Pengaruh Jumlah Magnet Permanen dan Air Gap terhadap Torsi Maksimum Axial External Magnetic Spur Gear

Magnetic gear merupakan inovasi untuk mengatasi permasalahan pada roda gigi. Tidak adanya kontak antar gear menyebabkan magnetic gear memiliki beberapa keunggulan yaitu, tidak memerlukan pelumasan, panas yang timbul kecil, dan umur dari gear bertambah panjang. Model axial external magnetic spur gear memiliki keuntungan yaitu fluks magnet yang lebih besar dibandingkan dengan model radial sehingga dapat meningkatkan torsi maksimumnya. Namun, permasalahan yang berkaitan dengan torque density dari axial external magnetic spur gear belum teratasi dengan baik. Oleh karena itu, perlu dilakukan observasi pengaruh dari jumlah magnet permanen yang digunakan dan juga pengaruh dari besarnya jarak air gap pada axial external magnetic spur gear. Analisa yang dilakukan meliputi pemodelan, proses simulasi, parameter yang diukur, dan variasi-variasi yang diberikan. Pembuatan model 3D axial magnetic spur gear dilakukan menggunakan bantuan software SolidWork dengan geometri sama seperti ground spur gear MSGA1.5-24 dan MSGA1.5-48 dari Kohara Industry Co., Ltd. Pemodelan tersebut diinterpretasikan dalam software Ansys Maxwell 3D untuk dilakukan simulasi. Simulasi dilakukan dengan tiga variasi jumlah magnet permanen serta empat variasi air gap. Pertama-tama dilakukan simulasi magnetostatic dengan meshing berbentuk tetrahedral. Pada simulasi magnetostatic, berfungsi untuk menganalisa panjang mesh yang ditentukan apakah telah mencapai kriteria konvergen. Ketika telah tercapai kriteria konvergen, simulasi dilanjutkan dengan simulasi transient untuk mencari besar torsi maksimumnya. Pada simulasi transient, HS rotor berputar dengan kecepatan sudut 100 rpm dengan parameter yang ingin ditampilkan berupa torsi pada high speed rotor dan low speed rotor. Dalam proses simulasi perlu dilakukan pengaturan untuk mengatur lama pengambilan data dan timeframe pengambilan data, dengan kondisi batas yaitu kecepatan sudut dan jari-jari kedua rotor tetap. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, didapatkan bahwa pengaruh jumlah magnet permanen terhadap torsi yaitu berbanding terbalik yang berarti bahwa bertambahnya magnet permanen yang digunakan maka semakin kecil torsi yang dapat disalurkan. Begitu pula pengaruh jarak air gap terhadap torsi yaitu berbanding terbalik yang berarti bahwa seiring dengan bertambahnya air gap maka semakin kecil torsi yang dapat disalurkan. ======================================================================================================== Magnetic gear is the innovation of gear which is handled the mechanical gear problem. No contact between gear causes magnetic gear has some advantages, i.e. no need lubricants, only small amount of heat founded, and gear could live longer. Axial external magnetic spur gear model has an advantage. It has bigger flux magnet than radial model, for that reason, it can increase the maximum limit of it’s torque. However, the problem of torque density-related from axial external magnetic spur gear has not been resolved properly. For that reason, it should to observe the influence how many the amount of permanent magnet and the influence of air gap in axial external magnetic spur gear. Steps that need to done are modelling, simulation process, parameter measurement, and variations need to be given. The 3D model of axial magnetic spur gear is created using SolidWorks software with identical geometry as MSGA1.5-24 and MSGA1.5-48 ground spur gear from Kohara Industry Co., Ltd. The model will be interpreted in Ansys Maxwell 3D software for simulation. This simulation will observe three variation of the amount of permanent magnet and four variation of air gap. First, the research is started from magnetostatic simulation with tetrahedral shape meshing. Magnetostatic simulation is to analyze the specified mesh length whether it has reached convergen criteria. When it has gone into convergen criteria, the simulation is continued with a transient simulation to find the maximum torque. In this transient simulation, HS rotor has rotated with angular velocity 100 rpm, so the parameter that want to displayed are the torque at HS rotor and LS rotor. In the simulation process need to set how long to take the data and the timeframe. Based on the research that has been done, the impact of the amount of permanen magnet on torque is inversely proportional, means increasing amount of the magnet permanent used then the smaller torque can be delivered, likewise the influence of air gap towards torque. That is inversely propotional, means the bigger amount of air gap, then smaller the torque can be delivered. Keywords: Axial external magnetic spur gear, torque, air gap, magnetic field, flux densit