Perbedaan Antara Penggerak Gesekan dan Penggerak Keterlibatan

Mesin adalah sekelompok mekanisme yang membutuhkan sumber energi untuk melakukan tugas tertentu dengan cara yang telah ditentukan sebelumnya. Mesin-mesin rumah tangga atau industri sebagian besar digerakkan dengan bantuan penggerak mula (seperti motor listrik, kincir angin, turbin hidrolik atau uap, mesin pembakaran dalam, dll). Biasanya penggerak utama ini terletak jauh dari unit mesin dan berputar pada kecepatan yang lebih tinggi daripada yang dibutuhkan dalam mesin. Sistem transmisi tenaga mekanik digunakan untuk mentransmisikan daya dari penggerak mula ini ke unit mesin. Sistem transmisi tersebut memiliki beberapa tujuan dasar, seperti (i) mentransmisikan gerakan, torsi, dan daya dari poros penggerak ke poros yang digerakkan, (ii) membalikkan arah putaran, seperti searah jarum jam ke berlawanan arah jarum jam atau sebaliknya, dan (iii) melangkah menaikkan atau menurunkan kecepatan rotasi.

Sistem transmisi tenaga mekanik terdiri dari empat drive dan beberapa elemen. Empat penggerak adalah penggerak roda gigi, penggerak sabuk, penggerak rantai, dan penggerak tali. Masing-masing memiliki manfaat tertentu atas yang lain. Mereka secara langsung berpartisipasi dalam transmisi dan manipulasi gerak dan daya untuk memenuhi persyaratan yang tepat. Mereka pada dasarnya mengambil daya dari poros penggerak dan mentransfernya ke poros yang digerakkan. Drive tersebut dapat digunakan dari aplikasi kecepatan rendah dan daya rendah (seperti jam tangan mekanis, mainan, dll.) hingga aplikasi kecepatan tinggi dan tugas berat (seperti drive laut, pembangkit listrik, diferensial kendaraan, dll.). Di sisi lain, elemen transmisi daya mencakup poros, kunci, kopling, rem, kopling, sproket, katrol, dll. Elemen-elemen ini digunakan bersama dengan penggerak untuk memfasilitasi transmisi daya yang mudah dan efisien.

Empat drive sistem transmisi tenaga mekanik dapat diklasifikasikan dalam berbagai cara. Salah satu kriteria klasifikasi tersebut adalah sarana transmisi daya. Atas dasar ini, empat drive dapat dikategorikan ke dalam dua kelompok—friction drive dan engagement drive. Di semua penggerak seperti itu di mana daya ditransmisikan melalui gesekan disebut penggerak gesekan . Belt drive dan rope drive termasuk dalam kategori ini. Kemampuan transmisi daya mereka terbatas pada karakteristik gesekan dari dua permukaan yang bersentuhan. Kehilangan daya juga lebih karena gesekan. Namun, mereka memiliki kemampuan yang melekat untuk melindungi sistem dari kelebihan beban. Di sisi lain, dalam dorongan keterlibatan , transmisi daya terjadi melalui penyambungan dan pelepasan dua bagian padat secara berurutan. Gaya gesekan tidak berperan dalam penggerak tersebut. Penggerak roda gigi dan penggerak rantai termasuk dalam kategori ini. Berbagai perbedaan antara dorongan gesekan dan dorongan keterlibatan diberikan di bawah ini dalam format tabel.

Tabel:Perbedaan antara dorongan gesekan dan dorongan interaksi

Alat transmisi daya: Tujuan dasar penggerak mekanis adalah untuk mentransmisikan gerakan dan daya dari poros penggerak ke poros yang digerakkan. Transmisi daya ini dapat diwujudkan baik dengan cara gesekan atau dengan cara kawin. Penggerak mekanis seperti itu di mana gerakan dan transmisi daya terjadi melalui gesekan disebut penggerak gesekan. Misalnya, gaya gesekan antara puli dan sabuk membantu menggerakkan satu poros dengan mengambil daya dari poros lain. Selain penggerak sabuk, penggerak tali juga termasuk dalam kategori ini. Di sisi lain, ketika transmisi daya terjadi melalui penyambungan dan pelepasan roda bergigi secara berurutan, maka penggerak mekanis tersebut diklasifikasikan sebagai penggerak penyambungan. Di sini gaya gesekan tidak berperan dalam transmisi daya. Misalnya, dalam penggerak rantai, perkawinan gigi sproket dengan slot yang sesuai dalam rantai membantu mentransmisikan daya. Demikian pula, penggerak roda gigi adalah contoh lain dari penggerak keterlibatan.

Rasio slip dan kecepatan: Rasio kecepatan poros penggerak dengan kecepatan poros yang digerakkan disebut rasio kecepatan. Berbagai fenomena seperti slip, creep, dan efek poligonal dapat mengubah rasio kecepatan. Penggerak mekanis yang memberikan rasio kecepatan konstan disebut penggerak positif. Penggerak sabuk, sebagai penggerak gesekan, cenderung tergelincir. Slip dalam konteks ini menunjukkan salah satu atau keduanya di antara dua kasus—(i) poros penggerak berputar tetapi sabuk tidak berputar, dan (ii) sabuk berputar tetapi poros penggerak tidak berputar. Setiap penggerak gesekan rentan terhadap slip dan karenanya tidak dapat memberikan rasio kecepatan konstan (penggerak non-positif). Drive keterlibatan bebas dari pengiriman; namun, mereka mungkin tidak selalu memberikan rasio kecepatan konstan. Penggerak rantai tidak terpengaruh oleh slip tetapi efek poligonal dalam rantai dapat menghambat rasio kecepatan dalam jumlah kecil. Penggerak gigi dapat dianggap sebagai satu-satunya penggerak positif.

Perlindungan terhadap kelebihan beban: Terkadang beban pada poros pengemudi tiba-tiba meningkat melebihi batas yang diizinkan. Hal ini dapat terjadi karena berbagai alasan seperti kerusakan pemotong, kesalahan dalam perhitungan, kemacetan mendadak di salah satu bagian mesin, dll. Slip yang melekat pada penggerak gesekan dapat melindungi elemen penggerak (motor listrik) dari beban berlebih pada poros yang digerakkan. Setiap kali beban meningkat melebihi batas kemampuan maksimum, slip terjadi secara otomatis. Fasilitas isolasi tersebut tidak tersedia di drive keterlibatan. Jadi ada kemungkinan besar bahwa setiap elemen dapat merusak secara permanen. Misalnya, rantai bisa putus atau gigi roda gigi bisa mengerem secara tiba-tiba. Dalam kasus ekstrim, penggerak utama juga dapat merusak.

Kapasitas transmisi daya: Kemampuan setiap penggerak gesekan dibatasi oleh gaya gesekan yang bekerja antara dua permukaan kontak. Dengan demikian, karakteristik gesekan permukaan kontak, tegangan awal, dan sudut bungkus memainkan peran penting dalam menentukan batas transmisi daya. Slip terjadi secara inheren setiap kali batas ini melebihi. Jadi penggerak gesekan tidak cocok untuk transmisi daya berat. Di sisi lain, kekuatan elemen terkait (seperti gigi gir atau gigi sproket) terutama menentukan batas transmisi daya pada penggerak pengikat. Gaya gesekan tidak berperan di sini. Drive ini dapat digunakan secara menguntungkan untuk transmisi daya berat.

Pelumasan: Penggerak gesekan hanya memerlukan pelumasan sesekali. Faktanya, pelumasan lebih dari yang diinginkan tidak disarankan karena meningkatkan slip, yang mengakibatkan fluktuasi rasio kecepatan dan gaya yang tidak perlu pada bantalan. Pembangkitan panas dan keausan bukanlah faktor yang signifikan dalam penggerak tersebut. Sebaliknya, penggerak keterlibatan menghasilkan panas yang cukup dan mengalami keausan bertahap. Jadi pelumasan sangat diinginkan di sini. Penggerak rantai membutuhkan pelumasan yang sering; sedangkan, penggerak roda gigi sebagian besar membutuhkan pelumasan penuh. Oleh karena itu, biaya pemeliharaan lebih tinggi pada drive keterlibatan.

Kehilangan daya dan efisiensi: Kehilangan tenaga akibat gesekan dan slip membuat penggerak gesekan kurang efisien. Biasanya penggerak sabuk atau tali dapat memberikan efisiensi 92 – 96% untuk satu tahap. Pengikatan drive dapat memberikan efisiensi yang lebih tinggi karena pelumasan yang tepat (mengurangi gesekan) dan lebih sedikit kehilangan daya. Penggerak rantai dapat memberikan efisiensi 95 – 97%; sedangkan, penggerak roda gigi dapat memberikan efisiensi hingga 99% dalam satu tahap.

Perbandingan ilmiah antara penggerak gesekan dan penggerak keterlibatan disajikan dalam artikel ini. Penulis juga menyarankan Anda untuk membaca referensi berikut untuk pemahaman topik yang lebih baik.

1. Desain Elemen Mesin oleh V.B. Bhandari (Edisi Keempat; McGraw Hill Education).
2. Desain Mesin oleh R. L. Norton (edisi Kelima; Pearson Education).
3. Buku Teks Desain Mesin oleh R. S. Khurmi dan J. K. Gupta (S. Chand; 2014).