MATERI DISKUSI KELOMPOK A
(Derek Tangan, Kerek Dengan Perkisaran Planit, Kerek Ulir, Dan Kerek Weston Berulir)
LAPORAN DISKUSI KELOMPOK Untuk memenuhi tugas matakuliah
Pesawat Angkat
yang dibina oleh Bapak Purnomo
Oleh
A’an Lathif Al Faqih 130513605983 Andreas Matulandi 130513605982 Anjar Hastomo G 130513605989 Bambang Adi Subroto 130513605986 Bambang Setiawan 130513605963 Buyung Try Nasution 130513605994
UNIVERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS TEKNIK
April 2015
A. DEREK TANGAN
Derek tangan ini terdiri dari tabung pengikal dan engkol pemutar atau tangkai pengikal. Pada tabungnya dibelitkan tali-beban, sedangkan gayanya bekerja pada tangkainya. Penularan dari tangkai kepada tabungnya dikerjakan dengan perantara roda-roda gigi secara langsung dan tidak langsung.
1. Penularan tingkat langsung atau tunggal
Roda gigi t1 memutar t4 sehingga jika t1 diputar 1 kali, t4 akan berputar t1 t4 kali.
Gambar C.1
Dengan demikian maka berlaku rumus: (catatan = t adalah jumlah gigi atau bisa juga diameter roda)
Dengan usaha
Jika engkol pemutar berputar 1 kali akan menghasilkan persamaan: Usaha olehengkol pemutar=¿K0×2πl ×n … …(n=jumlah putaran) Usaha olehengkol pemutar=¿K0×2πl ×1
Usaha pada engkol pemutar=¿K0×2πl
Usaha olehbeban=¿L ×2πR ×n … … … … …(n=jumlah putaran) Usaha olehbeban=¿L ×2πR ×t1
t4
Sesuai hukum kesetimbangan usaha maka didapatkan persamaan: Usaha pada engkol pemutar=Usaha olehbeban
K0=
Dengan rumus hasil guna akan didapatkan:
Contoh Soal
Sebuah derek tangan tipe tunggal digunakan untuk mengangkat beban seberat 450 kg, jika t1=10, t4=50, l = 15 cm berapa tinggi angkat beban jika engkol pemutar diputar 10 kali dan jari tabung tempat belitan tali (R) = 35 cm ?
Mencari besarnya K0
K0=L× R ×t1
Usaha olehbeban=¿L ×tinggi angkat beban
Sesuai hukum kesetimbangan usaha maka didapatkan persamaan: Usaha pada engkol pemutar=Usaha olehbeban
K0×20πl=L× tinggi angkat beban tinggi angkat beban=K0×20πl
L
tinggi angkat beban=210kg ×20π(15cm) 450kg
tinggi angkat beban=197920,34cm
450kg =439,82cm 2. Penularan tingkat tidak langsung atau rangkap
Roda gigi t1 memutar t2 selanjutnya t3 yang satu poros dengan t2 memutar t4,
sehingga jika t1 berputar 1 kali, t2 berputar t1
t2 kali dan t4 akan berputar t1
t2× t3
t4 kali.
Gambar C.2 Dengan demikian maka akan berlaku persamaan:
Dengan usaha
Jika engkol pemutar berputar 1 kali akan menghasilkan persamaan:
Usaha olehengkol pemutar=¿K0×2πl ×n … … … … …(n=jumlah putaran) Usaha olehengkol pemutar=¿K0×2πl ×1
Usaha pada engkol pemutar=¿K0×2πl
Usaha olehbeban=¿L ×2πR ×n … … … … …(n=jumlah putaran) Usaha olehbeban=¿L ×2πR ×t1
t2× t3 t4
Usaha pada engkol pemutar=Usaha olehbeban
Dengan rumus hasil guna akan didapatkan:
Contoh Soal
L×2m=y ×4m Mencari hasil guna roda A dan B
Gambar C.3
Pada gambar diatas melukiskan sebuah Derek tangan dimana tabung pengikalnya dilengkapi dengan 2 buah roda gigi t4 yang masing-masing digerakan oleh roda gigi t1. Perlu diperhatikan bahwa dua pasang roda gigi itu harus mempunyai jumlah gigi yang sama banyaknya. Bila tidak demikian derek tidak akan berarti karena akan memperbesar puntiran belaka, baik pada tabung maupun poros engkolnya, dan juga merusakan gigi-giginya.
B. KEREK DENGAN PERKISARAN PLANIT
Gambar dibawah ini merupakan gambar kerek dengan perkisaran planit, atau yang biasa disebut dengan kerek planit.
Untuk menentukan perputan antar roda gigi, maka tabung E dianggap tidak berputar dan yang berputar adalah roda gigi D. Dengan demikian jika roda A kita diputar sekali, maka
roda B akan berputar t₁
t₂ kali, begitu juga dengan roda C, banyaknya gigi yang
dipindahkan adalah tt₁₂
x t
₃
gigi. Maka dari itu roda D berputar sebanyak tt₁₂x
t₃
t₄ putaran, sehingga titik Z₁ pada roda D akan berpindah ke Z2.
Pada keadaan sebenarnya yang berputar adalah tabung E sedangkan sarang gigi D tidak berputar, karena sarang gigi D dipasang pada rumah kerek. Oleh sebab itu jika seluruh roda diputar, titik Z₂ akan kembali pada kedudukan semula yaitu pada titik
Z₁ , Sehingga roda E berputar sebanyak tt₁₂
x
tt₃₄ putaran ke kanan dan jumlahputaran roda gigi A
= 1+
tt₁₂x
tt₃₄ kali=
t₂x tt₂₄+tx t₁₄x t₃ Maka didapat rumus :η=Usaha L
Contoh Soal
Misalkan tA=12, tB=27, tC=9, tD=48
RE=R2=20 cm dan RA=R1=14 cm
η tabung=80%,ηA=95%
ηB dan ηC=90%, L=3000kg, K=?
Jawab: ηtot =η tabung∙ηA∙ηB∙ηC
=0,8×0,95×0,9×0,9
=0,6156
K=L∙ R2 R1 ×
t1∙ t3 t2∙ t4+t1∙t3
× 1 ηtot
¿3000kg ∙20cm 14cm ×
12∙9 27∙48+12∙9×
1 0,6156
¿4285,714kg ×0,077×1,624
¿535,92kg
Keadaannya berbeda dengan gambar sebelumnya akan tetapi prinsip kerjanya sama. Rantai pengangkatnya dibelitkan pada roda K. Roda ini dapat bergerak pada ulir dari piringan H karena piringan H dipasak pada poros O, maka roda gigi t₁ yang dipasak pada poros tersebut akan bergerak bersama-sama dengan piringan H.
Pada saat menaikkan beban
Roda K diputar kekanan sehingga pada uliran roda H dapat bergerak kekiri. Piringan penghalang P yang dipasang tepat pada bibir roda H, tertekan kekiri, begitu pula cincin kulit S. Akhirnya K akan menekan P dan S begitu kerasnya pada H, sehingga H turut memutar bersama-sama dengan K, begitu pula poros O dan roda gigi t1.
Putaran dari O itu oleh t1 ditularkan kepada roda-beban L, dengan perantaraan t2 yang disatukan dengan t3. Dengan demikian terbawalah pena A yang dipasang cicin B. Karena cincin B roda dan roda beban L dipasak pada bos E, yang dapat berputar bebas pada poros O, maka bebannya dapat terangkat.
Pada waktu K tidak berputar, H, S, P dan K masih merupakan satu ikatan yang keras, oleh karena itu beban tidak akan dapat turun sendiri disebabkan penghalangnya sudah masuk dalam gigi dari roda penghalang P.
Menurunkan beban
P
Apabila roda K diputar kekiri, roda ini bergerak ke kanan dan tekanan antara K, P, S dan H berkurang, sehingga H memutar ke kiri disebabkan adanya beban yang selalu menarik. Pada kejadian ini penghalang P tetap diam ditempat, sedangkan cicin S bergeser padanya. Untuk menghentikan turunnya beban, roda K cukup diputarkan ke kanan sedemikian rupa sehingga timbul gesekan yang cukup besarnya untuk menghentikan putarannya S dan H.
C. KEREK ULIR
Sebuah kerek yang berulir dan terdiri dari poros ulir A (worm) dan roda ulir B. rantai pengangkatanya dibelitkan pada piringan D. sudut ulirnya kebanyakan dibuat lebih besar daripada sudut geseknya, sehingga hasil gunanya dapat bertambah besar, akan tetapi sebaliknya kerapatan uliran tidak lagi terjamin. Kerapatan tersebut pada kerek ini terjadi dari tekanan Q, yang bekerja menurut sumbu poros ulir (worm) A dan menekankan ujung poros pada bidang-geseknya.
Selama beban terangkat, roda penghambatnya berputar bersama-sama dengan poros ulir disebabkan adanya gesekan yang kekal itu. Pada ketika poros ulir tidak diputarkan, segera pula penghalangnya menyangkut pada roda penghambat, karena itu poros ulir tidak begerak.
Jika kita ingin menurunkan bebannya, diperlukan gaya yang kuat untuk mengatasi gesekan tersebut diatas.
Dari kerek ulir seandainya diketahui:
Jari-jari roda C = r
Gaya pengangkatnya = K
Bebannya = L
Roda B mempunyai = t gigi
Uliran pada poros A berulir-rangkap.
Jumlah hasil guna = ɳ
Maka jika. D diputar sekali, usaha K = K x 2π R.
Sementara itu poros A berputar sekali juga dan memindahkan 2 gigi dari roda B, sehingga
B membuat: 2t putaran begitu pula C, sebab C dipersatukan dengan B. disebabkan C
membuat 2
t putaran, beban L akan naik.
1
Misalkan RD=25cm, RC=12cm, tB=60 gigi, dan K=40kg
D. KEREK WESTON BERULIR
Misalnya ditentukan:
Jari-jari roda R1 = R1
Jari-jari R2 = R2
Banyak gigi roda ulir = t
poros ulirnya berulir tunggal jari-jari roda pengangkat = R
hasil guna seluruhnya = ɳ
Apabila K memutar sekali 12 usaha K = K x 2πr sedang usaha
L = L x 2π(R1 – R2) × 1t ×12
Jadi
ɳ
=
L . π(
R1−R2)
× 1t K ×2π R
K=L
(
R1−R2)
2R . t ×Contoh Soal
Jika diketahui R=30cm, R1=25cm, R2=10cm, t=50, K=20kg, dan L=3000kg, tentukan berapa besarnya efisiensi total kerek weston berulir tersebut!
Jawab: K=L
(
R1−R2)
2∙ R ∙ t ×1
ɳ →ɳ=
L
(
R1−R2)
2∙ R ∙ t ∙ K
¿3000kg ∙(25cm−10cm) 2∙30cm ∙50∙20kg
¿0,75=75
