Camshaft

Camshaft atau poros hubungan atau poros nok berfungsi untuk mengatur membuka dan menutupnya katup hisap maupun katup buang pada kepala silinder. Camshaft berputar lebih lambat dari poros engkol karena jumlah gigi sprocket poros bubungan dua kali lebih banyak dari pada jumlah gigi sprocket poros engkol.

Mekanisme Kerja Camshaft

Camshaft atau sering disebut poros bubungan atau poros nok adalah sebuah alat yang digunakan dalam mesin torak untuk menjalankan valve poppet (buka tutup katup). Bentuk camshaft berupa batangan silinder dengan panjang tertentu yang memiliki bentuk khusus dan terdapat beberapa tonjolan landai seperti telur pada badannya yang disebut cam atau biasa juga disebut lobe atau bubungan. Bagian yang bernama cam/lobe inilah yang akan bertugas menggerakkan katup mesin sehingga mampu membuka lubang masuk dan keluar ruang bakar mesin dan waktu buka-tutup inilah yang dapat mempengaruhi tenaga pada sebuah mesin. Tiap pabrikan mesin mobil membuat bentuk sebuah camshaft yang berbeda-beda, meskipun itu original, terutama pada bagian lobe-nya. Oleh karena itu setiap jenis mesin pada mobil dari berbagai merk, pastinya memiliki tenaga dan torsi yang berbeda-beda pula.

Gambar Camshaft

Gambar Cam/Bubungan

Hubungan antara perputaran camshaft dengan perputaran poros engkol sangat penting. Karena katup mengontrol aliran masukan bahan bakar dan pengeluaran, mereka harus dibuka dan ditutup pada saat yang tepat selama stroke piston. Untuk alasan ini, camshaft dihubungkan dengan crankshaft secara langsung, atau melalui mekanisme "gear", atau secara tidak langsung melalui rantai yang disebut rantai waktu. Dalam beberapa rancangan camshaft juga menggerakkan distributor, minyak dan pompa bahan bakar. Juga dalam sistem injeksi bahan bakar dahulu, cam di camshaft akan mengoperasikan penginjeksi bahan bakar tersebut.

Dalam sebuah mesin dua-langkah yang menggunakan sebuah camshaft, setiap valve membuka sekali untuk setiap rotasi crankshaft; dalam mesin ini, camshaft berputar pada kecepatan yang sama dengan crankshaft. Dalam mesin empat langkah, katup-katup akan membuka setengah lebih sedikit, oleh karena itu dua putaran penuh crankshaft terjadi di setiap putaran camshaft.

Tergantung lokasi dari camshaft tersebut, cam menggerakkan katup secara langsung ataupun melalui hubungan antara pushrods dan pelatuk katup. Cara kerja yang langsung menghasilkan mekanisme sederhana dan kesalahan yang sedikit, tetapi camshaft harus diposisikan di atas silinder. Dahulu, ketika mesin tidak secanggih sekarang, kelihatannya mekanisme tersebut sangat mengganggu, akan tetapi di era mesin modern, sistem cam overhead, dimana camshaft di atas cylinder head, adalah sangat umum. Beberapa mesin menggunakan satu camshaft untuk setiap katup masukan dan katup keluaran; sama dengan yang dikenal sebagai double atau dual overhead cam (DOHC) atau cam ganda yang ditempatkan di atas silinder, lalu sebuah V Engines membutuhkan empat camshaft.

Gear Valve Timing pada sebuah mesin Ford Taunus V4 gear yang kecil ada di crankshaft, gear yang lebih besar ada pada camshaft. Perbandingan gear menyebabkan camshaft bekerja setengah RPM dari crankshaft. Gesekan luncur antara bagian muka cam dengan follower tergantung kepada besarnya gesekan. Untuk mengurangi aus ini, cam dan follower mempunyai permukaan yang keras, dan minyak pelumas modern mengandung bahan yang secara khusus mengurangi gesekan luncur. Lobe (daun telinga) dari camshaft biasanya meruncing, mengakibatkan follower atau pengangkat katup berputar sedikit dalam setiap tekanan, dan membuat aus komponen. Bagian muka dari cam dan follower dirancang untuk aus bersamaan, jadi ketika salah satu telah aus maka keduanya harus diganti untuk mencegah aus yang berlebihan.

Selain gesekan mekanik, dorongan besar juga diperlukan untuk mengatasi pegas katup yang selalu mendekati katup mesin. Hal ini akan mengakibatkan 25% dari keluaran total mesin menjadi kosong, mengurangi efisiensi keseluruhan. Ada dua pendekatan yang telah dicoba untuk mengatasi energi yang terbuang tersebut, akan tetapi nyatanya sulit untuk diterapkan.

Camshaft merupakan salah satu kompenen dalam system mekanisme katup. Camshaft bertugas untuk mengatur membuka dan menutupnya katup hisap maupun katup buang pada kepala silinder. Dalam proses kerjanya, camshaft berputar seiring dengan putaran mesin. Camshaft berputar lebih lambat dari poros engkol karena jumlah gigi sprocket poros bubungan dua kali lebih banyak dari pada jumlah gigi sprocket poros engkol. Cam atau lobe merupakan bagian dari camshaft yang akan membuka dan menutup katup. Cam sendiri berbentuk seperti telur dimana pada saat katup menyentuh bagian yang paling lonjong, maka katup akan terbuka. Dan apabila katup bertemu dengan bagian yang paling datar maka katup akan terbuka.
Berdasarkan hal diatas, maka untuk menentukan material camshaft harus mempertimbangkan hal-hal sebagi berikut :
• Tahan putaran tinggi
Material camshaft haruslah yang tahan putaran tinggi karena dalam melakukan tugasnya, camshaft berputar dengan kecepatan tinggi.
• Tahan gesekan / aus
Untuk membuka dan menutup katup, terjadi kontak langsung antara cam/lobe dengan katup. Oleh sebab itu material yang dipilih haruslah tahan terhadap gesekan/aus.
• Tahan panas
Camshaft merupakan bagian dari suatu engine dimana terjadi pembakaran dan menimbulkan panas. Oleh sebab itu material yang dipilih merupakan material yang tahan terhadap panas.
• Tahan defleksi

• Ductile 

• Efisiensi, durability, environment, manufacturability 

• Harga

Sumber :

http://nahruldesign.blogspot.co.id/

Proses pembuatan roda gigi

Definisi Roda Gigi.

Definisi roda gigi adalah salah satu bentuk sistem transmisi yang mempunyai fungsi mentransmisikan gaya, membalikkan putaran, mereduksi atau menaikkan putaran/ kecepatan. Umumnya roda gigi berbentuk silindris, di mana di bagian tepi terdapat bentukan-bentukan yang menyerupai (mirip) gigi ( bergerigi ).

Konstruksi roda gigi mempunyai prinsip kerja berdasarkan pasangan gerak.Bentuk gigi dibuat untuk menghilangkan keadaan slip,sehingga penyaluran putaran dan daya dapat berlangsung dengan baik.

Selain itu dapat dicapai kecepatan keliling- (Vc) yang sama pada lingkaran singgung sepasang roda gigi. Lingkaran singgung ini disebut lingkaran pitch atau lingkaran tusuk yang merupakan lingkaran khayal pada pasangan roda gigi, tapi berperan penting dalam perencanaan konstruksi roda gigi. Pada sepasang roda gigi maka perlu diperhatikan, bahwa jarak lengkung antara dua gigi yang berdekatan (disebut “pitch”) pada kedua roda gigi harus sama, sehingga kaitan antara gigi dapat berlangsung dengan baik. Bentuk lengkung pada suatu profil gigi, tidak dapat dibuat semaunya, melainkan mengikuti kurva-kurva tertentu yang dapat menjamin terjadinya kontak gigi dengan baik.

Jenis-jenis Roda Gigi

Selanjutnya akan dijelaskan secara singkat tentang jenis roda gigi.

A. Roda Gigi

Jenis jenis profil gigi pada Roda gigi :

1.       Profil gigi sikloida ( Cycloide)

Struktur gigi melengkung cembung dan cekung mengikuti pola sikloida . Jenis gigi ini cukup baik karena presisi dan ketelitiannya baik, dapat meneruskan daya lebih besar dari jenis yang sepadan, juga keausannya dapat lebih lama. Tetapi mempunyai kerugian, diantaranya pembuatanya lebih sulit dan pemasangannya harus lebih teliti ( tidak dapat digunakan sebagai roda gigi pengganti/change wheel), dan harga lebih mahal.

2.       Profil gigi evolvente

Struktur gigi ini berbentuk melengkung cembung, mengikuti pola evolvente. Jenis gigi ini struktur cukup sederhana, cara pembuatanya lebih mudah, tidak sangat presisi dan maupun teliti, harga dapat lebih murah , baik ekali digunakan untuk roda gigi ganti. Jenis profil gigi evolvente dipakai sebagai profil gigi standard untuk semua keperluan transmisi.

3.       Profil gigi khusus

Misalnya bentuk busur lingkaran dan miring digunakan untuk transmisi daya yang besar dan khusus.

Berdasarkan srukturnya, bentuk gigi Roda gigi dibagi menjadi:

1. Gigi lurus ( spur gear)

Bentuk gigi ini lurus dan paralel dengan sumbu roda gigi.

2. Gigi miring ( helical gear)

Bentuk gigi ini menyilang miring terhadah sumbu roda gigi.

3. Gigi panah ( double helical / herring bone gear)

bentuk gigi berupa panah atau miring dengan kemiringan berlawanan.

4. Gigi melengkung/bengkok (curved/spherical gear )

Merupakan rodagigi yang mempunyai bentuk gigi melengkung mengikuti pola tertentu ( lingkaran/ellips).

Dalam kerja dan pemasangannya roda gigi biasanya dipasang secara berpasangan. Terdapat dua buah roda gigi atau lebih. Oleh karena ini, akan menimbulkan sebuah kerjasama antar roda gigi. Kerjasama berdasarkan sumbunya akan dibedakan menjadi :

a.Sumbu roda gigi sejajar/paralel

Biasanya dapat berupa kerjasama rodagigi lurus, miring atau spherical

b.Sumbu roda gigi tegak lurus berpotongan

Biasanya dapat berupa roda gigi trapesium/payung/ bevel dengan profil lurus(radial), miring(helical) atau melengkung(spherical)

c.Sumbu roda gigi menyilang tegak lurus

Biasanya dapat berupa roda gigi cacing(worm), atau roda gigi miring atau melengkung.

d.Sumbu roda gigi menyilang

Biasanya dapat berupa rodagigi skrup(screw/helical) atau spherical.

e.Sumbu roda gigi berpotongan tidak tegak lurus

Biasanya dapat berupa roda gigi payung/trapesium atau helical dll. Kerjasama antar roda gigi ini harus memenuhi syarat. Beberapa hal yang cukup penting pada kerjasama roda gigi , apabila dua roda gigi atau lebih bekerja sama maka :

1. Profil gigi harus sama ( spur atau helical dll)

2. Modul gigi harus sama

Modul gigi adalah besaran/dimensi roda gigi, yang dapat menyatakan besar dan kecilnya gigi .Bilangan modul biasanya bilangan utuh, kecuali untuk gigi yang kecil. (Bilangan yang ditulis tak berdimensi, walaupun dalam arti yang sesungguhnya dalam satuan mm )

3. Sudut tekanan harus sama ( sudut perpindahan daya antar gigi)

Sudut tekanan adalah sudut yang dibentuk antara garis singgung dua roda gigi dan garis perpindahan gaya antar dua gigi yang bekerja sama.

Ada dua macam roda gigi sesuai dengan letak giginya :

1. Roda gigi dalam (internal gear), yang mana gigi terletak pada bagian dalam dari lingkaran jarak bagi.

2. Roda gigi luar ( external gear), yang mana gigi terletak dibagian luar dari lingkaran jarak, jenis roda gigi ini paling banyak dijumpai. Roda gigi dalam banyak dijumpai pada transmisi roda gigi planit (planitary gear) dan roda gigi cyclo.

Apabila dua rodagigi dengan gigi luar maka putaran output akan berlawanan arah dengan putaran inputnya, tetapi bila salah satu rodagigi dengan gigi dalam maka arah putaran output akan sama dengan arah putaran input. Bila kerjasama lebih dari dua rodagigi disebut transmisi kereta api (train gear).

3.Roda gigi payung ( bevel gear)

Roda gigi payung atau roda gigi trapesium digunakan apabila diinginkan antara sumbu input dan sumbu output menyudut 90 derajat. Bentuk gigi yang biasa dipakai pada roda gigi payung : Bentuk gigi lurus atau radial Bentuk gigi miring atau helical Bentuk gigi melengkung atau spherical.

4.Roda gigi cacing ( worm gear)

Roda gigi cacing (worm) digunakan apabila diinginkan antara sumbu input dan sumbu output menyilang tegak lurus .Roda gigi cacing mempunyai karakteristik yang khas, yaitu input dan output tidak dapat dipertukarkan. Jadi input selalu dari roda cacingnya (worm)

dari pertanyaan sederhana ini bisa ditelusuri dari mekanisme kerja kendaraan. Berdasarkan urutan kerja pergerakkan kendaraan bermotor bakar, sistem transmisi dipasang setelah mesin dan kopling. Mesin adalah sumber tenaga kendaraan, namun masalahnya tenaga yang dikeluarkan dapur pacu harus dikendalikan agar bisa dipakai sesuai kebutuhan. Disinilah sistem transmisi berfungsi yaitu sebagai pengatur besar-kecilnya tenaga mesin.

Dalam proses kerjanya transmisi besinergi dengan piranti kopling yang memiliki fungsi sebagai pemutus dan penerus arus tenaga. Dengan bantuan kopling, proses permindahan gigi transmisi bisa mudah dilakukan. Itu sebabnya pada model transmisi manual, sebelum memindahkan gigi transmisi, pengendara kendaraan roda empat harus menginjak pedal kopling terlebih dahulu. Khusus untuk transmisi otomatik, kerja kopling menggunakan prinsip sentrifugal bukan lagi perintah manual.

Meski begitu, baik pada sistem manual atau otomatik, transmisi hanya memiliki satu tugas utama, yaitu memecah tenaga mesin menjadi dua unsur, torsi dan putaran. Transmisi mengatur besar keduanya sesuai kebutuhan. Pada kecepatan rendah, misalnya, mobil lebih membutuhkan torsi daripada putaran atau tenaga. Oleh karena itu, tenaga dari mesin “ditransfer” dalam bentuk torsi yang tinggi tetapi putaran rendah pada posisi gigi perseneling rendah. Sebaliknya, pada kecepatan tinggi, mobil lebih memerlukan putaran.

Proses pembuatan roda gigi lurus

Spesifikasi dari roda gigi lurus ini adalah sebagai berikut :

modul 1,5 dan Z 30

PERLENGKAPAN ALAT DAN BAHAN :

1. Mesin bubut, mesin frais universal

2. Pisau frais M 1,5

3. Kikir rata halus

4. Jangka sorong

5. Mata bor ø 15 dan ø 16 (mm)

6. Bor senter

7. Mandrel

8. Bahan : Aluminium cor, ø 50 x 38 (mm)

TINDAKAN KEAMANAN / KESELAMATAN KERJA

1. Jangan merubah kecepatan mesin ketika mesin dalam keadaan hidup

2. Letakkan semua alat ukur pada tempat yang aman / terpisah pada benda yang

    kasar.

3. Pakailah alat pelindung mata ketika membubut dan mengetam (mengefrais).

4. Dilarang membersihkan tatal mesin (sisa potongan bahan) pada saat mesin

    masih hidup.

5. Jangan meninggalkan mesin dalam keadaan hidup.

LANGKAH KERJA

1. Chek ukuran bahan dan alat bantu yang diperlukan.

2. Mempersiapkan mesin bubut dan perlengkapannya.

3. Cekam benda kerja dan sisakan ± 3mm,kuatkan.

4. Bubut rata permukaan ujung benda kerja, kemudian lepas.

5. Cekam ujung benda kerja yang telah di bubut rata seperti langkah no 4, bubut

     rata ujung benda kerja sehingga mencapai ukuran panjang 20 mm.

6. Lakukan pengeboran senter.

7. Lakukan pengeboran dengan diameter mata bor 15 mm.

8. Lakukan pengeboran dengan mata bor ø 16mm, kurangi kecepatan pemakanan.

9. Lepas benda kerja, kemudian pasang pada mandrel dengan diameter 16mm.

11. Cekam mandrel, kemudian bubut rata permukaan benda kerja ø 43mm.

12. Tirus bagian ujung benda kerja 2x45⁰, lepas benda kerja.

13. Mempersiapkan peralatan dan perlengkapan mesin frais.

14. Gunakan kepala pembagi dengan jumlah lobang 18.

15. Pasang benda kerja pada cekam kepala pembagi.

16. Menentukan titik nol pemakanan dengan cara :

a. Nyalakan motor spindel utama

            b. Dekatkan mata pisau frais tepat diatas benda kerja, turunkan posisi pisau

    dengan memutar handel penurun dan penaik meja.

c. Posisi pisau harus benar-benar sejajar (sesumbu) dengan benda kerja.

d. Turunkan hingga sedikit menyentuh benda kerja.

e. Putar pengukur pada handle penaik dan penurun meja pada posisi nol,

    jauhkan mata pisau frais.

17. Naikkan meja frais setinggi 3,25mm, sebagai tinggi gigi, kemudian makankan,

      jauhkan kembali.

18. Putar piring pembagi 1kali putaran dan 6 lubang pada piring pembagi 18.

19. Lakukan langkah kerja 17 dan 18, hingga terbentuk roda gigi.

20. Lepas roda gigi dari cekam maupun darin mandrel.

21. Rapikan bagian kepala roda gigi menggunakan kikir halus.

22. Buat lubang pasak.

23. Selesai.

Kesimpulan

Roda gigi adalah suatu benda berbentuk silindris, di mana di bagian tepinya terdapat profil yang menyerupai gigi. Ada beberapa macam bentukan profil roda gigi. Di antaranya roda gigi silindris, roda gigi payung, roda gigi cacing, dan bentukkan khusus lainnya. Setiap macam bentukan memeiliki fungsi dan karakteristik yang berbeda beda. Namun pada intinya berfungsi mentransmisikan gaya. Terdapat fungsi lain roda gigi salah satunya untuk menaikkan atau menurunkan putaran ( kecepatan ). Salah satu penerapan spur gears adalah sistem transmisi presneling pada kendaraan beroda empat. Beberapa aplikasi lain yang yakni pada gearbox sebuah mesin. Di dalamnya terdapat beberapa roda gigi yang bekerja sama untuk menjalankan sebagaimana fungsinya.

Sumber :

http://teknik-mesin1.blogspot.co.id/2012/01/proses-pembuatan-roda-gigi.html

https://elemenmesin2.wordpress.com/

Machine Design,R.S. Khurmi & J.K.Ghupta.Eurasia Publishing House.2005
Elemen Mesin II ,google search.

Prosedur Pembuatan Kampas Rem dari Serbuk Kayu

Prosedur-prosedur pelaksanaan pembuatan kampas rem sepeda motor dengan penguat serabut kelapa dan serbuk kayu adalah sebagai berikut :

Persiapan alat dan bahan.

Bahan meliputi bahan baku produk (serbuk kayu/tepung kayu, serbuk serbut kelapa, resin 208b, katalis, vaselin, lem besi, rem sepeda motor bekas yang sisa kampasnya telah dibersihkan) dan bahan cetakan (plat baja, timbangan badan, ulir baja, mur dan baut) serta katoda las. Peralatan meliputi alat mekanik (gergaji besi, palu, gerinda, mesin drill, dll), perangkat las busur listrik.

Pembuatan cetakan.

Cetakan terdiri dari alat penekan dan cetakan produk. Alat penekan didesain dengan bentuk seperti alat penekan tambal ban yang bocor. Hanya saja, untuk ujung penekan dari alat penekan ini (mata penekan), digunakan rem sepeda motor bekas yang tidak berkampas. Cetakan produk dibuat dari plat besi agar cukup kuat menerima pembebanan dari alat penekan. Dalam desain cetakan produk kampas rem, plat besi dibentuk mengikuti bentuk lengkungan kampas rem. Sehingga nantinya pas dengan ujung penekannya yaitu rem sepeda motor bekas yang tidak berkampas. Prinsip kerjanya adalah bahan yang akan dicetak diberi tekanan yang besarnya tertentu dengan tujuan memperoleh persebaran partikel penguat dalam matriks yang lebih uniform sehingga didapatkan padatan kampas rem yang baik. Selain itu untuk menjaga agar kualitas bahan dari produk yang satu dengan yang lain sama maka penekanan harus sama besar.

Pencampuran bahan.

Serbuk kayu dan serbuk serabut kelapa dihaluskan (diselep) dan disaring dengan saringan 50 mesh kemudian keduanya dicampur dengan perbandingan 40 : 60. (Serbuk kayu = 40 dan serbuk serabut kelapa = 60). Resin 208b (tak jenuh) dituangkan ke dalam gelas ukur dan dituang ke campuran serbuk kayu dan serabut kelapa dan diaduk hingga persebaran partikel merata. Fraksi volume campuran serbuk kayu dan serbuk serabut kelapa dalam resin adalah 40% atau dengan perbandingan 40 : 60. ( campuran serbuk kayu dan serabut kelapa = 40, resin = 60). Kemudian dituangkan katalis secukupnya, diaduk hinggá katalis menyebar merata, dan diaduk terus samapai dituang ke cetakan.

Pencetakan.

Proses hasil dari pencampuran kemudian dituang secara merata ke dalam cetakan produk yang sebelumnya, permukaan bagian dalamnya telah diolesi vaseline secukupnya, kemudian sesegera mungkin diberi penekanan dengan alat penekan. Setelah itu bahan didiamkan selama beberapa waktu dengan maksud memberikan waktu bagi katalis untuk bereaksi dengan bahan. Lama waktu yang dibutuhkan tergantung dari banyaknya katalis yang ditambahkan pada bahan. Semakin banyak katalis dalam bahan semakin cepat reaksi terjadi sehingga semakin cepat bahan memadat.

Pengeluaran produk dari cetakan.

Kampas rem kemudian dilem dengan menggunakan lem besi dan dilekatkan dengan rem yang tidak berkampas yang telah dipersiapkan sebelumnya. Setelah dilekatkan, kampas rem dirapikan ketebalannya hingga sekiranya muat dengan ruang rem pada sepeda motor. Dalam proses ini dapat digunakan gerinda.

No	Jenis Kampas Rem	Keunggulan	Kelemahan
1.	Kampas rem Asbestos	-          Lebih murah	-          asbestos mengandung zat Karsinogen yang dituding sebagai salah satu zat penyebab kanker paru-paru -          Tidak pakem saat basah
2.	Kampas rem Non-Asbestos	-          ramah lingkungan, -           tidak mudah bunyi, -          tahan panas dan -          memiliki friksi baik.	-          kotoran dari pengikisan kampas berwarna hitam dapat mengotori pelek dan harganya pun lebih mahal -          Tidak pakem pada panas tinggi
3.	Kampas Sinter	-          Pakem saat kondisi basah maupun kering -          Umur produk lebih lama	-          Harga lebih mahal dari kedua kampas rem diatas.

No	Jenis Kampas Rem	Bahan	Proses produksi
1.	Kampas rem Asbestos	asbes	Metalurgi sebuk
2.	Kampas rem Non-Asbestos	Kevlar,steel fiber,rock wool,cellulose dan carbon fiber	Metalurgi sebuk
3.	Kampas Sinter	Keramik	Proses Sintering

Maka dapat disimpulkan bahwa kampas rem yang lebih cocok untuk di gunakan adalah kampas rem non asbes karena mempunyai banyak kelebihan seperti bahannya lebih mudah didaptkan, ramah lingkungan, lebih tahan panas, tidak mudah bunyi, harga bisa terjangkau. Dan proses pembuatanya lebih mudah dengan cara mempress serbuk berbagai logam dan non logam, pada tuangan yang sudah di desain.

Sumber :

http://fadilah.co.id/prosedur-pembuatan-kampas-rem-dari-serbuk-kayu/

http://hapistaronku.blogspot.co.id/2011/10/v-behaviorurldefaultvmlo.html#!/2011/10/v-behaviorurldefaultvmlo.html