RANCANG BANGUN KOPLING PADA ALAT UJI TORSI 1 Iswanri Rikci Sihaloho, 2 Din Aswan Amran Ritonga

1

RANCANG BANGUN KOPLING PADA ALAT UJI TORSI

1

Iswanri Rikci Sihaloho,

2

Din Aswan Amran Ritonga

1,2

Sekolah Tingggi Teknik Harapan Jurusan Teknik Mesin 2016

Email : iswanrirs@gmail.com

ABSTRAK

Kopling adalah komponen pemesinan yang berfungsi untuk meneruskan maupun memutuskan daya atau putaran (disesuaikan dengan pengaplikasiannya) dari mesin penggerak kepada komponen yang akan digerakkan selanjutnya, dapat berupa poros, dan sebagainya. Pada perkembangan teknologi sekarang ini, banyak perusahaan-perusahaan yang melakukan pengembangan pada alat uji puntir Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan membuat kopling luwes untuk meneruskan daya motor 1 HP dengan putraan motor 1500 rpm untuk alat uji torsi yang telah dirancang ulang oleh Mahasiswa Sekolah Tinggi Teknik Harapan Medan Jurusan Teknik Mesin angkatan tahun 2012. Dan juga untuk memperoleh jenis kopling serta ukuran dimensi yang sesuai, digunakan pada mesin alat uji torsi. Kopling yang cocok untuk alat uji puntir yang telah dirancang ulang oleh Mahasiswa Sekolah Tinggi Teknik Harapan Medan Jurusan Teknik Mesin angkatan 2012 ini adalah kopling tetap tipe fleksibel yaitu kopling sabuk, dimana kopling ini memilki beberapa keunggulan diantaranya dapat digunakan pada poros yang tidak rata sejajar, mampu meredam getaran, perawatan kopling lebih ekonomis, dan proses pembuatan kopling lebih gampang. Dari data yang didapat dilapangan dengan daya motor 1 Hp dan putaran motor 1500 rpm, maka hasil rancangan yang sesuai adalah; Diameter poros: 12,1 mm, Tegangan geser poros: 3.33 kg/mm2 , Diameter luar kopling flens A (mm): A=112 mm, Diameter bos C (mm): C = 45 mm,

Panjang L (mm): L = 40 mm, Diameter pusat baut B ((mm): B =75 mm, Diameter baut a (mm): a = 10

Kata kunci : Alat uji puntir, Kopling sabuk, Diameter poros,Tegangan geser.

ABSTRACT

Clutch is a machining component that serves to forward or disconnect the power or rotation (adjusted to its application) from the prime mover to the component to be driven further, it can be a shaft, and so forth. In the current technological developments, many companies are doing development on the tool kinking This research aims to design and make the clutch flexibility to continue the motor power 1 HP with putraan motors 1500 rpm for test equipment torque which has been redesigned by the Students of the College of Engineering Hope Terrain Department of Mechanical Engineering in 2012. and also to obtain the type of coupling as well as the size of the appropriate dimensions, used in engine torque test equipment. Clutch suitable for tool kinking which has been redesigned by the Students of the Higher Technical School of Hope Terrain Department of Mechanical Engineering 2012 is coupling remains the type of flexibility that clutch belt, where the clutch Airport has several advantages which can be used on shafts uneven parallel, capable dampen vibration, coupling treatment more economical, and the process of making the coupling easier. From the data obtained in the field with 1 Hp motor power and motor rotation 1500 rpm, then the design is appropriate; Shaft diameter: 12.1 mm, shear stress axis: 3:33 kg / mm2, the outer diameter of the coupling flange A (mm): A = 112 mm, the diameter of the boss C (mm): C = 45 mm, length L (mm): L = 40 mm, diameter of the center bolt B ((mm): B = 75 mm, a screw diameter (mm): a = 10.

Keywords: Tools kinking, Clutch belt, shaft diameter, Shear

1. PENDAHULUAN

Ilmu pengetahuan dan teknologi pada saat ini berkembang dengan begitu pesat seiring dengan kebutuhan manusia yang makin meningkat. Penemuan-penemuan teknologi terkini berlangsung secara terus menerus, sehingga mempermudah manusia dalam memenuhi kebutuhan hidupnya.

Salah satu diantaranya adalah teknologi

permesinan.Pada pergerakan mesin diperlukan suatu komponen yang dapat memutuskan ataupun

menghubungkan daya dan putaran. Komponen ini adalah kopling dimana putaran yang dihasilkan oleh mesin penggerak akan dihubungkan ke komponen yang akan digerakkan. Dalam hal ini diusahakan supaya tidak terjadi slip yang dapat merugikan atau mengurangi efisiensi suatu mesin.

Untuk mendukung proses kerja dibidang

permesinan diperlukan kopling yang baik. Kopling berkembang sesuai dengan perkembangan zaman, kopling sebagai elemen mesin yang saat ini banyak digunakan pada mesin–mesin industri, kendaraan bermotor, dan lain-lain. Dengan berjalannya waktu

2

dan penggunaan kopling yang terus menerus maka komponen-komponen koplingpasti akan mengalami hal-hal seperti plat cepat aus, usia kopling tidak tahan lama, biaya perawatan yang mahal, dan lain-lain. Dengan adanya hal-hal tersebut maka perlu adanya perancangan kopling yang tepat dan teliti.Kopling itu sendiri dapat digolongkan sesuai dengan penggunaannya pada mesin,dari cara kerjanya kopling dapat dibagi atas kopling tetap dan kopling tidak tetap.

1.1. Tujuan Penelitian

Merancang dan membuat kopling luwes untuk meneruskan daya motor 1 HP dengan putraan 1500 rpm untuk alat uji torsiyang telah dirancang ulang oleh Mahasiswa Sekolah Tinggi Teknik Harapan Medan Jurusan Teknik Mesin angkatan tahun 2012. Memperoleh jenis kopling serta ukurandimensi yang sesuai, digunakan pada mesin alat uji torsi diantaranya :

1. Tipe kopling.

2. Diameter poros. (mm)

3. Tegangan geser poros (kg/mm2)

4. Diameter luarkopling. (mm)

5. Diameter pusat baut B(mm)

6. Diameter bos C(mm)

7. PanjangbosL (mm)

8. Diameter pusat baut B(mm)

2. METODE PENELITIAN 2.1. Tempat dan Waktu

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Teknik Mesin Sekolah Tingggi Teknik Harapan Medan.Waktu penelitian dilaksanakan setelah memperoleh persetujuan, yaitu sejak tanggal pengesahan usulan oleh pengelola Program Studi sampai dengan dinyatakan selesai.

2.2. Studi Literatur

Studi literatur bertujuan untuk memperoleh teori dan rumus-rumus dari beberapa buku referensi yang diperlukan dalam perhitungan dimensi bagian utama kopling, dan bertujuan untuk memperoleh metode perancangan kopling, sehingga diperoleh alat-alat ukur yang digunakan untuk perancangan tersebut.

2.3

Penentuan Data Awal Perancangan

Dalam perancangan ini sebagai sumber tenaga (putaran), di pilih motor listrik dengan daya motor 1 HP dengan putran 1500 rpm dalam penentuan data awal perancangan.

2.4 Pemilihan jenis kopling digunakan untuk

menentukan perhitungan bagian-bagian

kopling.Dalam perancangan ini berdasarkan

kecepatan yang diperoleh dan sudut pemindahan putaran,dipilh jenis kopling luwes dengan tipe kopling karet. Berikut ini ditunjukkan diagram alir untuk memilih kopling tetap jenis karet ban.

2.5 Perancangan Kopling

Dalam perancangan kopling ini, terdapat dua bagian utama yang direncanakan. Bagian-bagian tersebut adalah naf dan flange. Dan secara perhitungan akan dicoba untuk diperoleh ukuran-ukurannya.

Peralatan – peralatan yangdigunakan dalam proses perancangankoplingini antara lain adalah :

1.Mesin bubut

2.Mesin gerinda duduk

3.Mesin gerinda potong

4.Mesin bor

5.Mesin las listrik

6.Alat pengulir (Tap)

7.Jangka sorong

8.Siku kerja 90 derajat dan penggaris

9.Ragum

10. Kunci ring dan kunci pas 12-14 mm

Bahan–bahan yang diperlukan dalam penelitian ini merupakan bahan–bahan yang digunakan untuk membuat kopling luwes yang terdiri atas:

1.Besi stainless diameter 50 mm.

2.Besi plat tebal 5 mm.

3.Karet belting.

4.Baut M 6 x1.25 mm dan murnya.

5.Ring 10 mm.

3 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1. Perhitungan Kopling

Dalam perancangan kopling ini terdapat beberapa perhitungan yang dapat menjadi acuan

untuk merancang kopling. Dengan adanya

perencanaan yang baik maka akan dihasilkan kopling yang baik dan layak diaplikasikan.

3.2. Data awal perancangan

Diketahui : Daya motor 1 hp Putaran motor 1500 rpm

Material poros baja st 37 (kandungan carbon 0.2%) Material baut JIS G 3101

3.3. Analisa data Daya motor : 1 HP = 745 watt n = 1500 rpm P = 1 HP 0,745 kW = 1500 rpm Factor Koreksi Fc (1,5)

Daya yang direncanakan pada penelitian ini disesuaikan dengan daya motor yang digunakan,

dengan daya motor 0,745 kW dan faktor koreksi Fc

(0,2) Pd = 1,2 x0,745 Pd = 0,895 kW Momen rencana T (kg.mm) T = 581,11 Kekuatan tarik

Dengan mengambil nilai kadar karbon untuk baja st 37 sebesar 0,2 % untuk mengambil faktor

keamanan, maka kekuatan tariknya adalah

= 0,2 x 100 + 20

= 40

Sf1 = 610

Sf2 = 2,0

Tegangan geser poros yang di ijinkan

Faktor koreksi untuk puntiran Kt

Kt = 2,0

Cb = 1,0

Diameter poros yang direncakan (ds mm)

Diameter luar kopling flens A (mm)

Diameter bos C (mm)

Panjang L (mm)

Diameter pusat baut B ((mm)

Diameter baut a (mm)

Jumlah baut n Dari tabel 2.1 di dapat:

4 A = 112 mm L = 40 mm B =75 mm C = 45 mm n = 4 a = 10

Nilai efektif baut

Tegangan geser baut

Dengan bahan baut SS41B

Faktor keamanan Sfb=6 Faktor koreksi Kb=3,0 Τba =41 /(6×3)=2,28 (kg/mm 2 ) 1,21 <2,28,baik Bahan flens FC20,F=35,5(mm), τb=17(kg/mm2),sfF=6, Faktor koreksi Kf =3 ΤFa =17/(6×3) ΤFa =0,99 (kg/mm2) 4. PENUTUP 4.1 Kesimpulan

Kopling yang cocok untuk alat uji puntir yang telah dirancang ulang oleh Mahasiswa Sekolah Tinggi Teknik Harapan Medan Jurusan Teknik Mesin angkatan 2012 ini adalah kopling tetap tipe fleksibel yaitu kopling karet ban, dimana kopling ini memilki beberapa keunggulan diantaranya dapat digunakan pada poros yang tidak rata sejajar, mampu meredam getaran, perawatan kopling lebih ekonomis, dan proses pembuatan kopling lebih gampang. Dari data yang didapat dilapangan dengan daya motor 1 Hp dan putaran motor 1500 rpm, maka hasil rancangan yang sesuai adalah :

1. Diameter poros : 12,1 mm

2. Tegangan geser poros : 3.33 kg/mm2

3. Diameter luar kopling flens A (mm) : A = 112

mm

4. Diameter bos C (mm) : C = 45

mm

5. Panjang L (mm) : L = 40

mm

6. Diameter pusat baut B ((mm) : B =75

mm

7. Diameter baut a (mm) : a = 10

4.2 Saran

Pada saat pembuatan material uji, bahan uji harus benar-benar tepat dengan ukuran yang sudah ditentukan dengan standart ASTM E8M. Pengujian harus benar-benar kuat saat mengikat/ mengunci material pada alat uji puntir. Pada saat pengambilan data harus benar-benar cermat agar data yang dihasilkan lebih akurat. Dan sebaiknya kampus

SEKOLAH TINGGI TEKNIK HARAPAN

mempunyai laboratorium yang standart untuk pengujian agar seluruh mahasiswa dapat melakukan pengujian di laboratorium SEKOLAH TINGGI TEKNIK HARAPAN MEDAN.

5 5. DAFTAR PUSTAKA

Anditya adi prasetyo, 2015 “Jurnal : Pengaruh

Aging Treatment Terhadap Porosistas dan Kekuatan Puntir Silinder AL-Mg-Si Pada Squeeze Casting , Univ. Brawijaya Malang.

Putra Teguh Sitompul, 2015, “Jurnal : Pengaruh

Kecepatan puntir dan dimensi saluran cetakan centrifugal casting”. Univ. Brawijaya Malang

Yudi Surya Irawan, 2015, “Jurnal : Pengaruh

Kecepatan puntir dan dimensi saluran cetakan centrifugal casting”. Univ. Brawijaya Malang

Harjanto, Agus Sri, 2005, “Jurnal : Rancang

Bangun Alat Uji Puntir Statis dan Uji Fatik dengan Beban Torsi”, Undip

Semarang.Popov, E.P, 1995, “Mechanic

of Material”, edisi terjemahan oleh Zainul,A.T, Erlangga,Ciracas, Jakarta.

Priyoko, Nanang A, 2005, “Jurnal : Pengaruh

Pengkombinasian Frekuensi Beban

Impak Terhadap Kekuatan Lelah

Spesimen Pada Beban Lentur Putar (Rotary Bending)”, Undip Semarang. Timoshenko, S, 1976, “Strength of Materials Part

II”, Robert E. Krieger Publishing

Co,New York.

Totok Surdia, Saito S, 1992, “Pengetahuan Bahan

Teknik Cetakan Kedua” PT

PradnaParamita, Jakarta.

Anonimous, 1984, “Annual Book of

ASTMStandart, Volume 03.01.

MetalMechanical Testing; Elevated and

LowTemperature” America Standart

Material Hand Book; Race Street, Philadelphia.

Budiman, Anton dan Bambang P, 1999, “Elemen

Mesin Jilid I Disain dan Kalkulasidari Sambungan, Bantalan dan Poros”,

Erlangga, Ciracas, Jakarta.

Callister Jr, W.D, 1994, “Material Science

andEngineering”, John Willey and Sons, Inc, New York.

Collins, J.A, 1981, “Failure of Material

inMechanical Design”, John Willey and Sons, Inc, New York.

Subagyo, 2012. Uji material dan porosdiameter

dengan pengujianpuntir.Jurusan teknik mesin Univ.Widyagama Malang

Dieter, G.E., Mechanical metallurgy, 1988, SI metric edition, McGraw-Hill, ISBN 0-07-100406-8.

Kernoth Budinski (1999 : 167 ) “ Pengerasan Baja

Membutuhkan perubahan Struktur

Kristal dari Body Centre Cubic ( BCC )