Studi numerik kekuatan material transmisi roda gigi pico hydro

Abstract

Generator bekerja dengan optimal saat sistem penggerak mengirimkan daya turbin dengan arah putaran dan kecepatan yang sesuai. Tegangan bending dan tegangan kontak pada roda gigi serta tegangan geser pada poros perlu diperhatikan dalam merancang transmisi roda gigi karena sering menyebabkan terjadi kegagalan. Dibandingkan dengan analisa teoritik, menganalisa tegangan pada desain transmisi roda gigi dengan simulasi numerik akan memberikan keterengan lebih akurat dengan hasil tidak tidak jauh berbeda. Tujuan penelitian ini menganalisa tegangan bending dan tegangan kontak pada roda gigi serta tegangan geser pada poros bertingkat menggunakan metode silumasi numerik menggunakan perangkat lunak Ansys Workbench 14,5. Desain transmisi menggunakan dua pasang roda gigi dengan tiga poros yang menerima beban 1200 Nmm pada poros pertama, 706 Nmm poros kedua, dan 456 Nmm poros ketiga. Hasil dari penelitian ini menunjukkan tegangan bending terbesar terjadi pada akar gigi, tegangan kontak terbesar terjadi pada pitch line, sedangkan tegangan geser pada poros bertingkat terjadi pada diameter terkecil. Berdasarkan nilai keamanan, desain transmisi roda gigi yang dianalisa layak digunakan.

Optimalisasi Daya Output Generator Pada Pico-Hydropower Menggunakan Transmisi Roda Gigi

“…Energi air atau PLTA memproduksi energi berdasarkan beda tinggi air (head) dan debit air setiap detiknya [7]. Pico-hydro merupakan klasifikasi skala pembangkit listrik tenaga air terkecil dengan kapastias listrik dibawah 5 kW [8]. Dalam proses pembuatannya, tidak diperlukan peren-canaan sipil namun hanya sedikit mengubah saluran air yang tersedia, sehingga bersifat simpel, sederhana, dan relatif murah [9].…”

“…Salah satu jenis turbin yang sering digunakan pico-hydro adalah propeller dengan aliran vertikal [9]. Secara garis besar pembangkit listrik skala pico-hydro terdapat dua komponen utama, yaitu turbin dan generator [8]. Turbin digunakan sebagai konversi daya air menjadi daya mekanik, dan generator sebagai konversi daya mekanik menjadi daya listrik [10].…”

“…Drive system pada suatu pembangkit listrik digunakan menyesuaikan arah dan putaran generator, sehingga menghasilkan voltase dan frekuensi listrik dengan stabil [11]. Salah satu contoh drive system yang dapat diaplikasikan adalah transmisi roda gigi [8]. Pada aplikasinya, sistem transmisi digunakan untuk mengubah kecepatan putar dan kekuatan torsi sesuai dengan kebutuhan [12].…”

“…Pada aplikasinya, sistem transmisi digunakan untuk mengubah kecepatan putar dan kekuatan torsi sesuai dengan kebutuhan [12]. Salah satu macam roda gigi yang sering diaplikasikan adalah roda gigi lurus, roda gigi lurus memiliki keunggulan, antara lain proses pembuatan relatif lebih mudah dan murah [8], sesuai konsep pico-hydro yang bersifat sederhana dan hemat biaya [13].…”

“…Skema testrig yang digunakan pada studi ini ditunjukkan gambar 1. Sedangkan peran-cangan roda gigi berdasarkan penelitian pada referensi [10] dengan rasio transmisi 1 : 2,65, bahan yang digunakan menggunakan polymer keras, dan telah dilakukan studi kekuatan bahan dengan metode numerik dan menunjukkan hasil desain layak digunakan [8]. Gambar 2 menunjukkan hasil manufacture transmisi roda gigi.…”