Flat Belt Elemen Mesin

FLAT BELT

• Belt (sabuk) dan tali digunakan untuk mentransmisikan daya dari poros yang satu ke poros yang lainnya melalui roda (pulley) yang berputar dengan kecepatan sama atau berbeda.

• nFlat belt umumnya dipakai pada crowned pulleys, sabuk ini lebih tenang dan efisien pada kecepatan tinggi, dan juga mampu mentransmisikan sejumlah daya yang besar pada jarak pusat pulley yang panjang.

• nFlat belt ini dapat dibeli dalam bentuk rol dan potongan yang nanti ujungnya disambung dengan special kits furnished oleh pabriknya. 

Daya yang ditransmisikan ditentukan oleh:

• Kecepatan sabuk.
• Tarikan oleh sabuk pada pulley.
• Sudut kontak antara sabuk dengan pulley yang kecil.
• Kondisi pemakaian

Agar transmisi daya berlangsung sempurna, maka perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut:

• Jarak poros tidak terlalu dekat agar sudut kontak pada roda yang kecil sebesar mungkin.
• Jarak poros jangan terlalu jauh agar belt tidak terlalu berat.
• Belt yang terlalu panjang akan bergoyang, dan bagian pinggir sabuk cepat rusak.
• Tarikan yang kuat supaya bagian bawah, dan sabuk yang kendor di atas agar sudut kontak bertambah besar.
• Jarak antar poros maksimum 10m, dan jarak minimum adalah 3,5 kali diameter roda yang besar.

Bahan sabuk:

• Kulit
• Anyaman benang
• Karet

Cara penyambungan  sabuk menggunakan:

1. Lem
2. Dijahit
3. Straples
4. Kait

Tegangan pada belt kulit: 210 – 350 kg/cm2, dan dengan angka keamanan 8 – 10. Dengan tegangan yang diijinkan 17,5 kg/cm2,

maka umur belt dapat mencapai 15 tahun.

Kecepatan belt dibatasi 20 – 22,5 m/s. Jika kecepatan meningkat, maka gaya sentrifugal akan bertambah besar, dan akan mengurangi daya yang diteruskan.

Koefisien gesek sabuk ditentukan oleh:

1. Bahan sabuk
2. Bahan pulley
3. Kecepatan sabuk
4. Faktor slip

Untuk sabuk kulit dan roda besi cor, koefisien gesek dapat diprediksi dengan persamaan:

ν = kecepatan sabuk (m/menit)

Macam-macam konfigurasi transmisi flat belt:

1. Open Belt drive,

            untuk poros sejajar dan berputar dalam arah yang sama

2. Crossed or twist belt drive,

 untuk poros sejajar dan berputar berlawanan arah. Karena belt saling bergesekan maka belt menjadi cepat aus dan sobek. Jarak poros dibatasi maksimum 20 kali lebar belt dan kecepatan maksimim 20 meter/s.

3. Quarter turn belt drive,                                                                                                            untuk poros yang bersilangan tegak lurus dan berputar dalam arah tertentu. Lebar pulley harus lebih dari 1,4 kali lebar sabuk.

 

 4. Belt drive with idler pulleys,

untuk memperbesar sudut kontak jika jarak poros cukup panjang. Dengan cara ini dapat digunakan untuk perbandingan kecepatan tinggi, dan untuk menambah tarikan belt.

Dapat juga digunakan jika beberapa poros perlu mengambil daya dari sebuah poros penggerak.

5. Compound belt drive,

digunakan untuk transmisi daya dari dari sebuah poros ke beberapa roda

6. Stepped or cone pulley drive,

digunakan untuk mengubah putaran poros yang digerakkan sementara putaran poros penggerak tetap.

7. Fast and loose pulley drive,

digunakan jika poros yang digerakkan dapat dihentikan atau diputar.

           

Perbandingan Kecepatan

n     Karena kecepatan linier pada kedua puli sama, maka:

n      Dan perbandingan putaran antara kedua puli menjadi:

 

                       

n      Dengan:

n      N2 = putaran poros yang digerakkan

n      N1 = putaran poros penggerak

n      D2 = diameter pulley yang digerakan

n      D1 = diameter pulley penggerak

n      Jika tebal belt (t) perlu dipertimbangkan, maka:

                                                               

Jika faktor slip (s) dimasukkan, maka:

 

Dengan : s = faktor slip total utuk kedua roda.

Panjang sabuk

1. Transmisi terbuka

Daya yang ditransmisikan oleh sabuk:

Jika puli A menggerakkan puli B, maka dengan arah putaran searah jarum jam, maka tarikan belt F1 lebih besar dari pada F2. Hubungan F1 dan F2 dapat dinyatakan dengan:

Dengan: μ = koefisien gesek

0 (Pi)= sudut kontak antara belt dan pulley yang kecil

Jika efek sentrifugal diperhitungkan maka tegangan belt menjadi:

Dengan Fc = tarikan sentrifugal, dan

w adalah berat sabuk per satuan panjang

Daya yang ditransmisikan oleh belt adalah:

P = (F1-F2) V

 

Dengan:

F1 = Tarikan belt pada sisi tegang

F2 = Tarikan belt pada sisi yang kendor

V  = Kecepatan keliling belt

Daya juga dapat dihitung dengan persamaan:

P=(f1-fc).v e μ0(di pangkat) -1/ μ0(di pangkat)

• Torsi pada puli penggerak = (F1 - F2) r1,

           dan pada puli yang digerakkan = (F1–F2) r2

• Lebar sabuk ditentukan berdasarkan tarikan maksimum, dan tegangan yang diijinkan, karena:

F1 = Sw.b.t

Dengan: Sw = tegangan yang diijinkan

 b   = lebar sabuk

 t    = tebal sabuk

Pemilihan Flat Belt

• Pemilihan flat belt ditentukan berdasarkan kapasitas daya yang dapat diteruskan per satuan lebar belt untuk jenis belt dari bahan tertentu. Kapasitas daya masih dikoreksi dengan faktor pemakaian, faktor koreksi untuk dimensi pulley, dan faktor koreksi sudut kontak.
• Daya desain belt menjadi:

Dayadesain=kapasitasdayaXsf / F^dX F0

Dengan:

sf = faktor pemakaian

fd = faktor diameter

f  = faktor sudut kontak

Tabel kapasitas daya untuk belt dari kulit (HP/cm lebar)

Tabel kapasitas daya untuk belt dari kanvas berlapis karet (HP/cm lebar)

·        Kapasitas daya untuk belt dari bahan terpal (kecepatan 10 m/s)

Untuk beban ringan: 0,23 kw (0,34  HP) per cm lebar puli

Untuk beban berat: 0,289 kw (0,392 HP) per cm lebar puli

Tabel faktor pemakaian flat belt

Tabel faktor koreksi untuk dimensi puli yang kecil

Tabel faktor sudut kontak

 

Daftar Pustaka:

·        Prajitno. Elemen Mesin Pokok Bahasan Transmisi sabuk dan Rantai. Jurusan     Teknik Mesin UGM. 2001

·        Deutschman d. Aaron.,J. Michels. Walter.,E. Wilson. Charles. Machine Design.Macmillan Publising.Co. Inc. 1975