Katrol mewakili mesin sederhana yang digunakan untuk banyak operasi. Sistem katrol dibuat dari dua roda katrol pada poros dengan sabuk yang menghubungkannya. Satu katrol adalah katrol penggerak, dan katrol lainnya adalah katrol yang digerakkan. Katrol dapat mengubah kecepatan, memberikan torsi dan mengubah arah putaran. Mengubah kecepatan dengan katrol memerlukan perubahan diameter roda katrol.
TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)
Sistem katrol memerlukan dua roda katrol pada poros yang dihubungkan oleh sabuk. Roda ini adalah katrol penggerak dan katrol yang digerakkan. Dengan mengubah diameter roda katrol, kecepatan dapat diubah. Katrol yang lebih kecil memutar katrol yang lebih besar menghasilkan katrol yang lebih besar bergerak lebih lambat tetapi dengan daya poros yang lebih besar.
Rasio Kecepatan, Kecepatan Output dan Torsi
Dalam sistem dua katrol dengan roda dengan berbagai ukuran, seseorang dapat menghitung perbedaan kecepatan antara dua roda katrol. Rasio kecepatan ditemukan dengan menggunakan diameter katrol yang digerakkan dibagi dengan diameter katrol penggerak. Misalnya, dengan katrol yang digerakkan 150 mm dan katrol penggerak 50 mm, rasio kecepatannya adalah 3. Menemukan kecepatan output memerlukan mengambil kecepatan input dan membaginya dengan rasio kecepatan. Pada dasarnya kecepatan pulley output menjadi kecepatan input untuk tahap selanjutnya, dan Anda dapat menemukan drive multi-pulley. Jika kecepatan input 75 rpm, kecepatan output sama dengan 75 rpm dibagi 3 atau 25 rpm. Pada gilirannya, seseorang dapat menemukan torsi output dari katrol penggerak ke katrol yang digerakkan dengan mengalikan torsi input dengan rasio kecepatan.
Katrol dan Kecepatan
Dua katrol yang dihubungkan oleh sabuk yang berukuran sama akan berputar dengan kecepatan yang sama di bawah daya poros yang sama. Katrol yang lebih kecil memutar katrol yang lebih besar menghasilkan katrol yang lebih besar bergerak lebih lambat tetapi dengan daya poros yang lebih besar. Contohnya adalah truk dengan gigi rendah, dengan mesinnya berputar cepat tetapi rodanya berputar lambat, namun memiliki tenaga yang signifikan pada kecepatan yang dikurangi. Atau, katrol yang lebih besar memutar katrol yang lebih kecil menghasilkan yang lebih kecil berputar lebih cepat tetapi dengan daya poros yang lebih kecil. Misalnya, truk dengan gigi tinggi akan memiliki mesin yang berputar lebih lambat tetapi roda yang berputar cepat, menghasilkan kecepatan truk yang lebih besar. Kopling memberikan kontrol atas bantalan beban dan kecepatan.
Contoh Katrol Dunia Nyata
Katrol digunakan dalam sabuk penggerak untuk berbagai mesin. Sabuk itu sendiri dapat dibuat dari bahan sintetis. Katrol dan sabuk tidak memerlukan pelumasan, meskipun sabuk dapat aus atau tergelincir. Dalam mesin salju, kopling terdiri dari dua katrol yang dihubungkan oleh sabuk lebar yang sangat kuat namun fleksibel. Ketika mesin salju menghadapi beban atau hambatan, mesin melambat, dan katrol penggerak melambat dan menyebar. Kemudian, pegas di kopling didorong bersama-sama. Ini menghasilkan kecepatan lintasan yang berkurang tetapi lebih banyak tenaga untuk mesin salju.
Untuk mengatur kecepatan kipas, katrol yang dapat disesuaikan dapat digunakan. Katrol yang dapat disesuaikan memiliki dua bagian yang meruncing dan terhubung dengan satu setengah diputar ke yang lain. Ketika diputar satu sama lain, sabuk mereka dipaksa keluar dari katrol dan kecepatan kipas meningkat. Sebaliknya, menurunkan kecepatan kipas akan membuat katrol terpisah menjadi dua dan memperpendek jarak sabuk untuk mengelilinginya. Pada dasarnya, diameter puli diubah untuk mengurangi kecepatan kipas dan oleh karena itu aliran udara.
Mobil sering menggunakan sabuk sinkron untuk sistem penggerak waktu mesin. Saat kecepatan puli penggerak meningkat, frekuensi getaran sabuk juga meningkat. Demikian juga, saat mengurangi kecepatan puli penggerak, getaran sabuk berkurang. Mengurangi getaran meningkatkan stabilitas transmisi.
Belt konveyor yang digunakan dalam transportasi material seperti pertambangan bergantung pada sistem katrol. Agar konveyor bekerja dengan aman dan efisien, kecepatannya harus dikontrol. Untuk melakukan ini, ketegangan sabuk harus dijaga, agar sabuk tidak melorot dan menimbulkan gesekan. Gaya penggerak yang bekerja pada puli penggerak harus dikontrol untuk mencegah selip sabuk. Konveyor dapat melambat setelah puncak gaya penggerak pada katrol penggerak. Kontrol ini mencegah tumpahan material dari konveyor.
Membuat Katrol Sederhana
Mendemonstrasikan katrol sederhana dapat dilakukan di rumah dengan karet gelang dan gulungan benang. Karet gelang mewakili sabuk penggerak, dan gulungan mewakili katrol. Dengan menggunakan berbagai ukuran spool, seseorang dapat menunjukkan jumlah putaran yang dibutuhkan spool yang digerakkan untuk memutar spool drive. Gulungan menunjukkan perbedaan kecepatan roda katrol.