ULIR DAYA PADA MESIN PRESS
Di susun oleh :
Nama : BAGUS WAHYU PRASETYO Nim : 153010013
Fakultas : Teknik Kelas : Ekstensi (B)
KATA PENGANTAR
Bismillahirrohmanirrohim
Asssalamualaikum warohmatullahiwabarokatuh
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas izi - Nya saya dapat membuat makalah tugas ElemenMesin 2 yaitu,Ulir Daya pada Mesin Press, Sholawat dan salam kepada Nabi Muhammad SAW.
Dalam teknik mesin ulir daya banyak digunakan bersamaan dengan Ulir dapat digunakan untuk (1) memegang/mengencangkan dua komponen atau lebih, dan (2) memindahkan beban/benda. Fungsi yang pertama sering disebut pengencang (fastener) dan yang kedua dikenal dengan nama ulir daya (power screw atau lead screw). Sebagai fastener, konstruksi ulir dapat menerima beban tensile, shear, maupun keduanya..
Oleh karena itu, saya ditugaskan untuk membuat makalah ini dengan tujuan agar dapat mendapatkan pengetahuan tentang ulir lebih banyak, tidak hanya di bangku kuliah saja.
Semoga makalah ini dapat bermanfaat khusunya bagi saya pribadi dan bagi semua orang.Tidak lupa kritik dan saran yang membangun agar saya dapat menyusun makalah lebih baik lagi.
Semarang , 10 November 2017
DAFTAR ISI
ULIR DAYA PADA MESIN PRESS...1
KATA PENGANTAR...2
2.2 Tipe Ulir Daya...6
2.3.Koefisien gesek...8
2.4 Gaya gaya yang di terima ulir trapesium...9
BAB I PENDAHULUAN
1.1 LatarBelakang
Ulir adalah bagian dari suatu komponen yang berfungsi sebagai penyetel, pemindah tenaga serta pengikat. Ulir dalam pemakaiannya selalu bekerjaberpasangan antara ulir luat maupun ulir dalam.Dalam ilmu pengetahuan teknik mesin ulir dibedakan atas dua kelompok besar menurut fungsinya yaitu ulir pengikat (threaded fasteners) dan ulir daya (power screws). Ulir pengikat berfungsi untuk menyambung atau mengikat antara dua elemen, contohnya berbagai macam baut dan mur. Ulir daya berfungsi untuk mendapatkan keuntungan mekanik yang besar, biasanya diterapkan pada dongkrak ulir, klem, mesin pres, ragum, dan sebagainya.
Ulir pada mesin pres di gunakan sebagai tenaga utama penekanan ke benda atau bahan yang akan di pres. Daya yang di berikan ke benda sebanding lurus dengan teganan yang di terima oleh ulir. Tegangan pada ulir adalah daya di bagi dengan luas penampangulir.
1.2 Tujuan
Tujuan dari pembuatan laporan tentang ulir daya pada mesin pres adalah. 1. Mengetahui kekuatan ulir.
2. Mengetahui bahan material ulir. 1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah pada laporan tentang ulir daya pada mesin pres adalah. 1. Diasumsikan gaya putar dari tangan manusia
BAB II DASAR TEORI
2.1 Ulir Daya.
Dalam ilmu pengetahuan teknik mesin ulir dibedakan atas dua kelompok besar menurut fungsinya yaitu ulir pengikat (threaded fasteners) dan ulir daya (power screws). Ulir pengikat berfungsi untuk menyambung atau mengikat antara dua elemen, contohnya berbagai macam baut dan mur. Ulir daya berfungsi untuk mendapatkan keuntungan mekanik yang besar, biasanya diterapkan padadongkrak ulir, klem, mesin pres, ragum, dan sebagainya.
Ulir terjadi bila lembaran berbentuk segitiga digulungkan pada silinder.
Gambar 2.1 (https://www.academia.edu/17039704/ULIR) Keterangan : α = sudut helik
p = pitch d = diameter
Pengertian pitch berbeda dengan kisar (lead). Pitch adalah jarak antara puncak dengan puncak, sedangkan kisar(P) adalah jarak yang ditempuh mur bila ulir diputar satu putaran.(https://www.academia.edu/17039704/ULIR)
Oleh karena itu berdasarkan kisarnya ulir dibedakan atas : A.Ulir tunggal
Ulir tunggal adalag ulir yang memiliki kisar 1 P , sehingga bila diputar satu kali akan melewati 1 Pitch.
B.Ulir ganda
Ulir ganda adalah ulir yang memiliki kisar 2 P , sehingga bila diputar satu kali akan melewati 2 Pitch
Gambar2.3ulir ganda(https://www.academia.edu/17039704/ULIR)
C.Ulir tripel
Ulir tripel adalah ulir yang memiliki kisar 3 P , sehingga bila diputar satu kali akan melewati 3 Pitch
Gambar2.4 ulir tripel(https://www.academia.edu/17039704/ULIR) Tipe Ulir Daya
Berdasarkan jenis atau tipenya, ulir daya dibedakan atas tiga macam, yaitu :
A. Ulir segi empat B. Ulir trapesium
C. Ulir gigi gergaji Gambar 2.5 tipe ulir daya(khurmi,2005)
A. Ulir segi empat
Ulir segi empat ini dapat di gunakan untuk menstransmisikan daya 2 arah, menghasilkan efisiensi maksimum dan gaya tekanan radial yang minim pada mur. Pembuatanya menggunakan mesin bubut dengan alat tambah tertentu sehingga pembuatanya agak sulit untuk di lakukan. Bentuk ulir peregi di tunjukkan pada gambar 2.5 A Ulir segi empat. (Khurmi, 2005)
B. Ulir trapesium
Ulir trapesium adalah modifikasi dari ulir segi empat, yaitu pada kedua sisi ulir di berikan kemiringan tertentu. Sehingga menurunkan efisiensi pada ulir dan menaikkan gaya tekanan radialnya.Tetapi menaikkan luas daerah geseran yang bersinggungan . Tipe trapesium lebih mudah dibuat dari pada tipe ulir segi empat. Bentuk ulir trapesium di tunjukkan pada gambar 2.5 B. Ulir trapesium(Khurmi, 2005)
C. Ulir gigi gergaji
Ulir gigi gergaji adalah gabungan dari ulir persegi dan ulir trapesiun. Ulir ini biasa di gunakan untuk menopang gaya gaya besar, karena memiliki ketebalan yang lebih besar. Tipe ini hanya dapat di gunakan untuk satu arah saja sehingga perlu pengunci. Ulir ini biasa kita temukan pada kabel ties. Bentuk ulir di tunjukkan pada gambar 2.5 C.Ulir gigi gergaji. (Khurmi, 2005)
Koefisien gesek
Besarnya koefisien gesekan bergantung pada berbagai faktor seperti bahan ulir dan mur, pengerjaan sekrup pemotong, kualitas pelumasan, tekanan bantalan unit dan kecepatan gesek. Nilai koefisien gesekan tidak berbeda jauh dengan kombinasi antara kecepatan material, beban atau gesekan, kecuali pada kondisi awal. Koefisien gesekan, dengan pelumasan yang baik dan pengerjaan rata-rata, dapat diasumsikan antara 0,10 dan 0,15. Berbagai nilai untuk koefisien gesekan untuk sekrup baja dan besi cor atau mur perunggu, dalam kondisi yang berbeda ditunjukkan pada tabel berikut. (khurmi,2005)
Tabel .2.2Koefisien gesek di bawah kondisi yang berbeda. (khurmi,2005)
Tabel 2.3 koefisien gesek pada collar.(khurmi,2005)
2.2 Gayagaya yang di terima ulir trapesium. A. Gaya normal pada ulir
Kita tahu bahwa ada reaksi normal (RN) jika ulir berputar adalah
Gambar 2.6 gaya normal ulir(khurmi,2005)
Dengan , 2β = Sudut ulir trapezium , dan β = setengah sudut ulir trapezium untuk benang trapesium, 2β = 30 °.(khurmi,2005)
sehingga RN = W/ cos β………2.2 (khurmi,2005)
dan gaya geseknya (µ1)
F = RN.µ = µ × (W/ cos β) = µ1.W Koefisien gesek ulir trapesium = μ1= tan φ1
2β = Sudut ulir trapezium
RN = gaya normal
W = beban aksial
Karna koefisien gesekan µ1= µ / cos β maka ulir trapesium dianggap sama dengan ulir segi empat, sehingga semua persamaan ulir segi empat juga berlaku untuk ulir trapesium. Dalam kasus ulir trapesium, μ1 (yaitu tan φ1) dapat diganti menggantikan koefisien gesek μ (yaitu tan φ). Jadi daya untuk ulir trapezium. (khurmi,2005) menjadi:
T=
Px
d
P = W tan (α + φ1) =
(
φ1= sudut gesekan virtual.
B.Tegangan pada ulir daya.
Sekrup daya harus memiliki kekuatan yang memadai untuk menahan beban aksial dan torsi yang diberikan. Berikut jenis tekanan yang diinduksi dalam sekrup. a.Tegangan langsung atau tegangan tekan akibat beban aksial.
Tegangan langsung akibat beban aksial dapat ditentukan dengan membagi beban aksial (W) dengan luas penampang melintang minimum dari sekrup (Ac) yang sesuai dengan diameter minor (dc). sehingga Tegangan langsung (tarik atau tekan). (khurmi,2005) menjadi:
σc = Stres disebabkan karena beban W.
Tabel 2.4 standart tegangan tarik pada bahan (Ir. Sularso, 2004)
b.Tegangan geser
karena ulir mengalami momen puntir, jadi ulir menerima tegangan geser. Tegangan geser Ini diperoleh dengan mempertimbangkan penampang sekrup minimum (Ac). Jadi torsi rumus dapat di rumuskan dengan:
T =
π
16 . τ.dc3……… 2.8
(khurmi,2005)
τ=
Bila ulir terkena tekanan langsung dan tegangan geser torsi, maka perancangan harus didasarkan pada teori tegangan geser maksimum, yang menurutnya tegangan geser maksimum pada bagian diameter minor,
τ(max)=
1
2
√
(
σc
)
2+
4
τ
2 ………2.10
(khurmi,2005)
d.Tegangan geser akibat beban aksial.
Tegangan geser ulir terdapat pada diameter inti bautdan mur pada diameter mayor ,sehigga ulir yang meluncur memiliki beban aksial. Dengan asumsi bahwa beban didistribusikan secara merata di atas ulir yang dalam kontak.sehingga tegangan geser dapat di rumuskan sebagai berikut:
1.Tegangam geser baut
tebal ulir (t) = pitch / 2 =p / 2
Dengan : W = Beban aksial pada sekrup, n = Jumlah ulir aktif,
dc = Diameter inti atau akar sekrup, do = Diameter luar
t = Tebal atau lebar ulir
Tegangan geser yang diizinkan (kg/mm2) pada bahan dapat diperoleh dengan berbagai cara. Di dalam sularso Fs dihitung atas dasar batas kelelahan puntir yang besarnya diambil 40% dari batas kelelahan tarik yang besarnya kira- kira 45% dari kekuatan tarik Tt (kg/mm2). Jadi batas kelelahan puntir adalah l8% dari kekuatan tarik sesuai dengan standar ASME. (Ir. Sularso, 2004)
2.3 Faktor Keamanan
Faktor Keamanan(Safety Factor) Dalam Perancangan Elemen Mesin. Faktor Keamanan (Safety factor) adalah faktor yang digunakan untuk méngevaluasi agar perencanaan elemen mesin terjamin keamanannya dengan dimensi yang minimum. (Joseph P. Vidosic, 2007)
Pembebanan pada elemen mesin dibedakan menjadi beberapa jenis : A. Beban steady yaitu beban yang besarnya tidak berubah/selalu sama.
B. Beban Dinamik yaitu beban yang besarnya berubah-ubah dengan fluktuasi yang tidak terlau besar.
C. Beban Kejut yaitu beban yang besarnya berubah dengan fluktuasi yang tinggi/secara mendadak.
Elemen mesin yang menerima beban kejut harus mempunyai faktor keamanan yang besar. (Khurmi. 2005)
Faktor Keamanan /Safety Factor berdasarkan jenis beban adalah : a. Beban Stady : 1 – 2
b. Beban Dinamis : 2 – 3 c. Beban Kejut : 3 – 5
BAB III ANALISA 3.1Data
Gambar 3.8. Data pengukuran:
Major diameter (d0) = 22 mm Minor diameter(dc) =16,5 mm
Diameter rata-rata (d) = d0–(p/2) = 22 – (5/2) =19,5 mm
Pitch(p) = 5mm
Kisar = tunggal
Tebal ulir (t) = pitch / 2 = 5 / 2 = 2,5 mm Tinggi mur h = 20mm
Ulir aktif (n) = h / p = 20 / 5 = 4 ulir aktif Panjang lengan(l) = 247 mm
3.2 Perhitungan A. Kekuatan pada ulir.
Torsi yang terjadi: T= Pt x l
T = = 30 x 247 = 3.705 kg.mm
Maka gaya yang di gunakan untuk menekan atau mendorong adalah
W =
(
380
kg
0,204
)
W = 1.862,75 kg
D.Tegangan geser akibat gaya puntir/ torsi
τ=
E.Tegangan geser akibat beban aksial. a.Tegangan geser pada ulir
τ(screw) =
(
b.Tegangan geser pada mur
τ(nut) = 3,05 kg/mm2
F.Tegangan tekan akibat gaya aksial
σc =
(
G.Tegangan geser maksimum
τ(max)=
BAB IV KESIMPULAN
Ketika ulir menerima tegangan geser dan tegangan tekan. Maka tegangannya harus di hitung satu persatu baik tegangan geser maupun tegangan tekan. Kemudian kedua tegangan itu digunakan untuk menghitung nilai tegangan geser max pada ulir daya , lalu agar lebih aman saat di gunakan di kalikan dengan safety factor.
DAFTAR PUSTAKA
Joseph P. Vidosic. (2007). Machine Design Projects.New York: Roald press Co. 1957.
Gupta, R. S. Khurmi and J.K. A Textbook of Machine Design. New Delhi: Eurasia Publishing House, 2005.
Sularso MSME, K. (2004). Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin.
Jakarta: PT. Pradnya Paramita.
https://www.scribd.com/doc/151721174/Faktor-Keamanan di akses tanggal 1 mei 2017
