Teori getaran mekanik (mechanical vibration)
Sebagian besar aktivitas manusia melibatkan getaran dalam satu bentuk atau bentuk lainnya. Misalnya, manusia mendengar suara karena gendang telinga manusia bergetar dan ucapan manusia merupakan hasil getaran dari laring dan lidah. Pada awalnya getaran hanya sebatas pemahaman fenomena alam dan teori matematika untuk menggambarkan sistem fisika. Namun sekarang, getaran banyak digunakan dalam dunia engineering sebagai kriteria desain dan perawatan ada suatu komponen atau struktur.
Setiap gerakan yang berulang dengan selang waktu tertentu disebut getaran atau osilasi, seperti ayunan pendulum dan gerakan senar yang dipetik. Teori getaran berkaitan tentang gerakan osilasi benda dan gaya yang terkait dengannya. Sistem getaran secara umum terdiri atas pegas untuk menyimpan energi potensial, massa atau inersia untuk menyimpan energi kinetik dan peredam sebagai sarana dimana energi secara bertahap hilang. Getaran suatu sistem melibatkan perubahan energi potensial ke energi kinetik secara bergantian. Apabila sistem teredam maka sejumlah energi hilang dalam setiap siklus getaran.
Getaran bebas adalah getaran yang terjadi jika suatu sistem setelah diberi gangguan awal dibiarkan bergetar dengan sendirinya tanpa adanya gaya eksternal yang bekerja pada sistem, seperti getaran pada pendulum. Getaran paksa adalah getaran yang terjadi jika suatu sistem terkena gaya eksternal, seringkali gaya yang berulang seperti getaran pada mesin bakar. Apabila tidak ada energi yang hilang diubah dalam gesekan atau hambatan lainnya selama osilasi maka disebut sebagai getaran tak teredam. Namun, apabila ada energi yang hilang selama osilasi maka disebut sebagai getaran teredam.Frekuensi alami atau eigen frequency adalah frekuensi osilasi yang dimiliki oleh sebuah sistem ketika sistem tersebut diberi gangguan awal lalu dibiarkan bergetar dengan sendirinya tanpa adanya peredam maupun gaya eksitasi dari luar. Nilai frekuensi alami ini merupakan karakteristik dari sistem tersebut. Suatu sistem yang memiliki jumlah derajat kebebasan tertentu akan memiliki jumlah frekuensi alami sama dengan jumlah derajat kebebasan sistem tersebut.
Pada suatu sistem permesinan atau pada suatu struktur biasanya ada gaya pemaksa dari luar yang diterima sistem baik itu disengaja maupun tidak disengaja, contoh gerakan turbin uap akibat uap yang mendorong turbin dan getaran pada jembatan akibat adanya angin. Pada kasus tertentu adanya gaya pemaksa dari luar sistem dapat berbahaya apabila gaya pemaksa tersebut memiliki frekuensi sama dengan frekuensi alami dari sistem tersebut. Frekuensi gaya pemaksa yang sama dengan frekuensi alami dari sistem akan menyebabkan fenomena yang disebut resonansi. Resonansi ini berbahaya karena akan menyebabkan sistem bergetar dengan amplitudo yang sangat besar yang dapat berakibat pada kegagalan sistem tersebut. Oleh karena itu pengopersian sistem permesinan harus jauh dari frekuensi alami dari sistem.
Kontributor: Feri Wijanarko
aeroengineering services merupakan jasa layanan dibawah CV. Markom dengan berbagai jenis solusi, mulai dari drafting CAD, pembuatan animasi, simulasi aliran dengan CFD dan simulasi struktur dengan FEA.
kekuatan material (mekanika)
Banyak material dari suatu struktur terkena beban saat digunakan, seperti sayap pesawat terbang dan poros pada mobil. Dalam kondisi terkena beban, perlu untuk mengetahui karakteristik dari material yang digunakan sehingga deformasi yang dihasilkan tidak berlebihan dan tidak terjadi kegagalan. Perilaku mekanik dari material merupakan respon dari beban yang diaplikasikan. Sifat mekanik material dapat diketahui dengan cara melakukan pengujian dengan mempertimbangkan kondisi pembebanan, durasi serta kondisi lingkungan yang diatur sedemikian rupa sehingga mendekati kondisi aslinya.
Perilaku mekanik material dapat diketahui dengan pengujian tegangan-regangan, pengujian ini sering dilakukan untuk pengujian logam pada suhu kamar. Pengujian dilakukan dengan memberi beban statis atau beban yang berubah relatif lambat terhadap waktu (quasi-static) pada penampang melintang dari permukaan komponen struktur. Hasil dari pengujian tersebut adalah engineering stress dan engineering strain. Engineering stress (σ) didefinisikan sebagai beban (F) yang diaplikasikan tegak lurus terhadap luas penampang dari spesimen (F/A0) dengan satuan Mpa atau psi. Engineering strain (ε) didefinisikan sebagai perbandingan antara pertambahan panjang karena pembebanan (∆l) dengan panjang awal spesimen (l), engineering strain (ε) tidak memiliki dimensi.
Material yang diberi beban akan mengalami deformasi, dapat mengalami deformasi elastis atau juga deformasi plastis. Deformasi elastis adalah deformasi tidak permanen yang berarti ketika beban ditiadakan maka material kembali ke bentuk semula, dimana tegangan dan regangan proporsional membentuk hubungan linier. Gradien dari garis linier tersebut merupakan modulus elastisitas (E). Modulus elastisitas merupakan sifat kekakuan material atau ketahanan material terhadap deformasi elastis, semakin besar modulus elastisitasnya semakin kaku materialnya dan sebaliknya. Deformasi plastis adalah deformasi permanen pada material, walau beban ditiadakan. Pada deformasi plastis terjadi fenomena luluh yaitu dimana terjadi transisi deformasi elastis dan plastis. Tegangan terukur ketika fenomena luluh terjadi disebut dengan kekuatan luluh (yield strength). Setelah terjadi luluh, tegangan terus meningkat hingga maksimum untuk melanjutkan deformasi plastis. Tensile strength adalah tegangan maksimum yang dapat ditahan oleh material.
Keuletan (ductility) material merupakan sifat material yang memiliki kemampuan untuk mengalami regangan sebelum patah. Material yang ulet biasanya mengalami deformasi plastis dan pengurangan luas penampang ketika terjadi patah serta terjadi fenomena necking. Permukaan patahan dari material ulet membentuk cup and cone.
Kegetasan (brittleness) material menunjukkan sifat material yang tidak mengalami deformasi plastis sebelum terjadi patah. Material getas patah secara tiba-tiba, tidak mengalami regangan, tidak terjadi mulur sebelum patah dan tidak terjadi pengurangan luasan penampang sebelum patah. Permukaan patahan dari material getas biasanya datar (flat).
Kontributor: Feri Wijanarko
aeroengineering services merupakan jasa layanan dibawah CV. Markom dengan berbagai jenis solusi, mulai dari drafting CAD, pembuatan animasi, simulasi aliran dengan CFD dan simulasi struktur dengan FEA.
kinematika partikel I (lokasi, kecepatan dan percepatan)
Dalam ilmu fisika, banyak sekali perhitungan-perhitungan terkait dengan gerakan dan lintasan suatu benda, baik benda tersebut digerakkan oleh suatu gaya tertentu yang berubah-ubah misalkan gerakan maju-mundur kelinci secara 2D maupun pada suatu kondisi yang teratur sepeerti gerak proyektil yang dipengaruhi gravitasi maupun gerak batu pada ruang angkasa tanpa gravitasi dan hambatan udara.
Hal pertama yang kita butuhkan untuk mendefinisikan gerakan-gerakan tersebut adalah sistem acuanya, misalkan kita ingin mendefinisikan suatu kelinci yang bergerak mondar-mandir ke kanan dan ke kiri, kita perlu tahu terlebih dahulu darimana kita lihat kelinci tersebut bergerak. Misalkan pada gambar di bawah ini:
Misalkan manusia yang ada pada gambar di atas berada di titik B, maka jaraknya terhadap kelinci akan berbeda dengan ketika dia berada di titik A maupun titik C. Oleh karena itu, untuk mempermudah kita mengetahui secara pasti di mana lokasi kelinci tersebut, kita harus sepakati dulu titik ukurnya. Lokasi titik ukur ini kita sebut dengan titik pusat koordinat. Kemudian, ukuran jarak dari A ke kelinci kita definisikan sebagai x, sehingga akan menjadi mudah untuk mendefinisikan lokasi kelinci tersebut.
Pada contoh di atas, karena kelinci hanya dapat bergerak ke satu arah, yaitu ke arah x (baik ke kanan/positif maupun ke kiri/negatif), maka gerakan tersebut dikatakan sebagai gerakan 1 dimensi, sedangkan jika dua arah menjadi 2 dimensi begitu pula jika 3 arah menjadi 3 dimensi.
Hal menarik lainya yang dapat kita definisikan selain lokasi dari kelinci tersebut (x), kita dapat juga mendefinisikan seberapa cepat kah kelinci tersebut bergerak mendekati maupun menjauhi titik A, atau kita kenal juga dengan istilah kecepatan. Perhatikan gambar di bawah ini (gambar manusia penulis ubah menjadi titik hitam):
Misalkan kita memegang stopwatch, kita ukur lokasi kelinci pada saat waktu, t = 1 s pada jarak 2 meter, beberapa saat kemudian saat waktu, t = 2 s, lokasi kelinci ternyata berpindah menjadi 4 meter terhadap titik pusat koordinat. Seberapa cepat kelinci ini bergerak dapat dihitung dengan membagi jarak perubahaan koordinatnya terhadap perubahan waktunya, atau secara matematis didefinisikan:
Dapat diperhatikan bahwa delta selalu diawali dengan kondisi akhir dikurangi kondisi awal. Hal ini cukup penting karena jika kondisi awal adalah 2 meter dan akhir 4 meter, maka hasilnya akan negatif. Hasil negatif menunjukkan arah gerak kelinci yang berlawanan dengan arah sumbu X. Hal ini juga menunjukkan bahwa kecepatan selain memiliki nilai tertentu juga memiliki arah tertentu, besaran ini kita kenal juga dengan besaran vektor.
Kemudian, jika kita lebih kritis lagi, mungkin saja pada waktu antara 1 detik dan 2 detik itu kecepatanya tidak selalu 2 m/s, misalkan tepat pada saat 1s kelinci belum bergerak sama sekali kemudian baru bergerak pada waktu 1,5s, maka kecepatan pada waktu 1-1,5s adalah nol (0/1 = 0 m/s) sedangkan pada waktu 1,5-2s adalah 4 m/s ((4-2)/(2-1,5) = 4 m/s), hal ini tentu tidak konsisten dengan perhitungan kita di atas? Kedua kejadian di atas memiliki kondisi yang berbeda, pada kasus pertama (2 m/s) kecepatan yang dimaksud adalah kecepatan rata-rata antara waktu 1s dan 2s, sedangkan pada detik ke 1,5s tersebut disebut juga dengan kecepatan sesaat (instataneous velocity). Dalam ilmu matematika persamaan delta x dibagi dengan delta t merupakan kemiringan dari grafik tersebut secara rata-rata, sedangkan untuk memperoleh kemiringan grafik secara spesifik pada titik tertentu/sesaat waktu (instantaneous) maka persamaan delta berubah menjadi persamaan turunan sebagai berikut:
Untuk memahami arti fisik dari persamaan di atas, berikut diilustrasikan gerakan seekor kelinci yang di-tracking lokasinya terhadap waktu sehingga menghasilkan hubungan lokasi terhadap waktu, X(t) = 2 + 4t – 2t^2 (persamaan ini hanya ilustrasi yang diambil secara sembarang). Maka gerakan kelinci pada sumbu X terhadap waktu akan terlihat seperti gambar berikut ini:
Dari posisi kelinci terhadap waktu, kita dapat mencocokkanya dengan persamaan kuadrat di atas. Kemudian, untuk mencari kecepatanya terhadap waktu, anda dapat menerapkan persamaan turunan yang telah dijelaskan sebelumnya, sehinggai V(t) = dx/dt = 4 – 4.t (saya harap anda menguasai operasi turunan dari materi matematika dasar sehingga tidak perlu saya jelaskan panjang lebar di sini). Dari hasil fungsi V(t) di atas dapat kita lihat bahwa kecepatan selalu berkurang terhadap waktu (mulanya 4m/s dan menjadi -8m/s pada waktu 3 s). Sehingga kita harus pahami, meski kelinci bergerak dengan kecepatan yang terus berkurang, dia pada mulanya tetap “menghadap” ke kanan selama kecepatanya positif, sampai pada waktu t = 1s, kecepatan menjadi nol (terlihat pada grafik) yang menandakan titik balik kelinci menjadi “menghadap” ke kiri karena setelah itu kecepatan menjadi negatif.
Dalam kehidupan sehari-hari cukup bagi kita untuk mengetahui kecepatanya pada setiap saat, namun ternyata disadari oleh Newton bahwa gaya akan berbanding lurus dengan perubahan kecepatan terhadap waktu (yang akan kita bahas pada artikel lainya), sehingga menjadi penting bagi kita untuk memahami kuantitas “perubahan kecepatan terhadap waktu” ini, yang kita kenal juga dengan istilah percepatan. Secara matematis kuantitas ini ditulis sesuai dengan definisinya, yaitu perubahan kecepatan dibagi perubahan waktu, atau:
yang jika kita terapkan pada kasus kelinci di atas kebetulan mengasilkan hasil yang sama antara percepatan rata-rata dengan percepatan sesaat karena merupakan persamaan pangkat 1, yaitu (1) rata-rata, a = (-8-4)/(3-0) = -4 m/s^2 atau (2) sesaat, a(t) = dV(t)/dt = -4. Penting untuk diperhatikan bahwa percepatan ini bernilai negatif, artinya kecepatan berkurang sebesar -4 m/s setiap second.
Untuk mempelajari materi-materi lainya tentang fisika dasar, anda dapat mengaksesnya di sini.
aeroengineering.co.id merupakan jasa layanan dibawah CV. Markom dengan berbagai jenis solusi, mulai dari drafting CAD, pembuatan animasi, simulasi aliran dengan CFD dan simulasi struktur dengan FEA. Pelajari selengkapnya di sini.
besaran dan satuan
Sains dan ilmu engineering secara umum didasarkan pada pengukuran dan pembandingan, sehingga kita harus mendefinisikan dan memahami secara benar metode yang akan kita gunakan dalam pengukuran dan pembandingan tersebut. Terkadang, teknik pengukuran kita akan sangat mempengaruhi apakah hasil pengukuran itu akan berguna atau bahkan terlalu besar effort yang kita keluarkan untuknya; misalkan pengukuran akan menjadi tidak berguna ketika kita ingin mengukur diameter atom namun kita menggunakan penggaris dengan ketelitian 1mm, atau bahkan jika kita ingin mengukur tinggi gedung pencakar langit dengan jangka sorong maka perhitungan kita akan terlalu teliti sehingga effort yang dikeluarkan terlalu tinggi.
BESARAN DASAR
Kuantitas-kuantitas fisik di sekitar kita atau alam semesta sangatlah banyak yang dapat kita ukur, mulai dari kecepatan, berat, daya mesin dan sangat banyak untuk disebutkan satu-persatu dan saling berhubungan satu-samalain. Oleh karena itu untuk menyederhanakan penyusunan ukuran-ukuran tersebut, kita perlu sepakati terlebih dahulu besaran-besaran yang independen atau dianggap tidak berhubungan satu sama lain antara lain panjang, massa, dan waktu. Sebagai contoh, kita dapat menyusun besaran kecepatan dari dua besaran dasar yaitu panjang dan waktu; dalam kasus ini, kecepatan kita sebut juga dengan besaran turunan karena merupakan turunan dari besaran panjang dan waktu.
SATUAN STANDAR INTERNASIONAL (SI UNITS)
Namun tentunya masalah selanjutnya timbul, banyak sekali standar yang digunakan oleh berbagai komunitas, misalkan masyarakat mesir kuno mengukur panjang bidang tanah dengan panjang lengan mereka atau dikenal dengan satuan cubit. Tentu saja panjang lengan setiap orang akan berbeda-beda (meskipun dalam satu masyarakat yang sama), sehingga hal ini dapat menimbulkan inkonsistensi jika terdapat perbedaan standar yang digunakan. Oleh karena itu diperlukan ukuran-ukuran yang distandarisasi dan disepakati oleh semua orang secara internasional, yang dikenal juga dengan istilah SI unit.
Sebenarnya standar dari SI ini selalu diupdate mengikuti perkembangan ilmu fisika itu sendiri, bahkan pada saat penulis belajar pada bangku sekolah dasar sudah berbeda dengan apa yang penulis utarakan pada tulisan ini baik standar yang digunakan atau besaran yang dijadikan besaran standar. Hal ini penting untuk dipahami bahwa ilmu fisika belum selesai seutuhnya! meskipun demikian hal ini tidak akan terlalu terasa pada kehidupan kita sehari-hari karena lebih ke arah fisika pada orde ukuran yang ekstrim jauh lebih kecil dari atom dan sangat ekstrim besar tentang kosmologi.
PANJANG
Satuan panjang yang disepakati saat ini adalah meter, adapun satu meter itu sendiri didefinisikan sebagai :
“Panjang yang dilalui oleh cahaya pada ruang vakum pada waktu 1/299.792.458 detik”
Sedangkan nilai 299.792.458 itu sendiri adalah kecepatan cayaha (dalam m/s). Definisi ini digunakan karena sangatlah universal mengingat kecepatan cahaya adalah universal dan tidak dipengaruhi apapun bahkan pengamatnya; akan kita bahas lebih mendalam pada teori relativitas Einstein.
Dahulu, definisi meter ini diambil dari jarak dari kutub utara ke kutub selatan yang dibagi konstanta tertentu, kemudian diupdate lagi ke panjang platinum-iridium yang disimpan di dekat paris namun para ilmuan masih belum puas dengan universalitasnya sehingga kecepatan cahaya dipilih untuk ukuran yang sangat-sangat akurat terutama untuk standarisasi eksperimen fisika yang sudah mengarah ke sub atomik.
WAKTU
Waktu memiliku dua aspek, untuk para peneliti atau masyarakat umum, kita ingin mengetahui waktu untuk menyusun kegiatan-kegiatan dalam urutan waktu tertentu. Pada pekerjaan yang lebih saintifik, kita ingin mengetahui berapa lama suatu kejadian berlangsung, sehingga sebuah standar waktu harus bisa menjawab dua pertanyaan, yaitu “kapan peristiwa tersebut terjadi?” dan “berapa lama kah durasi kejadianya?”.
Suatu fenomena yang berulang secara teratur dapat digunakan sebagai standar ini, misalkan rotasi bumi untuk mengukur waktu suatu hari telah digunakan secara beberapa abad lamanya. Kemudian jam quartz yang dibuat dengan menggetarkan cincin quartz secara kontinyu dapat dikalibrasi dengan rotasi bumi via pengamatan astronomis dapat digunaan sebagai acuan waktu pada laboratorium. Meskipun demikian, ukuran-ukuran tersebut belum cukup memuaskan untuk akurasi aplikasi fisika teoritis saat ini.
Hingga saat ini, standar waktu yang telah disepakati secara internasional adalah detik (second), dengan definisi satu detik didefinisikan dengan jam atomik sebagai berikut:
“satu detik adalah waktu yang dibutuhkan untuk 9.192.632.770 gerakan osilasi dari cahaya (dengan panjang gelombang tertentu) yang diemisikan oleh sebuah atom cesium-133”
Lagi-lagi kita menggunakan gelombang cahaya seperti pada kasus panjang karena sifatnya yang universal dan sangat akurat.
MASSA
Satuan massa yang disepakati secara internasional adalah kilogram. dalam kehidupan sehari-hari kita dapat mengestimasi 1 kg adalah massa air pada wadah dengan ukuran 1 liter (tentu saja ini sangat tidak akurat untuk kebutuhan saintifik). Adapun standar massa yang dijadikan standar adalah massa dari platinum-irridium yang disimpan di paris dan dibuat duplikasinya untuk digunakan oleh para peneliti di seluruh dunia.
Adapun standar ini perlu didefinisikan secara lebih presisi lagi, yaitu dengan menggunakan massa atom karbon-12, yang telah disepakati sebagai 12 atomic mass units (u) sebagai:
1 u = 1,660 538 86 x 10^-27 kg
PENTINGNYA SATUAN INTERNASIONAL
Pada kehidupan sehari-hari mungkin kita akan menjumpai permasalahan-permasalahan konversi unit, seperti misalkan membeli pipa dengan diameter yang ada di pasaran tertera dalam inci sedangkan kita kira dalam satuan cm. Atau mungkin saat membeli belanjaan di pasar akan terjadi perbedaan antara satuan massa yaitu ons, kg dan lain sebagainya. Namun ternyata, tidak hanya para orang awam yang pernah mengalami hal ini, bahkan para insinyur dan ilmuan pun pernah mengalaminya, sebagai contoh yang cukup terkenal adalah hilangnya mars orbiter yang dialami oleh NASA pada tahun 1999 hanya karena salah satu dari tim mereka menggunakan sistem metrik sedangkan lainya tidak.
Kenapa satuan-satuan tersebut tidak dianut oleh semua orang? hal ini mungkin karena “perasaan” dan intuisi oleh para penggunanya yang masih terbiasa menggunakan satuan-satuan tersebut dalam kehidupan sehari-hari, misalkan produsen mesin mobil lebih suka menggunakan horse power ketimbang watt, atau produsen pipa besi lebih suka menggunakan inch daripada meter.
Untuk mempelajari materi-materi lainya tentang fisika dasar, anda dapat mengaksesnya di sini.
aeroengineering.co.id merupakan jasa layanan dibawah CV. Markom dengan berbagai jenis solusi, mulai dari drafting CAD, pembuatan animasi, simulasi aliran dengan CFD dan simulasi struktur dengan FEA. Pelajari selengkapnya di sini.
REFERENSI:
Haliday, Resnick, dan Walker. “Fundamental of Physics: 10th Edition“. 2014. Wiley, USA.
roda gila (flywheel)
Roda gila atau flywheel adalah sebuah roda yang berfungsi untuk menyimpan tenaga putar dari poros engkol sehingga poros engkol atau kruk as dapat terus berputar untuk menggerakkan piston pada langkah-langkah selanjutnya.
Poros engkol menerima tenaga putar dari torak pada saat langkah usaha. Pada langkah ini torak didorong menuju TMB akibat dari tekanan dan temperatur yang tinggi yang berasal dari proses pembakaran antara percikan bunga api dari busi dan campuran udara dengan bahan bakar.
Torak yang didorong kebawah memberikan tenaga putar pada poros engkol atau kruk as. Gaya putar tersebut disimpan pada alat transmisi roda gila untuk menggerakkan poros engkol pada langkah-langkah kerja berikutnya.
Tenaga putar pada poros engkol akan hilang akan momen inersia atau gesekan dan kelembaman yang terjadi sehingga dibutuhkan roda gila atau flywheel untuk menyimpan dan meredam gesekan dan kelembaman momen inersia tersebut.
Momen inersia adalah tingkat kelembaman suatu benda untuk tetap berotasi pada porosnya. Hal ini terdiri dari momentum, momen putar dan sudut putar pada benda tersebut artinya benda tersebut cenderung untuk menolak berotasi pada porosnya maka dikatakan terjadi gesekan sehingga dibutuhkan suatu peredam untuk mengatasi hal tersebut.
Oleh karena itu, tenaga putar yang disimpan pada flywheel atau roda gila akan terus memberikan gerak translasi atau gerak naik dan turunnya piston melalui batang penggerak pada saat melakukan kinerja atau langkah kerja engine.
Gerak translasi atau gerakan naik dan turunnya piston melalui batang penggerak harus dilakukan secara terus menerus untuk melakukan langkah kerja mesin.
Gerak translasi tersebut diubah menjadi gerak putar melalui poros engkol untuk disimpan pada roda gila, kemudian roda gila menyimpan dan menggerakkan kembali poros engkol agar langkah kerja engine dan piston dapat bekerja secara terus menerus selama mesin dihidupkan sehingga sepeda motor dapat terus bergerak.
Sama halnya dengan komponen-komponen mesin sepeda motor lainnya, roda gila atau flywheel ini juga dibuat dan difabrikasi dengan material dengan kelayakan uji mampu menahan gesekan dan menyimpan tenaga putar dengan kecepatan dan sudut putar tertentu.
Untuk artikel-artikel lainya terkait motor bakar, klik di sini.
aeroengineering.co.id merupakan jasa layanan dibawah CV MARKOM dengan berbagai jenis solusi, mulai dari drafting CAD, pembuatan animasi, simulasi aliran dengan CFD dan simulasi struktur dengan FEA. Pelajari selengkapnya di sini.
Sumber gambar: https://www.teknik-otomotif.com/2016/09/fly-wheel-atau-roda-gila.html?m=1 (Diakses pads 18 September 2020)
poros engkol
Crankshaft/Kruk as atau biasa disebut dengan poros engkol merupakan bagian dari komponen mesin sepeda motor yang mengubah gerak translasi yaitu gerak vertikal dan horizontal menjadi gerak rotasi berupa gerakan putaran.
Untuk mengkonversi gerak translasi menjadi gerak rotasi, poros engkol membutuhkan pena engkol (crankpin) yaitu sebuah bearing yang berada pada ujung batang penggerak yang dipasangkan pada silinder.
Gerak putar yang dihasilkan diteruskan melalui roda gila atau fly wheel. Roda gila mentransmisikan daya sehingga dapat menggerakkan sepeda motor.
Poros engkol merupakan pusat poros dari setiap gerakan piston, gerakan translasi berupa gerak naik turun pada piston bertumpu pada poros engkol sehingga setiap gerakan translasi tersebut bersumber dari poros engkol atau crankshaft.
Poros engkol memiliki konstruksi sebagai berikut yaitu oil hole, crank pin, crank journal dan counter balance weight.
Oil hole merupakan komponen pada crankshaft yang berfungsi sebagai saluran pelumasan. Oil hole ini berupa lubang atau saluran masuknya oli untuk melumasi komponen poros engkol.
Crank pin adalah komponen pada crankshaft yang berfungsi sebagai tempat tumpuan big end dan connecting rod. Crank pin merupakan bearing tambahan yang dipasang pada batang penggerak yang terletak dibawah silinder.
Crank journal adalah komponen pada crankshaft yang berfungsi sebagai titik tumpu pada blok motor. Komponen dari crankshaft yang berhubungan dengan blok silinder mesin.
Counter balance weight merupakan bagian crankshaft yang berfungsi sebagai bobot penyeimbang putaran. Pada umumnya crank pin yang dipasang tidak segaris dengan poros karena itu dibutuhkan counter balance weight untuk menyeimbangkan putaran poros engkol ketika beroperasi.
Pada umumnya poros engkol difabrikasi melalui die casting atau biasa disebut proses pengecoran dengan menggunakan material paduan yang memiliki sifat- sifat material yang sesuai dengan kinerja komponen mesin sepeda motor. Proses ini sangat efektif untuk mencetak suatu produk dengan bentuk dan dimensi yang rumit.
Selain proses pengecoran, proses fabrikasi crankshaft ini juga harus melewati beberapa proses manufaktur lainnya berupa proses penempaan, proses forging dan proses finishing. Hal tersebut dilakukan untuk memperoleh crankshaft yang mampu menahan beban dan putaran mesin yang tinggi.
Untuk artikel-artikel lainya terkait motor bakar, klik di sini.
aeroengineering.co.id merupakan jasa layanan dibawah CV MARKOM dengan berbagai jenis solusi, mulai dari drafting CAD, pembuatan animasi, simulasi aliran dengan CFD dan simulasi struktur dengan FEA. Pelajari selengkapnya di sini.
Sumber gambar:
https://id.m.wikipedia.org/wiki/Poros_engkol (Diakses pada 13 September 2020)