Pulley dan Belt

Pulley dan belt adalah pasangan elemen mesin yang digunakan untuk mentransmisikan daya dari satu poros ke poros lain. Perbandingan kecepatan antara poros penggerak dan poros yang digerakkan tergantung pada perbandingan diameter pulley yang digunakan. Agar dapat mentransmisikan daya, pulley dihubungkan dengan belt (sabuk) dan memanfaatkan kontak gesek antara pulley dengan sabuk.

Gambar 1. Pulley dan Belt.
(Sumber: Peter R. N. Childs, 2014, Mechanical Design Engineering Handbook)

Secara umum, transmisi pulley dan sabuk digunakan ketika kecepatan rotasi berada di sekitar 10-60 m/s. Pada kecepatan yang lebih rendah, tegangan tarik pada sabuk menjadi terlalu tinggi untuk jenis-jenis sabuk tertentu. Pada kecepatan yang lebih tinggi; gaya sentrifugal dapat melepaskan sabuk dari pulley sehingga mengurangi kapasitas torsi, efektivitas, dan usia pakai sabuk.

Jumlah daya yang ditransmisikan pulley dan sabuk tergantung pada beberapa faktor berikut:

• Kecepatan sabuk.
• Tegangan di mana sabuk ditempatkan pada pulley.
• Busur kontak antara sabuk dan pulley diameter kecil.
• Kondisi di mana sabuk digunakan.

Berikut ini merupakan faktor penting yang menjadi dasar pemilihan penggerak pulley dan sabuk:

• Kecepatan poros penggerak dan poros yang digerakkan.
• Rasio pengurangan kecepatan.
• Daya yang ditransmisikan.
• Jarak antara titik pusat poros.
• Tata letak poros.
• Ruang yang tersedia.
• Ketentuan layanan.

Petunjuk praktis perencanaan atau pemasangan transmisi pulley dan belt:

• Poros harus sesuai dengan garisnya untuk memastikan tegangan di seluruh bagian sabuk seragam.
• Jarak antara kedua pulley tidak boleh terlalu dekat, agar busur kontak pada pulley yang lebih kecil bisa sebesar mungkin.
• Pulley juga tidak boleh berjarak terlalu jauh, karena menyebabkan sabuk membebani poros. Peningkatan beban pada poros akan meningkatkan gesekan pada bearing.
• Sabuk yang panjang cenderung berayun dan menyebabkan sabuk lepas dari pulley.
• Sisi kencang dari sabuk harus di bagian bawah, sehingga sabuk bagian atas yang longgar akan meningkatkan busur kontak pada pulley.
• Pada jenis sabuk datar, jarak maksimum antara poros tidak boleh melebihi 10 meter dan tidak boleh kurang dari 3,5 kali diameter pulley yang besar.

Jenis-jenis Transmisi Pulley dan Belt

Transmisi pulley dan sabuk dapat diklasifikasikan ke dalam tiga kelompok berikut:

• Ringan dengan kecepatan sabuk sampai sekitar 10 m/s dan daya kecil. Contoh seperti pada mesin pertanian dan mesin yang kecil.
• Sedang, kelompok ini digunakan untuk mentransmisikan daya sedang pada kecepatan sabuk 10 sampai 22 m/s.
• Berat dengan daya besar dan kecepatan sabuk di atas 22 m/s, seperti pada kompresor dan generator.

Kelebihan Transmisi Pulley dan Belt

Berikut beberapa keunggulan dari transmisi pulley dan belt dibanding dengan transmisi roda gigi atau rantai:

• Instalasi mudah.
• Perawatan sedikit.
• Keandalan tinggi.
• Dapat diterapkan pada dua poros yang tidak paralel.
• Kecepatan transmisi tinggi.

Kekurangan Transmisi Pulley dan Belt

Berikut beberapa kelemahan dari transmisi pulley dan belt:

• Kapasitas daya yang dapat ditransmisikan terbatas.
• Rasio kecepatan terbatas.
• Rentan terhadap perubahan kondisi lingkungan seperti kontaminasi dengan pelumas. Selain itu, getaran dan beban kejut dapat merusak sabuk.

Konfigurasi Transmisi Pulley dan Belt

Ada berbagai jenis konfigurasi pulley dan belt. Jenis konfigurasi tersebut antara lain flat, round, V, wedge, dan synchronous. Masing-masing konfigurasi tersebut memiliki kelebihan masing-masing.

Material Pulley dan Belt

Pulley biasanya terbuat dari bahan baja, baja tuang, besi tuang, aluminium, plastik, dll. Sabuk atau belt biasanya dibuat dengan bahan berbasis karet atau polimer.

Fungsi Transmisi Pulley dan Belt

Beberapa fungsi lain dari pulley dan belt selain mentransmisikan daya antara lain:

• Memperlambat putaran poros.
• Mempercepat putaran poros.
• Memperkecil torsi.
• Memperbesar torsi.

Koefisien Gesek antara Sabuk dan Pulley

Koefisien gesek antara sabuk dan pulley tergantung pada faktor-faktor berikut:

• Bahan sabuk.
• Bahan pulley.
• Slip pada sabuk.
• Kecepatan sabuk.

Aplikasi Transmisi Pulley dan Belt

Pulley dan sabuk biasanya digunakan pada mesin bubut, kompresor, mobil, sepeda motor, dll.

Perbandingan Kecepatan pada Transmisi Pulley dan Sabuk

Berikut ini adalah rasio antara kecepatan penggerak dan kecepatan yang digerakkan (pengikut):
Panjang sabuk yang melewati pulley penggerak, dalam satu menit


Demikian pula, panjang sabuk yang melewati pulley yang digerakkan, dalam satu menit


Karena panjang sabuk yang melewati penggerak dalam satu menit sama dengan panjang sabuk yang melewati pengikut dalam satu menit, maka:

Di mana,

• d₁ = Diameter penggerak.
• d₂ = Diameter pengikut.
• N₁ = Kecepatan penggerak dalam rpm.
• N₂ = Kecepatan pengikut dalam rpm.

Referensi

Peter R. N. Childs, 2014, Mechanical Design Engineering Handbook.

R. S. Khurmi dan J. K. Gupta, 2005, A Textbook of Machine Design.