Materi Elemen Mesin 1

ELEMEN MESIN I

ELEMEN MESIN I

Disusun oleh : Disusun oleh : SUPRIYONO SUPRIYONO Disusun Oleh: Disusun Oleh: Achmad Risa Hari!" ST# Achmad Risa Hari!" ST#

$AKULTAS TEKNOLO%I INDUSTRI

$AKULTAS TEKNOLO%I INDUSTRI

&URUSAN TEKNIK MESIN

&URUSAN TEKNIK MESIN

UNI'ERSITAS %UNADARMA

UNI'ERSITAS %UNADARMA

$E(RUARI

$E(RUARI

)**+

)**+

(A( I (A( I (E(AN DAN

(E(AN DAN TE%AN%ANTE%AN%AN PENDAHULUAN

PENDAHULUAN

Elemen mesin (onderdil) dibagi menjadi 3 : Elemen mesin (onderdil) dibagi menjadi 3 : 1.Komponen 1.Komponen 2.Unit 2.Unit 3.Rakitan 3.Rakitan KOMPONEN 

KOMPONEN   :Bagian terkecil dari suatu komponen mesin ang merupakan satu  :Bagian terkecil dari suatu komponen mesin ang merupakan satu kesatuan.

kesatuan.

!onto" : #orak$ blok silinder$ katup$ pasak$ poros$ dsb. !onto" : #orak$ blok silinder$ katup$ pasak$ poros$ dsb. UNIT 

UNIT  : Kumpulan dari beberapa komponen mesin ang tersusun se"ingga menjadi : Kumpulan dari beberapa komponen mesin ang tersusun se"ingga menjadi suatu bagian mesin.

suatu bagian mesin.

!onto" : Kopling$ presneling$ rem$ dsb. !onto" : Kopling$ presneling$ rem$ dsb. RAKITAN 

RAKITAN  (( Assembling  Assembling ) ) : : KuKumpumpulan lan dadari ri bebeberberapapa a kokompomponenen n dadan n ununit it mesmesinin se"ingga terbentuk suatu alat pakai%mesin.

se"ingga terbentuk suatu alat pakai%mesin.

!onto" : &esin mobil$ sepeda motor$ mesin perkakas !onto" : &esin mobil$ sepeda motor$ mesin perkakas Elemen mesin menurut 'ungsina :

Elemen mesin menurut 'ungsina :

1.EER*+ ,UR,-E : ,enggunaan secara umum 1.EER*+ ,UR,-E : ,enggunaan secara umum

eperti : ,egas$ mur/baut$ pasak$ poros$ dsb. eperti : ,egas$ mur/baut$ pasak$ poros$ dsb. 2.,E!0*+ ,UR,-E : ,enggunaan secara k"usus 2.,E!0*+ ,UR,-E : ,enggunaan secara k"usus

eperti : aap pesaat terbang$ baling2 kapal$ dsb. eperti : aap pesaat terbang$ baling2 kapal$ dsb. !onto" 'ungsi elemen mesin :

!onto" 'ungsi elemen mesin : 1.

1. UU0 0 &E&E**&BU&BU  : : &e&engngantantarkarkan an dadan n menmenerueruskaskan n gagaa a aang ng tidtidakak disertai gerakan.

disertai gerakan.

!onto" : amb. Keling$ samb. +as$ dsb. !onto" : amb. Keling$ samb. +as$ dsb. 2.

2. UU0 0 &ER&ER**KK*0 *0 : : &e&engangantantarkarkan n ataatau u mememinminda"da"kakan n gagaa a disdisertertaiai gerakan.

gerakan.

!onto" : Kopling/poros$ roda gigi$ sabuk$ rantai$ dsb. !onto" : Kopling/poros$ roda gigi$ sabuk$ rantai$ dsb. 3.

3. UU0 &E0 &E4UK4UKU : &enerU : &eneruskauskan gaa tanpn gaa tanpa disera disertai geratai gerakankan. !onto. !onto" :" : Kerangka$ pondasi$ dsb.

Kerangka$ pondasi$ dsb. 5.

5. U0 &EU#U U0 &EU#U : &eneruskan : &eneruskan gaa disertai ggaa disertai gerakan .erakan . !onto" : Bantalan luncur%gelinding$ dsb.

!onto" : Bantalan luncur%gelinding$ dsb. 6.

6. UU0 &E0 &E+U&*+U&* : Ba"an pe : Ba"an pelumalumas padas padat$ cair dat$ cair dan gas.n gas. 7.

7. U0 U0 &E+04&E+04U0 : U0 : +apisan +apisan cat$ lacat$ lapisan tpisan ta"an aua"an aus .s .

ungsi elemen "ampir selalu bersi'at mekanik$ sering ditamba" si'at termal$ kimia$ ungsi elemen "ampir selalu bersi'at mekanik$ sering ditamba" si'at termal$ kimia$ elektrik$ dsb.

)**+

)**+

(A( I (A( I (E(AN DAN

(E(AN DAN TE%AN%ANTE%AN%AN PENDAHULUAN

PENDAHULUAN

Elemen mesin (onderdil) dibagi menjadi 3 : Elemen mesin (onderdil) dibagi menjadi 3 : 1.Komponen 1.Komponen 2.Unit 2.Unit 3.Rakitan 3.Rakitan KOMPONEN 

KOMPONEN   :Bagian terkecil dari suatu komponen mesin ang merupakan satu  :Bagian terkecil dari suatu komponen mesin ang merupakan satu kesatuan.

kesatuan.

!onto" : #orak$ blok silinder$ katup$ pasak$ poros$ dsb. !onto" : #orak$ blok silinder$ katup$ pasak$ poros$ dsb. UNIT 

UNIT  : Kumpulan dari beberapa komponen mesin ang tersusun se"ingga menjadi : Kumpulan dari beberapa komponen mesin ang tersusun se"ingga menjadi suatu bagian mesin.

suatu bagian mesin.

!onto" : Kopling$ presneling$ rem$ dsb. !onto" : Kopling$ presneling$ rem$ dsb. RAKITAN 

RAKITAN  (( Assembling  Assembling ) ) : : KuKumpumpulan lan dadari ri bebeberberapapa a kokompomponenen n dadan n ununit it mesmesinin se"ingga terbentuk suatu alat pakai%mesin.

se"ingga terbentuk suatu alat pakai%mesin.

!onto" : &esin mobil$ sepeda motor$ mesin perkakas !onto" : &esin mobil$ sepeda motor$ mesin perkakas Elemen mesin menurut 'ungsina :

Elemen mesin menurut 'ungsina :

1.EER*+ ,UR,-E : ,enggunaan secara umum 1.EER*+ ,UR,-E : ,enggunaan secara umum

eperti : ,egas$ mur/baut$ pasak$ poros$ dsb. eperti : ,egas$ mur/baut$ pasak$ poros$ dsb. 2.,E!0*+ ,UR,-E : ,enggunaan secara k"usus 2.,E!0*+ ,UR,-E : ,enggunaan secara k"usus

eperti : aap pesaat terbang$ baling2 kapal$ dsb. eperti : aap pesaat terbang$ baling2 kapal$ dsb. !onto" 'ungsi elemen mesin :

!onto" 'ungsi elemen mesin : 1.

1. UU0 0 &E&E**&BU&BU  : : &e&engngantantarkarkan an dadan n menmenerueruskaskan n gagaa a aang ng tidtidakak disertai gerakan.

disertai gerakan.

!onto" : amb. Keling$ samb. +as$ dsb. !onto" : amb. Keling$ samb. +as$ dsb. 2.

2. UU0 0 &ER&ER**KK*0 *0 : : &e&engangantantarkarkan n ataatau u mememinminda"da"kakan n gagaa a disdisertertaiai gerakan.

gerakan.

!onto" : Kopling/poros$ roda gigi$ sabuk$ rantai$ dsb. !onto" : Kopling/poros$ roda gigi$ sabuk$ rantai$ dsb. 3.

3. UU0 &E0 &E4UK4UKU : &enerU : &eneruskauskan gaa tanpn gaa tanpa disera disertai geratai gerakankan. !onto. !onto" :" : Kerangka$ pondasi$ dsb.

Kerangka$ pondasi$ dsb. 5.

5. U0 &EU#U U0 &EU#U : &eneruskan : &eneruskan gaa disertai ggaa disertai gerakan .erakan . !onto" : Bantalan luncur%gelinding$ dsb.

!onto" : Bantalan luncur%gelinding$ dsb. 6.

6. UU0 &E0 &E+U&*+U&* : Ba"an pe : Ba"an pelumalumas padas padat$ cair dat$ cair dan gas.n gas. 7.

7. U0 U0 &E+04&E+04U0 : U0 : +apisan +apisan cat$ lacat$ lapisan tpisan ta"an aua"an aus .s .

ungsi elemen "ampir selalu bersi'at mekanik$ sering ditamba" si'at termal$ kimia$ ungsi elemen "ampir selalu bersi'at mekanik$ sering ditamba" si'at termal$ kimia$ elektrik$ dsb.

,#

,#,, (E(E(A(AN NOMN NOMININAAL DAL DAN (E(N (E(AAN KERN KER&A&A BEB* -&0

BEB* -&0*+ : *+ : aitu gaa atau kopel ang diperole" leat kalkulasi dari dataaitu gaa atau kopel ang diperole" leat kalkulasi dari data re

rencancana na aang ng dibdiberierikankan. . eelanlanjutjutnna a bebebaban n nonominminal al dikdikalali i 'ak'aktotor r tatambamba"a"ann berdasar pengalaman untuk menentukan BEB* KER8* .

berdasar pengalaman untuk menentukan BEB* KER8* . aktor tamba"an tersebut :

aktor tamba"an tersebut : 1.

1. KEKETITIDADAK TELK TELITITIAIAN BEBAN BEBANN aitu ji

aitu jika tidak ka tidak ada poada pola bebala beban 9 pen 9 peruba"an ruba"an periodik periodik (selama p(selama periode eriode kerja)kerja) a1  1$2 ; 1$5

a1  1$2 ; 1$5 2.

2. BEBEKEKERJRJANANYA MEYA MESISIN N 

#ergantung pada jenis serta cara kerja mesin . (a2)$ ada dalam tabel berikut : #ergantung pada jenis serta cara kerja mesin . (a2)$ ada dalam tabel berikut : #abel 1 : aktor Kerja

#abel 1 : aktor Kerja &

&eenniis s MMeessiinn EEee- - Tum.u-$a-!or Ker/a $a-!or Ker/a 0a)1 0a)1 &esin putar (turbin$ kompresor sentri'ugal$ motor

&esin putar (turbin$ kompresor sentri'ugal$ motor listrik$ mesin gerinda)

listrik$ mesin gerinda)

R

Riinnggaann 11$$< < ; ; 11$$11

&esin torak (uap$ motor

&esin torak (uap$ motor bakar$ pompa$ kompresobakar$ pompa$ kompresor)r) msn.ketam$ instalasi keran pelabu"an$ msn.cela" msn.ketam$ instalasi keran pelabu"an$ msn.cela"



eeddaanngg 11$$2 2 ; ; 11$$66

&e

&esisin n prpres es (t(temempapa$ $ tetempmpa a cecetatak$ k$ ululir ir skskrrupup)) msn.

msn.pres pres ekseksentrentris$ is$ msn.msn.benbengkokgkok$ $ gungunting ting propro'il$'il$ msn.pons$ keran tangkap$ dsb.

msn.pons$ keran tangkap$ dsb.

B

Beerraatt 11$$7 7 ; ; 22$$<<

&es

&esin in gigilaslas$ $ pepemecmeca" a" batbatu u dadan n pepemecmeca" a" bijbiji"i" tambang tambang angat angat berat berat 2 / 3 2 / 3 3.

3. RRESESIIKO KO PAPATTAH AH 

aktor keandalan mesin *3  1$2 ; 1$6 aktor keandalan mesin *3  1$2 ; 1$6

Ketiga 'aktor tsb. *K#-R #*&B*=* KER8* (a)  a1.a2.a3 Ketiga 'aktor tsb. *K#-R #*&B*=* KER8* (a)  a1.a2.a3 Un

Untutuk k memenenentntukukan an elelememen en memesisin$ n$ mamaka ka didigugunanakakan n "u"ububungngan an dadari ri ililmumu keelastikan$ sbb :

keelastikan$ sbb :

••

U2 TARIKAN ATAU TEKANAN :U2 TARIKAN ATAU TEKANAN : #egangan

#egangan normal normal nominal nominal   aa aa geser geser (kg)(kg)

 A

 A

 F 

 F 

==

σ 

σ 

 * +uas  * +uas penampapenampang (mmng (mm22₎₎

Wb Wb  Mb  Mb b b ₌₌ σ 

σ  _{>b #a"anan lentur (mm>b #a"anan lentur (mm}33₎₎

=arga ta"anan lentur : =arga ta"anan lentur : 1.

1._{,enampang ,enampang siku2 siku2 4imana 4imana : : #inggi #inggi (")(")} 2 2 .. 6 6 1 1 h h b b Wb Wb = = +ebar +ebar (b)(b) 2. +ingkaran 2. +ingkaran 33 00,,11.. 33 32 32 D D  D D Wb

Wb == π π  ≈≈ 4imana 4imana : : 4 4   garis garis tenga"tenga"

3. !incin 3. !incin  D  D d  d   D  D  D  D d  d   D  D Wb Wb 4 4 4 4 4 4 4 4 .. 1 1 ,, 0 0 32 32 −− ≈≈ −−

== π π  ?? 4 4   ddiiaammeetteer r lluuaar  r   d  diameter dalam d  diameter dalam

••

U2 PUNTIRAN :U2 PUNTIRAN :

#egangan puntiran normal #egangan puntiran normal

Ww

Ww

 Mw

 Mw

w

w

==

σ 

σ  &  &omen puntir (kg.mm)&  &omen puntir (kg.mm) >  #a"anan puntir (mm >  #a"anan puntir (mm33₎₎

=arga ta"anan puntir : =arga ta"anan puntir : 1.

1. ++iingngkkararaann 33 00,,22.. 33 16 16 D D  D D Wb Wb== π π  ≈≈ 2. !incin 2. !incin  D  D d  d   D  D  D  D d  d   D  D Wb Wb 4 4 4 4 4 4 4 4 .. 2 2 ,, 0 0 16 16 −− ≈≈ −− == π π  ,#

,#33 %A%ARIRIS LENS LEN%K%KUNUN% DA% DAN %AN %AYA TAYA TARIRIKK

8ika sebua" specimen baja dibebani gaa tarik$ maka

8ika sebua" specimen baja dibebani gaa tarik$ maka terjadilterjadila" perpanjangaa" perpanjangan dann dan "asilna dapat dili"at dalam diagram tegangan/regangan$ sbb :

-/* Batas proporsional

σ

+ #egangan lulu"%lumer 

σ

E #egangan elastis

σ

, #egangan proporsional ! ield point

σ

u #egangan ultimate (maks) -B@ Regangan elastis (<$2 A)

4ari daera" (-/*) regangan sebanding dengan tegangan$ disebut daera" proporsional dan berlaku =UKU& =--KE :

1.

 E 

σ 

ε 

=

_4imana:

ε

 _{ ,erpanjangan spesi'ik ??.}

 Lo  L ∆ = ε   Regangan

σ

  #egangan ??.  F   P  = σ  2.

 E 

 Lo

 F 

 P 

l 

=

∆

4imana:

∆

+ ,ertamba"an panjang (cm) ,  Beban (kg)

  +uas penampang ba"an (cm2₎

+o ,anjang batang mula2 (cm) 4ATATAN :

•

Untuk ba"an pada umumna diberi batas regangan (Re) ang tetap sebesar <$2A.

•

Untuk pemili"an ba"an dengan tujuan tertentu$ maka "arus ta"u nilai batas regang$ kekuatan tarik 9 regangan (keuletan ba"an).

,#5 PERU(AHAN TE%AN%AN

Ketika membebani elemen mesin$ tegangan ba"an mempunai nilai ang beruba"2 secara konstan atau periodik$ ang dapat dibedakan menjadi 5 keadaan tegangan tipikal :

1. TEGANGAN KONSTAN 

KE*4** #E** 0 : #egangan setela" diadakan beban bertamba" besar dari < /

σ

&aks$ setela" itu konstan.

2. TEGANGAN LOMPAT 

KE*4** #E** 00: #egangan setela" diadakan beban berosilasi antara < /

σ

&aks .

σ

Rata2  1%2

σ

&aks 

σ

a

sekeliling nilai nol antara

σ

&aks dan

σ

&in .

σ

Rata2  < .

σ

a  &aks 

σ

&in

4. TEGANGAN OSILASI 

KE*4** #E** 0 : #egangan setela" diadakan beban berosilasi antara nilai

σ

&aks dan

σ

&in.

2

2

 Maks

Min

 Rata

σ 

σ 

σ 

=

+

4ATATAN :

,ada elemen mesin ang dibebani secara periodik$ dapat terjadi pata" (pada tegangan ang jau" lebi" renda" dari batas regangan)$ ang diiringi ole" pembentukan retak gejala ini disebut KE+E+*=*.

,#6 DIA%RAM 7OHLER

Kekuatan lela" baja diperole" dengan menerapkan peruba"an tegangan sinus pada batang$ dengan diameter (7$6 ; 16 mm) dan dipoles sampai pata".

#ernata u% material baja$ potong. &endatar o"ler terjadi pada 1<C  _siklus

tegangan atau

σ

&aks (kekuatan lela").

elain pengujian lengkung (

σ

b) juga dilakukan pengujian kelela"an tarik (

σ

t) dan puntir (

σ

) .

,#8 DIA%RAM LELAH SMITH KETERAN%AN :

•

aris batas atas : merupakan jalanna tegangan maks.

σ

&aks 

σ

Rata2 D

σ

 * (sebagai 'ungsi teg. Rata2)

•

aris batas baa" : aitu jalanna tegangan minimum. 4iperole" dengan dengan mengukur nilai turunan amplitudo (

σ

 *) ertical ke baa" pada garis

σ

Rata2.

•

8alanna

σ

Rata2 dengan skala ang sama$ aitu sebua" garis di baa" 56

°

 dengan sumbu/F

σ

Rata2.

•

-rdinat ttk. ,otong garis

σ

Rata2 dengan garis

σ

&aks $ menggambarkan kekuatan tarik (Rm) u% batang baja ang diuji.

•

ebela" atas dibatasi ole" grs. Untuk kekuatan regang (Re)$ se"ingga di"indari peruba"an bentuk plastik .

•

aris 0 : Keadaan tegangan konstan (#eg. 0) aris 00 : Keadaan tegangan lompat (#eg. 00)

aris 00 : Keadaan tegangan tukar murni (#eg. 000) aris 000?00 : 4aera" kekuatan tukar 

aris 00?..0 : 4aera" kekuatan osilasi

aris 0 : Keadaan tegangan umum U% teg. -silasi 4imana kekuatan osilasi 

σ

&aks

σ

Rata2 D

σ

 * 4an

σ

&in 

σ

Rata2 /

σ

 *

(A( II

SAM(UN%AN PAKU KELIN%

)#,TIPE SAM(UN%AN

•

ambungan paku keling dibagi menjadi 2 tipe : 1. ambungan tumpang (lap joint)

2. ambungan temu : / Keling tunggal / Keling ganda

•

ambungan tekanan : #ipe samb.keling dimana biasana terdiri dari beberapa baris kelingan dengan samb.temu$ dimana plat utama luar lebi" kecil dari plat tutup dalam.

•

,enampang pemisa" : ,anjang pola pemisa" pada suatu jenis sambungan paku keling  jarak panjang untuk menetapkan kekuatan paku keling.

•

E''isiensi samb.keling menunjukkan kesempurnaan rancangan sambungan

 padat 

 plat 

kekua

 sambungan

kekua

keling 

 samb

 Effisiensi

.

.

tan

.

tan

.

.

=

)#) KEKUATAN SAM(UN%AN TUMPAN% SEDERHANA

ambungan keling dianggap sebagai conto" tegangan merata$ dimana persamaan umumna ?P 9 A #

#ipe kerusakan sambungan keling :

1.Beban rusak dalam geser (ambar 12/3)

τ 

π 

σ 

_.

4

.

d 

2

 As

 Ps

=

=

 ??..

dimana : d 4iameter lubang 9 paku keling . 2.Beban rusak dalam tarik (ambar 12/5)

t 

t 

d 

 p

t 

 At 

 Pt 

=

.

σ 

=

(

−

)

.

σ 

#  tebal

(p/d)  lebat netto plat 3.Kerusakan dukung (ambar 12/6)

•

4imana terjadi pergerakan relati' antara plat utama$ aitu dari peruba"an bentuk tetap atau pembesaran lubang paku keling ang disebabkan ole" kelebi"an tekanan dukung (paku keling bisa rusak).

•

,ada praktekna kerusakan dukung (

σ

b) dianggap merata di sepanjang luas persegi lubang paku keling.

•

Kerusakan beban dukung :

 Pb

=

 Ab

.

σ 

b

=

(

t 

.

d 

)

σ 

b

4. _{G Koakan sisi belakang plat lubang paku keling}

(ambar 12/7a).

G Kerusakan plat geser belakang lubang (br. 12/7b)$ atau gabungan keduana .

)#3 SAM(UN%AN PAKU KELIN% (E(AN EKSENTRIS

BEB* EKE#R0 : Beban pada sambungan paku keling melalui ttk.berat kelompok paku keling$ dimana distribusi beban tdk. merata disemua beban (gbr.12/13a).

•

 *gar stabil dipasang 2 paku keling dengan ara" berlaanan aitu gaa kolinier (,1 9 ,2)$ se"ingga beban eksentris (,o) diganti beban terpusat (,) dan kopel torsi (#  ,.e)$ (ambar 12/13b) .

•

E'ek beban terpusat (,) dita"an ole" beban langsung (

n  P 

 Pd  = )$ (br 12/ 15a).

•

Kopel torsi (#) dita"an ole" beban torsi (,t) (br.12/15b) ang bekerja tegak lurus jari2 pusat kelompok paku (,).

•

Resultante beban setiap paku jumla" ector beban langsung dan torsi paku keling (ambar 12/15c).

•

Rumus torsi :

4imana :

 J  T  _ρ 

τ  =

τ

 _{ #egangan geser rata2 tiap paku}

ρ

  8arak radial dari pusat ke ttk.berat kelompok paku #  Kopel torsi 2  ρ   A  J 

₌

_∑

Karena (*)  sama untuk semua paku$

4an (

ρ

) bisa dinatakan dalam 2 sumbu$

[

 ρ 2 =  X  +2 Y 2

]

(ambar 12/15b)

e"ingga :  J =  A(∑  X 2 + ∑ Y 2)

4an rumus torsi menjadi :

₍

2 2

₎

Y   X   A T  ∑ + ∑ = ρ  τ  Beban torsi : _{2 2}

Y 

 X 

T 

 Pt 

∑

+

∑

=

ρ 

_{??.dimana: ,t  *.}

_τ

Resultante beban paku keling diperole" dari jumla" ector (,d) dan (,t) (ambar 12/15c)

 ρ 

α 

 Pt 

Y 

 Pt 

 Pt

=

.

sin

=

dan

 ρ 

α 

 Pt 

 X 

 Pt 

 Pt!

=

.

cos

=

4engan mensubstitusikan "arga (,t) ke rumus (,tH) didapatkan :

 !

Y 

 X 

T 

 Pt

_{2 2}

.

∑

+

∑

=

dan



Y 

 X 

T 

 Pt!

_{2 2}

.

∑

+

∑

=

Resultante beban paku keling :

(

)

2

(

)

2

(A( III (E&ANA TEKAN

3 #, TEKANAN PADA 'ESSEL (ERDINDIN% TIPIS

•

Bentuk paling umum dari essel dengan sambungan dikeling atau dilas adala" silinder$ seperti :pada ketel$ tangki kompresor udara$ tangki air bola (U% essel preasure).

•

U% 'luida gas : maka tekanan diseluru" essel konstan

U% 'luida cair : #ekanan terkecil pada puncak dan naik secara kasar <$6 psi/per kaki ke dalam cairan.

•

Bila tekanan disebabkan ole" air (spt.pada tangki air terbuka)$ tekanan pada tiap titik  berat kolom air pada setiap titik tegak sampai tinggi permukaan air bebas. (jarak tegak ini disebut Itinggi tekanJ atau I"J)

&isal :

Berat air 72$6 pc'$

maka tekanan (p) pada tiap ttk.menjadi  72$6. " (ps') atau 72$6 "%155  <$535. " (psi) .

8ika tinggi tekanan air (")  1< 't akan menimbulkan tekanan  <$535 (1<)  5$35 (psi)

•

 *gar sambungan pada essel ini dirancang dengan baik$ maka dalam ara" longitudinal (keliling)$ maka gaa ang dita"an per/sat. panjang kampu" "arus diketa"ui dulu.

•

8ika tebal dinding tdk.melampaui 1<A diameter essel$ maka dianggap dinding tipis (u% silinder 9 bola). 4an pada essel spt. ini intensitas tegangan permukaan luar dan dalam mendekati konstan.

•

#egangan kampu" longitudinal silinder dinding tipis$ mengalami tekanan dalam 'luida (gambar 3/1a)$ "ukum mekanika 'luida menebutkan :

ITekanan fluida pada seiap k. sa!a ke se!ua a"a#$ dan a"a#n%a selalu e&ak lu"us pe"!ukaan a#anan' .

•

Uap 9 air mengalami tekanan (gbr.3/1b) : #ekanan uap melaan permukaan silinder L bagian atas ketel dan juga ter"adap tinggi permukaan air L bag. Baa" (tegak lurus permukaan ta"anan).

•

#egangan pada dinding dari kulit tangki (gbr.3/1c) : essel dipotong pada garis air 9 L bagian baa" sebagai benda bebas$ maka tekanan (,) total ke baa" "arus diimbangi ole" kedua gaa (#).

•

#egangan pada irisan longitudinal dari silinder (gbr.3/2<): 0ntensitas tekanan (p) adala" konstant disepanjang luas dl$ maka P 9 #d#L  dan T 9 S!#!#L .

e"ingga dl 9 ) S!#!#L

•

#egangan tarik satuan pada dinding

t 

d 

 p

"t 

.

2

.

=

4imana : p  #ekanan dalam (psi$ &pa)

4  4iameter dalam silinder (inc"i$ mm) #  Ketebalan ba"an dinding (inc"i$ mm) t  #ekanan dalam dinding (,si$ &pa)

#egangan pada kampu" longitudinal adala" tegangan keliling (karena ara" tegangan mengelilingi diameter essel)$ demikian juga sebalikna.

•

,ada rancangan kampu" essel ang dikeling atau dilas maka : G aa tiap penampang longitudinal L9 S!#!#L

G aa per/in panjang

"t 

t 

 L

 L

t 

"t 

Tl 

=

.

.

=

.

dimana : t  d   P  "t  . 2 .

=

G e"ingga gaa per/in kampu" longitudinal

2 .d   P  Tl 

=

G Ketebalan min dinding silinder g dibutu"kan

"t  d   P  t  . 2 . =

•

E''isiensi kampu" ang dilas bisa mencapai 1<<A dan ang dikeling (76 ; M6A). &aka plat ang lebi" tebal "arus digunakan pada silinder ang dikeling.

•

#egangan pada kampu" keliling silinder atau bola$ menunjukkan ba"a gaa (#e) per/in linier dari kampu" keliling "ana L dari kampu" longitudinal (gambar 3/21).

•

 *nggap silinder diisi dengan cairan$ dengan tekanan (p) per/in$ maka : G +uas potong penampang silinder 2

4

d 

π 

=

G aa total ter"adap ujung 2

4

.

d 

 P 

π 

=

 (aitu gaa ta"anan total ang diberikan ba"an dinding silinder sekitar kampu" keliling).

G 8ika #e aa ta"anan per/in linier keliling (

π

.d)$ maka gaa ta"anan total 9 Te# dan Te# 2

4

.

d 

 P 

π 

=

; 8adi gaa per/in kampu" keliling

4 .d   P  Te

 =

G #egangan pada kampu" keliling

t  d   P  t  Te "t  . 4 . = =

Ta.el 3<): #egangan batas dan tegangan iNin$ kode ketel *&E disarankan untuk ketel dan tangki

&enis !e=an=an Sim.ol Ke-ua!an .a!as"Psi 0Ma1 $a-!or Keamanan Te=an=an I>in"Psi 0Ma1 #d #d

#arik t 66.<<< (3M<) 6 11.<<< (C7) eser s 55.<<< (3<<) 6 M.M<< (7<) 4ukung e 6.<<< (76<) 6 1.<<< (13<)

(A( I'

SAM(UN%AN LAS

,EE+** : adala" metode mengikat logam dengan leburan$ dengan panas dari busur listrik atau semburan oHiacetline logam pada sambungan dilebur dan di'uses dengan logam tamba"an dari batang las.

Untuk melindungi lasan dari kelebi"an oksidasi$ dipakai batang las ang dilapis (guna meng"ilangkan gas mulia ang menelubungi busur arus)$ disebut Iproses busur perisaiJ (siel!e! "#$ %#&$ess).

5#, METODE PEN%ELASAN

&etode pengelasan dibagi menjadi 2 :

1. ,EE+** #EK* : Bagian ang "endak disambung ditekan satu sama lain dalam keadaan panas tanpa dicairkan dan tanpa ba"an tamba"an.

2. ,EE+** !*0R : Ruangan antara bagian ang disambung (kampu") diisi sedemikian rupa dengan ba"an cair$ se"ingga tepi bagian ang berbatasan mencair (4imana kalor ang diperlukan dibangkitkan dengan jalan kimia dan  jalan listrik).

METODE LAS TEKAN :

1._{PEN'ELASAN API   (pengelasan tempa) : Kedua bagian dipanaskan sampai}

temperatur cair$ lalu disambung dengan pukulan atau dipres. !onto" : mata rantai .

2._{PEN'ELASAN 'AS AIR  : ,engelasan dilakukan dengan membakar gas air$ lalu}

kampu" digiling rapat.

!onto" : pabrik baja (u% pipa dengan diameter besar$ silinder api ketel) .

3._{PEN'ELASAN TERMIT TEKAN  : Kalor dari reaksi eksoterm dalam campuran}

"alus serbuk aluminium dengan oksida besi. #emperatur sekitar 2M<<

°

! se"ingga saling melumer dan bagian ang disambung ditekan dengan gaa besar.

!onto" : Rel$ reparasi bag. &esin berat.

4._{PEN'ELASAN OTO'EN TEKAN  : +uasan dipanaskan dengan oksigen asetelin}

sampai cair. +alu saling ditekan (temperatur api

≈

 3<<<

°

!) !onto" : ,engelasan tumpul pipa.

di"antarkan leat 2 bagian ang disambung sampai cair$ karena tekanan maka terjadi sambungan$ dibedakan menjadi sbb :

5.1 _{PEN'EL.TEMU TEKAN (b()) *el!ing ) : elama meng"idupkan arus}

saling ditekan$ menebabkan penebalan setempat. !onto" : besi/beton$ rantai jangkar.

5.2 _{PEN'EL.TEMU BUN'A API  : Kedua bagian disinggungkan berulang}

kali$ se"ingga diperole" busur dan setela" cair keduana ditekan dg keras.

!onto" : rantai$ poros engkol .

5.3 _{PEN'ELASAN TITIK + 4ua elektroda mengapit benda kerja g}

bertumpang tindi"$ se"ingga kerapatan arus tinggi setempat$ sampai benda kerja saling melekat. !ocok untuk baja$ paduan non 'errous (tebal plat  <$6 ; 6 mm).

!onto" : pada karoseri$ mebel baja$ perkaatan.

5.4 _{PEN'EL. PRESS (proeksi) : ejumla" pengelasan titik dibentuk}

serentak$ sala" satu plat ada tonjolan untuk ditekan dengan elektroda datar sampai menambung.

5.5 _{PEN'EL.ROL KAMPUH TUMPAN' TINDIH  : Kedua elektroda dibuat rol}

tekan berkali2 arus di"idup matikan sampai terjadi seri pengelasan titik. !onto" : pembuatan (mobil$ ember$ kaleng susu$ radiator) .

5.6 _{PEN'EL.ROL KAMPUH TUMPUL  : Kedua elektroda dibuat rol tekan}

berkali2 di"idup matikan dan plat ditekan tumpul ole" rol ertical. METODE LAS 4AIR :

1. ,EE+.+EBUR -#-E : Kalor dari gas (kebanakan asetelin) dengan oksigen$ ba"an isi berbentuk batang las. ,enerapan ang penting O memotong plat$ pro'il 9 pipa dengan otogen.

!onto" : plat baja tipis 9 pipa kecil$ paduan non 'errous$ las reparasi besi cor.

2. _{,EE+.+EBUR #ER&0# : Kalor dari reaksi eksoterm dalam campuran "alus}

serbuk aluminium dengan oksida besi. #emperatur sekitar 2M<<

°

! se"ingga saling melumer$ tapi tanpa penekanan benda kerja. #ermit sangat banak se"ingga terjadi penangas lebur besar.

!onto" : ,enampang besar (rol giling$ dll).

3. ,EE+.BUUR +0#R0K : Kalor dari busur ang diperta"ankan antara elektroda$ dibedakan menjadi :

3.1,EE+.!E+U, : ,ena%baut ditarik jau" dari benda kerja se"ingga terjadi busur sampai cair$ lalu pena tadi dicelup dengan cepat ke baa".

3.2,EE+.BE*& (union melt) : Busur tertutup ole" serbuk las ('luH) se"ingga penangas lebur tertutup dari udara luar.

!onto" : bangunan kapal$ pembuatan jembatan dan kapal.

3.3,EE+.BUUR * +04U : Busur dari elektroda ol'ram ang tidak mencair 9 benda kerja dalam atmos'er gas netral.

lamban busur tungsten.

G MI% (Me)"l Ine#) '"s)  pengelasan gas lamban logam. as netral (argon%"elium) diganti asam carbon (!o2) atau campuran -2 asam karbon argon.

G &* (Me)"l A$)i,e '"s)  pengelasan akti' logam.

5. ,EE+.4E* E+EK#R-4* BUKU : +ogam ang cair "arus dilindungi dari -2 dan nitrogen$ aitu dengan membungkus elektroda.

5#) MAMPU LAS

#ipe utama las : 1. +as temu (ambar 12/17) 2. +as sudut

Ke-ua!an las !emu9 Te=# i>in ? an/an= las ? !e.al la!

Kekuatan las sudut sisi%melintang  4itetapkan dengan ta"anan geser le"er las dengan mengabaikan ara" beban terpasang.

•

,ada las sudut 56

°

 (gambar 12/1C)

# +ebar le"er (mm) !onto" :

Elekroda E/C< untuk mengelas baja *37. #e gangan geser ijin (

σ

) 156 &pa

=itung : Kekuatan las sudut 56

°

 P ,enelesaian :

, 

σ

 .*

 (156H1<7_{)(<$C<C t.+ H1<}/7_{)  1<3 t +}

•

Biasana kekuatan las sudut dinatakan dalam terminologi gaa iNin (Q) per (mm) panjang las :

•

t   L  P  #

=

=

103. ?.

4imana :   Kekuatan las (%mm)$ p  Beban ()$ +  ,anjang las (mm)

•

Berdasarkan rekomendasi *0! ( Ame#i$"n Ins)i)() &- S)eel &ns)#($)i&n)$ ukuran

las sudut maks. :

T ( )!!* + uku"an las sudu !aks. , -2 )!!* T  ( )!!* + uku"an las sudu !aks.  )!!*

•

aktor2 g penting dalam mengukur kemampuan las :

1. i'at 'isik 9 kimia ba"an$ termasuk prasejara" (cara pengola"an$ metode pemberian bentuk perlakuan panas).

2. #ebal$ bentuk 9 konstruksi g akan dibuat.

3. &etode las$ si'at 9 susunan elektroda$ urutan pengelasan$ perlakuan panas (sebelum$ selama 9 sesuda" pengelasan)$ temperatur sekitar$ kea"lian juru las .

5. i'at beban (statis$ dinamis$ tumbukan)$ dan keadaan pekerjaan selanjutna (temperatur$ pengaru" korosi').

4ATATAN :

1. edapat mungkin g dilas adala" baja bukan paduan$ dengan kadar carbon (<$16 ; <$1CA !) termasuk baja konstruksi biasa e 37< (pro'il$ pipa$ batang$ plat).

2. emakin tinggi kadar ! (<$2 ; <26A !) akan timbul gejala pengerasan setela" pengelasan.

5#3SAM(UN%AN LAS DEN%AN (E(AN EKSENTRIS

Bila resultante gaa , tidak melalui titik berat (las tidak dibebani merata per/mm panjangna) mengakibatkan terjadina ariasi de'ormasi elastis dalam las.

berlaanan pada ttk berat ! (garis putus2 gambar 12/21a).

•

Beban eksentris (,) diuba" menjadi beban terpusat , (gbr.12/21b) dan kopel torsi T9 P#e (gbr.12/21c).

ambar 12/21: *nalisa sambungan las dibebani eksentris. Bagian (a) adala"  jumla" ector bagian (b) dan (c)

4alam gambar 12/21b : beban terpusat , dita"an gaa langsung (Qd) per/mm las$ terbagi merata sepanjang las.

 L

 P 

#d 

∑

=

_∑

_{+  ,anjang total las}

4alam gambar 12/21c : kopel torsi dita"an ole" ariable gaa torsi (Qt) per/mm las. 4engan memisalkan kerja las elastis tetapi plat kaku dan memuntir ter"adap pusat !$ maka intensitas gaa torsi dengan menggunakan rumus torsi (dg.menukar "arga 8) bisa didapatkan.

•

Untuk panjang las (+)$ "arga ttk.berat (

   

8)  ,enjumla"an momen inersia empat persegi panjang ter"adap sumbu melalui pusatna sepanjang 9 ara" tegak lurus panjangna. ( < ; 1%12 +3_).

•

2

.d 

 L

 J 

 J 

=







+

4imana : 8 &omen inersia

   

8 #itik berat Y C x _X y ~ L

•

(

)

12

.

12

2 2 3 2 3

 !

 

 L

 L

 L

 L

 J 

=

+



ρ 





=

+







+







•

e"ingga modi'ikasi 8 dari rumus torsi menjadi :

•

)

12

1

(

 L

2

 

2

 !

2

 L

 J 

=

∑

+







+







•

Rumus torsi untuk meng"asilkan gaa torsi (Qt)$ ang tegak lurus lokasi radial (

ρ

) adala" :

)

12

1

(

.

2 2 2

 !

 

 L

 L

T 

#t 













+ + ∑ =

ρ 

•

Qt diuraikan menjadi QtH dan Qt :

)

12

1

(

.

2 2 2

 !

 

 L

 L

 !

T 

#t













+

+

∑

=

)

12

1

(

.

2 2 2

 !

 

 L

 L

 

T 

#t!













+

+

∑

=

•

0ntensitas maksimum gaa las terjadi pada titik QdH maks. (Qd dan Qt maks.).

e"ingga secara ector :

_#

₌

₍

_#d

₊

_#t

₎

2 ₊

₍

_#d!

₊

_#t!

₎

2 (A( '

SAM(UN%AN MUR (AUT ungsi mur baut (skrup) adala" :

1. ,EU*#* : U% samb. ang dapat dipisa"kan. 2. ,EE* : U% proses penegang.

3. ,EU#U, : U% menutup lobang.

4. _{4U4UK* : U% dudukan atau menetel kembali goa"an atau keausan.}

6. EKRU, ,EUKUR : U% jarak dekat (micrometer).

7. ,E&04*= ** : U% membuat gaa memanjang ang besar dari ang kecil (press ulir$ tanggem).

C. EKRU, ,EER*K : U% berputar menjadi memanjang (tanggem$ ulir pengara") atau sebalikna (ulir pengebor).

8. _{EKRU, 40ERE0*+ : U% menimbulkan lintasan ang kecil dalam putaran ang}

besar.

KEKUR** :

•

E''isiensi dan umur pemakaian renda"

•

Keausan dari sisi ulir 

•

Kelonggaran ulir dan kerusakan sentries ulir 

•

E'ek momen dalam ter"adap 'ungsi

•

4alam pembuatan alur ulir dengan pengepresan atau pengerolan$ ang tidak dipotong (tdk.ada penerpi"an ba"an) dari alur ulir dan pencetakan kepala sekrup.

•

,roses snei dan tap$ dengan pemutaran atau penggilingan dengan pro'il gigi penggerus secara manual atau dengan bantuan alat pemutar.

6#, SEKRUP" MUR DAN PERLEN%KAPANNYA

•

EKRU, B0** : 4alam konstruksi mesin sekrup dengan kepala segi enam dan murna$ paling banak digunakan dan puna penerapan penting.

&acamna : / ekrup tembus (baut skrup) / ekrup kepala (tanpa mur) / tud (tanpa kepala dan mur)

•

EKRU, K=UU :

/ Untuk plat baja tipis 9 plastik sering pakai sekrup plat. / 4engan kepala mur 9 sekrup silindris.

/ U% pengerjaan penguncian digunakan sisi ang diratakan atau dilobang radial$ alur memanjang % lekukan bergigi.

•

&UR K=UU : &ur tarik u% meningkatkan kekuatan

dinamis sambungan$ conto" :

- _{&ur plat jepit (dengan e'ek pengaman)} - _{&ur kapsul (u% sekrup elastis)}

kendor sendiri dari sekrup adala" peman'aatan gesekan dalam ulir dan di baa" dudukan kepala$ conto" :

- _{U% meng"indari pemutaran kendor sekrup : bentuk bila"$ plat pengaman} sirip$ ulir g dibor melintang.

- _{U% mengurangi penegangan : dari cincin pegas$ plat gerigi .} - _{&ur ang mengamankan sendiri : mur kontra.}

- _{Resin cair (loktite) sering digunakan u% pengaman skrup.}

%am.ar ,*2):  ,engaman skrup$ ,engaman ang didapat dari bentuk : a) &ur ma"kota dg bila" melintangO b) ,lat pengamanO c) Kaat pengamanO ,engamanan g didapat dari gaa: d) !incin pegasO e),lat pegasO '),lat gerigiO g) 4ududkan kerucutO ")&ur g mengamankan sendiriO i) &ur ma"kotaO j) &ur pengamananO k) !incin pengaman plastik

•

&*!*& *&BU* EKRU, :

/ amb. lens / ekrup batang pemutar  / Baut pena"an (connecting rod)

/ ekrup stud / ,enguatan selubung penutup / sekrup di''erensial / 4engan beban melintang

B : ,ada sekrup penguatan$ penegang ang benar adala" sampai C<A dari batas elastisitas.

6#) SAM(UN%AN (AUT DALAM TARIKAN

•

Untuk mena"an beban tarik 9 beban geser dari luar atau gabungan keduana$ maka ang baik digunakan sambungan baut dengan cincin pena"an g diperkeras.

•

8ika beban terbesar jenis geseran$ maka disarankan menggunakan kelingan (sebab kelingan mengisi penu" lobang).

•

,engaru" beban/aal pada sambungan baut :

1. U% menempatkan anggota komponen g dibautkan dalam tekanan. 2. *gat ta"anan lebi" baik ter"adap beban titik luar.

geser (gambar M/C).

•

Konstanta pegas (s%#ing $&ns)"n) ) atau konstanta kekakuan (s)i--nes $&ns)"n) ) adala" :

%aa an= .e-er/a

Lendu!an an= dihasil-an

•

+endutan batang g menerima beban tarik atau tekan seder"ana adala" :

 E   A  L  F 

.

.

= δ   _{4imana :}

_δ

 _{ +endutan}   aa  *  +uas E  &odulus Elastisitas

•

Konstanta Kekakuan :

 L

 E 

 A

 F 

k 

=

=

.

δ 

•

Bila beban luar (,) diberikan pada baut ang tela" menerima beban aal$ maka ada peruba"an de'ormasi baut dan anggota2 ang disambungkan.

,enamba"an de'ormasi baut :

kb

 Pb

b

 =

∆

 δ 

4imana : ,  Beban luar total i  Beban aal

,b  Bagian , g diterima baut

,m  Bagian , g diterima anggota2 g disambung b  Resultante gaa baut

m  Resultante gaa anggota

•

,enurunan de'ormasi dari anggota2na (akibat beban luar) :

km

 Pm

m

 =

sama dengan pengurangan de'ormasina:

km

 Pm

kb

 Pb

=

•

4an P 9 P.BPm maka :

km

 P 

kb

 Pb

=

.

•

&aka Resultante beban pada baut :

 Fi

km

kb

 P 

kb

 Fi

 Pb

 Fb

+

+

=

+

=

.

•

4an Resultante beban pada anggota2 g disambungkan :

 Fi

km

kb

 P 

km

 Fm

−

+

=

.

•

!*#*#* : Bila gaa luar cukup besar untuk meng"ilangkan gaa tekan aal ini sama sekali$ maka anggota2 tersebut akan terpisa" 9 seluru" beban akan diterima baut.

ambar M.M ,erilaku aa/+endutan / aris km  kekakuan anggota

/ setiap beban (seperti beban aal$ i) akan menebabkan de'ormasi tekan$ m pada anggota.

/ aa g sama menebabkan de'ormasi tarik$ . pada baut. / Bila beban luar diberikan$ maka m akan berkurang m$   dan . bertamba" sejumla" . 9 m . 8adi beban pada

uatu sambungan mur/baut (li"at gbr. M/C)

 *mbil km M kb

Beban aal (i)  1<<< lb Beban luar (,)  11<< lb

Berapaka" Resultante gaa tarik dalam baut (b) dan gaa tekan anggotana (m)P

•

Resultante beban tarik baut (b) :

1000

8

)

1100

(

.

+

+

=

+

+

=

kb

kb

kb

 Fi

km

kb

 P 

kb

 Fb

lb

1122

1000

2

,

122

1000

9

1100

=

+

=

+

=

•

Resultante beban tekan anggotana (m) :

1000

8

)

1100

(

8

.

−

+

=

−

+

=

kb

kb

kb

 Fi

km

kb

 P 

km

 Fm

lb

22

1000

9

8800

− = − =

SAM(UN%AN SUSUT TEKAN

•

Bila 2 bagian berbentuk silinder disambung secara pengerutan atau penekanan$ maka tekanan kontak akan terjadi antara kedua bagian tersebut.

•

#ekanan kontak (p) g timbul pada radius (b) menebabkan tegangan radial (

σ

r  /p) pada masing2 permukaan kontak tersebut.

•

#egangan tangensial pada permukaan sebela" luar dari silinder dalam (

σ

it)??.

2 2 2 2

a

b

a

b

 p

it 

−

+

−

=

σ 

•

#egangan tengensial pada permukaan sebela" dalam dari silinder luar (

σ

ot) ???. 2 2 2 2

b

$

b

$

 p

ot 

−

+

=

σ 

•

Untuk mendapatkan samb.kerut$ diameter silinder dalam dibuat lebi" besar dari diameter silinder luar. ,erbedaan ukuran dimeter tersebut  R0#** .

e"ingga kedua silinder tersebut akan mengalami de'ormasi.

•

,erpanjangan tangensial dari silinder luar pada radius sebela" dalam

mula mula  %eliling  keliling   Pe&ubahan ot 

−

=

∈

. . ) (

b

o

b

b

o

b

ot 

δ 

π 

π 

δ 

π 

= − + = ∈

.

2

.

2

)

.(

2

4imana :

δ

o  ,enamba"an radius dari lubang silinder luar 

δ

0  ,engurangan radius dari silinder dalam

e"ingga 0

 Eo

o& 

 Eo

ot 

ot 

=

σ 

−

 µ 

.

σ 

∈

•

8adi penamba"an radius lubang silinder luar :

  

 

 



 

 

+

−

+

=

µ 

δ 

_{2 2} 2 2

b

$

b

$

 Eo

bp

o

•

,engurangan radius silinder dari silinder dalam (

δ

0) :

  

 

 



 

 

−

−

+

−

=

µ 

δ 

_{2 2} 2 2

a

b

a

b

 Ei

bp

i

•

&aka de'ormasi total (

δ

) :

   

 

 

 

₋

−

+

+

   

 

 

 

₊

−

+

=

−

=

δ 

δ 

 µ 

µ 

δ 

_{2 2} 2 2 2 2 2 2

a

b

a

b

 Ei

bp

b

$

b

$

 Eo

bp

i

o

•

e"ingga jika kedua silinder tersebut dari ba"an ang sama maka (Eo  E1 E)

  

 

 



 

 

−

−

−

=

)

(

2

)

)(

(

2 2 2 2 2 2 2

a

$

b

a

b

b

$

b

 E 

 p

δ 

o 9 . o!1  dan

POROS

@#, MA4AM<MA4AM POROS

&enurut 'ungsina dibedakan menjadi 2 :

1. POROS (s"a't) : / Untuk mendukung beban / Untuk meneruskan daa !onto" : traig"t s"a't$ crank s"a't$ 'leHible s"a't 2. 'ANDAR  (aHle) : Untuk mendukung beban saja

!onto" : / andar berputar (reoling aHle ) / andar tetap ('iHed aHle)

&enurut pembebananna dibedakan menjadi 3 :

1. POROS TRANSMISI : ,oros macam ini mendapat beban puntir murni dan lentur. 4aa ditransmisikan biasana melalui (kopling$ roda gigi$ puli sabuk$ sproket rantai$ dll).

2. SPINDEL : ,oros transmisi g relati' pendek seperti poros utama mesin perkakas$ dimana beban utama berupa puntiran.

arat utama : / 4e'ormasina kecil

/ Bentuk 9 ukuranna teliti

3. 'ANDAR  :,oros g mana tidak mendapat beban puntiran$ ba"kan kadang2 tidak bole" berputar. 8adi "ana menerima beban lentur (kecuali jika digerakkan ole" penggerak mula untuk beban puntir).

!onto" : ,oros g dipasang pada kereta$ dll. &enurut bentukna :

- _{,oros lurus umum} - _{,oros engkol}

- _{,oros lues (u% transmisi daa)}

@#) HAL PENTIN% DALAM PEREN4ANAAN POROS 1. Kekuaan p/"/s + ('aktor/'aktorna)

•

,oros mengalami beban puntir$ lentur atau gabungan dari keduana (seperti : poros transmisi).

•

&endapat beban tarik atau tekan (seperti : poros baling/baling kapal$ turbin)

•

Kelela"an$ tumbukan atau pengaru" konsentrasi tegangan (bila poros diperkecil atau mempunai alur pasak).

2. Kekakuan p/"/s +

 *kibat lenturan dan de'leksi puntir g terlalu besar$ maka akan mengurangi ketelitian mesin perkakas$ atau getaran 9 suara (pada turbin 9 kotak roda gigi). 3. Pua"an k"iis +

Bila putaran mesin dinaikkan pada "arga tertentu$ maka dapat terjadi getaran g luar biasa. &isalna: pada turbin$ motor bakar$ motor listrik$ dll.

4. K/"/si +

•

Untuk poros propeller dan pompa$ bila terjadi kontak dengan 'luida maka ba"an "arus dipili" g ta"an korosi

0. a#an p/"/s +

•

,oros untuk mesin umum biasana dari baja batang g ditarik dingin dan di'inis.

•

U% konstruksi mesin adala" baja karbon (ba"an /!) aitu dari ingot g dikill ( baja g dioksidasikan dengan 'erro silikon dan dicor).$(#abel 1.1). #etapi ba"an ini kelurusanna agak kurang tetap 9 mengalami de'ormasi (karena adana tegangan g kurang seimbang dan adana tegangan sisa diterasna.

•

U% poros g meneruskan putaran tinggi 9 beban berat$ umumna dari baja paduan dengan pengerasan kulit g ta"an aus.

eperti : baja krom nikel$ baja krom nikel molibden$ baja krom$ baja krom molibden. (#abel 1.2)

•

U% poros g bentukna sulit$ seperti poros engkol (biasana dari besi cor nodul).

•

andar untuk kereta rel dari baja karbon (#abel 1.3) Baja dapat diklasi'ikasikan : (#abel 1.5)

1. Baja liat (U% poros)

2. Baja agak keras (U% poros)

3. Baja lunak (umumna agak kurang "omogen ditenga") 5. Baja keras (umumna berupa baja g dikil).

@#3 POROS DEN%AN (E(AN PUNTIR

8ika poros g akan direncanakan "ana mendapat beban torsi$ maka diameter poros biasana dapat lebi" kecil dari g diperkirakan$ seperti : poros motor dg. sebua" kopling.

#etapi jika diperkirakan terjadi beban lenturan (tarikan atau tekanan)$ misalna : sabuk$ rantai$ roda gigi g dipasang pada poros motor. e"ingga pembebanan tamba"an tersebut perlu per"itungan (dalam 'aktor tamba"an g diambil).

Ta!a cara erencanaan : 1. 4** RE!** (,d) :

Pd 9 c# P 0-71 4imana : 'c 'actor koreksi (tabel 1.7) !*#*#* :

•

8ika , adala" daa rata2 maka "arus dibagi dengan e''. &ekanis (

η

) dari sistem transmisi untuk mendapatkan daa penggerak mula.

•

Konersi satuan :

1 ,  <$C36 K> 1 K>  1 K8%dt  <$M7 =, 1 =,  C57 >  C6 Kg.m%dt

2. &-&E ,U#0R (&omen rencana)$ # :

120

)

60

/

1

.

2

)(

1000

/

(

T 

n

 Pd 

=

π 

e"ingga:

1

10

74

,

9

5

n

 Pd 

 

T 

=

(Kg.mm)

4imana : n1 ,utaran poros (Rpm) 3. #E** EER (

τ

) : 3 3

.

1

,

5

)

16

/

.

(

ds

T 

ds

T 

=

=

π 

τ 

_(Kg%mm2₎

4imana :ds diameter poros (mm)

5. #E** EER * 40080K* (

τ

) :

)

/

(

)

2

1

(

2

mm

 %g 

 "f  

"f  

b

a

σ 

τ 

=

4imana :

σ

b Kekuatan tarik (Kg%mm2₎

'1  'aktor keamanan ba"an dari tegangan g lain  6$7 (U% ba"an )

 7$< (U% ba"an /!)

'2  *ngka keamanan dari alur pasak 9 bertangga$ kekasaran permukaan.  1$3 ; 3$< 6. 40*&E#ER ,-R- (ds) : 3 / 1

.

.

1

,

5









=

 %t 

$b

T 

a

ds

τ 

CC Kt aktor koreksi dari momen puntir 

 1$< (U% beban secara "alus)

 1$</1$6 (U% sedikit kejutan%tumbukan)  1$6/3$< (U% kejutan%tumbukan besar)

cb  aktor kemungkinan adana pemakaian beban lentur dimasa mendatang.  1$2 ; 2$3

(A( 'III PASAK

•

,**K : adala" suatu elemen mesin g dipakai untuk menetapkan bagain2 mesin (seperti : roda gigi$ sproket$ puli$ kopling$ dll) pada poros.

•

ungsi g serupa dg pasak adala" dilakukan ole" :

1. _{eplain : dimana gigi pada seplain biasana besar atau sedang .}

2. erigi (serration) : gigi kecil2 dengan jarak bagi g kecil juga . Keduana dapat digeser secara aksial saat meneruskan daa.

•

&enurut letakna pada poros$ pasak dibedakan :

1. ,asak pelana 5. ,asak singgung 2. ,asak rata 6. ,asak tembereng 3. ,asak benam 7. ,asak jarum

Umumna berpenampang segi empat$ dalam ara" memanjang dapat berbentuk prismatic atau tirus.

!*#*#* :

•

,aling banak dipakai adala" pasak benam$ karena dapat meneruskan momen g besar.

#, PEREN4ANAAN PASAK

=al2 g penting dalam perencanaan pasak :

1. ,asak benam kadang2 diberi kepala$ dengan maksud untuk memuda"kan pencabutan.

2. Kemiringsn pasak tirus umumna 1%1<< dan dalam pengerjaan dijaga agar na' tidak eksentrik.

3. ,ada pasak rata sisi samping "arus pas dengan alurna.

4. _{Ba"an pasak umumna dipili" dengan kekuatan tarik (}

σ

_{b) S 7< kg%mm}2  _(lebi"

kuat dari porosna).

(+i"at standar pasak dalam #abel 1.M)

•

** #*E0*+ ,*4* ,-R- () :

)

(

)

2

/

(

ds

 %g 

T 

 F  =

4imana : # &omen rencana poros (kg.mm)

ds 4iameter pors (mm)

•

#E** EER  40#0&BU+K* (

τ

k) :

)

/

(

.

2

mm

kg 

l 

b

 F 

k 

=

τ 

4imana : b +ebar pasak (mm)

l ,anjang pasak (mm)  aa (kg)

•

#E** EER  40080K* (

τ

ka) :

1

.

l 

b

 F 

ka

 ≥

τ 

atau

2

1

 "fk 

"fk 

b

k 

σ 

τ 

=

σ

b Kekuatan tarik 'k1 Umumna 7

'k2 1 ; 1$6 (Beban secara perla"an)

1$6 ; 3 (Beban tumbukan ringan)

2 ; 6 (Beban tiba/tiba 9 tumbukan berat)

•

#EK** ,ER&UK** (p) :

)

/

(

)

2

.

.

1

(

2

mm

kg 

t 

atau

t 

 L

 F 

 p

=

4an "arga tekanan permukaan g diijinkan (pa) :

)

2

.

.

1

(

t 

atau

t 

 L

 F 

 pa

≥

4imana : t1 Kedalaman alur pasak pada poros (mm) t2 Kedalaman alur pasak pada na' (mm) pa M (,oros diameter kecil)

 1< (,oros diameter besar)  4an untuk poros putaran tinggi$

"arga pa  L dari "arga tersebut. !*#*#* :

•

+ebar pasak sebaikna  26 ; 36A dari diameter poros

•

,anjang pasak  (<$C6 ; 1$6)ds.

PE%AS

+#, MA4AM<MA4AM PE%AS

&enurut corakna pegas dapat dibedakan : 1. ,egas tekan atau kompresi

2. ,egas tarik 3. ,egas puntir 

ecara umum menurut jenis beban g diterima$ pegas dapat digolongkan$ sbb : a. ,egas tekan '. ,egas piring : / ,aralel

b. ,egas tarik / eri

c. ,egas puntir g. ,egas cincin

d. ,egas olut ". ,egas batang ulir   e. ,egas daun i. ,egas spiral%pegas jam

ungsi pegas :

1. ,elunak tumbukan atau kejutan (eHp. ,egas kendaraan) 2. ,enimpan energi (eHp. ,egas pada jam)

3. ,engukur (eHp. ,ada timbangan) 5. ,enegang atau penjepit

&enurut pemakainna pegasa dapat dibuat dari bebarapa jenis ba"an (#abel C.11). ,egas dari baja dengan penampang lingkaran adala" g paling banak dipakai.

Untuk pemakai umum :

•

,egas dengan diameter s%d $2 mm dibuat dari kaat tarik keras g dibentuk dingin (kaat g ditemper minak).

•

Untuk diameter S $2 mm dibuat dari batang rol g dibentuk panas.

,ada pegas dari kaat tarik keras$ setela" dibentuk pegas maka tidak dilakukan perlakuan panas.

KE#ER** :

•

4iantara kaat tarik keras g paling bermutu adala" kaat untuk musik%piano (>,).

•

Kaat baja keras (>) dipakai u% tegangan renda" atau beban statis (dg mutu lebi" renda" dari >,).

•

,egas dari baja g paling umum dipakai adala" pegas g dibentuk panas$ aitu baja pegas (U,).

•

Baja ta"an karat (U) dipakai untuk keadaan lingkungan g korosi'.

•

0nconel dipakai untuk keadaan temperatur g tinggi dan korosi'.

•

,erunggu pospor (,B>) ba"an g anti magnet dan mempunai daa konduksi listrik g baik.

•

Kaat g ditemper dalam minak diberikan perlakuan panas saat proses pembuatan$ untuk memperole" si'at 'isik g ditentukan.

+#3 PEREN4ANAAN PE%AS ULIR

#atacara perencanaan pegas diberikan dalam (diagram 3<)$ pertimbangan lainna g perlu diketa"ui (ber"ubungan dengan pemakaian adala"):

1.Besar lendutan g diijinkan 2.Besar energi g akan diserap

3.*paka" kekerasan pegas akan dibuat tetap atau bertamba" (dengan membesarna beban).

5.Besar ruangan g dapat disediakan.

6.!orak beban : berat$ sedang atau ringan serta dengan kejutan atau tidak. 7.+ingkungan kerja : korosi'$ temperatur tinggi$ dsb.

•

=ubungan antara lendutan dengan beban :

7, 9 - # 4imana : >1  Beban (kg)

δ

 +endutan (mm)

k  Konstanta pegas (kg%mm) G Kekakuan pegas ditentukan ole" besarna tegangan

geser (

τ

) atau tegangan lentur.

G edangkan kekakuanna ditentukan ole" modulus elastisitas$ E(kg%mm2_{) atau modulus geser$ (kg%mm}2_).

)

.

(

1

2

W 

kg 

mm

 D

T 

=

4imana : 4  4iameter lilitan rata/rata (mm)$ g diukur dalam sumbu kaat.

•

Besarna tegangan geser (

τ

) :

)

/

(

k 

mm

2

 'p

T 

=

τ 

4imana : Tp  &omen ta"anan puntir 

3 . 16 d  π  = d  4iameter kaat (mm) e"ingga: ₃

.

1

.

.

8

d 

W 

 D

π 

τ 

=

•

#egangan maks. pada permukaan dalam lilitan pegas ulir

)

/

(

.

1

.

.

8

.

₃

kg 

mm

2

d 

W 

 D

 % 

π 

τ 

=

CCCC

.

8

₂

1

d 

W 

d 

 D

 % 

π 

=

e"ingga :

 D

 % 

d 

W 

.

.

8

.

.

1

3

τ 

π 

=

4imana: K aktor tegangan dari >a"l$ g merupakan 'ungsi indeks pegas c4%d $ $ $  %  0,615 4 4 1 4 + − −

= <<<<< ;Bisa dicari dari gra'ik C.27

G ,ada pegas ulir "arga (4%d)  5/ 1< !*#*#* :

G 4alam pegas kompresi$ dimana: = panjang lilitan 4 diameter rata/rata Untuk pemakaian umum "arga (=%4)

≤

 5.

G ,egas ulir tekan ujung ulir "arus rata dan tegak lurus sumbu ulir (u% tempat dudukan).

G =arga tegangan maks. g diijinkan pada pegas ulir  tekan diberikan pada (gambar C.2C)$ untuk beban statis. 4alam perencanaan besarna tegangan diambil :

 M<A dari "arga dalam (u% kerja sedang)

  76A dari "arga dalam (u% kerja berat). =al ini untuk meng"indari kelela"an ba"an karena beban ulang.

•

Keadaan pembebanan atau keadaaan kerja pada pegas :  1<<< siklus?.U% kerja ringan (beban dikenakan pelan2)

!onto": kopling$ rem

≥

 1.<<<.<<< siklus?.U% kerja berat (beban dengan lendutan besar jangka panjang 9 ber'ariasi).

!onto" : ,egas katup motor bakar 

•

#egangan rencana g diambil : #egangan mulur geser:

4ibagi 1$6 ?(u% kerja ringan).

4ibagi 1$ (1$6%<$M)? (u% kerja rata2). 4ibagi 2$3 (1$6%<$76)...(u% kerja berat).

•

#egangan g diijinkan pada pegas tarik 2<A lebi" renda" dari pegas tekan (sebab pegas ulir tarik dipandang kurang aman dibanding pegas ulir tekan).

•

N9 nB0,"6 s2d )1

4imana:  8umla" seluru" lilitan n jumla" lilitan akti' 

 3 atau lebi"

•

+endutan (

δ

):??.

(

)

.

1

.

.

.

8

4 3

mm

(

d 

W 

 D

n

=

δ 

4imana: >1 Beban (kg)

4  4iameter lilitan rata/rata (mm) d  diameter kaat (mm)   &odulus geser (kg%mm2₎

•

Konstanta pegas (k):??. 3 4

.

.

8

.

 D

n

d 

(

k 

=

•

k 

Wo

o

 )s

 )f  

− =

δ 

=

4imana: =' ,anjang pegas (mm) =s ,anjang terpasang (mm) >o Beban aal terpasang (kg)

δ

o +endutan aal terpasang (mm)

•

k 

Wl 

o

h

 )l 

 )f  

− = + = =

δ 

δ 

Wl 

=

Wo

+

k 

.

δ 

k 

Wo

Wl 

 )l 

 )l 

 )s

= +

δ 

= +

(

−

)

4imana: "  +endutan e'ekti' (mm)

 +endutan pada pembukaan katup >l  Beban pada lendutan maks. (kg)

(=c):

d 

n

 )$

atau

d 

n

 )$

=

(

+

1

,

5

)

...

...

=

(

+

2

,

3

)

 (mm)

4imana: jumla" lilitan mati pada ujungna 1 atau 1$6 lilitan

•

8ika jumla" lilitan mati1$ maka kelonggaran kaat : G ,ada aal terpasang:

)

5

,

1

(

)

(

+

−

=

n

 )$

 )s

*s

•

,ada lendutan maks. :

)

5

,

1

(

)

(

+

−

=

n

 )$

 )l 

*l 

Untuk pegas katup bias diambil : !s  1$< ; 2$< (mm) !l  <$2 ; <$7 (mm) !*#*#* :

1. ,ada pegas g cukup ramping$ maka agar tidak terjadi tekukan :

G Untuk panjang bebas

≤

 74$? maka lendutan (

δ

)

≤

 5<A panjang bebas G Untuk panjang bebas  M4$? maka (

δ

)

≤

 2<A panjang bebas

2. ,egas g cenderung mengalami tekukan$ se"arusna diberi batang atau pipa penjaga (perlu diper"atikan keausan dan peruba"an konstanta pegas).

3. ,ada temperatur pegas g tinggi maka modulus geserna () akan berkurang$ demikian juga sebalikna.

4. _{u"u V 57}

°

_{! di baa" nol (pada baja timbul kegetasan)$ maka "arus di"indari}

beban tumbukan (kecuali ba"an pegas dari logam bukan besi). 6. #emperetur kerja maks. :

Untuk ,egas baja  16<

°

! (asumsi tegangan g diijinkan M<A pada temperatur ruangan).

Untuk ,egas inconel  3C<

°

!

Untuk ,egas perunggu pospor  C6

°

! Untuk ,egas baja ta"an karat  27<

°

!

+#5 PE%AS DAUN

,egas batang tekuk satu sisi dengan penampang segi empat mengecil :

•

aa kemampuan:

₍

₎

6

.

.

2

 + 

 L

h

b

 F 

=

σ 

•

,eminda"an pegas:

(

)

.

.

.

4

.

1

3 3

m

h

b

 E 

 L

 F 

#

 f  

=

b +ebar pangkal pegas (mm) " #ebal pangkal pegas (mm) + ,anjang pegas (mm)

E &odulus elastisitas ba"an pegas

≈

 2$1H1<6 _(%mm2₎

•

Kemiringan: 3 2

.

.

.

6

.

2

tan

h

b

 E 

 L

 F 

#

=

α 

•

Kerja pegas:

2

  f  

 F 

W 

=

•

ilai guna pegas:

)

/

1

)(

/

1

(

1

9

4

h

ho

b

bo

#

 A

+

+

=

η 

KOPLIN%

•

Klasi'ikasi kopling:

1. _{Kolin= !e!a: suatu elemen mesin g ber'ungsi untuk penerus putaran dan}

daa dari poros penggerak ke poros g digerakkan tanpa slip$ dimana kedua poros tersebut terletak pada satu garis lurus atau sedikit berbeda sumbuna dan selalu dalm keadaan ter"ubung.

2. _{Kolin= !ida- !e!a : elemen mesin dimana proses peng"ubungan poros}

dengan putaran g sama serta dapat melepaskan "ubungan kedua poros tersebut baik dalam keadaan diam atau berputar.

•

&acam/macam kopling tidak tetap : 1. Kopling kaku: / Kopling bus

/ Kopling 'lens kaku / Kopling 'lens tempa 2. Kopling lues :

/ Kopling 'lens lues / Kopling gigi / Kopling karet ban / Kopling rantai / Kopling karet bintang

3. Kopling uniersal:

- _{Kopling uniersal "ook}

- _{Kopling uniersal kecepatan tetap}

•

KE#ER** :

- _{Kopling kaku: #idak mengijinkan ketidaklurusan kedua poros}

- _{Kopling lues ('leHible): &engijinkan sedikit ketidaklurusan sumbu poros.} - _{Kopling uniersal: Bila kedua poros akan membentuk sudut g cukup} besar.

•

&acam/macam kopling tidak tetap:

1. Kopling cakar: meneruskan momen dengan kontak positi' (tidak dengan perantara gesekan) "ingga tidak dapat slip.

2. Kopling plat: meneruskan momen dengan perantara gesekan berupa plat se"ingga beban berlebi" bias di"indari.

3. Kopling kerucut: menggunakan bidang gesek g berbentuk kerucut.