Flexible Shafts / Poros Fleksibel

Salah satu keterbatasan terbesar dari poros padat adalah ia tidak dapat mentransmisikan gerakan atau daya sekitar sudut. Oleh karena itu perlu menggunakan sabuk, rantai, atau roda gigi, bersama-sama dengan bantalan dan kerangka pendukung yang terkait dengannya. Poros fleksibel dapat menjadi solusi ekonomis untuk masalah transmisi gerakan di tikungan. Selain penghapusan suku cadang yang mahal, penggunaannya dapat mengurangi kebisingan secara signifikan. Poros ini dapat diarahkan ke atas, di bawah, dan di sekitar rintangan yang tidak mungkin dilakukan untuk poros padat dan mahal untuk sambungan universal.

Poros fleksibel menghilangkan toleransi pemasangan yang ketat dan prosedur perakitan yang sulit yang diperlukan dengan poros padat. Poros fleksibel terbuat dari lapisan kawat tarik tinggi yang dililitkan satu sama lain pada sudut pitch yang berlawanan. Ketika torsi diterapkan pada poros fleksibel, lapisan kawat mengembang atau menyusut tergantung pada arah putaran. Jika torsi menyebabkan lapisan luar berkontraksi, lapisan di bawahnya akan mengembang. Ini menciptakan interferensi dinamis antara lapisan-lapisan poros yang menghasilkan kekakuan torsional yang tinggi kira-kira 100 kali lebih besar daripada jumlah lapisan individu yang bekerja sendiri-sendiri.

Desainer sistem memilih poros fleksibel saat poros kaku tidak berfungsi. Tetapi poros fleksibel juga menghilangkan masalah pelurusan karena tidak memerlukan toleransi yang ketat. Hal ini memberikan lebih banyak pilihan kepada desainer saat memosisikan komponen motor dan penggerak, dan memungkinkan offset 180° penuh sambil mempertahankan efisiensi. Desainer dapat menggunakan kopling fleksibel atau sambungan universal, tetapi hanya memungkinkan offset 5 hingga 30° dan mengurangi efisiensi hingga 40 hingga 50%. Poros fleksibel pada umumnya berefisiensi 85 sampai 95% yang biasanya lebih baik daripada roda gigi, sambungan universal, dan sabuk dan puli, yang kehilangan efisiensi karena kerugian gesekan yang lebih tinggi. Dan mereka memiliki keunggulan beban 3 banding 1 dibandingkan opsi desain lainnya ini. Poros dapat dipasang dalam hitungan menit tanpa alat atau keterampilan khusus. Pemasangan poros padat, roda gigi, katrol, dan sambungan universal membutuhkan keselarasan yang tepat dan mekanik yang terampil. Bantalan dan rumah untuk poros dan roda gigi padat memerlukan operasi pemesinan yang presisi. Poros fleksibel menghilangkan kebutuhan akan toleransi yang ketat dan biaya tinggi.

Konstruksi poros fleksibel ditunjukkan pada Gambar di bawah. Kabel dibuat oleh: melilitkan beberapa lapisan kawat di sekitar inti pusat. Untuk poros penggerak daya, rotasi harus dalam arah sedemikian rupa sehingga lapisan luar terlilit. Kabel kendali jarak jauh memiliki susunan kabel yang berbeda yang membentuk kabel, dengan lebih banyak kabel di setiap lapisan, jadi bahwa defleksi torsi kira-kira sama untuk kedua arah rotasi.

Untuk mendesain struktur yang kompleks dengan detail dan interaksi beban yang rumit seperti pada kasus flexible shaft, salah satu cara yang paling umum digunakan untuk melakukan analisis baik untuk menghitung tegangan, defleksi, fatigue, atau mungkin critical speed adalah menggunakan Finite Element Analysis (FEA). MSC Nastran adalah software FEA original pertama di dunia yang banyak sekali digunakan di berbagai industri, salah satunya untuk mendesain poros. >>Pelajari selengkapnya tentang MSC Nastran di sini!

>>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL TENTANG ELEMEN MESIN LAINNYA!

Kontributor : Daris Arsyada

By Caesar Wiratama

Sumber:

Budynas, Richard G dan J. Keith Nisbett. 2011. Shigley’s Mechanical Engineering Design: Ninth Edition. Amerika Serikat: The McGraw-Hill Companies, Inc.

https://www.machinedesign.com/motors-drives/article/21833481/flexible-rotary-shaft-operation-uses-and-advances (diakses pada tanggal 21 Juni 2022)

Author: admin