Dunia Kereta dan Dunia Listrik, Ada disini!

Kamis, 24 Agustus 2017

Dunia Kereta - Fenomena antara Roda dan Rel Kereta


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.


Share:

0 komentar :

Posting Komentar

Translate

Tentang Penulis

Tentang Penulis
[click foto utk detail]
Diberdayakan oleh Blogger.

Highlight

Dunia Kereta - Flywheel: Solusi Efisiensi Energi Kereta Listrik

Seperti telah kita pelajari bersama pada Sistem Propulsi Kereta Rel Listrik (KRL)  bahwa pada KRL memungkinkan tiga jenis pengereman yaitu ...

Flag Counter

Flag Counter