Porosmerupakan komponen penting dalam sistem mekanis, yang berfungsi sebagai tulang punggung yang menyokong semua elemen transmisi sekaligus menyalurkan torsi dan momen lentur bantalan. Desain poros tidak hanya harus berfokus pada karakteristik individualnya, tetapi juga mempertimbangkan integrasinya dengan keseluruhan struktur sistem poros. Bergantung pada jenis beban yang dialami selama gerakan dan transmisi daya, poros dapat dikategorikan menjadi poros spindel, poros penggerak, dan poros putar. Poros juga dapat diklasifikasikan berdasarkan bentuk porosnya menjadi poros lurus, poros eksentrik, poros engkol, dan poros fleksibel.
poros
1. Spindel Tetap
Jenis spindel ini hanya menahan momen lentur saat diam. Strukturnya yang sederhana dan kekakuannya yang baik membuatnya ideal untuk aplikasi seperti as roda sepeda.
2. Spindel Berputar
Tidak seperti spindel tetap, spindel berputar juga menanggung momen lentur saat bergerak. Spindel berputar umumnya ditemukan pada as roda kereta api.
Batang penggerak
Poros penggerak dirancang untuk menyalurkan torsi dan biasanya lebih panjang karena kecepatan putarnya yang tinggi. Untuk mencegah getaran hebat yang disebabkan oleh gaya sentrifugal, massa poros penggerak didistribusikan secara merata di sepanjang kelilingnya. Poros penggerak modern sering kali menggunakan desain berongga, yang memberikan kecepatan kritis yang lebih tinggi dibandingkan dengan poros padat, sehingga lebih aman dan lebih hemat bahan. Misalnya, poros penggerak otomotif biasanya terbuat dari pelat baja tebal yang seragam, sementara kendaraan berat sering kali menggunakan pipa baja tanpa sambungan.
Poros Berputar
Poros yang berputar bersifat unik karena mampu menahan momen lentur dan torsi, sehingga menjadikannya salah satu komponen paling umum dalam peralatan mekanis.
Poros Lurus
Poros lurus memiliki sumbu linier dan dapat dikategorikan menjadi poros optik dan poros berundak. Poros lurus biasanya padat, tetapi dapat dirancang untuk berongga guna mengurangi berat sambil mempertahankan kekakuan dan stabilitas torsional.
1. Poros Optik
Bentuknya sederhana dan mudah dibuat, poros ini terutama digunakan untuk transmisi.
2. Poros Berundak
Poros dengan penampang memanjang berundak disebut poros berundak. Desain ini memudahkan pemasangan dan penempatan komponen, sehingga menghasilkan distribusi beban yang lebih efisien. Meskipun bentuknya menyerupai balok dengan kekuatan yang seragam, poros ini memiliki beberapa titik konsentrasi tegangan. Karena karakteristik ini, poros berundak banyak digunakan dalam berbagai aplikasi transmisi.
3. Poros bubungan
Poros nok merupakan komponen penting dalam mesin piston. Pada mesin empat langkah, poros nok biasanya beroperasi pada setengah kecepatan poros engkol, tetapi tetap mempertahankan kecepatan putar tinggi dan harus menahan torsi yang signifikan. Akibatnya, desain poros nok menetapkan persyaratan ketat pada kekuatan dan kemampuan penyangganya.
Poros nok biasanya terbuat dari besi cor khusus, meskipun beberapa dibuat dari bahan tempa untuk meningkatkan ketahanan. Desain poros nok memegang peranan penting dalam keseluruhan arsitektur mesin.
4. Poros Spline
Poros spline dinamai berdasarkan tampilannya yang khas, yang memiliki alur pasak longitudinal pada permukaannya. Alur pasak ini memungkinkan komponen yang berputar dipasang pada poros untuk mempertahankan rotasi yang sinkron. Selain kemampuan rotasi ini, poros spline juga memungkinkan gerakan aksial, dengan beberapa desain yang menggabungkan mekanisme penguncian yang andal untuk aplikasi dalam sistem pengereman dan kemudi.
Varian lainnya adalah poros teleskopik, yang terdiri dari tabung dalam dan luar. Tabung luar memiliki gigi internal, sedangkan tabung dalam memiliki gigi eksternal, yang memungkinkan keduanya saling menyatu dengan mulus. Desain ini tidak hanya menyalurkan torsi rotasi tetapi juga memberikan kemampuan untuk memanjang dan menyusut, sehingga ideal untuk digunakan dalam mekanisme perpindahan gigi transmisi.
5. Poros Gigi
Bila jarak dari lingkaran dedendum roda gigi ke dasar alur pasak minimal, roda gigi dan poros terintegrasi menjadi satu unit tunggal, yang dikenal sebagai poros roda gigi. Komponen mekanis ini menopang bagian yang berputar dan bekerja sama dengannya untuk mentransmisikan gerakan, torsi, atau momen lentur.
6. Poros Cacing
Poros cacing biasanya dibangun sebagai satu unit tunggal yang menyatukan cacing dan poros.
7. Poros Berongga
Poros yang dirancang dengan bagian tengah berongga dikenal sebagai poros berongga. Saat mentransmisikan torsi, lapisan luar poros berongga mengalami tegangan geser tertinggi, sehingga memungkinkan penggunaan material yang lebih efisien. Dalam kondisi di mana momen lentur poros berongga dan poros padat sama, poros berongga mengurangi bobot secara signifikan tanpa mengurangi kinerja.
Poros engkol
Poros engkol merupakan komponen penting dalam mesin, biasanya terbuat dari baja struktural karbon atau besi ulet. Poros engkol memiliki dua bagian utama: jurnal utama dan jurnal batang penghubung. Jurnal utama dipasang pada blok mesin, sedangkan jurnal batang penghubung terhubung ke ujung besar batang penghubung. Ujung kecil batang penghubung dihubungkan ke piston di dalam silinder, membentuk mekanisme penggeser engkol klasik.
Poros Eksentrik
Poros eksentrik didefinisikan sebagai poros dengan sumbu yang tidak sejajar dengan pusatnya. Tidak seperti poros biasa, yang utamanya memfasilitasi rotasi komponen, poros eksentrik mampu mentransmisikan baik putaran maupun putaran. Untuk menyesuaikan jarak pusat antar poros, poros eksentrik umumnya digunakan dalam mekanisme hubungan planar, seperti sistem penggerak sabuk-V.
Poros Fleksibel
Poros fleksibel terutama dirancang untuk menyalurkan torsi dan gerakan. Karena kekakuan tekuknya yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan kekakuan torsionalnya, poros fleksibel dapat dengan mudah melewati berbagai rintangan, sehingga memungkinkan penyaluran jarak jauh antara daya utama dan mesin yang bekerja.
Poros ini memfasilitasi perpindahan gerakan antara dua sumbu yang memiliki gerakan relatif tanpa memerlukan perangkat transmisi perantara tambahan, sehingga menjadikannya ideal untuk aplikasi jarak jauh. Desainnya yang sederhana dan biayanya yang rendah berkontribusi pada popularitasnya dalam berbagai sistem mekanis. Selain itu, poros yang fleksibel membantu menyerap guncangan dan getaran, sehingga meningkatkan kinerja secara keseluruhan.
Aplikasi umum meliputi perkakas listrik genggam, sistem transmisi tertentu pada peralatan mesin, odometer, dan perangkat kendali jarak jauh.
1. Poros Fleksibel Tipe Daya
Poros fleksibel tipe daya memiliki sambungan tetap di ujung sambungan poros lunak, dilengkapi dengan selongsong geser di dalam sambungan selang. Poros ini terutama dirancang untuk transmisi torsi. Persyaratan mendasar untuk poros fleksibel tipe daya adalah kekakuan torsi yang memadai. Biasanya, poros ini menyertakan mekanisme anti-balik untuk memastikan transmisi searah. Lapisan luar dibuat dengan kawat baja berdiameter lebih besar, dan beberapa desain tidak menyertakan batang inti, sehingga meningkatkan ketahanan aus dan fleksibilitas.
2. Poros Fleksibel Tipe Kontrol
Poros fleksibel tipe kontrol terutama dirancang untuk transmisi gerakan. Torsi yang ditransmisikan terutama digunakan untuk mengatasi torsi gesekan yang dihasilkan antara poros fleksibel kawat dan selang. Selain memiliki kekakuan lentur yang rendah, poros ini juga harus memiliki kekakuan torsi yang cukup. Dibandingkan dengan poros fleksibel tipe daya, poros fleksibel tipe kontrol dicirikan oleh fitur strukturalnya, yang meliputi keberadaan batang inti, jumlah lapisan lilitan yang lebih banyak, dan diameter kawat yang lebih kecil.
Struktur Poros Fleksibel
Poros fleksibel biasanya terdiri dari beberapa komponen: poros fleksibel kawat, sambungan poros fleksibel, selang dan sambungan selang.
1. Poros Fleksibel Kawat
Poros fleksibel dari kawat, yang juga dikenal sebagai poros fleksibel, dibuat dari beberapa lapisan kawat baja yang dililitkan bersama-sama, membentuk penampang melingkar. Setiap lapisan terdiri dari beberapa untai kawat yang dililitkan secara bersamaan, sehingga menghasilkan struktur yang mirip dengan pegas multi-untai. Lapisan kawat paling dalam dililitkan di sekitar batang inti, dengan lapisan yang berdekatan dililitkan ke arah yang berlawanan. Desain ini umumnya digunakan dalam mesin pertanian.
2.Sambungan Poros Fleksibel
Sambungan poros fleksibel dirancang untuk menghubungkan poros keluaran daya ke komponen yang bekerja. Ada dua jenis sambungan: tetap dan geser. Jenis tetap biasanya digunakan untuk poros fleksibel yang lebih pendek atau dalam aplikasi di mana radius tekukan tetap relatif konstan. Sebaliknya, jenis geser digunakan ketika radius tekukan bervariasi secara signifikan selama pengoperasian, memungkinkan pergerakan yang lebih besar di dalam selang untuk mengakomodasi perubahan panjang saat selang tertekuk.
3.Selang dan Sambungan Selang
Selang, yang juga disebut sebagai selubung pelindung, berfungsi untuk melindungi poros fleksibel dari kontak dengan komponen eksternal, sehingga menjamin keselamatan operator. Selain itu, selang dapat menyimpan pelumas dan mencegah masuknya kotoran. Selama pengoperasian, selang memberikan dukungan, sehingga poros fleksibel lebih mudah ditangani. Khususnya, selang tidak berputar bersama poros fleksibel selama transmisi, sehingga memungkinkan pengoperasian yang lancar dan efisien.
Memahami berbagai jenis dan fungsi poros sangat penting bagi para insinyur dan desainer untuk memastikan kinerja dan keandalan yang optimal dalam sistem mekanis. Dengan memilih jenis poros yang tepat untuk aplikasi tertentu, seseorang dapat meningkatkan efisiensi dan keawetan mesin. Untuk wawasan lebih lanjut tentang komponen mekanis dan aplikasinya, nantikan pembaruan terbaru kami!
Waktu posting: 15-Okt-2024
