Roda berbentuk lingkaran, tetapi apakah
bentuk roda masih tetap lingkaran sempurna ketika sudah dipasang di mobil atau
motor? Kita lihat bahwa roda mobil yang diparkir tidaklah berbentuk sempurna
lingkaran. Pada kontak antara roda dan jalan maka roda terdistorsi mengikuti
bentuk jalan. Hal ini karena beban berat mobil yang harus ditumpu oleh roda.
Ketika mobil berjalan, fenomena ini juga terjadi walaupun tidak bisa kita
amati. Fenomena ini disebut elastic distortion yaitu perubahan bentuk sesaat
dan kembali lagi ke bentuk semula.
Seperti halnya mobil, roda kereta juga
mengalami hal yang sama. Bukankah roda kereta terbuat dari besi? Iya benar.
Akan tetapi, beban kereta yang sangat berat dan posisi kontak antara roda
kereta dan rel yang sempit menyebabkan tekanan antara roda dan rel sangat
besar. Selanjutnya akan dibahas lebih dalam mengenai fenomena yang terjadi pada
kontak antara roda dan rel pada kereta.
Tidak seperti mobil, kereta memiliki
desain roda yang khusus yang memiliki karakteristik yang unik antara lain
hunting oscilation. Keunikan ini antara lain karena (1) Rel kereta memiliki
profil khusus, yang ternyata agak dimiringkan sedikit, lihat gambar 1 bagian no
3., ini dilakukan untuk
menyesuaikan profil roda dan juga untuk transfer beban yang baik ke bagian
balas. (2) Kontak antara roda dan rel sangat kecil dibandingkan pada kontak
roda mobil dan jalan. Kontak antara roda dan rel hanya memiliki luasan sekitar
1 cm2, sehingga pada kontak ini akan timbul tekanan yang sangat besar.
Berdasarkan dua hal ini, maka kontak roda dan rel akan berubah - ubah
tergantung kondisi lintas, lurus atau lengkung. Pada lintas lurus, kontak
terjadi pada wheel tread dan kepala rel, gambar 2 titik 1. Sedangkan ketika di lintas tikungan, maka kontak roda ada dibagian
flange dan sisi dalam rel. Inilah yang menyebabkan hunting oscilation.
Kontak antara roda dan rel
kereta ini termasuk dalam gerak rolling – sliding. Apa itu rolling – sliding?
Sebelumnya sedikit kita ingat pelajaran fisika. Gerak rotasi adalah gerakkan
roda yang berputar ditempat, roda motor ketika tidak menyentuh tanah. Gerak
sliding adalah gerakan meluncur, roda motor berpindah tempat tetapi tidak
berputar, terpeleset. Gerak rolling adalah perpaduan antara gerak rotasi dan
gerak sliding, roda berputar dan juga berpindah tempat, contohnya gerak roda
motor yang sedang berjalan. Sedangkan gerak roda kereta rolling – sliding
maksutnya ialah, ketika gaya gesek antara roda dan rel cukup, sebenarnya roda
kereta bergerak rolling, tapi suatu saat, ketika gaya gesek roda dan rel tidak
cukup, maka akan terjadi sliding. Jadi inilah kenapa gerak roda kereta di rel
disebut gerak rolling – sliding.
Akibat adanya gerak rolling – sliding ini,
maka kecepatan linier kereta ( Vt = Kec_sudut x Radius_roda) dan kecepatan
kereta yang sebenarnya berbeda, perbedaan ini disebut dengan kecepatan sliding.
Perbandingan antara kecepatan sliding dan kecepatan rolling inilah yang disebut
dengan Creep. Beberapa literature menyebutkan bahwa Creep adalah rasio antara
kecepatan sliding dan kecepatan kereta, dengan asumsi Creep yang terjadi kecil.
Pada kontak antara flange roda dan sisi samping rel biasanya Creep tinggi,
sedangkan pada kontak antara wheel tread dan kepala rel biasanya Creepnya
kecil.
Reff:
[1] Yi Zhu. Adhesion in the wheel rail
contact under contaminated conditions. Thesis. Department of Machine Design.
Stockholm 2011.
0 komentar :
Posting Komentar