Apa itu Poros Transmisi

Poros transmisi merupakan komponen penting dalam berbagai mesin, mulai dari mobil dan truk hingga peralatan industri. Meskipun perannya sangat penting, banyak orang yang kurang memahami komponen yang direkayasa secara presisi ini.

Artikel blog ini akan memberikan gambaran mendalam tentang poros transmisi, menjelaskan apa itu poros transmisi, cara kerjanya, dan berbagai jenis poros transmisi yang digunakan di berbagai industri. Kami juga akan membahas bahan dan proses produksi yang digunakan untuk membuat komponen penting ini.

Apa itu Poros Transmisi

Poros transmisi, yang juga dikenal sebagai poros penggerak, adalah komponen mekanis yang menyalurkan daya putar dari mesin dan transmisi kendaraan ke diferensial, yang kemudian menyalurkan daya tersebut ke roda. Tujuan dari poros transmisi adalah untuk menyalurkan torsi yang diperlukan guna mendorong kendaraan, sekaligus mengakomodasi gerakan relatif antara sumber daya dan ujung yang digerakkan.

Poros transmisi berfungsi sebagai penghubung antara keluaran kotak gearbox dan masukan diferensial. Poros ini dirancang untuk menangani torsi yang dihasilkan oleh mesin dan menahan beban serta tekanan yang terjadi selama pengoperasian kendaraan.

Bagaimana Cara Kerja Poros Transmisi

Prinsip kerja poros transmisi melibatkan pengiriman energi rotasi dari satu ujung ke ujung lainnya. Saat mesin menghasilkan daya, daya tersebut ditransmisikan melalui transmisi atau gearbox, di mana rasio gigi yang sesuai dipilih. Poros keluaran transmisi kemudian terhubung ke salah satu ujung poros transmisi.

Poros transmisi biasanya berupa komponen padat, berbentuk tabung, atau panjang yang membentang sepanjang jarak antara transmisi dan diferensial. Poros ini ditopang oleh bantalan atau busing di titik-titik tengah untuk mencegah pembengkokan atau getaran yang berlebihan. Poros harus diseimbangkan dan disejajarkan dengan hati-hati untuk memastikan putaran yang lancar dan meminimalkan getaran yang dapat menyebabkan kerusakan atau ketidaknyamanan.

Saat poros transmisi berputar, ia mentransfer torsi ke diferensial, yang bertanggung jawab untuk memungkinkan roda berputar pada kecepatan yang berbeda saat berbelok. Diferensial menggunakan serangkaian gearbox untuk membagi torsi yang masuk antara roda kiri dan kanan sekaligus memungkinkannya berputar pada kecepatan yang berbeda.

Komponen Sistem Poros Transmisi

• Casing Utama: Casing utama, yang juga dikenal sebagai rumah kotak gearbox, adalah penutup yang berisi dan melindungi poros transmisi, gearbox, dan komponen internal lainnya. Casing ini biasanya terbuat dari besi cor, aluminium, atau paduan magnesium agar kuat dan tahan lama.
• Bantalan: Bantalan merupakan komponen penting yang menyangga poros transmisi dan memungkinkannya berputar dengan lancar dengan gesekan minimal. Bantalan ditempatkan pada titik-titik strategis di sepanjang poros untuk mendistribusikan beban dan menjaga keselarasan yang tepat.
• Bearing Housing: Bearing housing, juga disebut sebagai bearing carrier atau retainer, adalah struktur yang menahan dan mengamankan bearing pada posisi yang tepat relatif terhadap poros dan casing utama. Bearing housing biasanya terbuat dari besi cor atau baja dan dirancang untuk menahan gaya yang ditransmisikan melalui bearing. Bearing housing sering kali dilengkapi fitur seperti saluran pelumasan, segel, dan perlengkapan pengikat.
• Tutup dan Penutup: Tutup dan penutup adalah elemen yang dapat dilepas yang membungkus dan menyegel bukaan pada casing transmisi, menyediakan akses untuk perakitan, pemeriksaan, dan pemeliharaan.

Jenis Poros Transmisi

Poros Utama (Poros Keluaran)

Poros utama, yang juga dikenal sebagai poros keluaran, bertanggung jawab untuk menyalurkan daya dari transmisi ke sistem penggerak. Poros ini terhubung langsung ke gearbox penggerak akhir dan menyalurkan gaya putar untuk mendorong kendaraan. Poros utama biasanya terbuat dari baja berkekuatan tinggi untuk menahan beban torsi signifikan yang harus ditanganinya.

Poros input

Terhubung ke roda gila mesin, poros input menerima daya putar awal. Poros ini memiliki serangkaian gearbox yang terhubung dengan poros countershaft untuk menyediakan rasio gearbox yang berbeda. Poros input harus dikerjakan dengan presisi untuk memastikan pemindahan daya yang halus dan efisien dari mesin ke transmisi.

Poros penyeimbang (Poros Layshaft)

Poros countershaft, atau layshaft, adalah poros perantara yang terletak sejajar dengan poros utama. Poros ini berisi serangkaian gearbox yang menyatu dengan gearbox poros input, sehingga memungkinkan rasio gearbox yang beragam. Poros countershaft menurunkan putaran kecepatan tinggi dari mesin ke kecepatan yang lebih rendah yang dibutuhkan untuk penggerak kendaraan.

Poros Pemalas

Pada beberapa desain transmisi, poros penggerak digunakan untuk mendukung dan memposisikan gearbox yang tidak secara langsung menjadi bagian dari jalur transmisi daya. Poros ini membantu menjaga keselarasan gearbox yang tepat dan mengurangi keausan pada poros primer. Poros penggerak biasanya berdiameter lebih kecil daripada poros utama dan poros countershaft.

Baling-baling/Poros Penggerak

Poros baling-baling, yang juga disebut poros penggerak, menghubungkan output transmisi ke diferensial, yang kemudian membagi daya antara roda penggerak. Poros penggerak dirancang untuk menangani beban torsi tinggi sekaligus mengakomodasi gerakan dan getaran suspensi. Poros penggerak sering kali dilengkapi sambungan universal atau sambungan kecepatan konstan (CV) untuk pengoperasian yang lancar.

Poros Gandar

Poros as berfungsi untuk menyalurkan daya dari diferensial ke roda penggerak. Poros as mengalami tekanan yang signifikan, terutama saat kendaraan menikung dan berakselerasi. Poros as harus cukup kuat untuk menahan gaya-gaya ini sekaligus ringan untuk meminimalkan inersia rotasi.

Poros Cardan

Dinamai berdasarkan penemunya, Gerolamo Cardano, poros Cardan adalah jenis poros penggerak yang menggunakan sambungan universal untuk menyalurkan daya antara dua titik yang tidak sejajar. Desain ini memungkinkan fleksibilitas yang lebih besar dalam tata letak sistem penggerak, karena transmisi dan diferensial tidak perlu sejajar sempurna. Poros Cardan umumnya digunakan pada kendaraan berpenggerak roda belakang.

Poros fleksibel

Poros fleksibel digunakan dalam aplikasi yang mengharuskan daya disalurkan melalui ruang sempit atau di sekitar rintangan. Poros ini terdiri dari inti fleksibel, yang sering kali terbuat dari kawat yang dililitkan atau bahan polimer, yang terbungkus dalam selubung luar yang protektif. Poros fleksibel menawarkan fleksibilitas desain tetapi biasanya terbatas dalam kapasitas torsinya dibandingkan dengan poros padat.

Poros berongga

Dalam beberapa aplikasi khusus, poros berongga digunakan untuk mengurangi berat atau menyediakan jalur untuk cairan, kabel, atau komponen lainnya. Poros ini memiliki penampang berbentuk tabung, dengan bagian tengah berongga yang berfungsi sebagai fungsi sekunder.

poros dongkrak

Jackshaft adalah poros perantara yang digunakan untuk mentransfer daya dari satu bagian mesin ke bagian lain. Dalam beberapa sistem transmisi, jackshaft digunakan untuk menghubungkan mesin ke transmisi, sehingga memungkinkan desain yang lebih ringkas atau sederhana. Jackshaft juga dapat digunakan untuk memberi daya pada komponen tambahan, seperti pompa hidrolik atau generator.

Bahan yang Digunakan pada Poros Transmisi

• Baja: Berbagai jenis baja digunakan secara luas karena kekuatannya yang tinggi, ketangguhannya, dan biayanya yang relatif rendah. Baja paduan seperti 4140 dan 4340 merupakan pilihan yang populer, menawarkan keseimbangan yang baik antara sifat mekanis dan kemampuan mesin.
• Besi tahan karat: Di lingkungan yang korosif, poros transmisi baja tahan karat menawarkan ketahanan korosi yang sangat baik serta kekuatan dan daya tahan yang tinggi. Baja tahan karat austenitik, seperti 304 dan 316, umumnya digunakan.
• Paduan AluminiumPaduan aluminium ringan, seperti 6061 dan 7075, digunakan dalam aplikasi yang mengutamakan pengurangan berat. Material ini menawarkan rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi dan kemampuan mesin yang baik, sehingga ideal untuk kendaraan berperforma tinggi dan aplikasi kedirgantaraan.
• titanium: Poros transmisi titanium menawarkan rasio kekuatan terhadap berat, ketahanan terhadap korosi, dan ketahanan terhadap kelelahan yang luar biasa. Namun, biaya titanium yang lebih tinggi membatasi penggunaannya pada aplikasi berkinerja tinggi dan yang sangat bergantung pada berat.
• Komposit: Material komposit, seperti polimer yang diperkuat serat karbon (CFRP), semakin banyak digunakan untuk poros transmisi yang ringan dan berkekuatan tinggi. Komposit menawarkan peredaman getaran dan ketahanan korosi yang sangat baik, tetapi lebih mahal untuk diproduksi.
• Perunggu dan Kuningan: Pada aplikasi beban rendah, poros transmisi perunggu dan kuningan memberikan ketahanan aus dan kemampuan mesin yang baik. Namun, kekuatannya yang lebih rendah membatasi penggunaannya dibandingkan dengan baja atau aluminium.
• Cast Iron: Besi tuang terkadang digunakan untuk poros transmisi besar dan berkecepatan rendah yang membutuhkan kapasitas beban tinggi tetapi berat tidak terlalu penting. Besi tuang ulet memiliki kekuatan dan ketangguhan yang lebih tinggi dibandingkan dengan besi tuang abu-abu.

Pembuatan Poros Transmisi

Tempa

Penempaan sering kali merupakan langkah pertama dalam pembuatan poros transmisi. Poros ditempa dari billet atau batangan dalam proses penempaan cetakan terbuka atau tertutup. Penempaan meningkatkan struktur butiran dan sifat mekanis material. Penempaan presisi dapat menciptakan komponen dengan bentuk mendekati bentuk bersih, sehingga meminimalkan kebutuhan pemesinan.

Putar

Setelah penempaan, pembubutan digunakan untuk membuat poros sesuai diameter akhirnya dan membuat fitur seperti bahu, alur, dan ulir. Mesin bubut CNC memungkinkan pembubutan otomatis yang presisi untuk produksi bervolume tinggi. Poros dibubut di antara titik pusat atau dengan titik pusat aktif untuk memastikan kelurusan.

Menggambar Dingin

Untuk poros dengan diameter lebih kecil, penarikan dingin digunakan sebagai alternatif atau sebagai tambahan untuk pembubutan. Dalam penarikan dingin, poros ditarik melalui serangkaian cetakan yang semakin kecil untuk mengurangi diameternya dan meningkatkan penyelesaian permukaan dan akurasi dimensi. Penarikan dingin juga memperkuat material melalui pengerasan kerja.

Perawatan panas

Untuk mencapai sifat mekanis yang diinginkan, poros transmisi sering menjalani proses perlakuan panas. Perlakuan panas yang umum meliputi pendinginan dan tempering, yang melibatkan pemanasan poros hingga suhu tertentu, pendinginan cepat (pendinginan), dan kemudian pemanasan ulang hingga suhu yang lebih rendah (tempering). Proses ini membantu meningkatkan kekuatan, kekerasan, dan ketahanan aus poros sekaligus mengurangi kerapuhannya. Perlakuan panas lainnya, seperti pengerasan casing dan nitriding, dapat diterapkan untuk meningkatkan sifat permukaan.

Mesin CNC

Setelah perlakuan panas, operasi pemesinan akhir dilakukan pada poros. Pembubutan, penggilingan, dan penggerindaan CNC digunakan untuk membuat fitur seperti alur pasak, lubang silang, dan spline. Penggerindaan digunakan untuk menyelesaikan jurnal bantalan dan permukaan aus lainnya dengan toleransi yang ketat. Superfinishing atau pemolesan dapat digunakan untuk permukaan yang sangat halus dalam aplikasi berkinerja tinggi.