Senin, 14 November 2011

GAYA PADA RODA DAN TIPE RODA TRAKTOR

1. GAYA‑GAYA RODA

1.1. Gaya‑gaya yang memegang pada roda yang menggelinding

clip_image002

• Pada roda yang berguling, akibat tekanan poros ada gaya vertikal Qv terhadap bantalan berjari‑jari Iv.

• Bobot roda, termasuk pelek, ban dll adalah Ev.

• Akibat gaya horisontal Dv roda didorong pada bantalan.

• Komponen gaya vertikal Gv dari reaksi tanah juga menekan suatu titik seperti halnya komponen gaya horisontal Rv.

• Titik itu, berjarak fv dari garis vertikal yang melalui sumbu poros.

• Gesekan bantalan mv Qv, menyebabkan (kalau pengaruh Dv diabaikan) timbulnya momen yang menentang, M = mv Qv Iv.

Disini mv adalah koefisien gesekan bantalan.

• Dari keseimbangan momen (M = 0) diperoleh:

+ Rv rw ‑ Gv fv ‑ M = 0

clip_image004.

Disini rw adalah radius guling efektif dari roda.

• Pengaruh clip_image006 kecil terhadap clip_image008 dan karenanya ruas ini diabaikan, sehingga formula di atas dibaca sebagai:

clip_image010.

• Oleh penyederhanaan ini kini garis kerja resultante dari Rv dan Gv dapat ditarik melalui sumbu poros:

clip_image012.

• Karena sudut b tak pernah lebih besar dari 15o dan ban berubah bentuk maka tanpa mengurangi ketelitian ia ditulis:

clip_image014.

tg b disebut Pv yaitu koefisien tahanan gelinding dan Rv tahanan gelinding.

1.2. Traktor berkeseimbangan dinamis

• Yang dimaksud dengan berkeseimbangan dinamis adalah keseimbangan yang dicapai pada waktu traktor bergerak lurus dengan kecepatan yang beraturan.

• Meskipun ada pengertian dinamis, disini sementara dilihat dari segi pengaruh gaya‑gaya percepatan yang terjadi pada waktu membuat lintasan lengkung dan/atau gaya‑gaya percepatan yang terjadi waktu mempercepat atau memperlambat traktor.

• Sebuah traktor yang sedang bergerak akan mengadakan ga­ya pada sekitarnya (alat‑alat atau tanah).

• Pada roda gila me­sin tersedia momen (kopel), dengan besar Mv. Momen ini umumnya diperbesar agar dapat mempengaruhi poros belakang dimana berlaku: Ma = i hm Mv.

Ma = momen pada poros belakang, Nm.

i = perbandingan penerusan total antara roda gila dan poros belakang. Ini dapat bernilai 400.

m = efisiensi pemindahan gaya. Seringkali hm dinyata­kan sebagai konstanta misalnya 0,98 untuk pasangan roda gigi yang dilumas ringan (termasuk bantalan­nya), 0,95‑0,92 untuk pasangan roda gigi yang terendam seluruh atau sebagian dalam minyak.

• Gaya yang diadakan oleh roda traktor terhadap keliling horisontal adalah:

clip_image016

rwa = jari‑jari efektif roda belakang.

• Gaya horisontal O' harus seimbang (SH = 0) dengan semua gaya horisontal yang bekerja terhadap traktor.

clip_image018

Kesimpulan:

clip_image020

clip_image022

Ne dalam kW

rwa dalam m

O dalam N

n dalam putatarn/menit

Ma dalam N.m.

V dalam km/jam

clip_image024

clip_image026

clip_image028

• Gaya O' yang bekerja dari keliling kedua roda terhadap tanah sulit dipisahkan dari gejala yang timbul dari tahanan guling.

• Pandangan kesetimbangan kini diberikan pada bekerjanya gaya‑gaya yang berasal dari sekitamya terhadap traktor.

• Disini O adalah reaksi horisontal tanah terhadap roda belakang traktor. Tahanan gelinding roda belakang Ra dalam gambar tidak dipisahkan. (O' ‑ Ra = 0 menyangkut besarnya gaya).

• Pada gambar di atas, kasus yang umum berlaku dihitung bermacam besaran dari kesetimbangan gaya‑gaya dan momen‑momen.

• Nilai fv dan fa berasal dari fv = rv rwv dan fa = ra rwa dimana rv dan ra adalah koefisien tahanan gelinding roda muka dan belakang misalnya 0,18 dan 0,10. Dengan nilai‑nilai terhitung Ga (SM = 0).

clip_image030

dari SV = 0 maka

Gv = G - T. sinq ‑ Ga

• Apabila sudut q = 0 (artinya gaya tarik horisontal, maka persamaan disederhanakan menjadi:

clip_image032 dan Gv = G - Ga

• dari SV = 0 maka 0 = T cosq + Gv rv

• Untuk q = 0 ini menjadi 0 = T + Rv.

• Apabila gaya 0 pada keliling roda = T cosq + Rv, dibagi oleh Ga (dyn) artinya

clip_image034

mk adalah koefisien gaya tarik.

• Apabila T dibagi dengan bobot total traktor (Ini selalu terjadi T pada anggapan bahwa q = 0) maka clip_image036 atau koefisien traktor.

• Untuk q = 0 disebelah ini diperlihatkan grafik ketergantungan T, Ga dan Gv tak pernah boleh kurang dari 0,2 G (juga dapat disebut bahwa Gv tak boleh kurang dari 160 a' 200 kg).

• Pada Gv < 0 maka traktor membalik kebelakang. Cara anggapan yang sama digunakan untuk memperlihatkan bahwa ada hubungan tak terputuskan antara, basis roda traktor (a), ketinggian kait tarik (h).

• Yang maksimum diperbolehkan, koefisien gaya tarik (mk), tahanan gelinding (rv) dan posisi titik berat.

clip_image038

Rv = rv Gv dianggap clip_image040

mk = 0,7 untuk jalan pasir yang keras

rv = 0,05

clip_image042

• Kalau Gv = 0,2 G (batas bahaya) maka Ga = 0,8 G SM = 0

diberikan: T . h ‑ G (a‑c) + Gv . a = 0

(mk 0,8 G ‑ 0,2 rv G) h ‑ G (a‑c) + 0,2 G . a = 0.

clip_image044

pada: a = 1500 mm. h = 530 mm.

• Dengan menempatkan pemberat dimuka traktor, keseimbangan dapat dipengaruhi sehingga letak kait tarik yang lebih tinggi masih bisa diterima dari segi keamanan.

• Disini dipandang bahwa masih dibolehkan beban dinamis yang lebih tinggi untuk ban‑ban dan pelek.

• Selipnya roda pada saat nilai mk terlampaui dipandang sebagai "katup pengaman". Usaha pada traktor untuk menghindari selipnya roda, menimbulkan keadaan yang membahayakan (berbalik kebelakang).

1.3. Pengruh persneling (pelambat)

• Apabila suatu kendaraan dipercepat/atau diperlambat, untuk keperluan itu diperlukan sejumlah enersi yang besar (akan dibebaskan sejumlah enersi misalnya: yang harus di musnahkan dalam rem) yaitu E = ½ m V2 + ½ J W2.

Disini m adalah massa kendaraan, J adalah momen kelambanan (momen of inertia) dari bagian yang berputar, V kecepatan kendaraan dan W kecepatan sudut bagian yang berputar.

• Untuk gerak lurus perhitungannya menjadi Lebih sederhana.

• Untuk rotasi perlu diperhitungkan keadaan massa yang berputar pada banyak tempat dari traktor dimana mereka sering mempunyai kecepatan sudut yang berbeda.

• Apabila terjadi pula, pembebanan berbentuk sentakan maka perlu pula diperhitungkan kemungkinan terjadinya getaran sendiri (lihat getaran torsi pada mesin‑mesin).

• Pada saat membuat lintasan lengkung (misal membuat tikungan) maka akan ada, pengaruh gaya‑gaya centripetal sebesar clip_image046.

• Demikian pula akan terjadi kombinasi percepatan akibat mengerem ditikungan.

2. BAN ANGIN

2.1. Konstruksi

• Sebuah ban angin terbuat dari beberapa lapis material benang (karkas) yang disatukan dan ditutup oleh karet yang telah dipulkanisir.

• Serat yang dipakai adalah katun (sudah kuno), serat rayon, nylon, kawat baja dan serat polyester.

• Pa­da ban diagonal (yang konvensional) arah serat membuat sudut ± 45o dengan kawat tumit (hiel) yang terbuat dari baja.

• Pada sabuk serat‑serat diarahkan radial (ban radial).

• Pada paten ban Michelin ‑ X yang asli, ban radial dilindungi oleh sabuk (cincin anyaman) kawat baja.

• Sabuk ini oleh simpal‑simpul yang mengarah radial terhubungkan pada kawat‑kawat tumit.

• Baja inilah yang menghantarkan panas dengan baik.

• Bahan‑bahan lainnya kurang baik mengalirkan panas tetapi mempunyai sifat merendam suara.

clip_image048

Setelah patent‑Michelin berlalu material‑material untuk membangun karkas dipakai untuk mebuat ban radial.

clip_image050

• Untuk penerapan pada mobil dan truk ban sabuk yang relatif kaku memberikan tahanan gelinding yang lebih kecil dibanding dengan ban diagonal.

• Juga ban ini lebih baik menapaknya pada punggung jalan karena mempunyai sisi yang lebih luwes.

• Bidang sentuh yang lebih luas juga menguntungkan penerapannya di bidang pertanian.

• Kerugi­annya hanya bahwa sisinya peka terhadap penetrasi. (Untuk pembentukan karkas dimasa mendatang maka telah disebut­-sebut campuran dari kedua jenis konstruksi dasar misainya: semi radial, dengan sudut serat ± 75o dan ban radial diagonal dengan sudat serat 20o.

Jumlah lapisan benang

• Jumlah lapisan benang menentukan ketegangan untuk suatu tujuan penggunaan. Makin sedikit lapisannya makin sedikit panas yang timbul.

• Untuk ban‑ban pertanian terdapat 2, 4, 6 hingga 8 lapis benang. Yang dituju adalah kekuatan yang sesuai dengan ban‑ban yang berlapis benang katun tersebut di atas.

• Apabila digunakan material yang lebih kuat dimana digunakan lapisan yang lebih sedikit jumlahnya maka sering diberi istilah ply rating.

Karet yang digunakan berasal dari jenis yang berbeda‑beda kerasnya.

• Lapisan benang dipulkanisir dengan karet yang luwes.

• Untuk sisi dan bidang telapak dipakai karet yang lebih keras.

• Ban dalam terbuat dari karet yang sangat lemas (padat). Jenis karet yang sama digunakan untuk ban tanpa ban dalam bagian dalam telapak agar tidak bocor. Hal itu dicapai dengan mencampurkan karet alam dengan karet sintetis (karet Buna) dalam perban­dingan tertentu. Juga terpengaruh proses vulkanisirnya (± 140oC setelah diberi ± 2% belerang dan 4% jelaga maksi­mum sebagai bahan pengisi).

• Karet sintetis lebih tahan terhadap keausan dari pada karet alam dan pula lebih tahan terhadap minyak.

• Apabila butadien dengan bantuan natrium diikatkan pada styreen maka itu disebut karet dingin (karena dibuat pada – 10oC.

2.2. Cara pemberian ukuran ban

• Umumnya ukuran diameter pelek tempat ban itu akan dipasangkan dan lebarnya, dalam inci.

• Dahulu penampang ban praktis berbentuk silinder dan jari‑jari tanpa beban dapat dihitung secara teliti. Misalnya 11 – 28.

• Diameter luar tanpa beban adalah 28 + 2 x 11 = 50 “ atau 50 x 25,4 = 1270 mm. Menurut tabel ban diameter luar tanpa beban adalah 1265 ± 10 mm.

• Pada ban‑ban yang modern, lebarnya lebih besar (low section) dari pada tingginya dan harus dilihat dari tebal untuk mendapatkan diameter tanpa beban.

• Pada ban‑ban low section, lengan pengungkit dimana gaya kelilingnya lebih kecil terhadap pelek sehingga kemungkinan terjadinya 1ipatan sisi yang ditakuti juga diperkecil.

• Ban yang tadinya diberi tanda 11 – 28 kini diubah menjadi 12.4 – 28.

• Pada ukuran‑ukuran ban kecil sering tertulis misalnya: 6.00‑16; kadang‑kadang titiknya dihilangkan menjadi 600‑16; dalam tabel ban‑ban Perancis ia tercantum sebagai 155x400.

• Di Jerman berlaku ban‑ban berukuran DIN 7801 hingga 7814. Pada pemberian ukuran masih ditambahkan AS (Acker Schepper) sehingga menjadi ukuran 11‑28 AS.

clip_image052Di Amerika Serikat pemberian ukuran untuk gaya dilakukan oleh Tire & Rim Association Standards, 1ihat SAE Handbook.

Ukuran pelek

• Ukuran pelek dapat dicari dalam D.I.N. 7822, 7823, 7827, 7828 dan dalam publikasi‑publikasi Tire & Rim Association. Ukuran b untuk pelek lebih kecil 1" dari lebar ban B pada ban‑ban belakang dan peleknya.

• Jadi 11‑28 dipasangkan pada pelek 10‑28 (cara tulis menurut D.I.N. w10x28). Dengan munculnya baru‑baru ini "extra wide base rims" dipergunakan pelek yang lebarnya 11” untuk dapat dipasangi ban low section 12.4‑28. Diameter luar tanpa beban adalah 1256 min.

• Sebuah ban akan meneruskan gaya pada pelek bila mengalami gesekan pada bidang sentuh.

clip_image054

• Pada ban bertekan­an udara rendah terdapat bahaya peluncuran. Untuk menghindari hal itu permukaan ban sebelah dalam dan peleknya dibuat berusuk (pada pembebanan berat malah dilengkapi dengan kelem dan sekrup titik).

Ukuran Roda

• Ini dapat dicari dalam D.I.N. 9641, dimana juga dijumpai ulir sekrup penguat roda; M 18xl.5 atau M 22xl.5.

2.3. Beban pada ban yang diperbolehkan

• Nilai beban yang diberitahukan pabrik adalah nilai‑nilai statis.

• Beban dinamis yang lebih tinggi akibat gaya tarik telah diperhitungkan dan dinyatakan sebagai kecepatan lari yang maksimum. Hal itu menyangkut jumlah pembengkokan yang diperbolehkan terhadap karkas (yang membatasi rongga ban) tertentu.

• Makin sedikit lapisan benangnya, makin sedikit terjadinya panas. Sebuah ban yang lebar lebih peka terhadap pembengkokan.

• Sebagai ukuran dapatlah dipakai volume udara dalam ban.

• Dari grafik di bawah terlihat kepekaan ban‑ban lebar dari rendahnya nilai beban liter yang diperbolehkan.

clip_image056

clip_image058

• Dalam batas‑batas tertentu beban dari ban bergantung pada tekanan udaranya. Misalnya untuk ban pertanian berlaku bahwa pengurangan tekanan udara 0,5 kg/cm2 (thd minimum yg diperbolehkan) berarti pengurangan beban roda dengan 12% (thd maksimum yg diperbolehkan).

• Penambahan atau pengurangan tekanan udara pada beban roda tertentu menghasilkan umur ban yang sangat berkurang.

clip_image060

clip_image062

Hubungan antara umur (jangka pakai) dengan pembebanan dari ban secara lengkap dapat dilihat dari grafik.

2.4. Gaya sisi yang dapat diserap oleh roda jalan

• Apabila bidang roda sedang jalan membuat sudut b dengan arah gerakan kendaraan maka akan ada gaya (gaya jejak) yang timbul searah dengan garis sumbu dari poros. Dasar ini yang dimanfaatkan dalam mengemudikan kendara­an.

• Gaya jejak bergantung pada beban roda dan sudut b. Pembesaran sudut akan menghasilkan suatu gaya jejak yang semakin besar pula. Apabila melebihi nilai maksimum maka pembesaran sudut b tidak mempunyai arti lagi karena gaya jejak akan menurun.

clip_image064

• Telah umum diketahui bahwa pada ban radial, kenaikan gaya jejak oleh pembesaran sudut b lebih cepat terjadinya daripada suatu ban diagonal, juga maksimal yang dapat dicapai lebih tinggi nilainya.

• Salah satu keuntungannya adalah mudahnya dikemudi pada kendaraan yang berjalan cepat. Kurang menarik adalah kecenderungan menurun dari kurva tidak terlihat jelas (sipengemudi tidak menerima informasi tentang misalnya suara berisik dari ban, atau peluncuran kesisi seperti pada ban diagonal).

2.5. Tekanan ban

• Sebelumnya telah dibahas hubungan antara beban roda yang diperkenankan dengan tekanan dalam ban (tekanan ban, pi dalam N/cm2). pi minimum yang diperkenankan ditentukan dari kemungkinan meluncurnya ban terhadap pelek (sobeknya pentil dari ban dalam).

• Tekanan ban maksimum untuk suatu beban roda ditentukan secara kompromis antara umur ban dan ketahanan benturan. Tetapi hal itu sangat bergantung pada penyerap perubahan bentuk dengan elastisitasnya ataukah landasannya sendiri berubah bentuk secara elastis.

• Pada keadaan terakhir ini, tekanan ban dapat rendah sekali. Pada tanah‑tanah pertanian mestinya tekanan ban lebih rendah bila dibandingkan pemakaian dijalan biasa.

clip_image066

• Untuk ban belakang traktor sering digunakan tekanan sebesar 8‑15 N/cm2 sedangkan ban roda depan antara 8‑25 N/cm2. Apabila tekanan ban lebih tinggi daripada yang dibolehkan maksimal maka ketahanan benturan akan berkurang. Hal itu disebabkan karena lapisan kanvas yang sudah cukup tinggi bebannya ditambah lagi oleh tekanan.

2.6. Bidang sentuh

• Apabila tekanan pada bidang sentuh (pm dalam N/cm2) hendak diinginkan merata, maka berlaku G = F x pm. dima­na G adalah beban roda dalam kg dan F adalah bidang sentuh dalam cm2. Karena adanya rusuk‑rusuk dan lapisan benang pada karkas maka pembagian tekanan menjadi tidak merata:

S Pd = F x Pm ‑ (max dapat bernilai 4 a 5 x pm)

• Hubungan antara beban roda dan luasnya bidang sentuh dapat dilihat dalam grafik sebelah. Lengkungan yang tajam pada tekanan ban yang rendah akibat dari pelipatan lapisan benang pada karkas.

clip_image068

3. Medan tekanan antara roda dan alas

• Pada bidang sentuh antara roda dan alasnya terjadi suatu medan tekan. Disini akan dijelaskan secara terbatas medan tekanan antara roda yang bergerak dan alas yang secara elastis‑plastis berubah bentuk, terutama mengenai medan tekan dalam ruang yang dilihat dari salah satu sisi. Resultan tekanan dinyatakan dengan R1 dan R2.

• Tekanan‑tekanan yang terlukis dalam gambar merupa­kan gabungan dari tekanan‑tekanan yang berasal bidang yang ^ terhadap bidang gambar (dalam istilah "gabungan" ini dimaksudkan selisih tekanan ^ terhadap bidang gambar dan pelengkungan ban ^ pada bidang gambar).

• Untuk gambar roda sebelah kiri berlaku: Dv ‑ Rv = nol. Ini berarti rodanya ditarik.

• Sebelah kanan tergambar roda yang terdorong dan berlaku O' ‑ RA ‑ T = nol. Dalam hal terakhir garis kerja resultante QA dengan T dan (R2) dari O dengan GA sejajar satu sama lain. Oleh karenanya terjadi momen tarikan yang seimbang dengan momen dorongan M.

clip_image070

• Pada roda yang ditarik tidak diperhitungkan gesekan sadap. Bila ini diperhitungkan maka garis kerja dari resultan (R1) dari Gv dan Rv tidak melalui sumbu roda. Dalam hal itu terjadi suatu kopel yang mempunyai efek mengerem. (Tandanya berlawan­an dengan kopel pada roda terdorong).

• Untuk roda yang direm situasinya sama dengan hal di atas, bedanya hanya efek pengeremannya lebih besar dan tentunya kopel yang terjadi pun lebih besar. Mengenai penguraian tekanan dapat dijelaskan bahwa gaya‑gaya horisontal dibawakan sebagai STs.

clip_image072

• Jelas bahwa gaya horisontal maksimal bergantung pada ts maksimal yang dapat dihasilkan oleh alasannya. Untuk beberapa macam, tanah dikenal kurva‑kurva. Juga dikenal ketergantungan ts terhadap dn (komponen normal dari tekanan).

ts = C + dn tg q

C dlm hal ini adalah konstanta yg mengumpamakan kohesi dan tg q adalah tangen sudut gesek dari gesekan dalam dimana selanjutnya sering disederhanakan sebagai koefisien gesekan m atau

ts = C + dn m

• Peninggian nilai dn dimanfaatkan untuk memberi bentuk roda. Antara punggung‑punggung yang diletakan disekeliling roda nilai dn menjadi lebih tinggi. Apabila bidang sentuhnya sangat keras (beton, aspal) maka gaya tarik horisontal yang maksimal dapat dipindahkan ditentukan dari koefisien gesekan dari material yang saling bersentuhan. (W = f N dimana W adalah gaya horisontal max; N gaya normal dan f koefisien gesekan kering, yang pada baja/beton bernilai 0,3 dan karet/beton 0,9).

• Untuk dasar keras yang masih plastis berlaku gaya gesekan W = AF + N tgd dimana A = koefisien adhesi dalam N/cm2, dan tgd tangen sudut gesekan yang dapat dipersamakan dengan f. Pembagian tekanan dalam ruang sulit dinyatakan dalam gambar.

• Untuk roda diam ukuran dan perhitungannya masih dimungkinkan. Di bawah ini adalah hasil perhitungan pembagian tekanan pada bidang sentuh dari beberapa macam ban diam.

3.1. Hubungan tekanan udara dalam ban hingga tekanan pada bidang sentuh.

• Untuk lapisan benang pada karkas dapat kita lihat persamaan

pm = pi + a

• Nilai a dapat dicari dalam literatur. Beberapa penulis memperhitungkan koefisien ini, juga pengaruh perubahan bentuk dan juga akibat punggung‑punggung dalam ban.

pi = 8 N/cm2 a = 0,5 ‑ 0,9

pi = 20 N/cm2 a = 0,2 ‑ 0,3

• Untuk suatu profil tertutup:

pi = 8 ‑ 20 N/cm2 a= 1,0 ‑ 1,2

• Dibandingkan dengan angka‑angka yang didapat terdahulu maka nilai ini menunjukkan pendekatan yang terbatas.

• Pada nilai pm rendah (10 N/cm2) beterapa jenis tanah yang kurang mampu menahan beban kurang mengalami pergeseran. Untuk jenis tanah yang lebih mampu dan keadaan yang sesuai nilai pm seharusnya 25 N /cm2.

3.2. Jari‑jari efektif

• Sebelumnya telah disebut‑sebut diameter ban tanpa beban (malahan sudah dihitung untuk tipe ban tertentu).

• Dengan pembebanan maka ban itu mengeper ke dalam. Oleh karenanya terjadi perbedaan antara penekanan ke dalam statis (atau pengeperan ke dalam) dan penekanan ke dalam dinamis. Akibat gaya‑gaya sentrifugal dan karena pembeng­kokan (wulst) dari bidang pijak, tepat sebelum titik sentuh dengan tanah maka jari‑jari dinamis efektif lebih besar dari pada jari‑jari efektif statis. Apabila informasi dari tabel ban belum diperoleh secara global dapat dihitung dari pengeperan ke dalam statis di bawah ini:

ban kendaraan penumpang (diag.) 4,5‑7%

ban pasir dan tanah mudah bergerak 4‑6%

ban kendaraan penumpang (radial) 5‑10%

ban belakang traktor 7‑10%

ban truk dan bus 4‑6%

ban depan traktor 5‑8%

ban‑ban industri 8‑10%

ban kendaraan pertanian 8‑9%

• Dengan rotasi (penukaran) roda maka penekanan ke dalam dikurangi sampai kira‑kira ¾ dari nilai‑nilai di atas.

clip_image074

 
clip_image076  

PM

14

33

7,5

16

6,5

13,5

Pmax

14

33

11,3

24

13

27

F

536

227

1000

469

1155

556

Pi

8,4

30

8,4

30

8,4

30

3.3. Profil ban

• Dengan membuat profil pada ban‑ban bus, truk dan kendaraan penumpang maka adanya air antara bidang sentuh jalan yang keras dapat dihilangkan. Pada ban belakang traktor kegunaan punggung pada keliling luar ban adalah meninggikan tekanan normal (zn) pada tanah‑tanah yang kurang mampu terbebani. Dengan peninggian zn juga nilai ts yang maksimal diperbolehkan akan naik dan dapatlah gaya tarik yang berasal dari roda dibebankan pada tanah.

• Pada pemberian bentuk punggung dan letak punggung diusahakan agar ban itu membersihkan sendiri. Sebuah roda yang pada tanah basah "berjalan penuh" akibat tanah yang melekat tidak dapat mempertinggi daya kerja terhadap tekanan normal zn.

clip_image078

• Pertimbangan lain pada bentuk punggung adalah untuk menghindari bentuk keausan yang berombak pada pemakaian yang sering untuk transportasi di jalan, hal mana menyebabkan dikonstruksikan lebih banyak karet yang mengumpul pada ujung punggung yang menuju tengah (lihat gambar).

• Punggung‑punggung yang tersambung satu sama lain (profil tertutup), memberikan bidang jalan yang kaku. Oleh karenanya timbul keausan yang berlebihan. Profil terbuka (open center) dalam hal ini kurang peka. Ban‑ban yang penempatan punggungnya agak jauh satu sama lain dalam lingkar luar yang luwes ("labour" profile), dapat memper­baiki gaya tarik pada tanah‑tanah licin. Pada umumnya punggung itu membuat sudut ± 45o satu terhadap lainnya.

• Pada perkembangan penempatan punggung yang lebih jarang sering pula sudut itu menjadi 23o. Dalam penampang lintang punggung itu memperlihatkan bentuk trapezium. Dengan pemilihan karet yang cukup luwes maka sebenarnya punggung itu mengurut tanah dan bukannya mengaduk Lihat sketsa sikloida yang diperpendek). Oleh karenanya terhindar pelampauan nilai t maksimal yang diizinkan.

• Pada pasir lepas ban demikian dipasangkan terbalik. Agar ban muka yang dikemudikan (tidak didorong mesin) memberikan efek mengarah, ban jenis ini dilengkapi dengan punggung konsentris yang tidak putus‑putus.

3.4. Slip

• Apabila roda meneruskan gaya pada permukaan alas maka terjadi slip. Akibat pengecilan jari‑jari ban efektif statis maupun dinamis maka pengukurannya menjadi agak rumit.

• Pada umumnya dipakai suatu metoda dimana jumlah putaran roda belakang na sepanjang suatu. lintasan garak yang ditempuh sa dibagi waktu yang digunakan) dari suatu traktor yang dibebani diperbandingkan terhadap jumlah putaran roda belakang tanpa beban no sepanjang lintasan yang sama (jarak yang ditempuh so dibagi dengan waktu yang sama dengan di atas).

• Persentase slip menjadi: clip_image080 atau clip_image082

• Pengukuran no dan ns adalah penyederhanaan yang umum dipakai. Lebih benar tetapi memakan waktu lebih banyak adalah menjalankan traktor tanpa beban dan kemudian sambil menyeret beban bentuk kemudian mendapat nilai no dan so yang dirata‑ratakan.

3.5. Tahanan gelinding

• Sebuah roda yang bergerak (ada atau tiadanya gaya tarik atau gaya rem) akan mengalami slip dan juga tahanan gelinding (karena roda itu menggelinding). Yang mempenga­ruhinya adalah kekerasan alasnya dan kekerasan roda.

• Sebuah roda keras pada alas yang keras dan rata mengalami tahanan gelinding yang rendah. Sebuah roda lunak pada alas keras dan rata akan jelas mempunyai tahanan gelinding yang lebih tinggi.

• Dalam praktek di tanah‑tanah pertanian dimana alasnya tidak rata, lagi pula masih plastis maupun elastis akan memberikan gambaran yang berbeda karena suatu ban yang elastis berkemampuan menerima ketidak rataan tanah.

 
clip_image084  

clip_image086

• Dalam memperbandingkan roda baja dengan ban karet ternyata bahwa pengaruh kecepatan melebihi keadaan proportional. Diameter roda harus besar untuk nilai tahanan gelinding yang rendah.

clip_image088

• Selama percobaan‑percobaan di atas tidak disangsikan lagi bahwa terjadi slip. Untuk persentase slip yang besar kisarannya dalam literatur terdapat grafik‑grafik yang menghubungkan tahanan gelinding ter­hadap koefisien gaya tarik. Untuk kesederhanaan seringkali digunakan koefisien tahanan gelinding yang konstan.

Nilai-nilai tahanan gelinding yang didapat dari pengalaman

Traktor roda empat:

Tanah berat yang lunak dan basah 0,30‑0,40

Tanah berpasir yang dibajak 0,20‑0,30

Tanah keras untuk kentang 0,10‑0,15

Pasir lepas (bergantung pada profil ban) 0,10‑0,30

Pasir moor (sangat bergantung pada profil ban) 0,13‑0,18

Tanah keras berisi pangkal‑pangkal batang » 0,15

Tanah kering berisi pangkal‑pangkal batang 0,05‑0,10

Padang rumput keras 0,05

Tanah jalan yang keras 0,05

Jalan aspal beton 0,015

Pada perlindungan terhadap luncur ban pada rantai penggerak nilainya 5 sampai 15% lebih besar.

Traktor rantai:

Alas berpasir 0,10‑0,15

Alas basah berlumas 0,10

Alas kering dan keras 0,06-0,10

• Pengaruh tekanan ban terhadap tahanan gelinding pada jalan yang lunak maupun keras dapat dilihat pada gambar‑gambar bawah dimana dapat dibaca penambahan tahanan gelinding (dan pengurangan) sebagai pengurangan gaya tarik (dan penambahan).

• Kesimpulannya harus berbunyi bahwa pengemudi traktor harus menyesuaikan tekanan ban terhadap tanah pertanian atau jalan.

clip_image090

3.6. Lengkung gaya tarik ‑ slip

• Sebelumnya telah dibahas secara terpisah beberapa gejala yang timbul pada roda yang menggelinding (dibedakan dari berputar yang hanya digunakan apabila porosnya tidak berpindah tempat). Pandangan yang lebih luas dapat diperoleh dengan menggunakan lengkung gaya tarik ‑ slip pada traktor‑traktor yang bergerak. Kurva‑kurva itu menun­jukkan kecenderungan naik curam apabila tanah bertambah keras. Ia dapat diberikan dalam:

A gaya tarik terhadap slip atau sebagai

B koefisien gaya tarik ( hk,X) ‑ lengkung slip atau

C efisfensi traktor (S) ‑ lengkung slip.

• A dan C mudah disetel dan berbentuk serupa karena untuk C gaya tarik dibagi oleh bobot traktor total. Untuk B, gaya tarik dibagi dengan beban roda yang sebenarnya. Cara pengkajian ini sering memberikan hasil‑hasil yang berguna untuk keperluan perbandingan.

 
clip_image092  

clip_image094

Persamaan-persamaan untuk ban

• Dari bab sebelumnya telah dijelaskan bahwa untuk meneruskan gaya tarik ban terhadap alas, harus memenuhi beberapa syarat.

1. tekanan ban harus rendah (≤ts maks)

2. bidang kontak harus luas

3. karkas harus luwes

4. punggungnya harus tinggi (mempertinggi Vn)

5. untuk kestabilan lebar pelek harus besar.

• Apabila ban dengan diameter besar diperbandingkan dengan ban lebar yang mempunyai bidang sentuh yang sama luas maka berlaku sebagai berikut: Perbandingan riil hanya mungkin bila beban liternya juga sama. Karena diameternya besar, lebih banyak punggung yang mencekam pada waktu yang bersamaan. Tetapi ban‑ban kecil lebih mudah membersihkannya. Oleh karenanya, pada ban‑ban kecil ditempatkan lebih banyak punggung/satuan panjang lingkar dan dengan demikian dapat diperoleh gaya tarik yang lebih besar.

• Sebagai ringkasan: lebih diutamakan adalah ban‑ban kecil dengan diameter besar (karena lebih mudah lewat diantara tanaman). Apabila diinginkan beban roda yang lebih besar tanpa melampaui batas yang tidak diperbolehkan maka ban yang lebih lebar akan mempertinggi produk dengan cepat menumt: volume x beban liter.

3.7. Neraca enersi

• Neraca enersi adalah suatu usaha untuk menunjukkan secara visuil proses yang sedang berlangsung secara bersama­an. Sehubungan ini diambil pandangan tentang roda.

• "Neraca enersi" untuk suatu traktor dapat dilihat disebelah. Yang menonjol terlihat adalah efisiensi traktor maksimal tidak berimpit dengan keadaan dimana traktor itu memberikan gaya tarik maksimal. Kerugian dalam penerusan gaya disini demi kesederhanaan dianggap naik berbanding lurus dengan gaya tarik.

• Gambar bawah menunjukkan kenaikan beban di atas 10% dari Ne masih diperbolehkan.

clip_image096

clip_image098

clip_image100

4. Perlengkapan roda

• Untuk jenis tanah yang tahan beban, peninggian Vn secara menyolok memperbesar nilai ts. Makin elastis dan plastis suatu macam tanah, makin sedikit sifat itu dapat dimanfaatkan. Dicari suatu usaha untuk memperbesar dn dengan memperbesar beban roda, dimana tanah sebenarnya dikurung dalam "kotak‑kotak". Makin besar elastis dan plastis sifat tanah, makin besar kotak‑kotak itu seharusnya.

Peninggian beban roda diperoleh dengan:

1. Penggantungan pemberat‑pemberat roda

2. Pengisian ban

3. Pemanfaatan pemberat‑pemberat dan gaya pada alat‑alat tarik yang digantungkan pada susunan tiga titik gandeng.

4. Penempatan gaya letak batang penarik pada gerobak‑tarik 2 roda pada kait penarik.

4.1. Pemberat roda

• Pemberat roda yang terbuat dari besi tuang diutamakan berbobot 200 ‑ 250 N dan dapat dikerjakan oleh satu orang. Pemberat itu dapat ditaruh dalam atau di luar roda (turut berputar, pada selongsong poros di atas atau dibawahnya atau dimuka roda).

• Meskipun pemberat roda banyak digunakan tetapi termasuk suatu keberatan karena mempertinggi momen kelembanannya sehingga mengurangi secara jelas daya rem pada waktu mengerem.

4.2. Pengisian air

• Air di dalam ban merupakan cara murah tetapi juga intensif kerja untuk meninggikan beban roda terutama pada roda‑roda besar. Ban‑ban itu diisi hingga 75 ‑ 80% untuk dapat memungkinkan elastisitasnya. Contoh: Untuk ban ukuran 11 ‑ 28 diisi 125 1 air (@ 1250 N).

• Apabila sebagai obat anti beku dicampur dalam air dalam bentuk chlorkalium (Ca C12 6 H2O) atau chlormagnesium (Mg Cl, 6 H2O) maka untuk pengisian 75 ‑ 80% diperhitungkan 1100 N air + 400 N antibeku atau kenaikan beban roda 1500 N.

clip_image102

• Dengan alat pengisi khusus dimungkinkan selama pengisian air, udara dapat dikeluarkan (1ihat posisi pada gambar). Atau setelah roda diputar 180o, air dapat ditekan keluar dengan memasukkan udara pada pipa yang seharusnya dilalui air.

• Dengan pengisian air maka kemungkinan "mengurut secara luwes" dari ban dan punggung‑punggung­nya menjadi berkurang. (ad. 3 dan 4; lihat pada susunan pengangkat).

clip_image104

4.3. Perlengkapan lain‑lain

• Keadaan tanah yang sering dijumpai adalah suatu tanah yang tahan beban dan dilapisi pelumas. Cakupan, gigi‑gigi, pen‑pen, rantal dan lain‑lain dapat melalui lapisan pelumas ini dan mencekam pada tanah tahan tekan ini.

• Bentuk pembuatannya terkenal dan masih dipakai. Sejak dahulu dikenal roda baja yang dilengkapi dengan gigi tiga. Roda‑roda itu telah dipakai sebelum roda berisi angin untuk pertanian ada di pasaran.

• Bentuk nok segitiga memberikan kerja penggalian yang minimal. Karangan gigi dibuat bergeser satu sama lain agar sentakan ditahan serendah mungkin.

Roda tangga dengan penggaruk.

• Roda jenis ini dapat dipasangkan sebagai penambah atau pengganti roda belakang traktor. Dengan bentuk penggaruk yang miring dapat dihindarkan efek gali. Transpor dijalan dimungkinkan dengan penempatan simpai (koop).

• Penggaruk yang "dapat dilipat". Bentuk ini sering dipakai pada pertanaman padi.

• Penggaruk yang "dapat disodorkan".

clip_image106

Rantai

• Karena seringkali terdapat bagian‑bagian rantai pada sisi‑sisi ban, kegunaan sisi ini juga untuk meneruskan gaya‑gaya. Dibandingkan dengan ban licin, rantai dapat menambah 20% dari gaya tarik semula.

• Pada bentuk rantai yang khusus, penggaruk‑ penggaruk ini berengsel pada keliling roda. Oleh karenanya sisi penggaruk itu dapat tegak masuk (kerja gali minimal). Oleh hal‑hal tersebut di atas akan sedikit mungkin terjadi penggalian tanah.

• Demikian pula tahanan gelinding besar dan makin besar bila jumlah penggaruk sedikit.

clip_image108

• Cara‑cara untuk mengurangi pm (atau memperluas bidang sentuh F).

Roda sangkar

• Ini dibuat dari pipa atau profil sudut. Batang‑batangnya dapat sejajar dengan atau membuat sudut (bentuk sekrup) dengan garis sumbu dari poros roda. Bentuk terakhir lebih tidak memberikan sentakan karena lebih banyak batang lintang yang mencengkeram pada suatu waktu.

• Dalam kegiatan permulaan musim semi tanah dikerjakan dengan nilai pi yang rendah. Untuk transpor dijalan pi dipertinggi, sehingga, diameter ban menjadi agak besar dan roda sangkar tidak bersentuhan dengan jalan. Roda sangkar dapat dipakai penghilang jejak bila dipakai kedua kalinya.

clip_image110

Ulat salju

• Ban ulat, terdiri dari dua kanvas sejajar yang diperkuat dengan karet yang dihubungkan oleh strip‑strip baja yang melengkung. Ia dapat dipasang sebagai roda penyangga.

• Bentuk rantai seperti terlihat pada gambar tidak cocok untuk gaya tarik (7) yang besar. Sangat terkenal adalah yang dipakai pada polder dan daerah berawa yaitu BM Bamse, yang dikembangkan untuk bekerja di atas salju dan dilengkapi dengan ban ulat.

clip_image112

Ban-ban belakang yang dipasang rangkap

• Disini lebih banyak kemungkinannya dari contoh‑contoh terdahulu. Karena dicari cara penurunan pm maka dengan konstruksi itu bidang sentuh bertambah luas secara menyolok. Lagi pula keempat roda itu berkemampuan meninggikan gaya tarik. Gaya pikul ban‑ban dengan pemasangan dobel hampir tidak pernah dimanfaatkan.

4.4. Penggerak 4‑roda (4‑wheel drive; All Rad Antrieb)

• Untuk mencari cara agar traktor dapat melakukan gaya tarik besar pada tanah‑tanah yang tidak tahan beban maka orang memakai penggerak empat roda. Dengan demikian traktor 4-WD menembus pasaran yang sebenarnya hanya di­peruntukkan traktor roda ulat.

• Usaha pertama untuk meng­introduksikan traktor 4‑WD dalam bidang pertanian adalah terutama membuat poros muka yang tergandeng mesin yang dalam keadaan normal poros roda muka itu bebas jalannya. Meskipun roda mukanya berban ulat juga, tetapi diameternya tetap sama, juga pembagi beban poros tidak menyimpang dari semula.

• Selama melakukan gaya tarik pada tanah tahan beban, pembagian beban poros dinamis dapat sedemikian hingga praktis bobot total traktor ditumpu oleh poros roda belakang. Dalam hal itu disangsikan apakah tidak lebih baik seperti pada traktor tanpa penggerak empat roda dengan menempatkan pemberat‑pemberat yang murah pada bagian depan. Penggunaan poros muka yang tergandeng sangat baik bila keadaan tanah tidak menguntungkan. Juga dianjurkan dengan pemakaian kait tarik yang rendah posisinya.

• Penggandengan poros roda muka dapat dibebaskan. Hal ini perlu, tidak hanya apabila keadaan tanah baik hingga pemakaian 4‑WD tidak dibutuhkan, tetapi juga untuk menghindari gejala‑gejala sampingan yang bisa, menggangu.

• Meskipun telah diusahakan agar kecepatan keliling dari roda belakang dan muka tidak banyak berbeda, namun masih selalu terdapat perbedaan itu dalam batas‑batas yang dapat diterima. Pada jalan yang keras dikhawatirkan timbulnya gejala "axle wind up" bila dipasang pada 4‑WD.

• Tegangan yang terjadi pada poros antara dan roda gigi makin besar sampai rodanya mulai slip (terjadinya keausan ban) atau akibat tegangan itu suku cadang akan patah.

• Untuk menghindari hal yang terakhir dipasangkan suatu kopeling moment maksimal. Dalam beberapa hal dengan sengaja dipilih perbedaan kecepatan lingkar antara roda muka dan belakang. Roda muka yang tergandeng mendapat­kan jejak muka sebesar 4 ‑ 5 %. Dengan demikian pengemudian traktor akan dipermudah dan roda muka akan slip lebih dulu untuk kemudian baru 100% gaya tarik diteruskan ke roda belakang (mengemudi dengan rem‑rem roda).

• Dalam hal dimana terdapat jejak muka, kadang-­kadang juga dipakai apa yang disebut overrun clutch . (Pada gandengan yang digerakkan lewat pto, poros gandengan agar slip lebih dahulu. Poros ini mendapat jejak muka sampai 12 %).

• Sebagai kerugian dari poros penggandeng adalah kurangnya kebebasan kolong di bawah differensial. Dengan pengadaan reduksi kecepatan pada roda maka momen­momen pada poros dan roda gigi bisa sangat dikurangi sehingga ukurannya bisa kecil.

• Dengan demikian dimungkin­kan konstruksi portal (Fiat). Bila reduksi ini dilaksanakan sebagal set roda gigi planeter, maka ketinggian letak garis sumbu poros sama dengan poros roda. Karena differensialnya kecil maka masih dimungkinkan kebebasan kolong (Same).

clip_image114Belarus MT3 mengkonstruksi poros muka tergandeng yang manis tapi mungkin mahal mengikuti model portal dimana roda‑rodanya mengeper secara bebas satu sama lain. Kebebasan kolong sangat besar.

• Apabila dikehendaki suatu pembagian beban poros dinamis sebesar.50/50 untuk penerapan besar roda belakang dan muka yang sama, harus dibuat pembagian beban poros statis sedemikian hingga lebih dari separuh bobot traktor menekan poros muka. Pembagian yang dapat dianjurkan adalah: 60% poros muka, 40% poros belakang (Muir Hill, 12 pk, 68,5% poros muka, 31,5% poros belakang, 43800 N).

• Penawaran Ford‑Country didasarkan pada pemakaian komponen‑komponen Ford. Untuk menjamin kebebasan kolong maka roda muka secara terpisah digerakkan melalui poros yang melalui mesin jalannya. Tetapi simpangan roda kemudi menjadi tidak sebesar dari apa yang diharapkan.

clip_image116

• Pemutaran dengan diameter kecil harus dilaksanakan dengan perantaraan rem kemudi. Dipasaran banyak ditawarkan jenis‑jenis yang bertitik berat rendah dan dikombinasi dengan kebebasan kolong yang baik. Pada yang mempunyai daya besar, komponen pabrik yang dapat digunakan agak kurang tersedia. Disini menyusul perkembangan traktor pertanian, yang berasal dari mesin pemindah tanah yaitu mesin dengan pengemudian engsel (suatu kecenderungan yang juga terlihat pada perkembangan traktor tandem).

• Pada pengemudian engsel dimungkinkan penempatan pengemudi pada tempat yang lebih tepat secara teori. Ada suatu titik mengapa suatu traktor berputar (lihat bab pengemudian). Pembagian momen pada poros muka dan belakang dalam hubungan ketergan tungannya pada gaya tarik total dapat dilihat pada gambar tersebut.

clip_image118

• PM Pemblokiran differensial dapat digunakan sebagai pasangan roda dengan membuat slip yang berbeda antara tekanan roda.

4.5. Rantai ulat

Rantai ulat yang ditambahkan (tipe Roadless)

• Rantai ulat ini baik konstruksi maupun kekuatannya menyamai traktor ulat. Kemungkinan pengengselannya dibatasi oleh suatu penghubung. Karenanya bentuk rantai yang tegang merupakan bagian dari lingkaran (ΓΈ= 6 m). Nilai pm = 2 ‑ 3 N/cm2. Konstruksi ini cocok untuk gaya‑gaya tarik yang besar.

 
clip_image120  

Kendaraan berantai ulat

• Sebuah kendaraan dapat mempunyai pm sangat rendah dan gaya tarik sangat tinggi hanya kalau memakai rantai ulat yang mahal pemeliharaannya. Akibat bidang sentuh yang besar maka T = F x s sangat besar. Dari sketsa ternyata timbul suatu teori mengenai penyobekan bagian tanah yang terkurung dalam bentuk kotak.

• Konsekwensi dari penalaran teori ini menjurus kepada konstruksi ulat yang lebih tinggi (sirip) setiap 3 a 5 ulat (sisir) lain. Dalam hal ini bidang sobekan selalu lebih besar dari pada konstruksi yang tergambar. Bekerja dengan sisir yang tidak sama tinggi menimbulkan hal yang kurang enak pada tanah‑tanah yang keras.

clip_image122

4.6. Penyetelan lebar jejak

• Apabila poros dilengkapi dengan spi dan napnya dengan jalur spi, dapat dipilih setiap nilai antara minimum dan maksimum. Penyetelan dapat lebih disederhanakan apabila poros masih dilengkapi dengan penonjolan dan dalam nap terdapat sebuah roda pinion. Juga masih dapat disetel pada setiap ukuran (dalam batas‑batas tertentu) suatu konstruksi dimana dibagian dalam dari pelek diadakan 4 lekukan berbentuk spiral. Setelah mur‑mur kelem dilepas, roda dapat disetel dengan memasukkan pada suatu persnelling.

• Lebih sederhana dan murah bila penyetelan secara bertahap dilakukan dengan memutar keping roda atau kemungkinan lain dengan menempatkan beberapa nok pada bagian dalam dari pelek. Nok‑nok ini dapat asimetris penempatannya terhadap garis sumbu yang melalui tengah-­tengah pelek. Kemungkinan penyetelan ini diterapkan dimana lebar jejak dapat disesuaikan dengan jarak tanam (dinormalisir) yang berbentuk baris.

• Apabila e = 57,5 mm maka dengan pemutaran roda akan menyebabkan penyetelan sebesar 10 + 2 x 57,5 = 125 mm (dua roda diputar menjadi 250 mm). Penyetelan roda muka terjadi secara umum dengan pemanjangan/pemendek­an as pikul, yang secara engsel terikat pada bagian depan frame (atau mesin). Dengan bentuk pipa maka setiap jarak yang diinginkan dapat dicapai. Apabila as pikul dikelem tersusun pada balok maka penyetelan dilakukan bertahap. Yang diterapkan adalah geometri kemudi lihat pada pengemudian).

clip_image124

clip_image126

clip_image128

clip_image130



Related Article:

 
Copyright 2010 ARTIKEL. All rights reserved.
Themes by Bonard Alfin l Home Recording l Distorsi Blog