Prinsip transmisi dan peringatan penggunaan transmisi variabel kontinu cakram kerucut planet (gearbox variator).

The mechanical planetary variator kerucut cakram planet adalah perangkat transmisi variabel kontinu (CVT) yang canggih. Variator ini mampu menghasilkan perubahan kecepatan keluaran secara kontinu dan halus dalam rentang yang telah ditentukan melalui penyesuaian mekanis, sambil mempertahankan kecepatan masukan yang konstan. Prinsip utamanya tidak mengandalkan perubahan rasio gigi konvensional, melainkan pada perubahan kontinu jari-jari kontak dalam transmisi gesekan.

Struktur utama transmisi ini terdiri atas poros input, poros output, dan mekanisme cakram kerucut planetari. Poros input dihubungkan ke cakram kerucut matahari penggerak. Cakram kerucut matahari umumnya memiliki permukaan gesek kerucut cekung. Di sekeliling cakram kerucut matahari, beberapa roda gigi kerucut planetari didistribusikan secara merata. Roda gigi kerucut planetari ini berbentuk kerucut ganda, dengan kedua permukaan kerucutnya masing-masing bersinggungan dengan permukaan kerucut dalam cakram kerucut matahari dan permukaan kerucut dalam cincin tekan yang dapat bergerak secara aksial (atau cincin output). Dengan ditopang oleh sangkar atau carrier planetari, roda gigi kerucut planetari dapat berputar pada sumbu sendiri sekaligus berevolusi di dalam rongga yang terbentuk oleh cakram kerucut matahari dan cincin tekan.

Proses perubahan kecepatan merupakan tindakan koordinasi mekanis yang presisi. Ketika kita perlu mengubah kecepatan keluaran, kita memutar sekrup pengatur kecepatan melalui roda tangan eksternal atau mekanisme pengatur kecepatan. Sekrup ini mendorong mur pengatur kecepatan sehingga menghasilkan perpindahan aksial. Gerak mur tersebut, melalui satu set bantalan dorong atau mekanisme penghubung, pada akhirnya mentransmisikan dan mengubah posisi sudut cam pengatur kecepatan atau pelat miring (swashplate). Perubahan sudut cam ini memaksa semua roda gigi kerucut planeter untuk miring secara sinkron, yaitu mengubah sudut antara sumbu-sumbu roda gigi tersebut dan sumbu cakram kerucut matahari.

Perubahan sudut kemiringan roda gigi kerucut planetari merupakan kunci fisik terhadap perubahan kecepatannya. Ketika cakram kerucut planetari berada pada sudut kemiringan tertentu, jari-jari efektif titik kontaknya dengan cakram kerucut matahari menjadi tetap. Jari-jari titik kontak ini dari pusat rotasi cakram kerucut matahari membentuk jari-jari masukan transmisi. Secara bersamaan, jari-jari titik kontak antara cakram kerucut planetari dan cincin tekan luar membentuk jari-jari keluaran transmisi. Hal ini setara dengan mengubah secara terus-menerus rasio jari-jari transmisi sisi penggerak (cakram kerucut matahari) terhadap sisi yang digerakkan (cincin tekan), yaitu rasio transmisi.

Secara khusus, ketika mekanisme pengatur memiringkan roda gigi kerucut planet ke arah tertentu, titik kontaknya dengan cakram kerucut matahari berpindah ke ujung yang lebih besar dari cakram kerucut matahari (meningkatkan jari-jari input), sedangkan titik kontaknya dengan cincin tekan berpindah ke ujung yang lebih kecil dari cincin tekan (mengurangi jari-jari output). Berdasarkan rumus rasio transmisi (kecepatan output/kecepatan input ≈ jari-jari input/jari-jari output), rasio transmisi meningkat dan kecepatan output menurun. Sebaliknya, ketika roda gigi kerucut planet memiring ke arah berlawanan, jari-jari input berkurang sementara jari-jari output meningkat, sehingga rasio transmisi menurun dan kecepatan output meningkat. Sepanjang proses penyesuaian, jalur transmisi daya tetap kontinu: poros input memutar cakram kerucut matahari, yang selanjutnya memutar roda gigi kerucut planet melalui gesekan. Roda gigi kerucut planet kemudian memutar cincin tekan melalui gesekan, dan cincin tekan pada akhirnya menyalurkan daya ke poros output.

Saat menggunakan jenis pengubah kecepatan ini, prosedur pengoperasian harus diikuti secara ketat guna memastikan masa pakainya. Pertama, beban berlebih (overloading) benar-benar dilarang. Beban berlebih akan langsung menyebabkan terjadinya selip parah, dan suhu tinggi sesaat dapat membakar permukaan gesek cakram kerucut dan roda gigi kerucut, sehingga menimbulkan kerusakan permanen. Beban harus selalu berada di bawah nilai torsi nominalnya. Kedua, penyesuaian kecepatan harus dilakukan saat mesin sedang beroperasi. Operasi penyesuaian kecepatan harus dilakukan ketika poros input sedang berputar. Memutar tuas penyesuaian kecepatan secara paksa saat mesin dalam keadaan berhenti akan menyebabkan keausan parah atau bahkan macetnya mekanisme penyesuaian roda gigi kerucut planetari, sehingga mengakibatkan kegagalan peralatan. Penyesuaian harus dilakukan secara perlahan dan merata dengan memutar tuas tersebut. Ketiga, pastikan pelumasan yang memadai dan tepat. Minyak pelumas khusus yang ditentukan oleh pabrikan harus digunakan. Minyak pelumas ini tidak hanya melumasi bantalan dan roda gigi, tetapi koefisien gesek khususnya juga sangat penting untuk menjamin stabilitas torsi yang ditransmisikan oleh pasangan gesek. Periksa secara berkala ketinggian minyak dan ganti minyak sesuai siklus yang ditentukan guna mempertahankan kinerja pelumasan dan pendinginannya. Keempat, perhatikan pemantauan pengoperasian dan perawatan harian. Selama pengoperasian, dengarkan apakah terdengar suara abnormal dan pantau apakah suhu gearbox berada dalam kisaran normal. Periksa secara berkala apakah semua pengencang telah longgar. Untuk peralatan yang beroperasi dalam waktu lama, periksa secara berkala tingkat keausan roda gigi kerucut planetari dan cakram gesek sesuai petunjuk dalam buku panduan perawatan, serta ganti komponen yang aus secara tepat waktu.

Secara ringkas, variator cakram kerucut planetaris mekanis mencapai perubahan kecepatan tanpa tingkat (stepless) dengan secara presisi mengubah sudut kemiringan roda gigi kerucut planetaris, sehingga secara terus-menerus mengubah jari-jari kontak efektif pada penggerak gesek. Variator ini merupakan mekanisme klasik yang cocok untuk aplikasi daya menengah hingga rendah di mana diperlukan kelancaran tinggi dalam pengaturan kecepatan. Hanya dengan memahami secara mendalam prinsip-prinsip penggerak gesek dan perubahan kecepatan geometrisnya, serta secara ketat mematuhi persyaratan terkait beban, pengaturan kecepatan, dan pelumasan, pengguna dapat menjamin operasi yang andal serta mencapai kinerja optimal.

Saya jika Anda ingin mengetahui informasi lebih lanjut mengenai reduktor atau gearbox, silakan hubungi insinyur WUMA. Jika Anda ingin mengetahui informasi lebih lanjut mengenai reduktor atau gearbox, silakan hubungi insinyur WUMA.