangan. Yang lebih besar sering disebut Roda Gigi (Gear).

Jarak Lengkung Puncak (circular pitch), p adalah jarak yang diukur pada lingkaran puncak, dari satu titik pada sebuah gigi ke suatu titik yang berkaitan pada gigi di sebelahnya. Jadi jarak lengkung puncak adalah sama dengan jumlah tebal gigi (tooth-thickness) dan lebar antara (width of space).

Modul (module), m adalah perbandingan antara diameter puncak dengan jumlah gigi. Modul adalah indeks dari ukuran gigi pada standar SI.

Puncak diametral (diametral pitch), P adalah perbandingan antara jumlah gigi pada roda gigi dengan diameter puncak. Atau kebalikan dari module. Puncak diametral dinyatakan dalam jumlah gigi per inci (dalam satuan Inggris).

Addendum a adalah jarak radial antara bidang atas (top land) dengan lingkaran puncak. Dedendum b adalah jarak radial dari bidang bawah (bottom land) ke lingkaran puncak. Tinggi keseluruhan (whole depth) h_t adalah jumlah addendum dan dedendum.

Lingkaran kebebasan (clearance circle) adalah lingkaran yang yang bersinggungan dengan lingkaran addendum dari pasangan roda gigi tersebut. Kebebasan (clearance), c adalah an-punggung (bock-lash) adalah besaran yang diberikan oleh lebar antara dari satu roda gigi kepada tebal gigi dari roda gigi pasangannya diukur pada lingkaran puncak.

C. Roda Gigi Kerucut

Roda gigi yang termasuk dasar adalah roda gigi dengan poros sejajar, dan dari jenis ini yang paling dasar adalah roda gigi lurus. Namun, bila diingini transmisi untuk putaran tinggi, daya besar dan bunyi kecil antara dua poros sejajar, pada umumnya roda gigi yang dipakai adalah roda gigi miring.

Sedangkan untuk roda gigi kerucut biasanya dipakai untuk memindahkan gerakan antara poros yang berpotongan. Dengan sudut perpotongan antara kedua poros sebesar 90°. Namun roda gigi bisa dibuat untuk semua ukuran sudut. Giginya bisa dituang, dimilling, atau dibentuk.

Jarak Kebebasan pada roda gigi kerucut adalah merata (Uniform Clearance).

Roda gigi kerucut lurus adalah jenis roda gigi kerucut yang mudah dan sederhana pembuatannya dan memberikan hasil yang baik dalam pemakaiannya bila dipasangkan secara tepat dan teliti. Sama halnya dengan roda gigi lurus, roda gigi ini menjadi bising pada harga kecepatan garis puncak yang tinggi.

1. Profil Roda Gigi Kerucut Lurus

Sepasang roda gigi kerucut yang saling berkait dapat diwakili oleh dua bidang kerucut dengan titik puncak yang berhimpit dan saling menggelinding tanpa slip. Kedua bidang kerucut ini disebut “kerucut jarak bagi”. Besarnya sudut puncak kerucut merupakan ukuran bagi putaran masing-masing porosnya. Roda gigi kerucut yang alur giginya lurus dan menuju ke puncak kerucut dinamakan “roda gigi kerucut lurus”. Keterangan lebih lanjutnya dapat dilihat pada (Gambar 3).

Gambar 3.

Nama Bagian-bagian Roda Gigi Kerucut

Sumbu poros pada roda gigi kerucut biasanya berpotongan dengan sudut 90°. Bentuk khusus dari roda gigi kerucut dapat berupa “roda gigi miter” yang mempunyai sudut kerucut jarak bagi sebesar 45° dan roda gigi mahkota dengan sudut kerucut jarak bagi sebesar 90°. Dimana diperlihatkan pada (Gambar 4).

Gambar 4.

Roda Gigi Kerucut Istimewa

Sudut puncak pada roda gigi kerucut dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

Berikut ini adalah gambar roda gigi dan pinyon kerucut lurus.

Gambar 5.

Roda Gigi Dan Pinyon Kerucut Lurus

Gigi lurus standar dari roda gigi kerucut dipotong dengan menggunakan sudut tekan 20°, addendum dan dedendum yang tidak sama, dan kedalaman gigi yang penuh. Hal ini menambah perbandingan kontak, menghindari kurang potong, dan menambah kekuatan dari pinyon.

Pada suatu pemasangan roda gigi kerucut yang khas yaitu satu diantara luar dari bantalan. Ini berarti bahwa lendutan poros bisa lebih nyata dan mempunyai pengaruh yang lebih besar dari pada persinggungan gigi tersebut. Kesulitan yang timbul dalam memperkirakan tegangan pada gigi roda gigi kerucut adalah bahwa gigi ini berbentuk tirus. Jadi untuk mendapatkan persinggungan garis yang sempurna melalui pusat kerucut gigi tersebut haruslah melentur yang lebih besar dibandingkan pada ujung yang kecil. Untuk mendapatkan kondisi ini memerlukan adanya keseimbangan yang lebih besar pada ujung yang besar. Karena variasi beban di sepanjang muka gigi ini, maka dianjurkan untuk lebar muka sedikit pendek.

2. Cara Kerja Alat Pemarut Es

Cara pengoperasian alat pemarut es mekanik adalah dengan cara menghubungkan motor dengan sumber arus, motor tersebut menghasilkan daya yang kemudian dittansmisikan ke pully alat pemarut es melalui sabuk. Daya yang ditransmisikan oleh sabuk pemutar poros horizontal. Roda gigi kerucut yang dipasang pada poros tersebut akan ikut berputar dan akan mengerakkan pinyon yang terhubung dengan roda gigi. Pada diameter dalam dari pinyon dimasukkan batang penekan dan diberi pasak. Batang penekan berulir memutar turun karena diberi pasangan, yaitu roda gigi miring yang letaknya di atas pinyon dan dikunci oleh baut pengunci roda gigi miring. Batang penekan berulir turun sambil memutar balok es. Pada landasan tempat balok es tersebut diputar terdapat mata pisau bergigi pada suatu tempat dan diberi lubang persegi empat untuk menurunkan potongan-potongan es. Balok es yang berputar akan menjadi potongan-potongan kecil yang kemudian akan turun melalui lubang ke tempat penadah. Jika balok es sudah menjadi tipis, maka pedal gas akan dilepas untuk menghentikan kerja dari alat tersebut. Kemudian baut pengunci dari roda gigi dikendurkan dan dengan memutar roda kemudi yang dihubungkan dengan roda gigi miring pada pinyon sehingga akan memutar batang penekan berlawanan arah kerja tadi, maka batang penekan berulir akan naik ke atas ke posisi semula.

Gambar 6.

Alat Pemarut Es Mekanik

Keterangan gambar pemarut es mekanik adalah :

1. Roda gigi miring

2. Batang tekan

3. Pinyon kerucut

4. Roda gigi kerucut

5. Poros

6. Pasak

7. Bantalan

Sistem Refrigasi

Hal yang sering dijumpai pada dunia mechanical khususnya yang bergerak dibidang konversi adalah sistem pendingin yang dimiliki suatu mesin industri.

Ketika dihadapkan dengan dunia industri saya betul-betul kebingungan ketika ditanya tentang sistem pendingin. Saya betul-betul tidak mengerti dengan siklus sistem refrigasi ini. Hal ini melandasi saya untuk berbagi informasi tentang sistem refrigasi dalam sebuah mesin. setelah saya mempelajari tentang TEKNIK PENDINGIN. Berharap rekan-rekan tidak mengalami hal yang sama dengan apa yang saya alami.

Bagaimana cara kerja sistem refrigasi ini?

Siklus yang terjadi dalam sistem refrigasi pada industri besar tidak jauh berbeda dengan siklus pendingin pada AC ( Air Conditioner ). Coba perhatikan gambar berikut :

Sebetulnya terdapat 4 perangkat dasar dalam sistem refrigasi ;
1. Evaporator
2. Compresor
3. Condenser
4. Turbin

1. Evaporator
Evaporator berfungsi untuk menerima kalor ( QE ) sehingga entalpy refrigant mengalami peningkatan. Dengan kata lain refrigant mengalami perubahan suhu.

2. Compresor
Compresor berfungsi untuk merubah tekanan pada refrigant yang berasal dari evaporator dari tekanan rendah ke tekanan tinggi.

3. Condenser
Condenser berfungsi untuk melepas kalor ( Q ) sehingga refrigant mengembun dan berubah kembali menjadi fluida cair.

4. Turbin
Turbin berfungsi merubah tekanan dari tekanan tinggi ke tekanan rendah dan mengalirkan refrigant ke evaporator.


Coba perhatikan siklus dibawah :



Siklus refrigasi diatas biasanya diterapkan dalam sistem pendingin ruangan, Air Conditioner. Lalu dimana pompa ditempatkan ?
Turbin jarang digunakan karena efek dari sistem ini, karena menggunakan fluida cair dan uap-uap fluida maka sudu-sudu turbin akan mudah mengalami kerusakan. Berhubung karena fungsi utama dari pompa hanya untuk menurunkan tekanan maka digantikan dengan katup. Sehingga lebih sering kita perhatikan seperti gambar dibawah ;

Cukup sederhana bukan?
Kaitan ilmu mechanical dengan sistem pendingin ini dapat kita peroleh dari diagram P-h dan T-s.
Agar tidak terlalu membingukan kita dapat bahas diagram P - h saja ;

Keterangan :
1 - 2 : Aliran refrigant dari Evaporator ke Compresor
2 - 3 : Aliran refrigant dalam compresor
3 - 4 : Aliran refrigant dari compressor ke condenser
4 - 1 : Aliran refrigant dari condenser ke katup

Untuk skala besar digunakan sistem refrigasi yang menggunakan Heat Exchanger atau Compresor lebih dari satu. Semua dilakukan untuk memperoleh COP yang maksimal.

Berikut gambar sistem refrigan dengan heat exchanger.

Semoga informasi ini sedikit membantu. thnk's

Aerodynamic pada Wing

Mengapa pesawat dapat terbang? dan bagaimana udara dapat mengangkat pesawat ke udara?

Dalam dunia mechanical pertanyaan ini menyinggung aerodynamic, desain yang dikondisikan pada aliran udara. Aliran udara pada permukaan sayap pesawat terbang didasarkan pada :
1. Hukum Bernoulli
2. Hukum Newton

Hukum Bernoulli menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida, peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut.
Seperti yang digambarkan pada gambar dibawah ;


Pada gambar aliran udara diatas, udara pada permukaan airfoil mengalir lebih cepat dibandingkan aliran udara pada bagian bawah airfoil. Hal ini menimbulkan perbedaan tekanan, tekanan pada permukaan sayap akan lebih rendah dibandingkan pada bagian bawah sayap pesawat dan hal ini menyebabkan daya angkat pada sayap pesawat.
Hukum Newton III berbunyi Apabila sebuah benda memberikan gaya kepada benda lain, maka benda kedua memberikan gaya kepada benda yang pertama. Kedua gaya tersebut memiliki besar yang sama tetapi berlawanan arah.



Dengan membentuk sudut AoA ( angle of attack ) maka airfoil sayap pesawat akan mengalami gaya angkat pada bagian bawah sayap pesawat secara menyeluruh. Proses pembentukan Angle of attack dapat kita perhatikan ketika pesawat bergerak dengan kecepatan v, kemudian sedikit membentuk sudut pada sayap sebesar alpha hingga menimbulkan gaya angkat dan menyebabkan aksi aliran udara pada sayap pesawat dan menghasilkan reaksi gaya angkat.

Gambar diagram benda bebasnya dapat digambarkan seperti gambar berikut ;


Besar gaya-gaya yang diterima airfoil dalam berbagai AoA ;

Untuk lebih sederhananya pengaruh kedua hukum ini dijelaskan pada gambar berikut :

Gaya angkat ( L ) dapat dihitung dengan persamaan berikut :