Porosmerupakan komponen penting dalam sistem mekanis, berfungsi sebagai tulang punggung yang menopang semua elemen transmisi sekaligus menyalurkan torsi dan menahan momen lentur. Desain poros tidak hanya harus fokus pada karakteristik individualnya tetapi juga mempertimbangkan integrasinya dengan keseluruhan struktur sistem poros. Tergantung pada jenis beban yang dialami selama pergerakan dan transmisi daya, poros dapat dikategorikan menjadi spindel, poros penggerak, dan poros berputar. Mereka juga dapat diklasifikasikan berdasarkan bentuk sumbunya menjadi poros lurus, poros eksentrik, poros engkol, dan poros fleksibel.
Spindel
1. Spindel Tetap
Spindel jenis ini hanya memikul momen lentur namun tetap diam. Strukturnya yang sederhana dan kekakuannya yang baik menjadikannya ideal untuk aplikasi seperti gandar sepeda.
2. Spindel Berputar
Berbeda dengan spindel tetap, spindel yang berputar juga mempunyai momen lentur saat bergerak. Umumnya ditemukan pada as roda kereta api.
Batang penggerak
Poros penggerak dirancang untuk menyalurkan torsi dan biasanya lebih panjang karena kecepatan putaran yang tinggi. Untuk mencegah getaran hebat akibat gaya sentrifugal, massa poros penggerak didistribusikan secara merata di sepanjang kelilingnya. Poros penggerak modern sering kali menggunakan desain berongga, yang memberikan kecepatan kritis lebih tinggi dibandingkan poros padat, sehingga lebih aman dan hemat material. Misalnya, poros penggerak otomotif biasanya terbuat dari pelat baja dengan ketebalan seragam, sedangkan kendaraan tugas berat sering kali menggunakan pipa baja tanpa sambungan.
Poros Berputar
Poros berputar memiliki keunikan karena mampu menahan momen lentur dan puntir, menjadikannya salah satu komponen paling umum dalam peralatan mekanis.
Poros Lurus
Poros lurus memiliki sumbu linier dan dapat dikategorikan menjadi poros optik dan poros loncatan. Staight shat biasanya terbuat dari tanah, tetapi dapat dirancang berlubang untuk mengurangi berat sekaligus menjaga kekakuan dan stabilitas torsi.
1. Poros Optik
Bentuknya sederhana dan mudah dibuat, poros ini terutama digunakan untuk transmisi.
2. Poros Bertingkat
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 seragam, ia mempunyai banyak titik konsentrasi tegangan. Karena karakteristik ini, poros loncatan banyak digunakan dalam berbagai aplikasi transmisi.
3. Poros bubungan
Camshaft merupakan komponen penting pada mesin piston. Pada mesin empat langkah, poros bubungan biasanya beroperasi pada setengah kecepatan poros engkol, namun tetap mempertahankan kecepatan putaran yang tinggi dan harus menghasilkan torsi yang signifikan. Akibatnya, desain camshaft memberikan persyaratan yang ketat pada kekuatan dan kemampuan dukungannya.
Camshaft biasanya terbuat dari besi cor khusus, meskipun ada pula yang dibuat dari bahan palsu untuk meningkatkan daya tahan. Desain camshaft memainkan peran penting dalam arsitektur mesin secara keseluruhan.
4. Poros Spline
Poros spline diberi nama karena penampilannya yang khas, dengan alur pasak memanjang di permukaannya. Alur pasak ini memungkinkan komponen berputar dipasang pada poros untuk mempertahankan putaran yang tersinkronisasi. Selain kemampuan rotasi ini, poros spline juga memungkinkan pergerakan aksial, dengan beberapa desain 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 dalam, sedangkan ban dalam memiliki gigi luar, sehingga dapat menyatu dengan mulus. Desain ini tidak hanya mentransmisikan torsi rotasi tetapi juga memberikan kemampuan untuk memanjang dan berkontraksi panjang, sehingga ideal untuk digunakan dalam mekanisme perpindahan gigi transmisi.
5. Poros Roda Gigi
Jika jarak dari lingkaran dedendum suatu roda gigi ke dasar alur pasak minimal, maka roda gigi dan poros tersebut disatukan menjadi satu kesatuan yang disebut poros roda gigi. Komponen mekanis ini menopang bagian-bagian yang berputar dan bekerja bersama-sama dengannya untuk mentransmisikan gerak, torsi, atau momen lentur.
6. Poros Cacing
Poros cacing biasanya dibuat sebagai satu unit yang mengintegrasikan cacing dan poros.
7. Poros Berongga
Poros yang dirancang dengan bagian tengah berongga disebut poros berongga. Saat mentransmisikan torsi, lapisan luar poros berongga mengalami tegangan geser tertinggi, memungkinkan penggunaan material lebih efisien. Dalam kondisi dimana momen lentur poros berongga dan poros padat sama, poros berongga secara signifikan mengurangi bobot tanpa mengurangi kinerja.
Poros engkol
Poros engkol adalah komponen penting dalam mesin, biasanya terbuat dari baja struktural karbon atau besi ulet. Ini memiliki dua bagian utama: jurnal utama dan jurnal batang penghubung. Jurnal utama dipasang pada blok mesin, sedangkan jurnal batang penghubung dihubungkan ke ujung besar batang penghubung. Ujung kecil batang penghubung dihubungkan ke piston di dalam silinder, membentuk mekanisme penggeser engkol klasik.
Poros Eksentrik
Poros eksentrik diartikan sebagai poros yang sumbunya tidak sejajar dengan pusatnya. Tidak seperti poros biasa, yang utamanya memfasilitasi perputaran komponen, poros eksentrik mampu mentransmisikan ratasi dan putaran. Untuk mengatur jarak pusat antar poros, poros eksentrik biasanya digunakan dalam mekanisme hubungan planar, seperti sistem penggerak V-belt.
Poros Fleksibel
Poros fleksibel terutama dirancang untuk mengirimkan torsi dan gerakan. Karena kekakuan lenturnya yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan kekakuan torsinya, poros fleksibel dapat dengan mudah menavigasi berbagai rintangan, memungkinkan transmisi jarak jauh antara tenaga utama dan mesin yang bekerja.
Poros ini memfasilitasi perpindahan gerak antara dua sumbu yang memiliki pergerakan relatif tanpa memerlukan perangkat transmisi perantara tambahan, menjadikannya ideal untuk aplikasi jarak jauh. Desainnya yang sederhana dan biayanya yang rendah berkontribusi terhadap popularitasnya di berbagai sistem mekanis. Selain itu, poros fleksibel membantu meredam guncangan dan getaran, sehingga meningkatkan kinerja secara keseluruhan.
Aplikasi umum mencakup 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 pada 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 cukup. Biasanya, poros ini dilengkapi mekanisme anti-mundur 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 gerak. Torsi yang ditransmisikan terutama digunakan untuk mengatasi torsi gesekan yang dihasilkan antara poros fleksibel kawat dan selang. Selain mempunyai kekakuan lentur yang rendah, poros ini juga harus mempunyai 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 belitan 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. Kawat Poros Fleksibel
Poros fleksibel kawat, juga dikenal sebagai poros fleksibel, dibuat dari beberapa lapisan kawat baja yang dililitkan menjadi satu, membentuk penampang melingkar. Setiap lapisan terdiri dari beberapa helai kawat yang dililitkan secara bersamaan, sehingga memberikan struktur yang mirip dengan pegas multi-untai. Lapisan kawat yang paling dalam dililitkan di sekitar batang inti, dengan lapisan yang berdekatan dililitkan ke arah yang berlawanan. Desain ini biasa digunakan pada mesin pertanian.
2. Sambungan Poros Fleksibel
Sambungan poros fleksibel dirancang untuk menghubungkan poros keluaran daya ke komponen kerja. Ada dua jenis sambungan: tetap dan geser. Tipe tetap biasanya digunakan untuk poros fleksibel yang lebih pendek atau dalam aplikasi di mana radius lentur relatif konstan. Sebaliknya, tipe geser digunakan ketika radius tekukan bervariasi secara signifikan selama pengoperasian, sehingga memungkinkan pergerakan lebih besar di dalam selang untuk mengakomodasi perubahan panjang saat selang tertekuk.
3. Selang dan Sambungan Selang
Selang, juga disebut sebagai selubung pelindung, berfungsi untuk melindungi poros fleksibel kawat dari kontak dengan komponen eksternal, sehingga menjamin keselamatan operator. Selain itu, dapat menyimpan pelumas dan mencegah masuknya kotoran. Selama pengoperasian, selang memberikan dukungan, membuat poros fleksibel lebih mudah untuk dipegang. Khususnya, selang tidak berputar dengan poros fleksibel selama transmisi, sehingga pengoperasiannya lancar dan efisien.
Memahami berbagai jenis dan fungsi poros sangat penting bagi para insinyur dan perancang untuk memastikan kinerja dan keandalan yang optimal dalam sistem mekanis. Dengan memilih jenis poros yang sesuai untuk aplikasi tertentu, seseorang dapat meningkatkan efisiensi dan umur panjang mesin. Untuk wawasan lebih lanjut tentang komponen mekanis dan aplikasinya, pantau terus pembaruan terkini kami!
Waktu posting: 15 Okt-2024
