Propeller shaft

           
           Pada kendaraan tipe front engine rear drive, mesin, kopling, dan transmisi terletak dibagian depan. Sedangkan rear axle , dan rear wheel yang dibantu oleh suspensi terletak dibagian belakang . Untuk memindahkan tenaga mesin ini ke sistem penggerak roda belakang maka digunakan propeller shaft antara transmisi dengan diferensial. Panjang pendeknya propeller shaft tergantung dari panjang kendaraan. Pada kendaraan yang panjang, propeler dibagi menjadi beberapa bagian untuk menjamin supaya tetap dapat bekerja dengan baik.

            Pada umumnya propeller shaft terdiri dari satu batang (dengan joint). Untuk propeller shaft yang panjang digunakan 2 batang dengan 3 joint, hal ini dimaksudkan untuk mencegah timbulnya getaran yang besar, propeller shaft mudah melentur dan jalannya kendaraan tidak nyaman. Sehingga pada umumnya apabila propeller shaft terlampau panjang, dibagi menjadi 2 atau 3 bagian dengan3 atau 4 joint

Tipe 2 joint

Tipe 3 joint

KONSTRUKSI PROPELER

            Suspensi kendaraan mengakibatkan posisi deferensial selalu berubah-ubah terhadap transmisi, sehingga propeller harus dapat menyesuaikan perubahan sudut dan perubahan jarak, agar tetap mampu meneruskan putaran dengan lancar. Mekanisme atau komponen tersebut adalah universal joint atau seringdisebut U-joint .

            Propeller shaft umumnya terbuat dari pipa besi, karena profil pipa lebih tahan terhadap puntiran. Dimensi poros propeller akan menentukan beban putaran yang diizinkan.

Banyaknya putaran permenit dari propeller shaft yang diizinkan dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

n =  Rpm

D =  Diameter luar......cm

D =  Diameter dalam...cm

L =  Panjang..............cm

UNIVERSAL JOINT

            Kondisi jalan mempengaruhi kerja suspensi dan beraibat posisi deferensial selalu berubah-ubah terhadap transmisi, universal joint dipakai untuk mengatasi kondisi tersebut agar poros selalu dapat berputar dengan lancar, sehingga universal joint harus mempunyai syarat-syarat sebagai berikut :

1. Dapat menghindari kerusakan pada saat propeller shaft bergerak naik turun .

2. Tidak berisik dan dapat berputar dengan lembut.

3. Konstruksinya harus sederhana , dan tidak mudah rusak

Dilihat dari konstruksinya maka universal joint dibagi menjadi beberapa jenis :

1. Hook joint                4. Uniform velocity joint

2. Flexible joint            5. Slip joint

3. Trunion joint

1. Hook Joint

            Pada umumnya poros propeller menggunakan konstruksi tipe ini, karena selain konstruksinya yang sederhana tipe ini juga berfungsi secara akurat dan konstan. Konstruksi hook joint adalah seperti gambar diatas. Ada dua tipe hook joint yaitu shell bearing cup type dan solid bearing cup type, Pada tipe shell bearing cup universal joint tidak bisa dibongkar sedangkan pada tipe solid bearing cup bisa dimongkar. Ilustrasi konstruksi keda tipe universal joint tersebut dapat dilihat pada gambar berikut :

2. Flexible joint

Flexible joint terdiri dari : Coupling, rubber coupling dan sleeve yoke yang dihubungkan atau diikat oleh baut. Model ini mempunyai keuntungan tidak mudah aus, tidak berisik, dan tidak memerlukan minyak/grease. Tetapi apabila sudut antara drive shaft dan driven shaft melebihi 7-10^o maka akan timbul juga vibrasi, untuk menghindari hal ini, maka dipasangkan center ring ball pada ujungnya (lihat gambar 1. )

3. Trunion joint

Model ini berusaha menggabungkan 2 tipe universal joint yaitu tipe hook joint dan slip joint. Seperti terlihat pada gambar didlam bodi terdapat alur sebagai tempat masuknya propeller shaft, dan diujung pin (pada gambar: adalah shaft) dipasangkan ball. Model ini jarang digunakan karena dalam pemindahan daya/ tenaga masih kurang baik yang hasilnya masih dibawah slip joint sendiri.

4. Uniform velocity joint

           

Model ini dapat membuat kecepatan sudut yang lebih baiksehingga dapat mengurangi getaran dan suara bising, akan tetapi harganya lebih mahal. Tipe ini digunakan pada kendaraan yang menggunakan sistem pemindah daya tipe front engine front drive (FF). Misalnya pada honda jazz dan toyota vios.

5. Slip joint

            Bagian ujung propeller yang dihubungkan dengan poros output transmisi terdapat alur-alur untuk pemasangan slip joint.Hal ini memungkinkan panjangnya propeller shaft sesuai dengan jarak output transmisi dengan deferensial. Konstruksinya dapat dilihat pada gambar.

CENTER BEARING

            Center bearing dipasankan pada bagian ujung propeler shaft yang berfungsi untuk menumpu intermediate shaft. Center bearing dilapisi dengan bos karet (gum bush). Dan dengan bracket, center bearing diikat dengan chasis hal ini dimaksudkan untuk menghilangkan bunyi pada saat bekerja. Tetapi pada kecepata tinggi bunyi tersebut akan timbul walaupun hanay sedikit.

TORSION DUMP

            Torsion dump biasanya dipasangkan pada ujung propeller shaft yaitu pada bagian center bearing. Tujuannya yaituuntuk meredam bunyi pada saat propeller shaft bekerja. Pada model ini juga penerus dipasangkan yang berfungsi untuk mencegah penambahan/pengurangan kecepatan yang mendadak.

Pemeriksaan, Servis dan Perbaikan Propeller Shaft, Universal Joint dan Center Bearing

Perawatan yang dilakukan pada propeller shaft adalah memberikan pelumasan dengan grease pada universal joint.

Pemeriksaan dilakukan untuk mencegah suatu kerusakanatau untuk memastikan penyebab suatu keusakan. Pemeriksaan pencegahan atau perawatan dilaksanakan secara berkala dan rutin untuk memeriksa/ menjaga kondisi komponen dan kerjanya. Sedang pemeriksaan guna memastikan penyebab kerusakan harus dilakukan dengan betul-betul cermat dan perlu analisa kasus dan perlu pemeriksaan komponen dengan urutan yang cepat, tepat dan benar.

Berikut dicontohkan, diagram analisa dan urutan pemeriksaan:

a. Bunyi dari propeller shaft

Gambar bagan alur diagnosis

Pemeriksaan terhadap bunyi diperlukan pendengaran yang baik, ketelitian dan kecermatan yang tinggi, karena pada kendaraan akan terdapat sumber bunyi yang komplek sehingga kalau tidak cermat sering terkecoh pada bunyi-bunyi yang lain.

b. Getaran dari propeller shaft

Gambar bagan alur diagnosis

Pemeriksaan terhadap getaran dan bunyi pada propeller shaft harus dilaksanakan secara teliti dan cermat, dengan mengangkat roda penggerak, dan menghidupkan mesin pada posisi gigi transmisi masuk. Naikkan putaran mesin secara bertahap dan amati getaran dan bunyi dari propeller shaft. Jika ditemukan adanya getaran atau bunyi dari propeller shaft maka lakukan pemeriksaan baut-baut pengikat dan atau lepaskan unit propeller dan lakukan pemeriksaan komponen.

Gambar Bagian–bagian poros propeller

Pemeriksaan komponen dilakukan dengan melepas unit propeller, yakni dengan melepas baut pengikat flange yoke ke differential dan melepaskan center bearing (pada propeller 3 joint). Setelah propeller terlepas lakukan

pemeriksaan :

1. Kebengkokan poros propeller depan dan belakang. Dengan menggunakan V-blok dan dial tester         indikator ukurlah run-out poros (kebengkokan). Run-out max. = 0.8 mm

Gambar  Pemeriksaan kebengkokan poros propeller

2. Keausan dan kekocakan bantalan spider. Putar spider dan pastikan bahwa tidak ada hambatan saat    berputar. Periksa juga kebebasan aksial spider bearing oleh putaran yoke ketika tertahan poros          dengan kuat. Kebebasan axial max. 0.05 mm.

Gambar Pemeriksaan keausan dan kekocakan bantalan spider

3. Periksa clearance antara universal joint spider dan needle roller bearing

Gambar  Pengukuran clearance spider bearing

4. Keausan dan kerusakan center support bearing Periksalah bahwa bearing dapat berputar dengan       bebas tanpa hambatan namun tidak longgar/ goyang/ kocak.

Gambar  Pemeriksaan keausan center support bearing

5. Pemeriksaan keausan alur-alur sleeve yoke Lakukan pengamatan secara visual terhadap kondisi      spline. Lakukan pengujian dengan memasangkan sleeve yoke ke poros lalu putar bolak-balik sleeve    yoke dan gerakkan maju-mundur (axial). Pastikan tidak terjadi kekocakan yang berlebihan tetapi      bisa bergerak majumundur dengan lancar.

Gambar  Pemeriksaan keausan alur-alur sleeve yoke

6. Pemeriksaan keausan alur-alur ujung propeller depan terhadap flange maupun yoke propeller          belakang. Menggunakan metode yang sama dengan di atas lakukan pengecekan alur-alur ujung          propeller depan terhadap flange maupun yoke propeller belakang.

Gambar Pemeriksaan keausan alur-alur ujung propeller

7. Pemeriksaan karet bushing maupun penutup debu pada center bearing. Lakukan pengamatan terhadap kondisi karet bushing maupun karet penutup debu pada center bearing.

8. Pemeriksaan keseimbangan/ balance poros propeller. Menggunakan alat khusus (roller instrument) lakukan pengecekan ketidak seimbangan poros propeller. Bila ditemukan tidak seimbang (un-balance) maka lakukan balancing dengan memasang bobot pemberat tertentu.

Setelah pemeriksaan dan penyebab kesalahan atau kerusakan ditemukan maka segera dilakukan perbaikan atau penggantian dengan pembongkaran. Pada saat sebelum melakukan pembongkaran poros propeller sebaiknya diberikan tanda pada bagian-bagian yang berpasangan . Pemasangan poros propeller setelah dilakukan pembongkaran harus memperhatikan tanda-tanda yang telah dibuat atau dengan memperhatikan pola pemasangan poros propeller yang terdapat pada buku manual dari kendaraan tersebut.

Gambar  Pemasangan U-joint model 2 joint

Gambar  Pemasangan U-joint model 3 joint

Gambar  Tanda pemasangan yang harus diperhatikan

Penggantian Spider Bearing

Setelah dilakukan pemberian tanda pada beberapa tempat, maka langkah-langkah pembongkaran dimulai dengan prosedur sebagai berikut :

a. Pukul perlahan-lahan bearing outer race dan keluarkan keempat snap ring dari tempatnya. Pada beberapa tipe yang menggunakan lock plate, lepaskan lock plate.

Gambar Melepas snap ring dan atau lock plate

b. Tekan keluar bearing dari tempatnya dengan menggunakan SST, atau dengan alat penekan (mesin/ alat press).

Gambar  Melepas spider bearing

c. Jepitlah bearing outer race pada ragum dan pukul propeller shaft. Lepaskan bearing pada sisi lainnya dengan prosedur yang sama.

Gambar  Melepas spider bearing

d. Pasangkan dua outer race bearing yang telah dilepas ke spider sebagai tumpuan penekanan dan dengan menggunakan SST tekan keluar bearing dari yoke.

Gambar  Melepas spider bearing

e. Jepitlah bearing outer race pada ragum dan pukul propeller shaft. Lepaskan bearing pada sisi lainnya dengan prosedur yang sama.

Gambar Melepas spider bearing

Setelah pembongkaran, maka pasangkan kembali dengan spider bearing yang baru dengan prosedur sebagai berikut :

1).Berilah pelumas secukupnya saja dengan pelumas khusus pada spider dan bearing-nya.

Gambar Melumasi spider bearing

2).Tepatkan tanda pada yoke (u-joint)

Gambar Menepatkan tanda pada yoke

3).Pasangkan spider bearing yang baru ke dalam yoke dengan menggunakan SST.

Gambar Memasang spider bearing

4).Setel masing-masing bearing sehingga celah snap ring pada maksimum dan lebarnya sama.

Gambar  Penyetelan celah snap ring

5).Pasangkan snap ring dengan ketebalan yang sama dengan kebebasan axial max. 0.05 mm. Jangan menggunakan snap ring bekas.

Gambar Memasang snap ring

6).Pukul yoke hingga tidak terdapat celah antara bearing bagian luar dengan snap ring.

Gambar Menepatkan snap ring

7).Periksa dan pastikan spider bearing dapat bergerak dengan lembut. Kebebasan axial maksimal 0.05 mm.

Gambar Memeriksa kebebasan spider bearing

8).Pasangkan spider bearing pada sisi yang lain dengan prosedur yang sama sebagaimana digambarkan di atas dengan memperhatikan tanda yang telah dibuat.

Gambar Pemasangan spider bearing

Penggantian Center Bearing

Setelah dilakukan pemberian tanda maka langkah pembongkaran dimulai dengan prosedur sebagai berikut :

a. Melepas center support bearing dari poros intermediate dengan mengendorkan bagian mur yang ditakik dengan pahat dan palu.

Gambar  Membuka takikan pengunci mur penahan

b. Lepaskan mur penahan center bearing dengan bantuan SST untuk menahan flange.

Gambar  Melepas mur penahan

c. Lepaskan flange dari poros tengah.

Gambar Melepas flange

d. Lepaskan center bearing lama dan gantilah dengan unit baru.

Gambar Melepas center bearing

e. Pasangkan center bearing assembly dann center bearing support pada poros intermediate dengan bagian yang terpotong menghadap belakang.

Gambar Memasang center support bearing

f. Berilah pelumasan pada alur poros intermediate dengan gemuk khusus.

g. Tepatkan tanda pada flange dan pada poros atau posisikan yoke bagian depan intermediate dan yoke belakang propeller shaft berada tepat arah yang sama.

Gambar Pemasangan flange

h. Gunakan SST untuk menahan flange, pres bearing sehingga tepat pada posisinya, dengan mengeraskan mur yang baru dengan momen 1.850 kg-cm

i. Kendorkan lagi mur, kemudian keraskan dengan momen 450 kg-cm

Gambar  Mengeraskan mur penahan center bearing

j. Gunakan palu dan pahat untuk mengunci mur.

Gambar  Mengunci mur penahan

Daftar Pustaka

Anonim. (tt). Step 2 Materi Pelajaran Chassis Group, Jakarta : Penerbit PT. Toyota-Astra Motor.

Suyitno. 2014. Sistem Pemindah Tenaga (SPT) Otomotif, Yogyakarta : Penerbit CV. Danadyaksa.

NB : TUGAS KULIAH MEDIA PEMBELAJARAN
        PRODI PENDIDIKAN TEKNIK OTOMOTIF
        UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOREJO
     
       Dosen pengampu : Dwijatmoko,S.Pd.T.,M.Pd.