BAB 3

REVERSE ENGINEERING GEARBOX

3.1 Mencari Informasi Teknik Komponen Gearbox

Langkah awal dalam proses RE adalah mencari informasi mengenai

komponen yang akan di-RE, dalam hal ini komponen gearbox traktor tangan.

Informasi ini dapat berupa informasi umum maupun informasi teknik, serta dapat

dicari dari berbagai sumber yang dapat dipercaya. Untuk itu, penulis melakukan

studi literatur dari berbagai buku, standar-standar, serta situs internet yang ada.

Informasi yang bisa didapat antara lain mengenai fungsi komponen dan

cara kerjanya secara umum serta cara melakukan perancangan dan pemilihannya.

Untuk fungsi dan cara kerja komponen dapat dicari melalui berbagai buku dan

situs internet yang berkaitan. Sedangkan untuk perancangan dan pemilihan

komponen lebih baik bila mencari dari berbagai standar yang ada.

Buku-buku rujukan dan sitis internet yang dipakai antara lain dapat dilihat

pada daftar pustaka di halaman 76. Sedangkan standar-standar dan panduan yang

dipakai antara lain:

o SNI (Standar Nasional Indonesia)

o AGMA (American Gear Manufacturers Association)

o ANSI (American National Standards Institute)

o ISO (International Standards Organisation)

o AISI (American Iron and Steel Institute)

o SKF (Svenska Kullagerfabriken)

Biasanya dari satu badan standar perlu dipakai beberapa dokumen agar informasi

yang didapat cukup lengkap. Untuk situs internet yang dipakai dalam pencarian

informasi ini, umumnya merupakan situs teknik yang menyediakan berbagai

informasi umum dalam bidang teknik.

Proses pencarian informasi ini dapat berlangsung cukup lama karena

dibutuhkan informasi yang cukup lengkap sehingga proses RE nantinya dapat

berlangsung dengan lebih baik dan lancar. Namun jika nantinya ternyata masih

30

kurang, dapat ditambah lagi dengan rujukan-rujukan lain yang sesuai. Berbagai

informasi yang telah didapat penulis telah dibahas dan diringkas pada Bab 2.

3.2 Mencari Pengetahuan Sistem dan Komponen Gearbox

Pengetahuan mengenai sistem dan komponen yang akan di-RE meliputi

pengetahuan mengenai fungsinya masing-masing, geometri dan dimensinya, serta

materialnya. Informasi pengetahuan ini dapat dicari dari berbagai dokumentasi

produk maupun dari sumber umum lainnya serta percobaan langsung. Berikut akan

dibahas lebih lanjut mengenai informasi pengetahuan tersebut.

3.2.1 Informasi Pengetahuan Fungsi Sistem dan Komponen Gearbox

Fungsi gearbox bisa didapat dari berbagai sumber umum yang ada. Secara

umum, gearbox dibuat untuk meneruskan daya dari mesin ke roda. Untuk

menjalankan fungsinya tersebut, gearbox didukung berbagai komponen lain, seperti

casing, roda gigi, poros, bantalan, pegas, dan komponen pendukung lainnya. Fungsi

masing-masing komponen didapat dari berbagai buku, standar, dan situs internet

serta secara lengkap telah dibahas pada Bab 2, sehingga tidak diperinci lagi.

Secara umum, fungsi komponen-komponen tersebut adalah mendukung

penerusan daya dari mesin ke roda sehingga traktor dapat bekerja dengan baik.

Untuk dapat meneruskan daya ini, diperlukan komponen penerus daya berupa

roda gigi, puli, atau sproket. Berbagai komponen penerus daya tersebut perlu

ditumpu agar dapat bekerja dengan baik, yaitu dengan menggunakan poros. Agar

poros dapat bekerja dengan baik, perlu ditumpu oleh bantalan yang sesuai.

Bantalan ini kemudian dipasangkan pada rumah bantalan yang tepasang

pada casing gearbox. Di samping itu, casing juga berfungsi untuk menampung

minyak pelumas agar sistem penerusan daya dapat berjalan dengan baik. Untuk

pemasangan dan perakitan berbagai komponen gearbox tersebut dibutuhkan

komponen-komponen pendukung seperti seal, gasket, baut, mur, washer, pin, dan

lain sebagainya seperti yang telah dijelaskan pada Bab 2. Di samping itu, ada juga

komponen-komponen pendukung sistem kopling (pegas dan batang kopling) yang

berfungsi sebagai pengendali gerakan traktor tangan.

31

Sistem beserta komponen-komponen gearbox yang akan di-RE didapat

langsung dari data teknik dan data perancangan acuan yang telah dibuat sebelumnya

oleh Perusahaan X. Data ini berupa data model 3D dalam program komputer

(Pro/Engineer), lengkap dengan dimensi dan bentuk geometri yang sebenarnya.

Setelah mengetahui fungsi umum komponen-komponen yang terdapat dalam

gearbox rancangan acuan, maka dapat diketahui pula fungsi komponen-komponen

tersebut. Gambar traktor tangan dan gearbox rancangan acuan dapat dilihat pada

Gambar 3.1 dan 3.2 berikut.

Gambar 3.1 Traktor tangan rancangan acuan

Gambar 3.2 Gearbox rancangan acuan

3.2.2 Informasi Pengetahuan Geometri dan Dimensi Komponen Gearbox

Komponen-komponen yang akan dibahas pada sub-bab ini berfokus pada

bagian-bagian utama, yaitu:

o Casing

o Sistem transmisi berupa rangkaian roda gigi

o Poros

32

o Bantalan

o Pegas pendukung sistem kopling

o Komponen pendukung lainnya

3.2.2.1 Casing

Casing gearbox adalah penutup sekaligus pelindung komponen-komponen di

dalamnya. Selain itu, casing ini juga berfungsi sebagai tempat penampungan minyak

pelumas untuk komponen-komponen di dalamnya. Untuk itu, casing ini harus cukup

kuat agar komponen di dalamnya terlindungi dan harus tertutup rapat agar tidak

bocor. Gambar casing rancangan acuan ini dapat dilihat pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3 Casing gearbox rancangan acuan

Casing rancangan acuan ini memiliki dimensi terbesar panjang 600 mm,

lebar 250 mm, dan tebal 173 mm (tanpa bearing house). Bila ditambah bearing

house, tebal terbesarnya mencapai 403 mm. Casing ini juga dilengkapi lubang untuk

mengisi dan mengosongkan minyak pelumas. Material casing ini adalah pelat baja.

3.2.2.2 Sistem Transmisi

Untuk sistem transmisi rancangan acuan, digunakan empat tingkat reduksi

kecepatan. Tingkat pertama menggunakan puli yang dihubungkan dengan sabuk

(belt), kemudian diteruskan dengan sproket yang dihubungkan dengan rantai

(chain), dan dua tingkat terakhir menggunakan empat buah roda gigi yang

dirangkai secara compound nonreverted. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada

Gambar 3.4 dan Gambar 3.5.

33

Gambar 3.4 Rangkaian sistem transmisi gearbox rancangan acuan

a b c d

e f g h

Gambar 3.5 Puli, sproket, dan gear pada sistem transmisi rancangan acuan a. Puli_Tensioner e. Gear 1 b. Puli_Input f. Gear 2 c. Sproket_Pinion g. Gear 3 d. Sproket_Gear h. Gear 4

Dari Gambar 3.4 dapat dilihat bahwa puli_input adalah bagian yang

merupakan reduksi kecepatan tingkat pertama. Puli_input ini dihubungkan dengan

puli lain yang bernama puli_tensioner yang berhubungan langsung dengan motor

bensin dengan menggunakan sabuk (belt). Puli_tensioner memiliki diameter

dalam 62 mm dan puli_input memiliki diameter dalam 228 mm, sehingga rasio

reduksi kecepatannya adalah 3,677.

Selanjutnya kecepatan direduksi dengan menggunakan sistem sproket dan

rantai. Sproket_pinion memiliki module 4,82 dengan jumlah gigi 11 (pitch

34

35

diameter = 53 mm), dan lebar gigi 9 mm. Sedangkan sproket_gear memiliki

module 5 dengan jumlah gigi 30 (pitch diameter = 150 mm), dan lebar gigi 8,8 mm.

Rasio reduksi kecepatannya adalah 2,727.

Tingkat reduksi selanjutnya menggunakan dua pasang roda gigi (gear 1

dan gear 2 masing-masing dua buah), sepasang untuk di kiri dan sepasang lagi

untuk di kanan. Gear 1 memiliki module 3,5 dengan jumlah gigi 16 (pitch

diameter = 56 mm), dan lebar gigi 18,5 mm. Untuk gear 2 memiliki module 3,5

dengan jumlah gigi 46 buah (pitch diameter = 161 mm), dan lebar gigi 14 mm. Rasio

reduksi kecepatannya adalah 2,875.

Tingkat reduksi terakhir menggunakan dua pasang roda gigi lagi (gear 3

dan gear 4 masing-masing dua buah), sepasang untuk di kiri dan sepasang lagi

untuk di kanan. Gear 3 memiliki module 4,27 dengan jumlah gigi 15 (pitch

diameter = 64 mm), dan lebar gigi 20,5 mm. Untuk gear 4 memiliki module 4

dengan jumlah gigi 40 buah (pitch diameter = 160 mm), dan lebar gigi 18 mm.

Rasio reduksi kecepatannya adalah 2,667.

Maka dapat dihitung reduksi kecepatan totalnya dengan mengalikan

semua rasio reduksi di atas. Rasio reduksi totalnya adalah:

76,8852,6672,8752,7273,677 =×××

Dengan putaran maksimal mesin penggerak berupa motor bensin sebesar 2000 rpm,

maka putaran roda maksimal kira-kira sebesar 26 rpm. Bila roda memiliki

diameter 780 mm, maka kecepatan translasi maksimum traktor tangan adalah:

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛⋅⋅⋅⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛⋅=

⋅=

mmm

10001mm 780π s

min 601rpm 26v

kellωv rodaroda

hkm3,82

sm

hkm

10003600

sm 1,062v =⎟

⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛⋅=

Sesuai standar SNI, kecepatan optimum traktor tangan berdaya 8 hp (6 kW)

berkisar antara 2 - 3 km/jam, maka traktor tangan rancangan acuan ini sebenarnya

telah sesuai standar karena memiliki kecepatan maksimum 3,82 km/jam dan

kecepatan operasinya dapat diatur di sekitar 2,5 - 3 km/jam.

Seluruh material roda gigi menggunakan AISI 4340 yang memiliki

spesifikasi seperti yang telah dibahas pada Bab 2.

3.2.2.3 Poros

Terdapat empat buah poros pada sistem gearbox ini, yaitu poros input,

poros kopling, poros intermediate, dan poros output. Keempat-empatnya

merupakan komponen penumpu roda gigi, sproket, atau puli. Untuk poros kopling

dan intermediate, poros hanya berfungsi sebagai penumpu (sebagai as).

Sedangkan untuk poros input dan output, poros ikut meneruskan daya.

Sesuai namanya, poros input merupakan poros penumpu sistem input yang

terdiri dari puli_input dan sproket_pinion. Poros kopling merupakan poros

penumpu sistem kopling dimana terdapat sproket_gear dan gear 1 serta sistem

shifting untuk kopling.. Poros intermediate merupakan poros penumpu sistem

tengah yang terdiri dari gear 2 dan gear 3. Sedangkan poros output merupakan

poros penumpu sistem output. Untuk poros output ini terdiri dari sepasang poros,

yaitu untuk kiri dan kanan. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 3.6,

Gambar 3.7, Gambar 3.8, dan Gambar 3.9.

a b

Gambar 3.6 Poros input a. Poros input b. Poros input dirakit beserta komponennya

a b

Gambar 3.7 Poros kopling a. Poros kopling b. Poros kopling dirakit beserta komponennya

36

a b

Gambar 3.8 Poros intermediate a. Poros intermediate b. Poros intermediate dirakit beserta komponennya

a b

Gambar 3.9 Poros output a. Poros output b. Poros output dirakit beserta komponennya

Poros input memiliki panjang total 267,5 mm dengan diameter bervariasi

untuk pemasangan komponen-komponen seperti sproket_pinion, puli_input, serta

bearing 6305 dan 6306. Pemasangan puli dan sproket menggunakan key. Untuk

bagian poros yang berpasangan dengan bearing 6305 berdiameter 25 mm, yang

berpasangan dengan sproket_pinion berdiameter 28 mm, yang berpasangan

dengan bearing 6306 berdiameter 30 mm, dan yang berpasangan dengan

puli_input berdiameter 28 mm.

Poros kopling memiliki panjang total 146,2 mm dengan diameter

bervariasi untuk pemasangan komponen-komponen seperti sproket_gear, sepasang

gear 1, sepasang pegas penekan, sepasang bearing 6305, dan sistem kopling.

Untuk bagian poros yang berpasangan dengan bearing 6305 berdiameter 25 mm,

yang berpasangan dengan sproket_gear berdiameter 35 mm, dan yang

berpasangan dengan gear 1 berdiameter 30 mm.

Poros Intermediate memiliki panjang total 154 mm dengan diameter dasar

30 mm. Pada poros intermediate ini terdapat alur di kedua ujungnya untuk tempat

37

dudukan snap ring yang dipakai untuk menahan sepasang gear 2, sepasang gear 3,

sepasang bearing, dan bushing.

Masing-masing poros output memiliki panjang total 311 mm dengan

diameter yang bervariasi. Pada poros output ini terdapat beberapa perubahan

diameter (baik penambahan maupun reduksi) serta sebuah alur arah radial dan

beberapa alur arah aksial untuk menahan komponen-komponen seperti gear 4,

snap ring, PCD, collar, seal, dan bearing. Untuk bagian poros yang berpasangan

dengan gear 4 memiliki alur arah aksial, sedangkan untuk bagian yang

berpasangan dengan bearing 6308 memiliki diameter 40 mm.

Semua material poros menggunakan AISI 4340 yang sama dengan roda gigi.

3.2.2.4 Bantalan

Bantalan adalah komponen penumpu poros yang menghubungkan poros

dengan casing. Bantalan yang digunakan adalah jenis rolling-element bearing, dan

dipilih tipe ball bearing. Dalam rancangan acuan, ball bearing yang digunakan

adalah produk SKF dan dipilih berdasarkan kebutuhan, seperti diameter dalam,

diameter luar, lebar bearing, batas kecepatan putar, serta batas bebannya.

Beberapa tipe ball bearing yang dipakai antara lain:

o 6305

Ball bearing jenis ini memiliki diameter dalam 25 mm, diameter luar 62 mm,

lebar 17 mm, batas kecepatan putar 16000 rpm, dan berat 0,23 kg.

o 6306

Ball bearing jenis ini memiliki diameter dalam 30 mm, diameter luar 72 mm,

lebar 19 mm, batas kecepatan putar 13000 rpm, dan berat 0,35 kg.

o 6308

Ball bearing jenis ini memiliki diameter dalam 40 mm, diameter luar 90 mm,

lebar 23 mm, batas kecepatan putar 11000 rpm, dan berat 0,63 kg.

3.2.2.5 Pegas Pendukung Sistem Kopling

Pegas ini dimaksudkan untuk menekan gear 1 agar terhubung dengan

sproket_pinion sehingga daya dapat diteruskan sampai ke roda melalui gear 2, 3

dan 4. Sistem kopling digunakan untuk melepaskan hubungan tersebut sehingga

38

daya tidak diteruskan ke roda. Hal ini dimaksudkan agar roda berhenti berputar

sehingga traktor tangan dapat berbelok.

Cara kerjanya adalah bila kopling ditekan, maka batang kopling akan

menarik lepas gear 1 dari sproket_pinion sambil menekan pegas. Pegas ini perlu

dipilih yang sesuai agar gaya penekanan kopling tidak terlalu berat.

Bila kopling kiri ditekan, maka sistem transmisi bagian kiri terlepas dan

roda kiri berhenti berputar. Akibatnya roda akan cenderung belok ke kiri karena

adanya ketidakseimbangan pergerakan roda kiri dan kanan. Hal ini dimanfaatkan

untuk pergerakan traktor tangan saat belok ke kiri. Sebaliknya, hal tersebut

berlaku untuk sistem transmisi bagian kanan. Bila kedua kopling ditekan

bersamaan, maka otomatis traktor tangan akan berhenti berjalan. Susunan sistem

kopling ini dipasang pada poros kopling dan dapat dilihat pada Gambar 3.10. Ball

bearing bagian kiri dilepas agar gambar pegas (warna merah) tampak lebih jelas.

Gambar 3.10 Rakitan sistem kopling

Pegas yang dipakai adalah pegas helix tekan dengan konfigurasi diameter

koil dalam 31,4 mm, diameter koil luar 36,6 mm, diameter kawat 2,6 mm, jumlah

lilitan total 3,5 dengan jumlah lilitan aktif 2,5 (plain-ground ends), panjang bebas

43 mm, panjang rakitan 22,75 mm, dan panjang kerja minimum 17,25 mm.

Gambar pegas ini dapat dilihat pada Gambar 3.11 berikut.

Gambar 3.11 Pegas helix tekan untuk sistem kopling

39

3.2.2.6 Komponen Pendukung Lainnya

Komponen-komponen pendukung gearbox lainnya cukup banyak dan

memiliki peranan yang cukup penting. Komponen-komponen tersebut antara lain:

Gasket, untuk menahan bagian yang disambung agar tidak bocor.

Bushing dan collar, untuk menahan gerakan komponen pada arah aksial.

Cover, untuk penutup area casing yang terbuka agar tidak bocor dan

tampak lebih bagus.

Pin, untuk menyejajarkan dan menyambungkan casing kiri dan kanan.

Baut, mur dan washer, untuk menyambung berbagai komponen, terutama

bagian casing.

Key, untuk menghubungkan dan menyambung poros pada komponen-

komponen.

Snap ring untuk memasang dan menahan komponen-komponen poros

pada porosnya.

Komponen-komponen pendukung tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.12.

a b c

d e f g

Gambar 3.12 Komponen pendukung gearbox lainnya a. Gasket e. Baut, mur & washer b. Bushing f. Key c. Cover g. Snap ring d. Pin

3.3 Pemodelan 3D Rancangan RE

Untuk menghindari pelanggaran hak paten, maka beberapa desain dari

rancangan acuan perlu diubah. Beberapa parameter dijadikan acuan, sementara

40

parameter lainnya diubah agar tidak melanggar hak paten. Beberapa parameter

yang diubah antara lain model casing gearbox, rasio reduksi kecepatan pada roda

gigi sistem transmisi, serta beberapa dimensi dan spesifikasi roda gigi serta

porosnya. Berikut penjelasan lebih lengkap untuk masing-masing komponen

beserta pemilihan toleransinya.

3.3.1 Casing Gearbox

Untuk bagian casing, perubahan utama dilakukan pada desain modelnya.

Batasan utamanya adalah ruangan yang tersedia pada traktor tangan. Sesuai

rancangan komponen traktor lainnya, maka ruang yang tersedia untuk gearbox

adalah tebal 500 mm, dan lebar 400 mm. Panjang tidak terlalu terbatas, namun

sebaiknya tidak melebihi 800 mm. Batasan lainnya adalah casing mampu

menampung semua komponen gearbox yang diperlukan.

Maka dipilihlah casing dengan desain berupa gabungan beberapa pelat

agar mudah dalam proses manufaktur sekaligus untuk memudahkan proses

bongkar pasang bilamana diperlukan. Desain ini memudahkan proses bongkar

pasang karena beberapa bagian pelat dapat dibuka tanpa harus membongkar

keseluruhan casing. Desain casing ini dapat dilihat dengan pada Gambar 3.13.

Desain baru casing ini memiliki dimensi terbesar untuk panjang 798 mm,

lebar 473,1 mm, dan tebal 240 mm (tanpa bearing house). Bila ditambah dengan

bearing house, tebal casing menjadi 418,8 mm. Meskipun lebar terbesar melebihi

batasan ruang, namun dengan desain yang sesuai pada daerah tertentu maka ruangan

ini menjadi cukup karena tidak semua lebar casing melebihi 400 mm.

Gambar 3.13 Casing gearbox hasil RE

41

42

Material yang digunakan untuk casing ini adalah pelat baja 8 mm (seperti

pada rancangan acuan). Kumpulan gambar teknik casing gearbox untuk hasil

rancangan RE ini dapat dilihat pada Lampiran B-1.

7,6682,6672,875 =×

3.3.2 Sistem Transmisi Gearbox

Pada sistem transmisi hasil rancangan RE, hal pertama yang diubah adalah

rasio reduksi kecepatan. Untuk bagian inputnya, rancangan acuan tetap dipakai

sampai ke bagian sproket untuk memudahkan proses perancangan. Jadi,

puli_tensioner, puli_input, sabuk, sproket_pinion, dan sproket_gear beserta

rantainya tetap memakai rancangan acuan yang mudah dicari di pasaran. Maka

rasio reduksi kecepatan tingkat pertama dan kedua tidak berubah, yaitu 3,677 dan

2,727. Yang diubah adalah rasio reduksi pada tingkat ketiga dan keempat.

Rasio reduksi total yang ingin dicapai oleh tingkat tiga dan empat

berdasarkan rancangan acuan adalah:

Untuk rancangan RE, rasio reduksi masing-masing untuk tingkat tiga dan empat

ingin disamakan, maka didapat rasio reduksi masing-masing adalah sekitar:

77,27,668 =Agar angka perhitungan bulat dan mudah dalam pembuatan roda gigi, rasio reduksi

diambil masing-masing 2,75.

Selanjutnya, pemilihan dimensi dan spesifikasi gear 1, 2, 3, dan 4. Agar

nantinya dapat memudahkan proses manufaktur, maka dipilihlah dimensi utama

(module, jumlah gigi dan diameter pitch) gear 1 sama dengan gear 3, dan dimensi

utama gear 2 sama dengan gear 4.

Rangkaian roda gigi yang dipakai untuk sistem transmisi hasil rancangan

RE ini memakai rangkaian yang sama dengan rancangan acuan, yaitu compound

nonreverted sebanyak dua tingkat. Hal ini dipilih untuk menghemat tempat

sehingga batasan ruangan gearbox dapat terpenuhi.

Rangkaian roda gigi sederhana sebenarnya jauh lebih mudah dibuat dan

murah, namun jenis rangkaian ini akan menyebabkan lebar gearbox membesar

hampir 2,5 kalinya dan tidak dapat dipasang pada traktor tangan. Maka jenis

rangkaian ini tidak dipilih dan kembali digunakan rangkaian compound nonreverted

seperti rancangan acuan. Perubahannya hanya terletak pada dimensi dan spesifikasi

masing-masing roda giginya. Untuk semua roda gigi, dipilih module 4 karena

module ini adalah module standar sehingga cukup mudah untuk dibuat.

Sama seperti rancangan acuan, tingkat reduksi ketiga menggunakan dua

pasang roda gigi (gear 1 dan gear 2 masing-masing dua buah), sepasang untuk di

kiri dan sepasang lagi untuk di kanan. Untuk gear 1 dipilih module 4 dengan

jumlah gigi 16 (pitch diameter = 64 mm), dan lebar gigi 18 mm. Untuk gear 2

dipilih juga module 4 dengan jumlah gigi 44 buah (pitch diameter = 176 mm), dan

lebar gigi 14 mm. Rasio reduksi kecepatannya adalah 2,75.

Tingkat reduksi terakhir sama juga seperti rancangan acuan, menggunakan

dua pasang roda gigi (gear 3 dan gear 4 masing-masing dua buah), sepasang untuk

di kiri dan sepasang lagi untuk di kanan. Untuk gear 3 dipilih module 4 dengan

jumlah gigi 16 (pitch diameter = 64 mm), dan lebar gigi 20,5 mm. Sedangkan untuk

gear 4 dipilih juga module 4 dengan jumlah gigi 44 buah (pitch diameter = 176

mm), dan lebar gigi 18 mm. Rasio reduksi kecepatannya adalah 2,75.

Diharapkan pemilihan dimensi dan spesifikasi roda gigi yang baru ini

akan meningkatkan kekuatan roda gigi karena beberapa dimensinya diperbesar

dengan material tetap sama seperti pada rancangan acuan, yaitu AISI 4340. Untuk

gambar rancangan sistem transmisi hasil RE ini, dapat dilihat pada Gambar 3.14.

Sistem transmisi hasil rancangan RE ini memiliki rasio reduksi kecepatan

total yang tidak berbeda jauh dengan rancangan acuan, yaitu:

75,832,752,752,7273,677 =×××

Dengan menggunakan mesin penggerak berupa motor bensin berkecepatan

maksimum 2400 rpm, maka kecepatan putar roda maksimum adalah sebesar

26,375 rpm. Dapat dihitung kecepatan translasi traktor tangan maksimum dengan

diameter roda 780 mm adalah sebesar:

hkm3,88

sm

hkm

10003600

sm 1,062v

mmm

10001mm 780π s

min 601rpm 26,375v

kellωv rodaroda

=⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛⋅=

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛⋅⋅⋅⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛⋅=

⋅=

Dengan kecepatan maksimum 3,88 km/jam dan kecepatan optimum yang

dapat diatur pada kecepatan antara 2 - 3 km/jam, maka sistem transmisi hasil

43

rancangan RE ini telah dapat mencapai kecepatan yang sesuai dengan standar SNI

untuk traktor tangan berdaya 8 hp (6 kW). Untuk kumpulan gambar teknik sistem

transmisi gearbox hasil rancangan RE ini, dapat dilihat pada Lampiran B-2.

a b c d

e

Gambar 3.14 Sistem transmisi gearbox hasil RE a. Gear 1 b. Gear 2 c. Gear 3 d. Gear 4 e. Rangkaian sistem transmisi

3.3.3 Poros Penumpu

Semua poros penumpu sistem transmisi gearbox pada rancangan RE ini

tidak mengalami banyak perubahan dibandingkan dengan rancangan acuannya.

Poros-poros baru ini hanya mengalami penambahan panjang total untuk

menyesuaikan dengan rancangan sistem transmisi baru beserta dudukannya.

Untuk rancangan baru hasil RE ini, beberapa poros diberi nama baru, yaitu poros

intermediate 1 untuk poros kopling dan poros intermediate 2 untuk poros

intermediate, sedangkan poros input dan output tetap sama.

Poros input memiliki panjang total 293,5 mm. Semua diameter pada poros

ini tetap seperti rancangan acuan hanya letak perubahan diameternya saja yang

44

berubah. Perubahan diameter ini untuk mengakomodasi pemasangan komponen-

komponen seperti sproket_pinion, puli, dan bearing. Pemasangan puli dan sproket

menggunakan key.

Poros intermediate 1 memiliki panjang total 166,2 mm dengan diameter

pada poros tetap sama namun letak perubahan diameternya berubah untuk

pemasanganan komponen-komponen seperti sproket_gear, sepasang gear 1,

sepasang pegas penekan, sepasang bearing, dan sistem kopling.

Poros Intermediate 2 memiliki panjang total 176 mm dengan diameter

yang juga tetap sama, hanya letak perubahan diameternya saja yang berubah. Pada

poros ini tetap ada alur pada kedua ujungnya untuk tempat dudukan snap ring

yang dipakai untuk menahan sepasang gear 2, sepasang gear 3, sepasang bearing,

dan sebuah bushing.

Masing-masing poros output memiliki panjang total yang sama, yaitu 311 mm

dengan diameter poros yang sama, namun letak perubahan diameternya berbeda

untuk menyesuaikan dengan pemasangan komponen-komponen seperti gear 4,

snap ring, PCD, collar, seal, dan bearing hasil rancangan RE.

Semua material poros tetap menggunakan AISI 4340. Untuk lebih

jelasnya, keempat poros tersebut beserta komponen-komponennya dapat dilihat

pada Gambar 3.15, 3.16, 3.17, dan 3.18. Sedangkan kumpulan gambar teknik

masing-masing poros tersebut dapat dilihat pada Lampiran B-3.

a b

Gambar 3.15 Poros input a. Poros input b. Poros input dirakit beserta komponennya

45

a b

Gambar 3.16 Poros intermediate 1 a. Poros intermediate 1 b. Poros intermediate 1 dirakit beserta komponennya

a b

Gambar 3.17 Poros intermediate 2 a. Poros intermediate 2 b. Poros intermediate 2 dirakit beserta komponennya

a b

Gambar 3.18 Poros output a. Poros output b. Poros output dirakit beserta komponennya

3.3.4 Bantalan

Pemilihan bantalan berdasarkan hitungan beban yang akan dialaminya.

Selain itu, parameter-parameter lain seperti diameter cincin dalam dan luar yang

diinginkan, pemilihan jenis seal, fitur khusus yang diperlukan, material bearing,

serta putaran yang akan dialami bantalan.

Proses pemilihan ini dapat dilakukan pada situs internet dari perusahaan

SKF. Didapat dari hasil pemilihan, ball bearing yang cocok untuk poros

46

berdiameter 25 mm adalah tipe 6305. Kemudian untuk poros berdiameter 30 mm,

yang cocok adalah tipe 6306. Sedangkan untuk poros berdiameter 40, yang cocok

adalah tipe 6308. Untuk umur bearing, akan dianalisis pada bagian analisis teknik.

3.3.5 Pegas Helix Tekan

Untuk pemilihan pegas helix tekan, dengan asumsi kondisi kerja dan beban

yang bekerja tidak berbeda terlalu jauh namun dimensi panjang poros diubah, maka

panjang rakitan pegas perlu diubah juga. Untuk pertambahan panjang rakitan

sebesar 10 mm, maka jumlah lilitan total ditambah menjadi 4 yang berarti

menambah juga jumlah lilitan aktif menjadi 3 buah. Diharapkan parameter-

parameter pegas yang lainnya akan tetap mirip sehingga gaya penekanan kerja yang

dibutuhkan tidak berbeda jauh. Hal ini berkaitan dengan gaya kopling maksimum

yang harus sesuai dengan SNI, yaitu sebesar 180 N.

Setelah beberapa iterasi didapat pegas helix tekan yang baru berspesifikasi

diameter koil dalam 31 mm,diameter koil luar 37 mm, diameter kawat 3 mm,

jumlah lilitan total 4 dengan jumlah lilitan aktif 3 (plain-ground ends), panjang

bebas 43 mm, panjang rakitan 32,75 mm, dan panjang kerja minimum 27,25 mm.

Diharapkan gaya kopling yang diperlukan tidak terlalu besar. Gambar teknik

pegas dapat dilihat pada Lampiran B-4

3.3.6 Komponen Pendukung Gearbox Lainnya

Untuk komponen-komponen pendukung lainnya, hasil rancangan RE ini

tidak berbeda jauh dari rancangan acuan. Hanya menyesuaikan bentuk dan posisi

rancangan baru saja. Komponen yang dipakai masih tetap sama, yaitu antara lain:

Gasket dan seal, untuk menahan bagian yang disambung agar tidak bocor.

Bushing, untuk menahan gerakan komponen-komponen poros pada arah aksial.

Spacer, untuk menyesuaikan jarak antar komponen.

Pelat, untuk membentuk bagian-bagian casing gearbox.

Pin, untuk menyejajarkan dan menyambungkan casing kiri dan kanan.

Baut, mur dan washer, untuk menyambung berbagai komponen, terutama

bagian casing.

47

Key, untuk menghubungkan dan menyambung poros pada komponen-

komponen.

Snap ring untuk memasang dan menahan komponen-komponen poros

pada porosnya.

Dimensi, bentuk, dan spesifikasi komponen-komponen pendukung tersebut

menyesuaikan dengan rancangan komponen utama hasil RE. Gambarnya dapat

dilihat pada Gambar 3.19, sedangkan kumpulan beberapa gambar tekniknya dapat

dilihat pada Lampiran B-5.

a b c

d e f

g h i

Gambar 3.19 Komponen pendukung gearbox lainnya a. Gasket d. Spacer g. Baut, mur, dan washer b. Seal e. Pelat h. Key c. Bushing f. Pin i. Snap ring

Beberapa komponen pendukung tersebut, seperti ball bearing, baut, mur,

dan washer dipilih berdasarkan barang standar yang ada di pasaran sehingga tidak

perlu repot-repot lagi untuk memproduksinya. Sedangkan komponen pendukung

lainnya, perlu diproduksi sendiri karena tidak ada di pasaran.

48