perencanaan elemen mesin

BAB I BAB I PENDAHULUAN PENDAHULUAN 1.1.Latar belakang 1.1.Latar belakang

Waktu berjalan dengan cepat, ilmu juga semakin berkembang sesuai perkembangan Waktu berjalan dengan cepat, ilmu juga semakin berkembang sesuai perkembangan zaman. Penemuan mesin dalam berbagai bidang semakin maju. Kita bisa lihat disekitar zaman. Penemuan mesin dalam berbagai bidang semakin maju. Kita bisa lihat disekitar kita misalnya dalam bidang pertanian, penggunaan mesin dari mulai penanaman sampai kita misalnya dalam bidang pertanian, penggunaan mesin dari mulai penanaman sampai ke pengolahan hasil pertanian, menggunakan alat-alat dan mesin yang cukup canggih, dan ke pengolahan hasil pertanian, menggunakan alat-alat dan mesin yang cukup canggih, dan bukan itu saja hampir di semua kehidupan manusia pada zaman sekarang ini tidak  bukan itu saja hampir di semua kehidupan manusia pada zaman sekarang ini tidak  terlepas dari mesin. Mesin-mesin tersebut tentunya akan mempermudah dalam proses terlepas dari mesin. Mesin-mesin tersebut tentunya akan mempermudah dalam proses pekerjaan. Kesuiksesan mesin-mesin tersebut tidak terlepas dari perencanaan mesin yang pekerjaan. Kesuiksesan mesin-mesin tersebut tidak terlepas dari perencanaan mesin yang begitu teliti sehingga menghasilkan komponen-komponen elemen mesin yang bagus dan begitu teliti sehingga menghasilkan komponen-komponen elemen mesin yang bagus dan memiliki keutamaan.

memiliki keutamaan. Dalam merencanaka

Dalam merencanakan elemen mesin perlu n elemen mesin perlu diperhatikan ketelitian yang tinggi diperhatikan ketelitian yang tinggi sehinggasehingga menghasilkan elemen-elemen mesin yang padu. Maka dalam makalah ini akan dibahas menghasilkan elemen-elemen mesin yang padu. Maka dalam makalah ini akan dibahas tentang perencanaa

tentang perencanaan beberapa elemen mesin n beberapa elemen mesin yang biasa dipakai dalam konstruksi yang biasa dipakai dalam konstruksi PLTA.PLTA. 1.2.Tujuan

1.2.Tujuan

Dalam perencanaan elemen mesin ini, ada beberapa

Dalam perencanaan elemen mesin ini, ada beberapa tujuan yang diharapkan bias tercapaitujuan yang diharapkan bias tercapai diantaranya.

diantaranya. a.

a. Sebagai realisasi dan ketuntasan mata kuliah perencanaan elemen mesin padaSebagai realisasi dan ketuntasan mata kuliah perencanaan elemen mesin pada semester delapan

semester delapan b.

b. Dapat merencanakan elemen-elemen mesin standartDapat merencanakan elemen-elemen mesin standart c.

c. Dapat mengetahui data-data hasil akhir Dapat mengetahui data-data hasil akhir perencanaan elemen mesin standarperencanaan elemen mesin standar 1.3.Masalah

1.3.Masalah

Permasalahan yang penulis temukan dalam perencanaan elemen mesin ini yaitu Permasalahan yang penulis temukan dalam perencanaan elemen mesin ini yaitu bagaimana menentukan dimensi-dimensi yang pas sehingga dalam perencanaan lanjut bagaimana menentukan dimensi-dimensi yang pas sehingga dalam perencanaan lanjut tidak terjadi kegagalan.

tidak terjadi kegagalan. 1.4.Batasan masalah 1.4.Batasan masalah

Perencanaan elemen mesin memiliki ruang lingkup yang cukup luas sehingga ketika Perencanaan elemen mesin memiliki ruang lingkup yang cukup luas sehingga ketika dibahas akan membutuhkan waktu dan pengetahuan yang luas pula. Maka dari i

dibahas akan membutuhkan waktu dan pengetahuan yang luas pula. Maka dari i tu penulistu penulis dalam hal ini akan membatasi permasalahan yang akan dibahas di perencanaan ini yaitu dalam hal ini akan membatasi permasalahan yang akan dibahas di perencanaan ini yaitu

BAB II BAB II DASAR TEORI DASAR TEORI 2.1.

2.1. Poros dan PasakPoros dan Pasak

Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting seteiap mesin. Hampir semua mesin Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting seteiap mesin. Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Peranan utama transmisi seperti itu meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Peranan utama transmisi seperti itu dipegang oleh poros.

dipegang oleh poros. 2.1.1.

2.1.1. Macam-macam porosMacam-macam poros a.

a. Poros transmisiPoros transmisi

Poros ini mendapatkan beban puntir dan lentur.

Poros ini mendapatkan beban puntir dan lentur. Daya ditransmisikan kepada poros iniDaya ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling, roda gigi,puli, sabuk rantai dan

melalui kopling, roda gigi,puli, sabuk rantai dan yang lainnya.yang lainnya. b.

b. Poros spindlePoros spindle

Poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin pekakas, dimana Poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin pekakas, dimana beban utamanya yaitu berupa beban puntiran, disebut spindle. Syarat yang harus dipebuhi beban utamanya yaitu berupa beban puntiran, disebut spindle. Syarat yang harus dipebuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil.

poros ini adalah deformasinya harus kecil. c.

c. Poros luwesPoros luwes

Poros yang berfungsi untuk memindahkan daya dari dua mekanisme, dimana Poros yang berfungsi untuk memindahkan daya dari dua mekanisme, dimana perputaran poros membentuk sudut dengan poros l

perputaran poros membentuk sudut dengan poros lainnya. Daya yang dipindahkan kecil.ainnya. Daya yang dipindahkan kecil. d.

d. Poros gandar (Axle)Poros gandar (Axle)

Poros ini dipasang di antara roda-roda keret a api, dimana tidak mendapatkan beban Poros ini dipasang di antara roda-roda keret a api, dimana tidak mendapatkan beban punter. Dan tidak berputar poros ini hanya mendapatkan beban lentur, kecuali digerakan punter. Dan tidak berputar poros ini hanya mendapatkan beban lentur, kecuali digerakan oleh penggerak mula dimana akan mengalami beban punir juga.

oleh penggerak mula dimana akan mengalami beban punir juga. e.

e. Poros (shaft)Poros (shaft)

Poros yang ikut berputar untuk memindahkan daya dari mesin ke mekanisme yang Poros yang ikut berputar untuk memindahkan daya dari mesin ke mekanisme yang digerakkan

digerakkan. Poros i. Poros ini mendapatkan beban punter dan ni mendapatkan beban punter dan beban lentur.beban lentur. 2.1.2.

2.1.2. Hal-hal penting dalam perencanaan porosHal-hal penting dalam perencanaan poros Untuk merencanaka

Untuk merencanakan poros hal-hal sebagai berikut n poros hal-hal sebagai berikut perlu diperhatikan :perlu diperhatikan : a.

a. Kekuatan porosKekuatan poros

Suatu poros transmisi dapat mengalami beban punter atau lentur atau Suatu poros transmisi dapat mengalami beban punter atau lentur atau gabungan antara puntir dan lentur seperti telah diutarakan di atas. Juaga ada poros gabungan antara puntir dan lentur seperti telah diutarakan di atas. Juaga ada poros yang mendapat beban tarik atau tekan seperti poros roling-baling kapal atau turbin yang mendapat beban tarik atau tekan seperti poros roling-baling kapal atau turbin dan lain

BAB II BAB II DASAR TEORI DASAR TEORI 2.1.

2.1. Poros dan PasakPoros dan Pasak

Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting seteiap mesin. Hampir semua mesin Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting seteiap mesin. Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Peranan utama transmisi seperti itu meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Peranan utama transmisi seperti itu dipegang oleh poros.

dipegang oleh poros. 2.1.1.

2.1.1. Macam-macam porosMacam-macam poros a.

a. Poros transmisiPoros transmisi

Poros ini mendapatkan beban puntir dan lentur.

Poros ini mendapatkan beban puntir dan lentur. Daya ditransmisikan kepada poros iniDaya ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling, roda gigi,puli, sabuk rantai dan

melalui kopling, roda gigi,puli, sabuk rantai dan yang lainnya.yang lainnya. b.

b. Poros spindlePoros spindle

Poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin pekakas, dimana Poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin pekakas, dimana beban utamanya yaitu berupa beban puntiran, disebut spindle. Syarat yang harus dipebuhi beban utamanya yaitu berupa beban puntiran, disebut spindle. Syarat yang harus dipebuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil.

poros ini adalah deformasinya harus kecil. c.

c. Poros luwesPoros luwes

Poros yang berfungsi untuk memindahkan daya dari dua mekanisme, dimana Poros yang berfungsi untuk memindahkan daya dari dua mekanisme, dimana perputaran poros membentuk sudut dengan poros l

perputaran poros membentuk sudut dengan poros lainnya. Daya yang dipindahkan kecil.ainnya. Daya yang dipindahkan kecil. d.

d. Poros gandar (Axle)Poros gandar (Axle)

Poros ini dipasang di antara roda-roda keret a api, dimana tidak mendapatkan beban Poros ini dipasang di antara roda-roda keret a api, dimana tidak mendapatkan beban punter. Dan tidak berputar poros ini hanya mendapatkan beban lentur, kecuali digerakan punter. Dan tidak berputar poros ini hanya mendapatkan beban lentur, kecuali digerakan oleh penggerak mula dimana akan mengalami beban punir juga.

oleh penggerak mula dimana akan mengalami beban punir juga. e.

e. Poros (shaft)Poros (shaft)

Poros yang ikut berputar untuk memindahkan daya dari mesin ke mekanisme yang Poros yang ikut berputar untuk memindahkan daya dari mesin ke mekanisme yang digerakkan

digerakkan. Poros i. Poros ini mendapatkan beban punter dan ni mendapatkan beban punter dan beban lentur.beban lentur. 2.1.2.

2.1.2. Hal-hal penting dalam perencanaan porosHal-hal penting dalam perencanaan poros Untuk merencanaka

Untuk merencanakan poros hal-hal sebagai berikut n poros hal-hal sebagai berikut perlu diperhatikan :perlu diperhatikan : a.

a. Kekuatan porosKekuatan poros

Suatu poros transmisi dapat mengalami beban punter atau lentur atau Suatu poros transmisi dapat mengalami beban punter atau lentur atau gabungan antara puntir dan lentur seperti telah diutarakan di atas. Juaga ada poros gabungan antara puntir dan lentur seperti telah diutarakan di atas. Juaga ada poros yang mendapat beban tarik atau tekan seperti poros roling-baling kapal atau turbin yang mendapat beban tarik atau tekan seperti poros roling-baling kapal atau turbin

b.

b. Kekakuan porosKekakuan poros

Poros mempunyai kekuatan poros yang cukup tetapi

Poros mempunyai kekuatan poros yang cukup tetapi jika lenturan atau defleksijika lenturan atau defleksi puntirnya terlalu besar akan mengakibatkan ketidak telitian( pada mesin perkakas) puntirnya terlalu besar akan mengakibatkan ketidak telitian( pada mesin perkakas) atau getaran dan suara (misalnya pada turbin dan

atau getaran dan suara (misalnya pada turbin dan gear box)gear box) c.

c. Putaran kritisPutaran kritis

Bila putaran mesin di naikan maka suatu harga putaran tertentu dapat terjadi Bila putaran mesin di naikan maka suatu harga putaran tertentu dapat terjadi getaran yang luarbiasa besarnya.

getaran yang luarbiasa besarnya. d.

d. KorosiKorosi

Bahan-bahan tahan korosi (termasuk plastic) harus dipilih untuk poros Bahan-bahan tahan korosi (termasuk plastic) harus dipilih untuk poros propeller dan pompa b

propeller dan pompa bila terjadi kontak dengaila terjadi kontak dengan n benda korosif. Debenda korosif. Demikian juga untuk mikian juga untuk  poros-poros yang terancam kaviatasi, dan poros-poros mesin yang berhenti lama. poros-poros yang terancam kaviatasi, dan poros-poros mesin yang berhenti lama. Sampai batas-batas tertentu dapat pula

Sampai batas-batas tertentu dapat pula dilakukan perlindungan terhadap korosi.dilakukan perlindungan terhadap korosi. e.

e. Bahan porosBahan poros

Poros untuk mesin umum biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik dingin Poros untuk mesin umum biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik dingin dan difinis, baja karbon konstruksi (disebut bahan S-C) yang dihasilkan dari ingot dan difinis, baja karbon konstruksi (disebut bahan S-C) yang dihasilkan dari ingot atau kill. Meski pun demikian, bahan ini kelurusannya kurang tetap dan dapat atau kill. Meski pun demikian, bahan ini kelurusannya kurang tetap dan dapat mengalami deformasi karena tegangan sisa dalm

mengalami deformasi karena tegangan sisa dalm terasnya.terasnya.

Poros-poros yang dipakai untuk meneruskan putaran tinggi dan beban berat Poros-poros yang dipakai untuk meneruskan putaran tinggi dan beban berat umumnya dibuat mengunakan baja paduan dengan pengerasan kulit yang sangat tahan umumnya dibuat mengunakan baja paduan dengan pengerasan kulit yang sangat tahan terhadap keausan. Beberapa diantaranya dalah baja khrom nikel, baja khrom nikel terhadap keausan. Beberapa diantaranya dalah baja khrom nikel, baja khrom nikel molibden, baja khrom.

molibden, baja khrom.

Table 2.1 baja karbon untuk konstruksi mesin dan baja

Table 2.1 baja karbon untuk konstruksi mesin dan baja batang yang difinis dinginbatang yang difinis dingin untuk poros. untuk poros. Standar dan Standar dan macam macam lambang Perlakuan lambang Perlakuan panas panas Kekuatan tarik  Kekuatan tarik  (Kg/mm (Kg/mm22)) keterangan keterangan Baja karbon Baja karbon konstruksi konstruksi mesin (JIS G mesin (JIS G 4501) 4501) S30C S30C S35C S35C S40C S40C S45C S45C S50C S50C S55C S55C penormalan 48 penormalan 48 52 52 55 55 58 58 62 62 66 66

Bajang baja Bajang baja yang difinis yang difinis dingin dingin S35C-D S35C-D S45C-D S45C-D S55C-D S55C-D 53 53 60 60 72 72 Ditarik dengan Ditarik dengan digerinda, digerinda, dibubut, atau dibubut, atau gabungan gabungan antara hal-hal antara hal-hal tersebut tersebut

Table 2.2 baja paduan untuk poros Table 2.2 baja paduan untuk poros Standar dan m

Standar dan m acam

acam

lambang

lambang Perlakuan Perlakuan panas panas Kekuatan Kekuatan tarik tarik  (Kg/mm

(Kg/mm22)) Baja khrom nikel

Baja khrom nikel (JIS G4102) (JIS G4102) SNC 2 SNC 2 SNC3 SNC3 SNC21 SNC21 SNC22 SNC22 Pengerasa

Pengerasan n kulitkulit

95 95 95 95 80 80 100 100 Baja khrom nikel

Baja khrom nikel molibden (JIS G molibden (JIS G 4103) 4103) SNCM 1 SNCM 1 SNCM 2 SNCM 2 SNCM 7 SNCM 7 SNCM 8 SNCM 8 SNCM22 SNCM22 SNCM23 SNCM23 SNCM25 SNCM25 --Pengerasa

Pengerasan n kulitkulit --85 85 95 95 100 100 105 105 90 90 100 100 120 120 Baja khrom (JIS

Baja khrom (JIS G4104) G4104) SCr 1 SCr 1 SCr 2 SCr 2 SCr 5 SCr 5 SCr 21 SCr 21 SCr 22 SCr 22 --pengerasan kulit pengerasan kulit --90 90 95 95 100 100 80 80 85 85 Baja khrom Baja khrom molibden (JIS G molibden (JIS G 4105) 4105) SCM 2 SCM 2 SCM 3 SCM 3 SCM 4 SCM 4 SCM 5 SCM 5 SCM21 SCM21 SCM22 SCM22 --Pengeras kulit Pengeras kulit --85 85 95 95 100 100 105 105 85 85 95 95

2.1.3.

2.1.3. Perencanaan pasak (Spie)Perencanaan pasak (Spie) Pasak

Pasak adalah elemen adalah elemen dari mesin ydari mesin yang ang digunakan untuk menyambung, digunakan untuk menyambung, dandan untuk menjaga hubungan putaran relative antara poros dari mesin dengan elemen untuk menjaga hubungan putaran relative antara poros dari mesin dengan elemen seperti roda gigi, puli, sprocket, dan roda gila (ply weel) dan sebgainya, dan yang seperti roda gigi, puli, sprocket, dan roda gila (ply weel) dan sebgainya, dan yang diambungka

diambungkan dengan poros n dengan poros elemen tersebut.elemen tersebut. Fungsi pasak:

Fungsi pasak:



 Sebagai penyalur putaran dari poros Sebagai penyalur putaran dari poros lubang atau sebaliknyalubang atau sebaliknya 

 Pengaman hubungaPengaman hubungan poros dengan elemen n poros dengan elemen transmisi putartransmisi putar 

 Sebagai dudukan pengarah pada konstruksi Sebagai dudukan pengarah pada konstruksi gerakangerakan

Berdasarkan bentukny

Berdasarkan bentuknya pasak dapat dibedakan menjadi a pasak dapat dibedakan menjadi ::



 Pasak sejajarPasak sejajar

Pasak ini kira-kira seperempat diameter poros, pada pemasangannya hamper Pasak ini kira-kira seperempat diameter poros, pada pemasangannya hamper 2/3 bagian terbenam pada poros.

2/3 bagian terbenam pada poros.



 Pasak miringPasak miring

Kemiringan pada poros adalah satu persen. Penggunaan pada ikatan Kemiringan pada poros adalah satu persen. Penggunaan pada ikatan yang menginginkan hubungan sesak antara poros dengan lubang.

yang menginginkan hubungan sesak antara poros dengan lubang.



 Pasak woodruff (pasak benam cakra)Pasak woodruff (pasak benam cakra)

Pasak jenis ini tidak mudah lepas Karen

Pasak jenis ini tidak mudah lepas Karen bagian yang terbenam lebih banyak bagian yang terbenam lebih banyak 



 Pasak kepalaPasak kepala

Pasak kepala juga merupakan pasak 4 persegi, panjang yang Pasak kepala juga merupakan pasak 4 persegi, panjang yang dilengkawi dengan kepala yang berfungsi untuk melepas dan memasang dilengkawi dengan kepala yang berfungsi untuk melepas dan memasang pasak, ukuran pasak ini tergantung pada

pasak, ukuran pasak ini tergantung pada poros.poros.

Gambar 2.1 macam-macam pasak  Gambar 2.1 macam-macam pasak 

Table 2.3 ukuran pasak dan alurnya (Sularso, hal 10)

a. Gaya tangentsial yang terjadi pada poros

Besarnya gaya tangensial yang terjadi pada poros akibat adanya alur pasak  adalah sebagai berikut :

 

_{()}



Kg………..(Sularso, 5 hal 25) Dimana : F = gaya tangensial (Kg) T = momen puntir (Kg.mm) Ds = diameter poros (mm) b. Ukuran pasak 

Dari hasil perhittungan hasil poros maka bersasarkan table 2 dapat ditentukan parameter ukuran-ukuran pasak sebagai baerikut :

 Lebar pasak = b

 Tinggi pasak = h

 Kedalam alur pasak pada poros = t₁  Keedalaman alur pasak pada naf = t2

 Un tuk menghindari kerusakan pada permukaan samping pasak, karena

tekanan bidang maka diperlukan faktor keamanan, yaitu dengan menentukan : faktor kelelahan bahan dan faktor konsentrasi tegangan, sehingga tegangan geser yang diizinkan dapat dihitung dengan memasukan faktor-faktor tersebut

 Untuk menjaga kekuatan pasak, perlu diperiksa hasil perhitungan tersebut

dengan perbandingan harga patokan yaitu :

- Lebar pasak sebaiknya antara 25-35 % dari diameter poros

- Panjang pasak sebaiknya lebih besar dari 0.75 dan tidak lebih dari 1.5 x diameter poros (Sularso, hal 27)

2.1.4. Perencanaan poros 2.1.4.1.Daya rencana

Jika P merupakan daya nominal, sedangkan  fc merupakan factor koreksi (table 1.3)

Maka daya rencana Pd (kW) sebagai patokan adalah





  

(kW)………(2.1)

Tabael 2.4 faktor-faktor koreksi daya-daya yang akan ditransmisikan fc Daya yang akan ditransmisikan  fc

Daya rata-rata yang diperlukan 1.2-2.0 Daya maksimum yang diperlukan 0.8-1.2

Daya normal 1.0-1.5

2.1.4.2.Momen puntir pada poros

Adapun poros yang berbentuk silinder atau lingkaran terhadap putaran, untuk  itu perlu mencari momen puntir yang berhubungan dengan poros, maka:

    

 







(Kg.mm)………..(Sularso, hal

7)

Pada poros penggerak momen puntir yang terjadi adalah

    

 







(Kg.mm) ………..…..(Sularso, hal

7)

2.1.4.3.Tegangan geser yang terjadi pada poros

Sehubungan dengan tegangan geser yang diizinkan Tg (Kg.mm), untuk  pemakaian umum pada poros dapat diperoleh dengan berbagai cara,



dihitung atas dasar kelelahan puntir dari kekuatan tarik perlu juga ditinjau apakah poros tersebut beraturan atau bertenaga karena pengaruh konsentrasi tegangan cukup besar, dengan demikian tegangan geser yang dijinkan adalah

 

_{}



(Kg.mm2)

2.1.4.4.Pemeriksaan poros

Pada perencanaan ini poros yang sudah ditentukan agar diameternya dapat aman dan terjamin pemakaiannya, maka perlu juga dilakukan pemeriksaan terhadap paktor koreksi konsentrasi tegangan alur pasak 



dan factor poros bertangga



dengan mengunakan deiagram R.e Peterson berikut, maka untuk:

a. Konsentrasi tegangan pada poros bertegangga ialah :





, sehingga besarnya



dapat ditentukan.

b. Konsentrasi tegangan pada poros beralur pasak ialah





,sehingga besarnya



dapat ditentukan .

2.1.4.5.Tegangan geser maksimum yang terjadi pada poros





*

_



_

+  ( )



 ()



(Kg/mm2)………(Sularso, hal 18 )

Dimana :





maks = Tegangan maskimal yang dizinkan (Kg/mm2) Ds = Diameter poros (mm)

T = Tegangan puntir (Kg/mm2)

Mp = Momen puntir pada pipa selubung (Kg/mm) Km = 1.5-2.0 untuk beban tumbukan ringan

2-3, untuk beban tumbukaan berat. Kt = 1.0 jika beban yang dikenakan halus

1.0-1.5 jika beban terjadi sedikit kejutan

1.5-3.0 jika dikenakan kejutan dan tumbukan besar

 

()

_

(mm) ………..(Sularso, hal 12 ) Dimana :

D = diameter bagian bantalan (mm) D = diameter terkecil poros (mm)

2.2. Kopling tetap

Kopling tetap adalah suatu elemen mesin yang berfungsi sebagai penerus putaran dan daya dari poros penggerak ke poros yang digerakan secara pasti (tanpa terjadi slip), dimana sumbu kedua poros tersebut terletak pada satu garis lurus atau dapat berbeda sedikit sumbunya. Berbeda dengan kopling tak tetap yang dapat dilepaskan dan dihubungkan bila diperlukan, maka kopling tetap selalu dalam keadaan terhubung.

2.2.1. Macam-macam kopling tetap

Kopling tetap mencakup koping kaku yang tidak mengizinkan ketidak lurusan kedua sumbu poros, kopling luwes (fleksibel) yang mengizinkan sedikit ketidak  lurusan sumbu poros, dan kopling universal yang dipergunakan bila kedua poros akan membentuk sudut yang cukup besar .

a. Kopling kaku

 Kopling bus

 Kopling flens kaku  Kopling flens tempa

b. Kopling lues

 Kopling flens lues  Kopling karet bintang  Kopling karet ban  Kopling karet bintang  Kopling gigi

 Kopling rantai

c. Koling universal

 Kopling universal hook 

 Kopling universal kecepatan tetap

2.2.2. Hal-hal penting dalam perencanaan kopling tetap

Dalam merencanakan sebuah kopling tetap, hal-hal berikut menjadi pertimbangan. a. Pemasangan yang mudah dan cepat

b. Ringkas dan ringan

c. Aman pada putaran tinggi; geataran dan tumbukan kecil.

d. Tidak ada atau sedikit sekali bagian yang menjorok (menonjol) e. Dapat mencegah pembebanan lebih

f. Terdapat sedikit kemungkinan gerakan aksial pada poros sekiranya terjadi pemuaian karena panas dll.

2.2.3. Perencanaan kopling tetap jenis flens

a. Daya yang akan ditransmisikan, P (kW) putaran poros penggerak, n1(rpm)

b. Factor koreksi, ( fc) daya

Table 2.5 faktor koreksi Daya yang akn ditransmisikan Fc

Daya rata-rata yang diperlukan Daya maksimum yang diperlukan Daya normal 1.2-2.0 0.8-1.2 1.0-1.5 c. Daya rencana, Pd (kW)

    

d. Momen rencana, T (kg.mm)

    

_

_



 

e. Bahan poros

 Kekuatan arik bahan poros,





(kg/mm2)  Apakah ada tangga atau alur pasak   Factor kemanan, Sf1 dan Sf2

f. Tetangan poros yang diijinkan,



_

(kg/mm2)





 

_

_

_{ }



_

g. Faktor korksi untuk puntiran. Faktor koreksi untuk lenturan, C b

Table 2.6 faktor koreksi lenturan

Factor pembebanan Kt

Beban dikenakan kejutan / tumbukan besar

1.5-3.0

Terjadi pembebanan lentur



Cb= 1.2-2.3

Tidak terjadi pembebanan lentur



Cb = 1.0 h. Diameter poros, ds (mm)

[  

_



_

 



 

]





i. Gaya tangensial, F (kg)

  



 j. Diameter luar kopling flens, A (mm) Diameter naff (bos), C (mm)

Panjang naff , L (mm)

Diameter pusaat baut, B (mm) Diameter baut, a (mm)

Jumlah baut, n

Table 2.7 Pemilihan baut

Ds A C L B a n F

mak Min kasar halus

63 50 224 112 80 160 16 6 18 22.4

71 56 250 125 90 180 20 6 23.6 28

80 63 280 140 100 200 20 6 23.6 28

90 71 315 160 112 236 25 8 26.5 35.5

100 80 355 180 125 265 25 8 26.5 35.5

k. Nilai efektif baut, ne



Biasanya dalam perhitungan dianggap bahwa hanya 50 % saja dari seluruh baut yang berjumlah n buah menerima seluruh beban secara merata.

Jumlah baut efektif, ne :

    

l. Tagangan geser baut,



_

(kg/mm2)







_{  }

  

_

_{   }

m. Bahan baut

 Kekuatan tarik bahan poros,





(kg/mm2)



Tabel  Factor kemanan, Sf _b= 5-6

 Faktor koreksi, Kb = 1.5-3

n. Tegangan geser baut yang diijinkan,



_

(Kg/mm2)





 



_

()

_

_{ }

_

o.



_

 

_

Gambar 2.2 Faktor koreksi untuk kopling p. Bahan flens

 Tebal flens, F (mm)



tabel

 Kekuatan arik bahan poros,





(kg/mm2)



tabel  Factor kemanan, Sf F= 5-6

 Factor koreksi, KF= 2-3

q. Tegangan geser yang diijinkan untuk flens,



_

(kg/mm2)





 



( )

_

_

_{ }

_



>



12 : 14

12



14



baik lannjut ke16 12



14



tidak bai kembali ke 8 16

>

>

16

>

8

>

8 12 : 14

12



14



baik lannjut ke16 12



14



tidak bai kembali ke 8

>

8

12 : 14

12



14



baik lannjut ke16 12



14



tidak bai kembali ke 8

>

8 16





 



12 : 14

12



14



baik lannjut ke16 12



14



tidak bai kembali ke 8

>





   

_{  }

_

_{ }

s.



_



_



_

Gambar 2.3 Faktor koreksi untuk kopling t. Diameter luar kopling flens, A (mm)

Diameter poros, Ds (mm) Diameter baut, a (mm) Jumlah baut, n Bahan baut, n = ? Bahan flens = ? 20

>















15















20

>

15















Table 2.8 pemilihan bahan baut dan flens untuk kopling tetap : Jeis bahan Lambang Besi cor kelabu FC-20 20 FC-25 25 FC-30 30 FC-35 35 Baja karbon cor SC-37 37 SC-42 42 SC-46 46 SC-49 49 Baja karbon trempa SF-50 50-60 SF-55 55-65 SF-60 60-70

Jeis bahan Lambang Baja karbon utntuk  konsstruksi mesin S20C 40 S35C 50 S40C 60 S45C 70 Baja karbon untuk  konstruksi biasa SS41B 40 SS50B 50 Baja batang difinis dingin S20C-D 50 S35C-D 60

15

2.3. Bantalan (bearing)

2.3.1. Pemilihan bantalan dan jenis flens

Bantalan dalah elemn mesin yang berfungsi untuk menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung dengan halus, aman dan berumur panjang.

Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin yang lainnya bekerja dengan baik. Jika banalan idak berfungsi dengan baik maka kerja seluruh system akan menurun atau tidak bias bekerja secara semestinya.

Bantalan dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

Gambar 2.4 bentuk bantalan gelinding

1. Bantalan luncur

Yaitu bantalan yang terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantara lapisan pelumas

2. Bantalan gelinding

Yaitu bantalan yang terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola (peluru), rol atau rol jarum, dan rol bulat

b. Berdasarkan arah beban terhadap poros

a. Bantalan radial, dimana arah beban yang ditumpu bantalan ini tegak lurus terhadap s umbu poros

b. Bantalan aksial, dimana beban yang ditumpu ini sejajar terhadap sumbu poros. c. Bantalan gelinding khusus, dimana bantalan ini dapat menumpu beban yang

arahnya sejajar dan juga tegak lurus terhadap sumbu.

Adapun bentuk dari semua jenis bantalan dapat dilihat pada gambar berikut. Gambar macam-macam bantalan gelinding

2.3.2. Bahan bantalan

Cin-cin dan elemen gelinding pada bantlan umumnya dibuat dari baja bantalan khrom karbon tinggi, karena dapat memberikan efek stabil pada perlakuan panas dan memberikan umur panjang serta keausan sangat tinggi.

2.3.3. Ukuran-ukuran bantalan

Dimension and basic load reting for Conrad type single row Radial bal bearing

Table 2.

2.3.4. Beban yang terjadi pada bantalan

a. Beban aksial yaitu : Fa =



. Fb (Kg) Dimana :



= koefisien gesekan

17 Diketahui bahwa : Fb =



_



(Kg/mm)………..(Sularso hal. 25)

Dimana :

Fb = gaya tekan sepanjang permukaan poros (Kg/mm) T = Tegangan puntir (Kg/mm)

Ds = diameter poros (mm) b. Beban radial

Beban radial, yaitu Fr =







(Kg/mm) ………..(Sularso hal. 149)

Dimana :

Fr = Beban radial (Kg/mm)



= koefisien gesekan c. Beban ekivalen dinamis

Dimana : Fe = X.F1 + Y. Fa ……….(Sularso hal,58)

Dimana harga-harga mengenai factor-faktor tersebut akan dapat diketahui berdasarkan antara

Fa berbanding C0 sesuai dengan table berikut :

Table factor-faktor V,X,Y, dan X0,Y0

2.3.5. Factor kecepatan Fn =

*







+



(m/dt) ………..(Sularso hal. 136) Dimana : Fn = Factor kecepatan (m/dt)

N2 = Putaran mesin yang direncanakan (rpm)

2.3.6. Factor umum

Fc = Fn.









………..(Sularso hal. 136)

Dimana :

C0 = Secara dinamis (Kg)

Fc = Kapasitas beban ekivalen dinamis (Kg)

2.3.7. Umur nominal bantalan

2.4. Sabuk dan Pulli

Sebagian besar transmisi sabuk menggunakan sabuk V karena mudah penangannnya dan harganyapun murah. Kecepatan sabuk direncanakan untuk dari 10 sampai 20 (m/s) pada umumnya, dan maksimum sampai (25 m/s ) daya maksimum yang dapat ditransmisikan kurang lebih sampai 500 (kW).

Sabuk V terbuat dari karet dan mempunyai penmpang trapezium. Tenunan tetoron atau semacamnya dipergunakan sebagai inti sabuk. Untuk membawa tarikan yang besar (Gambar). Sabuk V dibelitkan dikeliling alur pully yang berbentuk V pula. Bagian sabuk  yang sedang membelit pada pully ini mengalami lengkungan sehingga. Lebar bagian dalammya akan bertambah besar. Gaya gesekan juga akan bertambah karena pengakruh bentuk baji, yang akan menghasilkan gaya transmisi daya yang besar pada tegangan yang relative rendah.

Gambar 2.5 Penampang penggerak sabuk V

2.4.1. Perbandingan putaran

Karena sabuk V biasanya digunakan untuk menurunkan putaran. Maka perbandingan yang umum yang dipakai adalah perbandingan reduksi i ( i > 1), dimana :

19

 









(rpm)……… ………..(Sularso hal. 164) Dimana : I = Perbandingan putaran n1 = Putaran motor (rpm)

n2 =Putaran pada poros penggerak (rpm)

2.4.2. Diameter lingkaran jarak bagi pully

a. Diameter lingkaran jarak bagi pulli penggerak dp1

sesuai dengan pemilihan penampang sabuk V , maka dari table berikut akan diketahui diameter minimum pulli yang akan diijinkan dan dianjurkan.

Table 2.9. Diameter minimum pulli yang akan diijinkan dan dianjurkan.

Penampang A B C D E

Diameter minimum yang diijinkan 65 115 175 300 450 Diameter minimum yang dianjurkan 95 145 225 350 550 (Sularso, hal 169)

b. Diameter lingkaran jarak bagi pulli yang digerakan dp2

Untuk menentukan diameter lingkaran jarak bagi puli Dp yang digerakan, yaitu dengan mengalikan angka perbandingan I dengan diameter lingkaran jarak bagi puli penggerak dp, atau:

dp2 = dpi (mm)……….. (Sularso, hal 169) 2.4.3. Diameter luar pully

a. Diameter luar pully penggerak dk 1

dk 1 = dp1 + 2K (mm)

harga K diambil berdasarkan table berikut yang sesuai dengan penampang sabuk V Table 2.10 ukuran puli-V.

Penampang sabuk V

Diamet er nominal

(diameter

lingka ran jarak  bagi dp)

A 71-100 101-125 126 atau lebih 34 36 38 11.95 12.12 12.30 9.2 4.5 8.0 15.0 10.0 B 125-160 161-200 201 atau lebih 34 36 38 15.85 16.07 16.29 12.5 5.5 9.5 19.5 12.5 C 200-250 251-315 316 atau lebih 34 36 38 12.18 21.45 21.72 16.9 7.0 12.0 25.5 17.0 D 335-450 451 atau lebih 36 38 30.77 31.14 24.6 9.5 15.5 37.0 24.0 E 500-630 631 atau lebih 36 38 36 38 28.7 12.7 19.3 44.5 29.0 (Sularso, hal 166)

*harga-harga dalam W menyatakan ukuran standar **sabuk V sempit 3 V K = 0.6, 5 V K = 1.3

b. Diameter luar pully yang digerakan dk 2

dk 2 = dp2 + 2 K (mm)

2.4.4. Diameter naf 

a. Diameter naf puli penggerak dB1

dB1





_

ds1 + 10 (mm) ………..(Sularso, hal 177)

b. Diameter naf puli yang digerakan dB2

dB2





_

ds2 + 10 (mm)

2.4.5. Kecepatan linear sabuk-V

 











(m/dt) ……….. (Sularso, hal 166)

2.4.6. Panjang keliling sabuk-V

Panjang keliling sabuk dapat ditentukan dengan memasukan factor C yasng merupakan jarak sumbu poros. Ketentuan mengenai jarak sumbu poros ini diharuskan 1.5 sampai 2 kali jarak bagi puli yang digerakan dp. Dengan demikian panjang keliling sabuk  V-adalah

21

    



_

(



 



) 

_



(



 



)



(mm) ………..(Sularso, hal 170)

Dimana :

L = Panjang keliling sabuk-V (mm) C = Jarak sumbu poros sebenarnya 2.4.7. Jarak sumbu poros sebenarnya

 

 



(







)





(mm) ………....(Sularso, hal 170)

Dimana :

(



 



)

(mm) ………....(Sularso, hal 170)

2.4.8. Sudut kontak 

Sudut kontak dari sabuk pada alur puli penggerak harus diusahakan sebesar mungkin untuk memperbesar panjang kontak antara sabuk dan puli. Dari gambar berikut sudut kontak yang terjadi pada transmisi sabuk-V dan puli apat di hitung dengan :





_

(







)



(Derajat) ………....(Sularso, hal 173)

2.5. Roda gigi

Roda gigi merupakan suatu komponen yang bisanya digunakan sebagai alat untuk  mentransmisikan daya dari sabuk keroda gigi dan kemudian diteruskan keporos pengaduk. Roda gigi dipakai untuk mereduksi putaran motor agar putaran yang terjadi pada poros menjadi rendah sehingga torsi menjadi besar.

2.5.1. Klasifikasi roda gigi

Dalam hal ini dibedakan atas tiga keadaan sesuai dengan kedudukan yang diambil oleh poros yang satu terhadap yang lain:

a. Poros sejajar satu sama lain

Bentuk dasar roda gigi ini adalah dua buah silinder yang saling bersinggungan menurut sebuah garis lukis gigi dapat sejajar dengan garis lukis silinder (garis lurus). b. Poros saling memotong (roda gigi kerucut)

Bentuk dasarnya adalah dua buah kerucut dengan puncak gabungan yang saling menyinggung menurut sebuag garis lukis.

Bentuk dasarnya dalah roda gigi yang mempunyai jalur gigi yang berbentuk spiral pada bidang kerucut yang sumbunya bersilang, dan pemindahan gaya yang pada permukaan gigi beralangsung secarameluncur dan menggelinding.

Table 2.9 klasifikasi roda gigi

Letak poros Roda gigi Keterangan

Roda gigi dengan poros sejajar

Roda gigi lurus,(a) Roda gigi miring,(b)

Roda gigi miring ganda,(c)

(klasifikasi berdasarkan bentuk alur gigi)

Roda gigi luar Arah putaran berlawanan Arah putaran sama

Gerakan lurus dan berputar

Roda gigi dalam dan pinyon,(d)

Batang gigi dan pinyon, (e)

Roda gigi dengan poros berpotongan

Roda gigi kerucut lurus,(f)

(klasifikasi berdasarkan bentuk jalur gigi)

Roda gigi kerucut spiral,(g) Roda gigi kerucut ZEROL Roda gigi kerucut miring Roda gigi kerucut miring Ganda

Roda gigi permukaan dengan poros berpotongan(h)

(Roda gigi dengan poros berpotongan berbentuk  istimewa)

Roda gigi dengan poros silang

Roda gigi miring silang,(i) Kontak titik 

Gerakan lurus dn berputar

Batang gigi miring silang

Roda gigi cacing silindris (j) Roda gigi cacing selubung Ganda(globcid).(k)roda gigi cacing samping

23 Roda gigi hyperboloid

Roda gigi hopoid,(l)

Roda gigi permukaan silang

Sebelumny dianut paham bahwa roda gigi merupakan benda kaku yang tidak  mengalami perubahan bentuk dalam jangka waktu yang lama. Namun apa yang disebut dengan transmisi harmonis,digunakan gabungan roda gigi yang bekerja dengan deformasi elastic tanpa deformasi.

Untuk jelasnya bentuk roda gigi dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 2.6 macam-macam bentuk roda gigi 2.5.2. Nama-nama bagian roda gigi

Nama-nama bagian roda gigi diberikan dalam gambar , di bawah ini ; Mencari jumlah roda gigi pada roda gigi penggerak.

Dimana :





= diameter roda gigi penggerak 



= harga modul yang diambil dari tabel Mencari jumlah roda gigi yang digerakkan. Dirumuskan :









_



………....(Sularso, hal 214)

Modulroda gigi standar dalam JIS yang ditentukan sesuai dengan batang gigi dasar. Table 2.11 harga modul standar satuan mm (JIS B 1701-1973) (Sularso, hal 216)

Seri ke-1 Seri ke-2 Seri ke-3 Seri ke-1 Seri ke-2 Seri ke-3

0.1 3.5 0.15 4 3.75 0.2 4.5 0.25 5 0.3 5.5 0.35 6 0.4 7 6.5 0.45 8 0.5 9 0.55 10 0.6 0.65 11 0.7 12 0.75 14 0.8 16 0.9 18 1 20 1.25 22 1.5 25 1.75 28 2 32 2.25 36

25

2.5 40

2.75 45

3 3.25 50

Keterangan : Dalam pemilihan utamakan seri ke-1 kalau sudah terpaksa baru dipilih dari seri ke-2 dan ke-3

2.5.3. Perbandingan putaran roda gigi i

Perbandingan antara jumlah gigi pada roda gigi dan pada pinyon. Perbandingan ini dapat sebesar 4 sampai 5 dalam hal roda gigi lurus standar , dan dapat diperbear sampai 7 dengan perubahan kepala.

 









………....(Sularso, hal 351)

Dimana :

I = perbandingan roda gigi





= jumlah roda gigi pada poros penggerak 





= jumlah roda gigi pada poros yang digerakkan

Sedangkan diameter jarak bagi pada roda gigi penggerak adalah





()

(mm) ………....(Sularso, hal 216)

Dimana :





= roda gigi penggerak (mm)



= jarak sumbu poros (mm)



= perbandingan jumlah roda gigi

Diameter jarak bagi roda gigi yang digerakan





()

(mm) ………....(Sularso, hal 216)

Dimana :





= jarak bagi pada roda gigi yang digerakkan (mm) 2.5.4. Mencari kecepatan keliling roda gigi

 









  

(m/det) ………....(Sularso, hal 238)

Dimana :

V = kecepatan keliling roda gigi (m/dt) Db1 = diameter jarak bagi (mm)

gaya tangent sial yang terjadi pada roda gigi adalah :







 

_

(kg) ………....(Sularso, hal 218) Dimana





= gaya tangensial pada roda gigi (kg)

Pd = daya rencana dari motor penggerak (kW)

V = kecepatan keliling (m/dt)

2.5.5. Mencari beban lentur yang diizinkan

Dalam menentukan factor bentuk gigi dapat dilihat dari table

Table 2.12 factor bentuk gigi ………....(Sularso, hal 240)

Jumlah gigi z y Jumlah gigi z y

10 0.201 25 0.339 11 0.226 27 0.349 12 0.245 30 0.358 13 0.261 34 0.371 14 0.276 38 0.383 15 0.289 43 0.396 16 0.295 50 0.408 17 0.302 60 0.421 18 0.308 75 0.434 19 0.314 100 0.446 20 0.320 150 0.459 21 0.327 300 0.471 23 0.333 Batang gigi 0.484

Jika dari suatu perhitungan kekuatan ternyata diperlukan lebar sisi yang besarnya diluar daerah, maka perlu dilakukan perhitungan

Table 2.13 tegangan lentur yang dizinkan



_

 pada bahan roda gigi. ……....(Sularso, hal 241) Kelompok bahan Lambing bahan Kekuatan tarik 





(kg/mm2)

Kekerasan (brinell) HB

Tegangan lentur yang diizinkan

27





(kg/mm2) Baja cor FC 15 FC 20 FC 25 FC 30 15 20 25 30 140-160 160-180 180-240 190-240 7 9 11 13 Baja cor SC 42 SC 46 SC 49 42 46 49 140 160 190 12 19 20 Baja karbon untuk konstruksi mesin S 25 C S 35 C S 45 C 45 52 58 123-183 149-207 167-229 21 26 30 Baja paduan dengan pengerasan kulit S 15 CK 50 400 (dicelup dingin dalam minyak) 30 SNC 21 SNC 22 80 100 600 (dicelup dingin dalam air)

35-40 40-55 Baja khrom nikel SNC 1

SNC 2 SNC 3 75 85 95 212-255 248-302 269-321 35-40 40-60 40-60 Perunggu Logam delta Perunggu posfor (coran) Perunggu nikel (coran) 18 35-60 19-30 180-260 85 -80-100 180-260 5 10-20 5-7 20-30 Dammar phenol 3-5

Table 2.14 factor dinamis yang diizinkan Kecepatan rendah



m/s

 



 

_{  }

Kecepatan sedang



m/s

 



 

_{  }

Kecepatan



m/s

 



 

_{ √ }

Beban lentur yang diizinkan persatuan lebar Fb





 







(Kg/mm) ………...(Sularso, hal 240) Dimana :





= tegangan lentur yang diizinkan (Kg/mm) m = harga modul (mm)

Y = factor bentuk gigi Fv= factor dinamis

Harga bebanlentur permukaan yang diizinkan persatuan lebar Fh





= Fv KHd1

_











(Kg/mm) ……….…...(Sularso, hal 244)

Dimana :

Fv = faktor dinamis

KH= factor tegangan kontak pada bahan roda gigi (Kg/mm)

d1 = diameter jarak bagi

29

BAB III

PEMBAHASAN

3.1.Data perencanaan

Diketahui data perencanaan : Daya (P) =10 (kW)

Putaran (n) = 1450 rpm Bahan poros = S 30 C

Bahan pasak = S 45 C (dicelup dingin dan dilunakan) Diameter poros dudukan bantalan 1 db = 30 mm Diameter poros dudukan bantalan 2 db = 35 mm

Diameter poros perumpamaan (pengujian data 1) ds = 31.5 mm Pasak tidak boleh melebihi 1.3 kali dari diameter poros

Lebar pasak b =10 mm Tinggi pasak h = 8 mm

Kedalam alur pasak pada poros t 1 = 4.5 mm

3.2. Perhitungan poros

3.2.1. Diagram alir perencanaan poros

Di bawah ini merupakan diagram alir perencanaan poros

Gambar 2.7 diagram alir perencanaan poros

1.Daya yang ditransmisikan : p (kW) putaran poros :n1(rpm)

2.Faktor koreksi

3.Daya rencana Pd (kW)

4.Momen puntir rerencana T (Kg mm)

5.Bahan poros, perlakuan panas, kekuatan tarik



_(Kg/mm2₎

Apakah poros beratangga atau beralur pasak

Factor keamananSf1,Sf2

6.Tegangan geser yang diizinkan



_(Kg/mm2₎

7.Faktor koreksi untuk momen puntir

 K 1faktor lnturan Cp

8.Diameter poros d  2(mm)

9.Jari-jari filet dan poros bertangga r (mm)

Ukuran pasak san alur pasak

10.Faktor konsentrasi tegangan pada poros bertangga



, pada pasak







11.Tegangan geser



(Kg/mm2₎

 











 











13.Diameter poros d  2(mm) bahan poros,

perlakuan panas jari-jari filet dari poros bertangga ukuran pasak dan laur pasak

END STOP





31

3.2.2. Perhitungan poros

Perencanaan poros dapat dihitung sebagai berikut 1. Daya (P)

P = 10 (kW)

2. Factor koreksi fc= 1.0 (Table) 3. Daya rencana (Pd) Pd = fc. P = 1.0 x 10 = 10 kW 4. Torsi (T) (Kg/mm) T =

  

 





(Kg.mm) T = 9.74 x 105 x





= 6717 Kg.mm 5. Bahan poros S 45 C-D, maka





= 58 Kg/mm2 , Sf1 = 6.0 Sf2 = 2.0 (Tabel bahan)

6. Tegangan geser yang diizinkan



_







_{(  )}



= 4.83 Kg/mm2

7. Factor koreksi untuk momen puntir Kt dan factor lenturaan Cb Cb = 2.0 Kt = 1.5 8. Diameter poros ds

[

_

_





 



]



  *

_



 +



 

27.7 mm

Dibulatkan menjadi 28 mm

9. Jari-jari filet dari poros bertangga r 

Jari-jari filet =





=





= 1 mm

Alur pasak = 7 x 4 x filet 0.4

10. Konsentrasi tegangan pada poros bertangga

    

_

 

_

 

_



dan



= 1.37

Sedangkan konsentrasi tegangan pada poros dengan alur pasak adalah

 

_



, dan



= 2.8, maka

  

11. Tegangan geser



    

_

_

    

_

_



(Kg/mm2) 12.

 

_



_



4.83 x







3.45 Kg/mm2 Sedangkan

 









1.56 x 2.0 x 1.5









 







33 13. Diameter bagian bantalan db= 35 mm

Jari-jari filet =





=





= 1.75 mm Alur pasak = 10 x 4.5 x 0.6

14. Konsentrasi tegangan dari poros bertangga adalah





= 0.056, dan 35/31.35 = 1.11,



= 1.30

Konsentrasi tegangan dari poros dengan alur pasak adalah





= 0.019,



= 2.7,maka

  

15. Tegangan geser

    

_

_

    

_

_

 

1.10 Kg/mm2 16.

 

_



_



4.83 x







3.58 Kg/mm2 Sedangkan

 









1.10 x 2.0 x 1.5









 







, perencanaan baik 

17. Dengan demikian data untuk poros yaitu sebagi berikut :

ds = 31.5 mm Bahan poros = S 45 C-D Diameter poros =



31.5 x



35 Jari-jari filet = 1.75 mm Pasak = 10 x 8 Alur pasak = 10 x 4.5 x 0.6

3.3.Perhitungan pasak

3.3.1. Diagram alir perencanaan pasak 

Gambar 2.8 diagram alir perencanaan pasak 

1.Daya yang ditransmisikan : p (kW) putaran poros :n1(rpm)

2.Faktor koreksi fc

3.Daya rencana Pd (kW)

4.Momen rerencana T (Kg mm)

5.Bahan poros, perlakuan panas, kekuatan tarik



_(Kg/mm2₎

Apakah poros beratangga atau beralur pasak

Factor keamananSf1,Sf2

6.Tegangan geser yang diizinkan



_(Kg/mm2₎

7.Faktor koreksi untuk momen puntir

 K 1faktor lnturan Cp

8.Diameter poros d  2(mm)

10.Pasak : lebar b x tinggi h

Kedalam alur pasak poros t1

Kedalam alur pasak naf  t 2

11.bahan pask perlakuan panas, kekuatan tarik



(Kg/mm2_{) factor keamananSf}   h1 . Sf  h2





11. Panjang pasak l3(mm) 16b ds: 0.25 0.35  Ls ds: 0.75 . 13. Ukuran pasak b x h Panjang pasakl  2(mm)

Bahan pasak, perlakuan panas

END STOP





9. Gaya tanegnsial F(Kg)

12.Tekanan permukaan pasak yang diizinkan p 2



(Kg/mm2_{) .Tegangan geser pasak yang diizikan}



(Kg/mm2₎

11. Harga terbesar dari antara l1dan l2L(mm)

11.Panjang pasak, dari tegangan geser yang diizinkan l1(mm). Panjang pasak, dari tekanan

permukaan yang diizinkan l2(mm)





35 3.3.2. Perhitungan pasak 

1. Daya (P)

P = 10 (kW)

2. Factor koreksi fc= 1.0 (Table) 3. Daya rencana (Pd) Pd = fc. P = 1.0 x 10 = 10 kW 4. Torsi (T) (Kg/mm) T =

  

 





(Kg.mm) T = 9.74 x 105 x





= 6717 Kg.mm 5. Bahan pasak  S 30 C-D, maka





= 48 Kg/mm2 , Sf1 = 6.0 Sf2 = 2.0 (Tabel bahan)

6. Tegangan geser poros yang diizinkan



_







_{(  )}







_{(  )}



= 4 Kg/mm2

7. Menentukan Factor koreksi untuk momen puntir Kt dan factor lenturaan Cb Cb = 2.0

Kt = 2

8. Diameter poros ds

[

_

_





 



]



  *



_

 +



9. Gaya tangentsial Kg

  

_

  

_{}



Kg 10. Penampang pasak  Penampang pasak 10 x 8,

Kedalam alur pasak pada poros t 1 = 4.5 mm

Kedalam alur pasak pada naf t 2 = 3.5 mm

11. Jika bahan pasak S 30 C dicelup dingin dan dilunakkan, maka







35 Kg/mm2, maka :

Sf k1= 6

Sf k2= 3 (Table bahan pasak)

Sf k1 xSf k2= 6 x 3

= 18

12. Mencari tegangan geser yang diizinkan



_





=





  

=





= 1.9 Kg/mm2

Maka dari table tekanan diperoleh tekanan yang diizinkan yaitu Pa= 8 Kg/mm2

13. Mencari panjang pasak dari tegangan geser yang diizinkan, dan mencari panjang pasak  dari tekanan permukaan yang diizinkan. Maka,







_{  }



_







mm

 

_

_



_{ }



8.0

 

_



15.25 mm Jadi harga standar untuk l1 dan l2 adalah







15.2





= 25 mm

37



_



_



_



= 0.317 , jadi 0.25 < 0.317 < 0.35



baik  Sedangkan untuk 













_



= 0.817 , jadi 0.75 < 0.794 < 1.5



baik  15. Ukuraan pasak standar 10 x 8

Panjang pasak yang aktif = 25 mm

3.4.Perhitungan kopling

3.4.1. Diagram alir perencanaan kopling

Gambar 2.9 diagram alir perencanaan kopling

START

1. Daya yang ditransmisikan P (kW) Putaran poros n1(rpm)

2.Faktor koreksi fc

3.Daya rencana Pd (kW)

4.momen rencanaT (Kg.mm)

5.Bahan poros, perlakuan panas, kekuatan arik



_(Kg/mm2₎

Apakah ada tangga atau alur pasak Factor keamananSf 1, Sf  2

6.Tegangan geser poros yang diizinkan



_(Kg/mm2₎

7.faktor koreksi untuk puntiran Ktfactor

8.Diameter poros ds(mm)

9.diameter luar kopling flens A (mm) Diameter naf (bos) C (mm) Panjang naf l (mm) Diameter pusat baut B(mm) Diameter baut a (mm)

umlah baut n

10.nilai efektif baut



Jumlah baut efektif  ne

11. tegangan geser baut



_(Kg/mm2₎

12.bahan baut perlakuan panas Kekuatan tarik



_(Kg/mm2) Factor keamananSfb

Factor koreksi Kb

13 Tegangan geser baut yang diizinkan



_ (Kg/mm2₎

a

14 Kb



:





15. bahan flens, tebal flens F(mm) Kekuatan tarik



_(Kg/mm2₎

Factor kemananSfr

Factor koreksi Kt

16 tegangan geser yang diizinkan untuk flens



(Kg/mm2₎

17.tegangan geser flens



_(Kg/mm2₎

18. KF



:





19.diameter luar kopling flens A(mm) Diameter porosd s(mm)

Diameter bauta(mm) Jumlah bautn  Bahan baut, bahan flens

STOP END









b a b

39 3.4.2. Perhitungan kopling

1. Daya (P)

P = 10 (kW) n = 1450 rpm

2. Factor koreksi fc= 1.0 (Table) 3. Mencari daya rencana (Pd)

Pd = fc. P = 1.0 x 10 = 10 kW 4. Mencari torsi (T) (Kg/mm) T =

  

 





(Kg.mm) T = 9.74 x 105 x





= 6717 Kg.mm 5. Bahan poros S 30 C-D, maka





= 58 Kg/mm2 , Sf1 = 6.0 Sf2 = 2.0 (Tabel bahan)

6. Tegangan geser yang diizinkan



_







_{(   )}











_{(  )}



= 4.83 Kg/mm2

7. Menentukan factor koreksi untuk momen puntir Kt dan factor lenturaan Cb Cb = 2.0 (table)

Kt = 2.0

8. Diameter poros ds

[

_

_





 



]



 

30.5 mm

Dibulatkan menjadi 28 mm

9. Dari table ukuran kopling flens didapat nilai A = 130 mm, B = 95 mm, C = 55, L = 48, a = 10, n = 4

10. Diketahui nilai



= 0.5, maka didapat nilai

ne =



x n = 0.5 x 4 = 2 11. Tegangan geser



 

  



 



  



_{ }

_

_{ }

 

_{  }

    



_{   }



 

0.45 (Kg/mm2)

12. Dengan menggunakan bahan baut S 41 B ,



_

= 41 Kg/mm2 Factor kemanan Sfb = 6

Factor koreksi Kb= 3.0

13. Mencari tegangan geser pasak 



be =

_{(  )}





=



  

= 2.27 Kg/mm2

14. Perencanaan dalam kondisi baik karena



beporos<



bebaut



<



15. Bahan flens FC 20,

Maka dari table didapat nilai F = 35.5 (mm),



_

= 17 Kg/mm2,Sf F = 6

Factor koreksi Kf = 3

16. Mencari tegangan geser yang diizinkan pada untuk flens



_







_{  }





41





 

_{  }





 

Kg/mm2

17. Mencari tegangan geser pada flens





   

_{  }





   

_{  }

_

_{}





 

_{}





 

kg/mm2

18. Perencanaan kopling dalam keadaan baik karena, = 3.0 x



_

= 3.0 x



= 0.009

3.5.Perhitungan bantalan

3.5.1. Diagram alir perencanaan bantalan

Gambar 2.10 diagram alir perencanaan bantalan

START

1.Daya yang ditransmisikan : P(kW) Putaran poros : n1

2.Faktor koreksi fc

3.Daya rencana Pd ( kW)

4.Tegangan tegangan geser yang diizinkan



_Kg/mm2

5.Diameter poros ds(mm)

6.Data bantalan

7. Menentukan beban aksial  Fa (Kg/mm),

Menentukan beban radialFr (Kg/mm)

Beban ekivalen dinamis

8.Faktor umur

8.Faktor kecepatan

STOP

43 3.5.2. Perhitungan bantalan

1. Daya (P)

P = 10 (kW)

2. Factor koreksi fc= 1.0 (Table) 3. Daya rencana (Pd) Pd = fc. P = 1.0 x 10 = 10 kW 4. Torsi (T) (Kg/mm) T =

  

 





(Kg.mm) T = 9.74 x 105 x





= 6717 Kg.mm 5. Bahan poros S 30 C-D, maka





= 58 Kg/mm2 , Sf1 = 6.0 Sf2 = 2.0 (Tabel bahan)

6. Tegangan geser yang diizinkan



_







_{(  )}



= 4.83 Kg/mm2

Factor koreksi untuk momen puntir Kt dan factor lenturaan Cb Cb = 2.0

Kt = 1.5

Menentukan diameter poros ds

[

_

_





 



]



  *

_



 +



 

27.7 mm

7. Ukuran bantalan

Sesuai dengan pemilihan bantalan yaitu bantalan gelinding, maka dari table didapat ukuran-ukuran sebagai berikut :

 Nomor bantalan = 211

 Diameter lubang (d) = 55 mm  Diameter luar (d₂) = 100 mm  Lebar bantalan (B) = 21 mm

 Kapasitas dinamis (C) = 7500 lbm x 0.454 Kg = 3450 Kg  Kapasitas statis (Co) = 5630 lbm x 0.454 = 2556.02 Kg

8. Beban yang terjadi pada bantalan a. Beban aksial Fa Fb =



_

(Kg/mm)……….(Sularso, hal 25) Fb =

  



Fb =



Kg/mm Maka Fa =

 

(Kg/mm)



= Koefisien gesekan (0.10) Fa =



Fa = 48.49 Kg/mm b. Beban radial Fr 

Besarnya beban yang terjadi pada bantalan adalah : Fr =





Fr =





Fr =



Kg/mm

c. Beban ekivalen dinamis (Kg)

Berdasarkan table dengan perbandingan fector-fektor V,X,Y, dan X0, Y0

Fe = X .V.Fr + Y Fa ………..(ref, hal 135) Dimana :

45 V = 1 Fr =



Kg/mm Y = 1.0 Fa = 48.49 Kg/mm Maka Fe = x.V.Fr +Y Fa Kg/mm 9. Factor kecepatan

Adapun factor kecepatan bantalan adalah sebagai berikut : Fn =





_







Dimana : n2= 870 rpm Maka, Fn =











Fn = 0.33 10. Factor umur



_



Dimana Fe = 286.488 kg/mm C = 3405 Kg Fn = 0.33 Maka, Fh =



_



Fh =







Fh = 3.9

11. Umur nominal bantalan Lh = 500 Fh3 (jam) Dimana , Fh = 3.9 Lh = 500. 3.743 Lh = 30169

47

3.6.Perhitungan sabuk dan puli

3.6.1. Diagram alir perencanaan sabuk dan puli

Gambar 2.11 diagram alir perencanaan sabuk dan puli



START

1.Daya yang ditransmisikan P (kW) Putaran poros,



_(rpm)

Perbandingan putaran i Jarak sumbu poros C(mm)

2.faktor koreksi fc

3.Daya rencana Pd (kW)

4.Momen rencana T1, T2, (Kg/mm)

5.Bahan poros dan perlakuan panas

6.Perhitungan diameter poros ds1, ds2(mm)

7.Pemilihan penampang sabuk

8.diaeter minimum puli d  min, (mm)

9.Diameter lingkaran jarak jarak bagi puli d  p, Df , (mm)

Diameter luar puli Ds, D b ,(mm) Diameter naf ds, Ds (m/s) 10.Kecepatan sabuk



(m/s) 11.



= 30 12. C : 









a STOP END

3.6.2. Perhitungan puli

1. Mencari daya yang akan ditransmisikan P = 10 kW

C = 30 mm

N1= 1450, sedangkan putaran yang diinginkan adalah n2 870

Maka rasio i adalah i =









i =





i =



2. Factor koreksi Fc = 1.4

3. Mencari daya rencana Pd = fc x P

Pd =1.0 x 10

Pd =10

4. Mencari torsi puli penggerak (T1), dan yang digerakkan T2

T1 =

  



_{ }





T1 =

  



_{ }



T1 =



Kg.mm Sedangkan untuk T2 T1 =

  



_{ }





T1 =

  



_{ }



T1 =



Kg.mm

5. Bahan poros adalah S 30 C-D, maka





= 58 Kg/mm2

Sf1 = 6

Sf2 = 2 Maka

49





=





 





=



 





=



Kg/mm2

Kt = 2 untuk beban tumbukan Cb = 2 untuk lenturan

6. Mencari diameter poros untuk poros penggerak (ds1) dan yang digerakkan (ds2)

ds1=

*



_



     



+



ds1=

*

_



    +



ds1=



mm Sedangkan untuk ds2 ds2=

*



_



     



+



ds2=

*

_



    +

ds2=



mm 7. Penampang sabuk 

Penampang sabuk adalah sabuk V tipe B

8. memnentukani diameter minimum puli dari table yaitu d min = 145 mm

9. Mencari diameter lingkaran jarak bagi puli dp, Dp (mm) Diameter luar puly dk, Dk, dan diameter naf ds,Ds Diketahui nilai dp = dmin = 145 mm

Maka  Dp=dpx i  Dp= 145 x 1.67 Dp = 242 mm Dan untuk   Dk = 145 + 2 x 5.5 = 156 mm

Dp = 242 + 2 x 5.5 = 253 mm 5/3ds1 + 10 = 52 dB = 60 mm 5/3ds2 + 10 = 52 dB = 70 mm

10. Mencari kecepatan sabuk 



=

(    ) (  )



=

(    ) (  )



=

 

11. Pengoreksian

Perencanaan dalam keadaan baik karena 11.4 m/s < 30 m/s

12. Maka sabuk yang cocok digunakan yaitu tipe B No 48, 2 buah dk = 156 mm