Selasa, 21 Februari 2017

Artike Inti Besi

Inti Besi (Besi Stator)
A.     INTI BESI
      Inti besi atau kita biasa menyebutnya dengan besi stator adalah salah satu bagian dari stator/coil yang merupakan bagian statis (diam) dari alternantor, inti stator juga merupakan rumah atau tempat untuk lilitan tembaga atau gulungan coil.
Stator-Rotor-Manufacturer-iron-cores-for-transformer.jpg
 






Contoh Gambar Inti Besi
Inti besi berfungsi untuk melipat gandakan nilai atau mempermudah jalan fluksi yang ditimbulkan oleh arus listrik yang dialirkan melalui kumparan. Inti besi juga berfungsi meghantarkan dan mengarahkan arus magnet (fluksi), sehingga hampir seluruh fluksi yang dibangkitkan rotor akan mengalir melalui ujung kumparan/lilitan. Namun inti besi juga memberikan efek negative pada stator, yaitu menyebabkan timbulnya rugi – rugi energi yang disebut rugi – rugi besi yaitu :
·         Rugi-rugi arus pusar / eddy current, rugi-rugi ini timbul akibat fluksi bolak-balik menerobos inti besi sehingga timbul arus pusar yang mengalir di dalam inti besi tersebut sehingga mengakibatkan timbulnya panas.
·         Rugi-rugi histerisis, rugi-rugi ini juga menimbulkan panas pada inti besi tersebut. Nilai rugi histerisis proporsional dengan luas lengkung kemagnetan inti besi tersebut.
Sehingga untuk mengurangi atau bahkan menghilangkan rugi - rugi diatas khususnya untu eddy current, konstruksi dari inti besi dibuat dari lempengan – lempangan besi tipis berisolasi yang disusun sedemikian rupa.

grb-6.jpg






Gambar ilustrasi

Inti besi terbuat dari besi lunak atau baja alloy yang tidak akan menjadi magnet permanen, dan mempunyai karakteristik sifat kemagnetan (ferromagnetik) yang mempunyai permaebilitas yang cukup besar. Untuk saat ini bahan yang sering digunakan untuk membuat inti besi biasanya dengan bahan material VCN.  Berikut merupakan komposisi dari material VCN :
C
Si
Mn
S
P
Ni
Cr
Mo
0.38 – 0.43
0.20 – 0.35
0.60 – 0.80
0.040 (Max)
0.40 (Max)
1.65 – 2.00
0.70 – 0.90
0.20 -0.30



Melihat dari komposisi material bahan VCN ini merupakan bahan yang cocok untuk membuat inti besi, dikarenakan memiliki sifat kemagnetan / ferromagnetik yang sangan baik.
Berikut adalah pengaruh dari penambahan unsur paduan terhadap sifat baja :
1.      Karbon
Karbon merupakan unsur penting dalam proses pengerasan, hal ini dikarenakan karbon yang akan bereaksi dengan fe (besi) yang akan membentuk karbida (fe3c).dimana dengan meningkatnya jumlah karbon, kekuatan pada baja akan naik, tetapi keuletan (ductility) dan sifat mampu las (weldability) menurun.
2.      Mangan
Mangan merupakan austenite former, yang berfungsi sebagai deoxidizer dan desulfurizer. Mangan merupakan unsur yang menguntungkan dalam kualitas permukaan (kecuali pada rimmed steel dengan kondisi karbon yang sangat rendah), karena mangan dapat mengikat sulfide sehingga memperkecil terbentuknya sulfida besi dan mereduksi resiko dari red-shortness atau kerentanan terhadap timbulnya retakan saat pengerjaan panas.
3.      Silikon
Silikon berfungsi sebagai deoxidizer. Silikon juga dapat menaikan hardenability dalam jumlah yang sedikit,  tetapi dalam jumlah yang banyak akan menurunkan keuletan. Selain itu dengan silikon butiran ferrite lebih seragam.
4.      Chrom
Chromium merupakan elemen penting setelah karbon. Chromium salah satu unsur-unsur pembentuk karbida dan dapat meningkatkan ketahanan korosi dengan membentuk lapisan pasifpada permukaanuntuk ketahanan reaksi oksidasi
5.      Nikel
Nikel merupakan unsur pembentuk noncarbide pada baja.Nikel merupakan unsur pembentuk austenite.Nikel meningkatkan mampu keras pada baja. Dimana, bila dikombinasikan dengan Cr dan Mo akan menghasilkan sifat mampu keras, ketangguhan (impact thoughness) dan fatigue resistance pada baja.
6.      Molibden
Molybdenum dapat menguatkan fasa ferrit dan menaikan kekuatan baja tanpa kehilangan keuletan.Unsur ini juga            dapat berfungsi sebagai penyetabil karbida, sehingga mencega pembentukan grafit pada pemanasan yang lama. Karena itu penamabahan Mo kedalam baja dapat menaikan kekuatan dan ketahanan terhadap creep pada suhu tinggi

7.      Phospor
Phosfor dapat menaikan kekuatan dan kekerasan, tetapi juga menurunkan keuletan dan ketangguhan impak.
8.      Sulfur
Meningkatnya kandungan sulfur, dapat menyebabkan red shortness. Sulfur mempunyai efek yang berbahaya terhadap transverse ductility, notch impact thoughness, mampu las dan kualitas permukaan (terutama pada baja karbon yang sangat rendah dan baja karbon dengan kandungan mangan yang rendah) tetapi memiliki efek yang kecil terhadap longitudinal mechanical properties.
Selain itu ada beberapa hal lagi kelebihan dari baja alloy tersebut atau besi (Fe) dicampur dengan

B.      FERROMAGNETIK DAN PARAMAGNETIK
  I.                  Ferromagnetik
            Bahan ferromagnetik adalah bahan yang mempunyai resultan medan atomis besar (Halliday & Resnick, 1989). Hal ini terutama disebabkan oleh momen magnetik spin elektron. Pada bahan ferromagnetik banyak spin elektron yang tidak berpasangan, misalnya pada atom besi terdapat empat buah spin elektron yang tidak berpasangan. Masing-masing spin elektron yang tidak berpasangan ini akan memberikan medan magnetik, sehingga total medan magnetik yang dihasilkan oleh suatu atom lebih besar.
            Medan magnet dari masing-masing atom dalam bahan ferromagnetik sangat kuat, sehingga interaksi diantara atom-atom tetangganya menyebabkan sebagian besar atom akan mensejajarkan diri membentuk kelompok-kelompok.
            Kelompok atom yang mensejajarkan dirinya dalam suatu daerah dinamakan domain. Bahan feromagnetik sebelum diberi medan magnet luar mempunyai domain yang momen magnetiknya kuat, tetapi momen magnetik ini mempunyai arah yang berbeda-beda dari satu domain ke domain yang lain sehingga medan magnet yang dihasilkan tiap domain saling meniadakan.
            Bahan ini jika diberi medan magnet dari luar, maka domain-domain ini akan mensejajarkan diri searah dengan medan magnet dari luar. Semakin kuat medan magnetnya semakin banyak domain-domain yang mensejajarkan dirinya. Akibatnya medan magnet dalam bahan ferromagnetik akan semakin kuat. Setelah seluruh domain terarahkan, penambahan medan magnet luar tidak memberi pengaruh apa-apa karena tidak ada lagi domain yang disearahkan. Keadaan ini dinamakan jenuh atau keadaan saturasi.
            Permeabilitas bahan ferromagnetik adalah 0μμ>>> dan suseptibilitas bahannya 0>>>mχ. contoh bahan ferromagnetik : besi, baja, besi silicon dan lain-lain. Sifat kemagnetan bahan ferromagnetik ini akan hilang pada temperatur yang disebut Temperatur Currie. Temperatur Curie untuk besi lemah adalah 770 0C, dan untuk baja adalah 1043 0C (Kraus. J. D, 1970).
            Bahan ferromagnetik ada yang positif, kerentanan besar untuk medan magnet luar. Mereka menunjukkan daya tarik yang kuat untuk medan magnet dan mampu mempertahankan sifat magnetik mereka setelah bidang eksternal telah dihapus bahan. Ferromagnetik memiliki elektron tidak berpasangan sehingga atom mereka memiliki momen magnet bersih. Mereka mendapatkan magnet yang kuat sifat mereka karena keberadaan domain magnetik. Dalam domain ini, sejumlah besar di saat-saat atom (1012 sampai 1015) adalah sejajar paralel sehingga gaya magnet dalam domain yang kuat. Ketika bahan feromagnetik dalam keadaan unmagnitized, wilayah hampir secara acak terorganisir dan medan magnet bersih untuk bagian yang secara keseluruhan adalah nol.. Ketika kekuatan magnetizing diberikan, domain menjadi selaras untuk menghasilkan medan magnet yang kuat dalam bagian.. Besi, nikel, dan kobalt adalah contoh bahan feromagnetik.. Komponen dengan materi-materi ini biasanya diperiksa dengan menggunakan metode partikel magnetik.
            Ferromagnetisme adalah sebuah fenomena dimana sebuah material dapat mengalami magnetisasi secara spontan, dan merupakan satu dari bentuk kemagnetan yang paling kuat. Fenomena inilah yang dapat menjelaskan kelakuan magnet yang kita jumpai sehari-hari. Ferromagnetisme dan ferromagnetisme merupakan dasar untuk menjelaskan fenomena magnet permanen.
Ciri-ciri bahan ferromagnetic adalah:
·         Bahan yang mempunyai resultan medan magnetis atomis besar.
·         Tetap bersifat magnetik → sangat baik sebagai magnet permanen.
·         Jika solenoida diisi bahan ini akan dihasilkan induksi magnetik sangat besar (bisa ribuan kali).Permeabilitas bahan ini: u > uo ( miu > miu nol)
Contoh: besi, baja, besi silikon, nikel, kobalt.

II.                  Paramagnetik
            Bahan paramagnetik adalah bahan yang resultan medan magnet atomis masing-masing atom/molekulnya tidak nol, tetapi resultan medan magnet atomis total seluruh atom/molekul dalam bahan nol (Halliday & Resnick, 1989). Hal ini disebabkan karena gerakan atom/molekul acak, sehingga resultan medan magnet atomis masing-masing atom saling meniadakan. Bahan ini jika diberi medan magnet luar, maka elektron-elektronnya akan berusaha sedemikian rupa sehingga resultan medan magnet atomisnya searah dengan medan magnet luar. Sifat paramagnetik ditimbulkan oleh momen magnetik spin yang menjadi terarah oleh medan magnet luar. Pada bahan ini, efek diamagnetik (efek timbulnya medan magnet yang melawan medan magnet penyebabnya) dapat timbul, tetapi pengaruhnya sangat kecil.
            Permeabilitas bahan paramagnetik adalah 0μμ>, dan suseptibilitas magnetik bahannya .0>mχ contoh bahan paramagnetik: alumunium, magnesium, wolfram dan sebagainya. Bahan diamagnetik dan paramagnetik mempunyai sifat kemagnetan yang lemah. Perubahan medan magnet dengan adanya bahan tersebut tidaklah besar apabila digunakan sebagai pengisi kumparan toroida.
            Bahan paramagnetik ada yang positif, kerentanan kecil untuk medan magnet.. Bahan-bahan ini sedikit tertarik oleh medan magnet dan materi yang tidak mempertahankan sifat magnetik ketika bidang eksternal dihapus. sifat paramagnetik adalah karena adanya beberapa elektron tidak berpasangan, dan dari penataan kembali elektron orbit disebabkan oleh medan magnet eksternal. bahan paramagnetik termasuk Magnesium, molybdenum, lithium, dan tantalum
            Paramagnetisme adalah suatu bentuk magnetisme yang hanya terjadi karena adanya medan magnet eksternal. Material paramagnetik tertarik oleh medan magnet, dan karenanya memiliki permeabilitas magnetis relatif lebih besar dari satu (atau, dengan kata lain, suseptibilitas magnetik positif). Meskipun demikian, tidak seperti ferromagnet yang juga tertarik oleh medan magnet, paramagnet tidak mempertahankan magnetismenya sewaktu medan magnet eksternal tak lagi diterapkan.
Ciri-ciri dari bahan paramagnetic adalah:
·         Bahan yang resultan medan magnet atomis masing-masing atom/molekulnya adalah tidak nol.
·         Jika solenoida dimasuki bahan ini akan dihasilkan induksi magnetik yang lebih besar.
·         Permeabilitas bahan: u > u o.
Contoh: aluminium, magnesium, wolfram, platina, kayu

C.         KESIMPULAN
1.      Bahan yang bagus untuk membuat inti stator adalah besi lunak atau baja alloy dan dalam pasaran bisa kita dapatkan dengan nama VCN. Dilihat dari komposisi material VCN mempunyai komposisi chrom (Cr) dan Nickel (Ni) yang cukup tinggi ditambah adanya Molibdenum (Mo) menjadikan baja kualitas high strength yang memiliki sifat lentur, lebih tahan gesek, tahan panas, dan memiliki permaebilitas yang tinggi (Ferromagnetik/paramagnetik) sehingga dapat menghasilkan fluks atau medan magnet yang tinggi.

2.      Inti besi didesain / dibuat berlapis – lapis (laminasi) agar dapat mengurangi atau bahkan menghilangkan rugi – rugi arus (eddy current) yang dihasilkan inti besi.

3.      Di dalam alternator inti besi didesain bukan untuk menjadi magnet permanen, hal ini dikarenakan hal terpenting dalam alternator adalah dapat menghasilkan output yang besar dan dapat memutuskanya seketika output tidak dibutuhkan, sehingga tidak membutuhkan magnet permanen.


Referensi Materi :
v  Buku “alternatorhandbook_ocr “
v  “ Ferromagnetik dan Paramagnetk “
v  “Bahan_Magnetik_Penyusun_Inti_Transformator  “




Jumat, 21 September 2012

Pembangkit Listrik Tenaga Angin

 Angin adalah salah satu bentuk energi yang tersedia di alam, Pembangkit Listrik Tenaga Angin mengkonversikan energi angin menjadi energi listrik dengan menggunakan turbin angin atau kincir angin. Cara kerjanya cukup sederhana, energi angin yang memutar turbin angin, diteruskan untuk memutar rotor pada generator dibagian belakang turbin angin, sehingga akan menghasilkan energi listrik. Energi Listrik ini biasanya akan disimpan kedalam baterai sebelum dapat dimanfaatkan. Secara sederhana sketsa kincir angin adalah sebagai berikut :

Sketsa Kincir Angin
Indonesia, negara kepulauan yang 2/3 wilayahnya adalah lautan dan mempunyai garis pantai terpanjang di dunia yaitu ± 80.791,42 Km merupakan wilayah potensial untuk pengembangan pembanglit listrik tenaga angin, namun sayang potensi ini nampaknya belum dilirik oleh pemerintah. Sungguh ironis, disaat Indonesia menjadi tuan rumah konfrensi dunia mengenai pemanasan global di Nusa Dua, Bali pada akhir tahun 2007, pemerintah justru akan membangun pembangkit listrik berbahan bakar batubara yang merupakan penyebab nomor 1 pemanasan global.

Syarat – syarat dan kondisi angin yang dapat digunakan untuk menghasilkan energi listrik dapat dilihat pada tabel.





Angin kelas 3 adalah batas minimum dan angin kelas 8 adalah batas maksimum energi angin yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik.

Pemanfaatan energi angin merupakan pemanfaatan energi terbarukan yang paling berkembang saat ini. Berdasarkan data dari WWEA (World Wind Energy Association), sampai dengan tahun 2007 perkiraan energi listrik yang dihasilkan oleh turbin angin mencapai 93.85 GigaWatts, menghasilkan lebih dari 1% dari total kelistrikan secara global. Amerika, Spanyol dan China merupakan negara terdepan dalam pemanfaatan energi angin. Diharapkan pada tahun 2010 total kapasitas pembangkit listrik tenaga angin secara glogal mencapai GigaWatt.
Di tengah potensi angin melimpah di kawasan pesisir Indonesia, total kapasitas terpasang dalam sistem konversi energi angin saat ini kurang dari 800 kilowatt. Di seluruh Indonesia, lima unit kincir angin pembangkit berkapasitas masing-masing 80 kilowatt (kW) sudah dibangun.

Tahun 2007, tujuh unit dengan kapasitas sama menyusul dibangun di empat lokasi, masing-masing di Pulau Selayar tiga unit, Sulawesi Utara dua unit, dan Nusa Penida, Bali, serta Bangka Belitung, masing-masing satu unit. Mengacu pada kebijakan energi nasional, maka pembangkit listrik tenaga bayu (PLTB) ditargetkan mencapai 250 megawatt (MW) pada tahun 2025.

Ada ribuan turbin angin yang beroperasi, dengan kapasitas total 58.982 MW yang 69% berada di Eropa (2005). Dia merupakan cara alternatif penghasilan listrik yang paling tumbuh cepat dan menyediakan tambahan yang berharga bagi stasiun tenaga berskala besar yang berbeban besar. Penghasilan kapasitas listrik diproduksi-angin berlipat empat antara 1999 dan 2005. 90% dari instalasi tenaga angin berada di AS dan Eropa. Pada 2010, Asosiasi Tenaga Angin Dunia mengharapkan 120.000 MW akan terpasang di dunia.

Jerman, Spanyol, Amerika Serikat, India dan Denmark telah membuat invesatasi terbesar dalam penghasilan listrik dari angin. Denmark terkenal dalam pemroduksian dan penggunaan turbin angin, dengan sebuah komitmen yang dibuat pada 1970-an untuk menghasilkan setengah dari tenaga negara tersebut dengan angin. Denmark menghasil lebih dari 20% listriknya dengan turbin angin, persentase terbesar dan ke-lima terbesar dari penghasilan tenaga angin. Denmark dan Jerman merupakan eksportir terbesar dari turbin besar.

Penggunaan tenaga angin hanya 1% dari total produksi listrik dunia (2005). Jerman merupakan produsen terbesar tenaga angin dengan 32% dari total kapasitas dunia pada 2005; targetnya pada 2010, energi terbarui akan memenuhi 12,5% kebutuhan listrik Jerman. Jerman memiliki 16.000 turbin angin, kebanyakan terletak di utara negara tersebut - termasuk tiga terbesar dunia, dibuat oleh perusahaan Enercon (4,5 MW), Multibrid (5 MW) dan Repower (5 MW). Provinsi Schleswig-Holstein Jerman menghasilkan 25% listriknya dari turbin angin.


Pembangkit Listrik Tenaga Angin

Kamis, 14 Juni 2012

The Starter System


The Starter System                                                                                                     7/07 - R. Kwas
http://sw-em.com/Starter_old_style_exploded_lores.jpgGeneral, and Terminology:  The electric starting assembly fitted to vintage Volvos, commonly referred to a "Starter", is really a combination of two important parts, consisting of a SOLenoid and a one Horsepower electric Starting Motor (SM).  The Bosch design is a quality, series wound, (field coil is in series with armature) DC motor.  The SM spur gear has 8 teeth, and the flywheel ring-gear has 80, so the torque advantage the SM has over the engine (10:1) is significant.  Later permanent magnet/planetary-geared types are fit/form/function interchangeable...the SMs on these are noticeably smaller in diameter, due to the absence of bulky field coils...they also sound different, due to the higher RPMs of the actual motor and planetary gears, but these are also highly reliable as their forbearers from what I've seen.  Avoid mechanical shocks, like hammer strikes, to these, as this can demagnetize the ultra-powerful field magnets...then it’s no longer a starter but a good doorstop or buoy anchor...the factory is probably the only one equipped to remagnetize the assembly at that point.  


Starter Assembly, showing the earlier style SOLenoid. 
The newer SOL has a different form but is the same functionally.  Source:  GPC's Site
Normal Function, Electrical and Mechanical:   One important function of the SOL is as an electrical contactor to switch the significant starting currents.  It does this with two dedicated High Current Contacts (HCC).   As power is applied to the SOL coil, the ferrous armature is moved due to the magnetic field created.  This causes the attached bridging contact to complete a connection across terminal 30 (terminal to which battery cable is connected), and an unnumbered output terminal connected directly to the SM by way of a short hop-over cable (the hop-over cable (5) Is often without insulation, but a rubber grommet keeps it from making contact with the SM case as it enters).  Later versions also had an additional small disconnect terminal, by which the fuel injection system could also be imformed when the engine was being cranked.  Individuals who have, or intend to convert their IGN system to a solid state module (Pertronics or Allison/Crane) can also connect one input of the diode "ORing" cable to this point in order to get power while cranking.  This is required because terminal 54 of IGN Switch (the other input to the ORing cable), which would normally be supplying solid state IGN module, is disconnected from power during cranking (LINK to IGNITION and Armored Cable article), in order to shed other loads, which allows the battery to have the least additional load and give the best chance of starting. *By “OR-tying” these two power sources, it is assured that the IGNition electronics are continuously supplied.

http://sw-em.com/starting_system.jpg


Detailed Starter System diagram, showing control and high current paths,
assembly internals, and the way the
SwEm Start Switch Upgrade comes into play. 
**  What's the big deal about the Braid?  The there is nothing sacred about a braid other than its fine wire strands are better able to cope with the movement and vibration without being damaged. 
Troubleshooting: 
In-Situ:  A well charged battery and clean tight connections along the (high) current path are a prerequisite (ALWAYS, when troubleshooting electrical equipment, but more-so when troubleshooting high-current electrical equipment) ...and this includes the chassis-to-engine strap which also carries the substantial starting current as can be seen in the Diagram above.  Poor/loose connections cause voltage drops under the substantial load current...then things don't work so good...and the electrical current seeks the easiest alternate path...which might be through the throttle linkage or chock cables...then you can get some really weird secondary effects... but all bad! 
Bypass the IGN switch and apply power directly to energize SOL, and in turn SM.  A "remote starter switch" connected between the big bolt, terminal 30, and the smaller quick disconnect control (terminal 50) works well for this...a much less elegant (but equally effective in a pinch) technique uses any conductive tool between these two adjacent terminals (like a big screwdriver...but I wouldn't use my best...talk about the right tool for the job)...this makes big sparks and one needs to be ready for the engine movement when starter engages...  A remote start switch is preferable because it allows for the troubleshooting steps which follow, without big sparks in the engine compartment (big sparks scare onlookers, pets, and can ignite stuff!).  A remote starter switch with its spring loaded electrical clips isn't bothered by the rockin' anda rollin' of the engine either. 
Additional Safety Reminder:  Gearbox should be in neutral, handbrake applied, and IGN OFF (prevents starting).  Lunging cars scare wives and neighbors ("...maybe you should let that nice mechanic at Joe's Garage fix your car, dear")!
Since the SOL is directly connected to SM, this should normally result in a clack, and the SM immediately turning over the engine, as both work correctly...but if there is no clack, SOL is not being activated due to an external electrical problem (not getting power from IGN Switch), or an actual SOL failure exists (rare but not impossible!). 
A clack not accompanied by the SM turning the engine over on the other hand suggests a HCC problem OR a problem with the SM itself.  A simple way to determine which one to suspect is to measure if voltage is being routed through the high-current-contacts and being applied to the SM itself.  A voltmeter on the short uninsulated cable stub which hops from the SOL (output terminal), to the SM while energizing SOL will tell a lot...if battery voltage is measured, but no action from SM results, the SOL is working as expected, but the SM is suspect.  If on the other hand, SOL clacks when activated but no voltage is detected, the HCC is suspect.
http://sw-em.com/Bosch%20Starter.JPG
X-Ray view of the Starter Assembly from the green factory manual, showing high starting
and low IGNition switch current paths, also the mechanical function of the pivot linkage...
SOL pulls, pinion gear is driven in direction away from SM to engage ringgear.

Removed from Vehicle:  Operation of a starter can be checked off a vehicle by establishing similar operating connection as when in the vehicle.  A set of battery jumper cables may be used, but smaller gauge test wires 16-14ga. will do fine, since the SM will not be operating under load, and will therefore not be drawing typical high operating currents which necessitate really heavy wire found in the vehicle.  A negative connection must also be established from starter housing to battery negative.  Be aware:  The high starting torque is capable of twisting it out of ones hands if you are not ready for it...so held in a vice or simply on the ground with a foot securing it is a good idea!  When activating, the solenoid should clack, apply power to SM, and spur gear should spin and also advance, along its shaft, and away from the motor body (to engage ring gear when installed), when released, the spur gear should return to its unenergized position.  Any excessive slop should be investigated and repaired as necessary. 
Note:  Do not apply power for more than a "touch-test" as an unloaded series-wound motor can "run away" and self-destruct! 
The two through-bolts which hold the endplates can be removed in order to gain access to the internals and to check the brushes.  If length of brushes is such that brush-springs (28)are down to the holders, brushes should be replaced.  PN for springs is:  906983
Normal Function, Mechanical:  In addition to the electrical non-magic happening when the SOL is engaged, it must also perform a very important other mechanical function, that is, to connect the SM to the flywheel.  It does this by a simple pivot linkage.  As the SOL armature is pulled to connect the HCC, it also moves one end of a lever.  The other end of this lever simultaneously engages the SM driven gear with the flywheel ringgear.  After the engine has started and the flywheel's ringgear speed exceeds the SM spur gear, an over-run mechanism, which only allows the SM spur gear to engage the ring gear when flywheel speed is slower than SM speed, disengages the SM's spur gear from the flywheel ring gear.  
Mechanical Problems:
High Mileage Issues:  With the high margin build into all the Starter components, the assemblies are quite reliable, but, eventually, even a brick wears out.  If a starter has more that 200,000mi. on it, and along with it an unknown number of prolonged cranking sessions which were necessary to bring the engine to life in frigid ski area parking lot for instance, a removal and inspection might be a good idea! 
Typical symptoms of wearout problems:
Brushes wear, so starters then have been known to develop "dead spots".  (This is where MG drivers would apply several calibrated blows from their (required on-board equipment) brass hammers...often with success...Lucas equipment often works like that...even when new!...your result with Bosch equipment is likely to be quite different and more rewarding...see above!).  
HCCs carbon up and become intermittent (see above)...in a pretty rare case, I had a contact actually become detached from its mount, and bridge between battery terminals and chassis...YEAOW!...this made for an instant engine shutdown due to voltage collapse, smokeshow from under the hood as oil and dirt burned off the ground strap at the chassis, also the temp gauge heading instantly for the sky, as electrical current coursed along every possible path (including the metallic capillary tube of the temp sensing system, and probably also the throttle linkage for all I know)...and me scrambling, trying to get under the hood to disconnect the battery..."steppin' anda fetchin' like my hair was on fire and my a** was aketchin' " (with apologies to Charlie Daniels). 
Pivot or over-run mechanism wears or loosens causing gear engagement or disengagement problems.  (often characterized by a noticeably different sound while cranking or releasing...your car is talking to you...are you listening?)
Starter Replacement Notes:  Later starters had threaded mounting holes to eliminate the nuts, but these were metric threads...they can be used but require drilling out the threads.
-------------------------------------------------------
* This connection, or the diode ORing cable are not required if a SwEm Start Switch Upgrade (always a good idea!) is installed.  
Use the information contained herein in good health but in conjunction with normal, cautious, shop practice.  Ron
The trade names Volvo and Robert Bosch are used for reference only.  I am not affiliated with either company, other than being a satisfied customer and a part-time mechanic of their products.  The trade name Lucas is used to refer to totally lame attempts at the manufacture of automotive equipment , and top give them all the grief they deserve for their miserable failure...they were the Chinese junk product manufacturers of their day!  This text may be copied and used for non-commercial purposes, but if you use it without giving credit to the author or referencing the SwEm site as the source, your just a lowdown, rotten, stinking' plagiarist...and the Washington Times wants you!