• Tidak ada hasil yang ditemukan

Tugas Besar Elemen Mesin 1

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2018

Membagikan "Tugas Besar Elemen Mesin 1"

Copied!
14
0
0

Teks penuh

(1)

FAKULTAS TEKNIK ELIESER TAHALELE

TUGAS BESAR

ELEMEN MESIN I

DISUSUN OLEH :

ELIESER TAHALELE

0724 1311 036

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS KHAIRUN

(2)

Kata Pengantar

Puji syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas

berkat dan rahmat-Nya sehingga saya dapat menyelesaikan Tugas Besar Elemen

Mesin I.

Walaupun Tugas Besar Elemen Mesin I ini masih jauh dari kesempurnaan,

maka dari itu saya berharap kepada Bapak Dosen untuk memberikan kritik dan

saran untuk penyempurnaan Tugas Besar Elemen Mesin I ini.

Akhirnya penulis berharap mudah-mudahan Tugas Besar Elemen Mesin I

ini dapat berguna dan bermanfaat untuk kita semua.

Ternate, 27 November 2014

(3)

FAKULTAS TEKNIK ELIESER TAHALELE

Soal :

1.

Rangcanglah bentuk poros dan hitung diameter minimum poros yang

diperlukan. Dengan diketahui:

Daya motor 7 hp

Putaran sprocket 700 rpm

Dengan mengasumsikan poros dibuat dari baja st 37

Kekuatan mulur

𝑆

𝑦

= 340 𝑀𝑃𝑎

Faktor keamanan dipilih 3

Jarak antar bantalan ditentukan sebesar 100 mm

Jarak antara bantalan A ke sprocket ditentukan sebesar 20 mm

100

20

20

(4)

Tentukan :

1.

Diameter poros

2.

Gambarkan diagram momen lentur poros

3.

Poros yang cocok digunakan

Jawab

1.

Diameter poros :

Jarak antar bantalan ditentukan sebesar 100 mm

Jarak antara bantalan A ke sprocket ditentukan sebesar 20 mm

𝑇 =

ω =

p

2.

π

. n /40

p

=

40 x 7 x 746

2.

π

. 700

=

208880

4396

= 𝟒𝟕, 𝟓𝟏𝟔 𝐍𝐦

Kemudian gaya tangensial pada sproket adalah

𝐹𝑡 =

𝐷/2 =

𝑇

160𝑚𝑚 /2 = 𝟎, 𝟓𝟗 𝑵

47,516𝑁𝑚

Σ

𝑀

𝐵

= 0 ;

𝐹

𝑡

(120) +

𝑅

𝐴𝑦

(100) = 0;

𝑅

𝐴𝑦

= −

𝐹

𝑡

100 = −

(120)

0,59(120)

100

= −

70,8

100

(5)

FAKULTAS TEKNIK ELIESER TAHALELE

-

Dengan mengasumsikan poros dibuat dari baja st 37

-

Kekuatan mulur

𝑆

𝑦

= 340 𝑀𝑃𝑎

-

Faktor keamanan dipilih 3

Σ

F

𝑦

= 0 ;

2.

Gambarkan diagram momen lentur poros

M = F x L

Diagram Momen Lentur Poros

(6)

2.

Rangcanglah pasak yang dipakai dalam sistem. Dimana diketahui:

Diameter terpasang sproket 18 mm

Diameter sproket 160 mm

Dengan mengasumsikan poros dibuat dari baja st 37

Faktor keamanan dipilih 2

Ukuran penampang untuk pasak berpenampang bujursangkar 3/16 inch

atau sekitar 4,8 mm

Ukuran penampang untuk pasak berpenampang persegi panjang 1/8 inch

atau sekitar 3,2 mm

Torsi 71,24 Nm

Gaya tangensial 8.381,2 N

Jari jari atau R 8,5 mm

Tentukanlah Panjang pasak :

1.

Untuk Pasak Bujursangkar

2.

Untuk Pasak Persegi Panjang

3.

Untuk Pasak Pin

4.

Untuk Pasak Pin Ulir

Diameter Poros

Nominal

Ukuran Nominal Pasak

Lebar, W

Tinggi, H

Bujursangkar

Persegi-panjang

5/16 - 7/16

3/32

3/32

-

7/16

9/16

1/8

1/8

3/32

(7)

FAKULTAS TEKNIK ELIESER TAHALELE

Jawab

1.

Pasak yang cocok digunakan yaitu pasak berpenampang bujur sangkar,

ukuran penampang itu adalah 3/16 inch (atau sekitar 4,8 mm)

Torsi yang diteruskan oleh rantai sebesar 71,24 Nm eqivalen dengan gaya

tangensial sebesar 8381,2 N yang bekerja pad poros berdiameter 18 mm

𝐹

𝑡

=

𝑅 =

𝑇

71,24 𝑁𝑚

8,5 𝑚𝑚

𝐹

𝑡

= 𝟖𝟑𝟖𝟏, 𝟐 𝑵

Untuk Pasak Bujursangkar

Jika diasumsikan pasak dibuat dari material yang sama dengan material

poros yaitu St 37 dan factor keamanan ditentukan sebesar 2 maka

panjang pasak menurut kegagalan akibat tegangan normal yaitu:

𝑙 =

𝐹

𝑡

× 𝐹𝑆

1

× 𝑆

𝑦

𝑙 =

2,4 𝑚𝑚 × 340 𝑀𝑃𝑎 =

8381,2 𝑁 × 2

16762,4

816 = 𝟐𝟎, 𝟓𝟒𝟐 𝑚𝑚

(8)

Menurut kedua hasil perhitungan diatas, panjang minimum atau panjang

aman untuk jenis pasak bujur sangkar adalah 20,542

mm

.

2.

Untuk Pasak Persegi Panjang

𝑙 =

𝐹

𝑡

× 𝐹𝑆

1

× 𝑆

𝑦

𝑙 =

1,6 𝑚𝑚 × 340 𝑀𝑃𝑎 =

8381,2 𝑁 × 2

16762,4

544 = 𝟑𝟎, 𝟖𝟏𝟑 𝑚𝑚

Sedangkan panjang pasak menurut kegagalan akibat tegangan geser

adalah:

3.

Diameter Untuk Pasak Pin

d

=

√8TxFS

D(π . S

y

)

=

√8(71,24 Nm)x2

18 mm (π . 340 MPa

)

d = 7,7

mm

Selanjutnya berapa panjang pasak pin yang diperlukan ? apabila tebal dari

hub diasumsikan sebesar 5 mm maka panjang pasak pin minimum yang diperlukan

adalah :

(9)

FAKULTAS TEKNIK ELIESER TAHALELE

4.

Diameter Pasak Pin Ulir

Diameter pasak pin ulir yang menerima beban torsi sebesar 71,24 Nm

d

=

√16TxFS

D(π . S

y

)

=

√16(71,24

Nm)x2

18 mm (π . 340 MPa

)

d =

10,8

mm

3.

Sebuah katalog memperlihatkan basic dynamic load rating sebuah ball

bearing sebesar 6 lb untuk umur sebesar 1.000.000 putaran. Berapakah umur

L

10

yang diharapkan, jika bearing itu dikenai beban 3.500 lb.

Diketahui :

P

1

= C = 6 lb (basic dynamic load rating)

P

2

= P

d

= 3.500 lb (beban desain)

L

1

= 106 putaran (umur L

10

pada beban C)

k = 3,00 (untuk ball bearing)

(10)

Jawab :

pegas 1,75 in. Pada panjang 1,25 in gaya yang diperlukan untuk menekan

adalah 10 lb . pegas ini akan dipasang pada mesin yang siklusnya rendah

dan diharapkan mencapai total 200 000 siklus. Pegas yang diletakkan dalam

sebuah lubang berdiameter sekitar 0,75 in. Untuk keperluan itu, tentukan :

a.

Material pegas yang sesuai

b.

Diameter kawat

(11)

FAKULTAS TEKNIK ELIESER TAHALELE

Diameter lubang = 0,75 in

Ditanya : ..?

a.

Material pegas yang sesuai

b.

Diameter kawat

c.

Diameter rata-rata

d.

Diameter luar

e.

Diameter dalam

f.

Panjang bebas

g.

Panjang penuh

h.

Jumlah gulungan

Jawab :

a.

Untuk permasalahan diatas, berbagai jenis material pegas dapat digunakan.

Sebagai jawaban dipilih Baja Chromium-Vanadium A231 yang memiliki

modulus geser G = 77,2 Gpa. Angka sebesar itu setara dengan 11.200.000

psi.

b.

Diameter kawat, Dw.

𝐷

𝑤

=

√8. 𝐾. 𝐹

0

. 𝐷

𝑚

3

(12)

𝜏

𝑑

= −0,51. 𝐷

𝑤

3

+ 14,038 . 𝐷

𝑤

2

− 133,44 . 𝐷

𝑤

+ 1193,7

𝜏

𝑑

= −0,51. (3)

3

+ 14,038 . (3)

2

− 133,44 . (3) + 1193,7

𝜏

𝑑

= 𝟗𝟎𝟓, 𝟗 𝑴𝑷𝒂

Setelah ketiga variabel telah diketahui, selanjutnyabmemasukkan nilai ketiganya

𝐷

𝑤

= 3√(

8 (1,2)(44,5 𝑁)(15,24 𝑚𝑚

𝜋 (978,9 𝑀𝑃𝑎)

)

𝐷

𝑤

= 𝟏, 𝟑𝟏 𝑚𝑚

Dengan memasukkan kembali diameter kawat ini kedalam persamaan tegangan geser

yang diizinkan maka diperoleh :

𝜏

𝑑

= −0,51. (1,31)

3

+ 14,038 . (1,31)

2

− 133,44 . (1,31) + 1193,7

𝜏

𝑑

= 𝟏𝟎𝟒𝟏, 𝟖 𝑴𝑷𝒂

Selanjutnya diameter kawat pegas dihitung kembali sebagai berikut :

𝐷

𝑤

=

√8. 𝐾. 𝐹

0

. 𝐷

𝑚

(13)

FAKULTAS TEKNIK ELIESER TAHALELE

𝐾 =

4𝐶 − 1

4𝐶 − 4 +

0,615

𝐶

𝐾 =

4(12,19) − 1

4(12,19) − 4 +

0,615

12,19 = 𝟒𝟒, 𝟕𝟗𝟎

d.

Diameter luar

Besarnya diameter luar adalah :

𝐷

0

= 𝐷

𝑚

+ 𝐷

𝑤

= 15,24 + 1,25 = 𝟏𝟔, 𝟒𝟗

e.

Diameter dalam

Besar diameter dalam adalah :

𝐷

𝑖

= 𝐷

𝑚

− 𝐷

𝑤

= 15,24 − 1,25 = 𝟏𝟑, 𝟗𝟗

f.

Panjang bebas, L

i

𝑘 =

𝐿

𝐹

0

𝑓

− 𝐿

0

Konstanta pegas itu sendiri dihitung dengan menggunakan persamaan berikut,

𝑘 =

𝐹

𝐿

0

− 𝐹

𝑖

𝑖

− 𝐿

𝑜

=

(44,5 − 26,7)𝑁

(44,45 − 31,75)𝑚𝑚 = 𝟏, 𝟒𝟎𝟐 𝑁/𝑚𝑚

Selanjutnya panjang pegas adalah :

𝑘 =

𝐿

𝐹

0

𝑓

− 𝐿

0

𝐿

𝑓

= 𝐿

0

=

𝐹

𝑘

0

(14)

g.

Jumlah gulungan

𝑁

𝑎

=

𝐺. 𝐷

8𝑘𝐶

𝑤

3

=

77,2 . 𝐺𝑃𝑎 × 1,25 𝑚𝑚

8(1,402 𝑁 𝑚𝑚

)(12,19)

3

𝑁

𝑎

= 𝟒, 𝟕𝟒 𝑙𝑖𝑙𝑖𝑡𝑎𝑛

h.

Panjang penuh

Panjang penuh adalah dimana kondisi setiap lilitan kawat pegas saling

bersentuhan. Panjang penuh dihitung dengan menggunakan persamaan berikut

:

𝐿

0

= 𝐷

𝑤

(𝑁

𝑎

+ 2)

Referensi

Dokumen terkait

Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa: Korporasi dapat dikenakan sebagai pelaku turut serta atau penyertaan terhadap perbuatan organ-organ yang ada didalamnya,

Pada kasidah Hadrah seperti gambar diatas tentu mempunya banyak kesamaan seperti halnya, lirik atau puji-pujian dimainkan dengan duduk atau bersila, jenis kasidah

Dalam mengukur pH suatu larutan dapat dilakukan dengan berbagai cara Dalam mengukur pH suatu larutan dapat dilakukan dengan berbagai cara yaitu dengan menggunakan kertas lakmus,

Penelitian menjadi roh/jiwanya, yang dapat eksis bila ditopang oleh perpustakaan yang berfungsi sebagai "jantung" PT dan mempunyai kualitas pelayanan bertaraf dunia Salah

Guru menerapkan model pembelajaran “ular tangga PAI ( SKI dan Fiqih )” untuk memahami konsep materi sistem yang akan diberikan dengan tahapan sebagai berikut :. • Permainan ini

Pada penelitian ini telah dilakukan serangkaian proses yang bertujuan untuk mengetahui pengaruh perbedaan kadar PVP K-30 sebagai bahan pengikat terhadap mutu fisik tablet

Begitu juga sebaliknya, hila seseorang memiliki harga diri yang rendah, mak:a orang tersebut ak:an mengalami kesulitan dalam menjalin hubungan persahabatan dengan orang