2.6 Metode Rapid Upper Limb Assessment (RULA)
2.7.4 Pemindahan Daya dengan Poros
Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin. Poros (shaft) adalah suatu bagian stasioner yang berputar, biasanya berpenampang bulat, dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi, pulli, flywheel, engkol, sproket, dan elemen pemindah daya lainnya. Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Poros untuk meneruskan daya diklasifikasikan menurut pembebanannya, yaitu:
1. Poros transmisi
Poros jenis ini mendapat beban puntir murni atau puntir dan lentur. Daya ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling, roda gigi, puli sabuk, atau sproket rantai, dan lain-lain.
2. Spindle
Spindle merupakan poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran. Syarat yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk
3. Gandar
Gandar merupakan poros yang tidak mendapatkan beban puntir, bahkan kadang-kadang tidak boleh berputar, misalnya poros yang dipasang diantara roda-roda kereta barang. Gandar ini hanya mendapat beban lentur, kecuali jika digerakkan oleh penggerak mula dimana akan mengalami beban puntir juga.
Menurut bentuknya, poros dapat digolongkan menjadi poros lurus umum, poros engkol, poros luwes, dan lain-lain.
Selain pengetahuan tentang alat transmisi daya, perlu dipahami juga pengetahuan tentang perencanaan elemen mekanik lainnya, yaitu:
1. Bantalan
Bantalan (laker) adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman, dan awet (Sularso, 1980). Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh sistem akan menurun atau tidak dapat bekerja secara semestinya.
2. Pegas
Fungsi pegas adalah memberikan gaya, melunakan tumbukan dengan memanfaatkan sifat elastisitas bahannya, menyerap dan menyimpan energi dalam waktu singkat dan mengeluarkannya lagi dalam jangka waktu yang lebih panjang, serta mengurangi getaran.
Pegas dapat digolongkan atas dasar jenis beban yang dapat diterimanya, seperti ditunjukkan dalam gambar 2.21 sebagai berikut :
Keterangan Gambar 2.21; a) Pegas tekan b) Pegas tarik c) Pegas puntir d) Pegas volut e) Pegas daun
f) Pegas piring (paralel/seri) g) Pegas cincin
h) Pegas batang puntir 2.8 MEKANIKA KONSTRUKSI
Konsep mekanika konstruksi mesin yang berkaitan dengan objek penelitian yang dilakukan yaitu mengenai ilmu statika, gaya, dan kekuatan material.
2.8.1 Statika
Statika adalah ilmu yang mempelajari tentang statik dari suatu beban terhadap gaya-gaya dan beban yang mungkin ada pada bahan tersebut, atau juga dapat dikatakan sebagai perubahan terhadap panjang benda awal karena gaya atau beban.
Beban adalah beratnya beban atau barang yang didukung oleh suatu konstruksi atau bangunan beban dan dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu:
1. Beban statis
Yaitu berat suatu benda yang tidak bergerak dan tidak berubah beratnya. Berat konstruksi yang mendukung itu termasuk beban mati dan disebut berat sendiri konstruksi.
2. Beban dinamis.
Yaitu beban yang berubah beratnya. Sebagai contoh beban hidup yaitu kendaraan atau orang berjalan diatas sebuah jembatan, tekanan atap rumah atau bangunan.
Terdapat tiga jenis tumpuan dalam ilmu statika untuk menentukan jenis peletakan yang digunakan dalam menahan beban. Beberapa peletakan diantaranya (Popov, 1991):
1. Tumpuan rol
Tumpuan rol yaitu tumpuan yang dapat meneruskan gaya desak yang tegak lurus bidang peletakannya. Dengan kata lain, tumpuan ini dapat menerima satu beban yaitu vertikal saja.
Gambar 2.22Tumpuan Rol Sumber : Popov, 1991 2. Tumpuan sendi
Tumpuan yang dapat meneruskan gaya tarik dan desak tetapi arahnya selalu menurut sumbu batang sehingga tumpuan ini dapat menerima dua beban yaitu vertikal dan horizontal.
Gambar 2.23 Tumpuan Sendi Sumber : Popov, 1991 3. Tumpuan jepitan
Jepitan adalah tumpuan yang dapat meneruskan segala gaya dan momen sehingga dapat mendukung H, V dan M yang berati mempunyai tiga gaya. Dari kesetimbangan kita memenuhi bahwa agar susunan gaya dalam keadaan setimbang haruslah dipenuhi tiga syarat yaitu ∑FHorisontal = 0,
∑FVertikal = 0, ∑M= 0
Gambar 2.24 Tumpuan Jepit Sumber : Popov, 1991
2.8.2 Gaya
Gaya adalah sesuatu yang menyebabkan suatu benda dari keadaan diam menjadi bergerak atau sebaliknya. Dalam ilmu statika berlaku hukum aksi sama dengan. Gaya dalam statika kemudian dibedakan menjadi:
1. Gaya Luar
Gaya luar adalah gaya yang diakibatkan oleh beban yang berasal dari luar sistem yang pada umumnya menciptakan kestabilan konstruksi. Beban ini dibedakan menjadi lima, yaitu:
a. Beban mati yaitu beban yang sudah tidak bisa dipindah-pindah, seperti dinding, penutup lantai dan lain-lain.
b. Beban sementara yaitu beban yang masih bisa dipindah-pindahkan, ataupun beban yang dapat berjalan seperti beban orang, mobil (kendaraan), kereta dan lain-lain.
c. Beban terbagi rata yaitu beban yang secara merata membebani struktur. Beban dapat dibedakan menjadi beban segi empat dan beban segitiga.
d. Beban titik terpusat adalah beban yang membebani pada suatu titik. e. Beban berjalan adalah beban yang bisa berjalan atau dipindah-
pindahkan baik itu beban merata, titik, atau kombinasi antar keduanya.
2. Gaya dalam
Gaya dalam terjadi akibat adanya gaya luar yang bekerja, maka bahan memberikan perlawanan sehingga timbul gaya dalam yang menyebabkan terjadinya deformasi atau perubahan bentuk.
3. Gaya geser (Shearing Force Diagram)
Gaya geser merupakan gaya dalam yang terjadi akibat adanya beban yang arah garis kerjanya tegak lurus (^) pada sumbu batang yang ditinjau. Gaya bidang lintang ditunjukan dengan SFD (Shearing Force Diagram), dimana penentuan tanda pada SFD berupa tanda negatif (-) atau positif (+) bergantung dari arah gaya.
4. Gaya normal (Normal force)
Gaya normal merupakan gaya dalam yang terjadi akibat adanya beban yang arah garis kerjanya searah (// ) sumbu batang yang ditinjau.
5. Momen
Momen adalah gaya yang bekerja dikalikan dengan panjang lengan yang terjadi akibat adanya beban yang terjadi pada struktur tersebut.
Momen = F ´ X ...Persamaan 2.12 dengan;
F = gaya (Newton) X = jarak (meter) 2.8.3 Kekuatan Material
Kekuatan material dapat didefinisikan sebagai kesanggupan suatu material terhadap gaya. Kekuatan material (F) dipengaruhi oleh besarnya momen penahan (W), tegangan ijin material (T), dan panjang material (l). Momen penahan setiap material berbeda-beda, tergantung dari dimensi dan geometri penampang melintangnya. Tabel 2.13 menunjukkan beberapa contoh rumus perhitungan momen penahan (W) untuk beberapa geometri melintang material, dan tabel 2.14 menunjukkan beberapa perhitungan kekuatan material berdasarkan titik tumpu dan muatan.
Tabel 2.13 Rumus Perhitungan Momen Penahan untuk Beberapa Geometri Melintang Material l 20 64 4 4 D D » p 20 ) ( 64 4 4 4 4 d D d D - » - p 12 2 bh a3b 4 p W 10 32 3 3 D D » p D d D D d D 10 ) ( 32 4 4 4 4 - » - p 6 2 bh a2b 4 p
Sumber: Sati, Buku Polyteknik, 1980
Tabel 2.14 Rumus Perhitungan Momen Penahan untuk Beberapa Geometri Melintang Material (Lanjutan)
l 36 3 bh 12 4 h 12 4 4 d D - 12 3 3 bh BH + W 24 2 bh 2 6 3 h h d D 6 4 4 - H bh BH 6 3 3 +