MODUL ELEMEN MESIN

RANTAI DAN RODA RANTAI

RANTAI

A. Pendahuluan

Rantai yang terdiri dari sejumlah link kaku yang berengsel dan di sambung oleh pin untuk memberikan fleksibilitas yang diperlukan. Rantai digunakan untuk mentransmisikan daya dimana jarak kedua poros besar dan dikehendaki tidak terjadi slip. Dibandingkan dengan transmisi roda gigi, rantai jauh lebih murah akan tetapi brisik serta kapasitas daya dan kecepatanya lebih kecil

 

B. Fungsi Rantai

Rantai sebagian besar digunakan untuk mengirimkan gerakan dan daya dari satu poros ke poros yang lain, seperti ketika jarak pusat antara poros pendek seperti pada sepeda, sepeda motor, mesin pertanian, konveyor, dll dan juga rantai mungkin dapat juga digunakan untuk jarak pusat yang panjang (sampai 8 meter).

 

C. Keuntungan dan Kerugian Transmisi Rantai

Keuntungan

●  Selama beroperasi tidak terjadi slip sehingga diperoleh rasio kecepatan yang sempurna.

●  Karena rantai terbuat dari logam, maka ruang yang dibutuhkan lebih kecil dari pada sabuk, dan dapat menghasilkan transmisi yang besar.

●  Memberikan efisiensi transmisi tinggi (sampai 98 persen).

●  Dapat dioperasikan pada suhu cukup tinggi maupun pada kondisi atmosfer.

Kerugian

●       Biaya produksi rantai relatif tinggi.

●       Dibutuhkan pemeliharaan rantai dengan cermat dan akurat, terutama pelumasan dan penyesuaian pada saat kendur.

●       Rantai memiliki kecepatan fluktuasi terutama saat terlalu meregang.

 

D. Istilah yang sering digunakan dalam Rantai

1.      Pitch of Chain

jarak antara pusat engsel link dan pusat engsel yang sesuai dari link yang berdekatan, seperti ditunjukkan pada Gambar. 4.2., biasanya dilambangkan dengan p.

2.      Pitch Circle Diameter of Chain Sprocket

pusat lingkaran pada engsel A, B, C, dan D dimana ditarik lingkaran melalui pusat-pusat tersebut dengan pusat poros sebagai pusat lingkaran, disebut pitch lingkaran atau diameter (D) sprocket.

 

E. Hubungan antara Pitch (p) dan Pitch Circle Diameter (D)

Sebuah rantai ditunjukkan pada Gambar. 4.2. Pertimbangkan satu pitch AB dari rantai membentuk sudut θ di pusat sproket (atau lingkaran pitch),

Jika D = diameter lingkaran dan T = jumlah gigi sprocket

Dari gamber diatas akan diperoleh pitch dari rantai adalah

Dengan :

Diameter sprocket luar dapat dicari dengan :

 

Dimana : = Diameter of the chain roller

 

F. Rasio Kecepatan

1.      Kecepatan rasio rantai diberikan oleh :

Dimana :

= Kecepatan putaran sproket kecil (rpm),

= Kecepatan putaran roda gigi yang lebih besar (rpm),

= Jumlah gigi pada sproket kecil, dan

= Jumlah gigi pada sproket yang lebih besar

 

2.      Kecepatan rata-rata rantai adalah :

Dimana :

 

G. Panjang Rantai dan Jarak antar Pusat

 

T₁ = Jumlah gigi pada sproket kecil,

T₂ = Jumlah gigi pada sproket yang lebih besar,

p = Pitch rantai, dan

x = Jarak antar pusat.

 

 

Panjang rantai (L) harus sama dengan dengan jumlah link rantai (K) dan pitch rantai (p). Secara matematis,

Jumlah link rantai dapat diperoleh dari ekspresi berikut (jika jarak antar pusat poros diketahui), yaitu :

Jarak antar pusat dapat dicari dengan persamaan (jika jumlah mata rantai diketahui) :

H. Jenis-jenis Rantai

1.      Rantai Rol (Roller Chain)

 

 

  

Rantai rol sangat luas pemakaianya karena harganya yang relative murah dan perawatan dan pemasanganya mudah. Contoh : pemakaian pada sproket sepeda motor dan sepeda, dan untuk menggerakan sproket pada industri.

Ukuran Standar Rantai Rol

 

2.      Rantai Gigi (Silent Chain)

Rantai jenis ini mempunyai keunggulan pada tingkat kecepatan dan kapasitas daya yang ditransmisikan lebih besar, serta tingkat kebisingan lebih kecil, akan tetapi harganya lebih mahal.Pemakaian rantai ini masih terbatas karena harganya yang mahal dan orang lebih suka menggunakan transmisi roda gigi

 

I. Faktor Keamanan Rantai Pengerak

Kekuatan putus rantai dapat diperoleh dengan hubungan empiris berikut, yaitu :

Dimana p adalah pitch rantai (mm)

 

Beban total (atau total tegangan) pada sisi penggerak rantai adalah jumlah gaya tangensial (F_T), tegangan sentrifugal rantai (F_C) dan tegangan pada rantai akibat mengendur (F_S), atau

 

Tabel berikut menunjukkan faktor keamanan untuk rantai rol dan rantai gigi (silent chain)

J. Kecepatan yang diijinkan pada sprocket yang kecil (pinion)

Tabel berikut menunjukkan kecepatan yang diizinkan pada sprocket yang kecil (pinion) :

 

K. Daya yang ditransmisikan Rantai

Daya yang ditransmisikan oleh rantai berdasarkan breaking load adalah :

 

 

Wb = Breaking load (N),

v = Kecepatan rantai (m / s)

n = Faktor keamanan, dan

K_S = Service Factor = K₁.K₂.K₃

 

Service factor (KS) adalah produk dari berbagai faktor. Nilai-nilai faktor-faktor ini diambil sebagai berikut:

1.  Faktor beban (K1) = 1, untuk beban konstan

= 1,25, untuk beban variabel dengan shock ringan

= 1,5, untuk beban shock berat

 

 

2.  Faktor pelumasan (K2) = 0,8, untuk pelumasan terus menerus

 

3.  Rating faktor (K3) = 1, selama 8 jam per hari

= 1,25, selama 16 jam per hari

= 1,5, untuk kontinyu.

Dalam melakukan perancangan,

Power rating untuk rantai rol sederhana tergantung pada kecepatan sproket kecil (pinion), ditampilkan pada tabel berikut.

Sedangkan jumlah gigi pada pinion dengan tipe roller atau silent ditunjukkan pada tabel berikut :