PERHITUNGAN REM TROMOL PADA MOTOR HONDA SUPRA X 100 CC

PADA MOTOR HONDA SUPRA X 100 CC

TUGAS ELEMEN MESIN I

Dibuat untuk memenuhi syarat kurikulum pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Sriwijaya

Oleh

Ardin Wahyu S 03091005001

Koko Fahmi S 03091005031

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA

PADA MOTOR HONDA SUPRA X 100 CC

TUGAS PERENCANAAN ELEMEN MESIN I

Dibuat untuk memenuhi syarat kurikulum pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Sriwijaya

Oleh :

Ardin Wahyu S 03091005001

Koko Fahmi S 03091005031

Diketahui oleh Koordinator Disetujui untuk Jurusan Teknik

Tugas Elemen Mesin I : Mesin oleh Dosen Pembimbing

M. Yanis. ST, MT M. Yanis. ST, MT

halaman

Halaman Sampul ... i

Halaman Judul ... ii

Halaman Pengesahan ... iii

Kata Pengantar ... iv

Daftar Isi ... v

Daftar Tabel ... vii

Daftar Gambar ... viii

Daftar Lampiran ... ix

BAB I. PENDAHULUAN ... 1

A. Latar Belakang ... 1

B. Tujuan dan Manfaat ... 1

C. Pembatasan Masalah ... 2

D. Metode Pembahasan ... 2

E. Sistematika Penulisan ... 2

II. TINJAUAN PUSTAKA ... 3

A. Pengertian Rem ... 3

B. Macam Macam Rem ... 4

C. Komponen Rem Tromol ... 9

III. PERHITUNGAN ... 13 A. Sepatu Rem ... 13 B. Pegas ... 20 C. Poros ... 25 IV. KESIMPULAN ... 30 Daftar Pustaka Lampiran BAB I

A. Latar Belakang

Suatu mesin terdiri dari suatu komponen yang jumlahnya dapat

mencapai lebih dari seribu bagian. Semua bekerja saling mendukung dan

terpadu, sehingga dapat menghasilkan suatu gerakan. Banyak hal yang harus

diperhatikan oleh seorang perancang dalam perancangan suatu komponen dari

sebuah mesin antara lain yaitu menyesuaikan suatu komponen dengan fungsi

sebenarnya, faktor keamanan dari komponen yang direncanakan, efisiensi serta

faktor biaya.

Pada tugas elemen mesin I ini akan dihitung suatu alat yang

berfungsi untuk menghentikan poros atau benda yang mengalami gerakan yaitu

rem. Rem adalah suatu alat yang berguna untuk menghentikan atau

memperlambat putaran dari suatu poros yang berputar dengan perantara

gesekan. Peranan rem sangat penting dalam sebuah konstruksi kendaraan

bermotor. Oleh karena itu, penulis mengambil “Perhitungan Rem Tromol Pada Honda Supra X 110 cc“ sebagai judul dari tugas perencanaan elemen mesin ini.

A. Tujuan dan Manfaat Penulisan

Sasaran yang hendak dicapai dengan diadakannya Tugas

1. Menerapakan kajian teoritis dalam bentuk rancang bangun elemen mesin

khususnya pada rem cakram.

2. Mampu merencanakan elemen-elemen mesin yang berdasarkan pada

perhitungan-perhitungan yang bersumber dari literatur sekaligus

mengaplikasikan teori yang dilihat langsung di lapangan.

B. Perbatasan Masalah

Berdasarkan pada pembagian rem yang terdiri dari beberapa jenis

maka permasalahan yang akan dibahas adalah :

1. Prinsip kerja Trombol

2. Ukuran-ukuran rem Trombol dari hasil perhitungan.

3. Gambar kerja dengan ukurannya berdasarkan hasil survey/pengukuran.

C. Metode Pembahasan

Pada perencanaan rem Trombol ini pembahasan akan dilakukan

dengan menggunakan literatur yang memuat data-data serta rumus-rumus yang

berkaitan dengan masalah yang diambil serta dilengkapi dengan studi lapangan.

E. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan yang digunakan dalam laporan ini adalah sebagai

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Pengertian Rem

Rem adalah suatu alat yang berguna untuk menghentikan atau

memperlambat putaran dari suatu poros yang berputar dengan perantara

gesekan Efek pengereman secara mekanis diperoleh dengan gesekan secara

listrik dengan serbuk magnet, arus putar, fasa yang dibalik, arus searah yang

dibalik atau penukaran katup dan lain-lain.

Karena itu dalam banyak hal rem tidak bertindak sebagai rem

penyetop, dalam hal instalasi dihentikan oleh gaya rem, melainkan mempunyai

tugas untuk mempertahankan pesawat dalam suatu kedudukan tertentu (rem

penahan).

Momen rem terkecil terjadi pada poros yang berputar paling cepat.

Karena itulah maka rem sedapat mungkin kebanyakan dipasang pada poros

yang digerakkan oleh motor.

Syarat paling utama yang harus dipenuhi oleh rem ialah kelembutan

artinya tidak ada tumbukan ketika menghubungkan dan melepaskan rem,

pelepasan kalor yang cukup ketika terjadi kemungkinan penyetelan ulang

setelah aus.

Pada mesin pengangkat, rem digunakan untuk mengatur kecepatan

penurunan muatan atau untuk menahan muatan agar diam dan untuk menyerap

inersia massa yang bergerak seperti truk, crane, muatan dan sebagainya.

1. Jenis penahan.

2. Jenis penurunan.

3. Jenis penahan dan penurunan, rem ini melayani kedua fungsi penghentian

muatan dan mengatur kecepatan penurunan.

B. Macam-macam Rem

Menurut efek pengereman secara mekanis rem terbagi beberapa

golongan. Masing-masing golongan terdiri dari beberapa jenis rem, seperti

terlihat pada Gambar. 1

Rem gesek berguna untuk menghentikan poros, mengatur putaran

poros, mencegah putaran yang tidak dikehendaki agar tidak terjadinya slip,

dimana poros tersebut terletak pada suatu garus lurus atau sedikit berbeda.

Macam-macam rem gesek :

1. Rem Blok

a. Rem Blok Tunggal

Rem ini merupakan rem yang paling sederhana yang terdiri

dari satu blok rem, pada permukaan geseknya dipasang lapisan rem atau

bahan gesek yang dapat diganti bila aus. Suatu hal yang kurang

menguntungkan pada rem blok tunggal adalah gaya tekan yang bekerja

dalam satu arah saja pada drum, sehingga pada poros timbul momen

lentur serta gaya tambahan pada bantalan yang tidak dikehendaki.

Demikian pula dengan pelayanan manual jika diperlukan gaya

pengereman yang besar, tuas perlu dibuat sangat panjang sehingga

Gambar 1 Macam-macam rem

Pada dasarnya rem blok tunggal beroperasi karena aksi satu

arah blok tunggal sehingga menimbulkan lenturan pada poros rem. Rem

blok tunggal hanya dapat dipakai untuk menahan momen gaya yang kecil

pada penggerak tangan bila diameter poros tidak melebihi lima puluh

milimeter. Tekanan yang diberikan oleh blok besi cor pada rem haruslah

sedemikian rupa sehingga gaya gesek yang dihasilkan pada permukaan

roda mengimbangi gaya sekelilingnya.

b. Rem Blok Ganda

REM GESEK

LISTRIK

ARUS PUTAR

PENUKARAN DL FASA BALIK

REM REM REM REM PITA

SEPATU DEPAN BELAKANG

DUA SEPATU DEPAN

DUO SERVO

REM TUNGGAL

Kekurangan rem blok tunggal yang hanya mendapat gaya

tekan dalam arah saja hingga menimbulkan momen lentur yang besar

pada poros serta gaya tambahan pada bantalan, dapat diatasi jika dipakai

dua blok rem yang menekan drum dari dua arah yang berlawanan baik

dari sebelah dalam atau dari sebelah luar drum.

Rem blok ganda sering digunakan pada mekanisme

pengangkat, pemindahan dan pemutaran crane yang berbeda dengan rem

blok tunggal. Rem blok ganda tidak menimbulkan defleksi pada poros

rem. Penjepit dan crane yang digerakkan listrik hampir selalu didesain

dengan rem blok ganda. Rem digerakkan oleh pemberat dan dilepaskan

oleh elektromagnet, akibatnya pengereman permanen hanya bekerja bila

elektromagnet. Biasanya rangkaian listriknya dibuat saling mengunci

antara motor dan magnet sehingga secara otomatis menghasilkan aksi

pengereman walaupun motor berhenti secara mendadak.

Pengoperasian rem dengan pemberat yang dipasang pada

tuas rem mempunyai kelemahan yaitu setelah arus diputuskan dan

pemberatnya jatuh, pemberat ini akan bergetar bersama dengan

tangkainya, menurunkan dan menaikkan tekanan sepatu roda dan akan

mengubah besarnya momen gaya pengereman.

Rem yang biasa digunakan untuk otomobil berbentuk rem drum

(macam ekspansi) dan rem cakera (disc). Rem drum mempunyai ciri

lapisan rem yang terlindungi, dapat menghasilkan gaya yang besar untuk

ukuran rem yang kecil, dan umur lapisan rem yang cukup panjang. Suatu

kelemahan rem ini ialah pemancar panasnya buruk. Blok rem dari rem ini

disebut sepatu rem dan silinder hidrolik serta arah putaran roda.

Biasanya rem ini banyak dipakai dengan sepatu depan dan sepatu

belakang. Pada rem sjenis ini, meskipun roda berputar pada arah yang

berlawanan, besar gaya rem tetap karena memakai dua sepatu depan,

dimana gaya rem dalam arah putaran jauh lebih besar daripada dalam arah

yang berlawanan. Ada juga rem yang disebut dengan duo servo.

Cara kerjanya :

Pada umumnya perencanaan rem drum menggunakan perhitungan

yang sederhana dan akan diperoleh ukuran bagian-bagian yang

bersangkutan serta gaya untuk menekan sepatu.

Tekanan minyak dalam silinder diperbesar atau diperkecil olek gaya injakan

pada pedal rem yang menggerakkan piston silinder master rem, secara

langsung atau penguat gaya. Untuk mencegah kenaikan gaya rem yang

terlalu melonjak pada saat pengereman darurat maka kenaikan tekanan

minyak yang ditimbulkan oleh injakan pedal akan lebih lunak daripada

injakan dibawah.

Perbandingan gaya rem tetap sama, namun demikian untuk

antara telapak ban dan permukaan jalan, maka pengurangan kenaikan

tekanan minyak diatas pedal tertentu dikemukakan diatas.

3. Rem Cakram

Rem cakera terdiri atas sebuah cakera dari baja yang dijepit lapisan

rem kedua sisinya pada waktu pengereman. Rem ini mempunyai sifat-sifat

yang baik seperti mudah dikendaikan, pengereman yang stabil, radiasi panas

yang baik sehingga banyak dipakai untuk rem depan. Adapun kelemahannya

yaitu umur lapisan yang pendek serta ukuran silinder rem yang besar pada

roda.

Dibandingkan dengan macam rem yang lain, rem cakera mempunyai

harga FER terendah karena pemancaran panas yang baik.

4. Rem Pita

Rem pita pada dasarnya terdiri dari sebuah pita baja yang disebelah

dalamnya dilapisi dengan bahan gesek, drum rem dan tuas. Gaya rem akan

timbul bila pita dikaitkan pada drum dengan gaya tarik pada kedua ujung

pita tersebut. Salah satu atau kedua pita dikaitkan pada tuas.

Rem pita mempunyai beberapa keuntungan seperti luas lapisan

permukaan dapar dibuat besar, pembuatan mudah, pemasangan tidak

sukar, gaya rem besar dalam keadaan berhenti. Tetapi karena sukar

dikendalikan rem ini tidak cocok untuk putaran tinggi, karena pita dapat

mengalami putus. Rem semacam ini dipandang tidak cocok untuk alat-alat

derek dimaksudkan untuk menghentikan putaran drum penggulung kabel

dan mencegah beban turun sendiri.

C. Komponen Rem Tromol

Pada rem Tromol terdapat bagian atau elemen yang sangat penting,

elemen tersebut terdiri dari :

1. Sepatu Rem

Sepatu rem dibuat dari kayu mapel atau poplar yang dipasang pada

tuas dengan baut. Untuk mekanisme penggerak sepatu dibuat dari besi cor

(dengan cetakan permanen, tingkat CH 12-28) dan diberikan lapisan rem

khusus. Lapisan tersebut dapat diikat dengan paku keling ataupun dengan

sekrup yang terbenam.

Prgas mekanis dipakai pada mesin untuk mendesak gaya ,untuk

menyediakan kelenturan, dan untuk menyimpan atau meyerap energi. Pada

umunya, pegas dapat digolongkan atas pegas dawai, pegas daun, atau pegas

berbentuk khusus, dan setiap golongan ini masih terdiri dari beberapa jenis.

Pegas dawai mencakup pegas ulir dari kawat bulat atau persegi dan dibuat

unstuk menahan beban tarik,tekan,ataupun puntir. Dalam pegas daun

termasuk jenis yang menganjurkan ( cantilever ) dan yang berbentuk ellips,

pegas daya pemutar motor atau pemutar jam, dan pegas daun penahan baut,

yang biasanya di sebut Belleville.

• TEGANGAN PADA PEGAS ULIR

Pegas Ulir takan dari kawat bulat yg dibebani dengan gaya aksial F.

Kita nyatakan D sebagai diameter pegas rata rata (mean spiring

diameter) dan d sebagai diameter kawat (wire diameter)

Untuk mendapatkan persamaan bagi lenturan (deflection) pada suatu

pegas ulir, kita akan memperhatikan suatu elemen dari kawat yang

dibentuk oleh dua penampang yang saling berddekatan.

• PEGAS TARIK

Pegas tarik perlu harus mempunyai beberapa alat untuk

memindahkan beban dari tumpuanya ke beban pegas. Walaupun ini

dapat dilakukan dengan suatu sumbat berulir atau suatu cantelan

berputar, hal ini menambah biaya pada produk akhir, dan karenya

salah satu dari metoda yang biasanya di pakai.

• PEGAS TEKAN

Keempat jenis ujung yang biasa dipakai untuk pegas tekan .Suatu

pegas ujung polos (plain ends) mempunyai suatu gulungan ulir yang

tak terganggu; ujungya adalah sama seperti suatu pegas yang

panjang yang di potong potong menjadi beberapa bagian. Pegas

dengan ujung polos yang bersegi atau dirapatkan didapat dengan

merubah bentuk ujungnya ke suatu sudut ulir nol derajat. Suatu

pemindahan beban yang lebih baik pada pegas didapat dengan

menggerinda ujung-ujungnya.

• BAHAN PEGAS

Pegas dibuat baik memlalui proses kerja panas maupun dingin,

tergantung pada ukuran daripada bahan tersebut, indeks pegas , dan

sifat sifat yang diinginkan, Pada umunya, kawat yang

in. Penggulungan pegas menimbulkan tegangan-tegangan sisa

melalui lenturan, tetapi ini tegak lurus terhadapap arah dari tegangan

kerja puntir pada suatu pegas bergulung. Agak sering dalam

pembuatan pegas, tagangan kerja puntir pada suatu pegas

bergulung . Agak sering dalam ppembuatan pegas ,

tegangan-tegangan ini di kendorkan, setelah penggulungan, dengan suatu

perlakuan panas yang sedang.

3. POROS

Poros (shaft)adalah suatu bagian stasioner yang berputar ,biasanya

berpenampang bulat, dimana terpasang elemen-elemen seperti roda-gigi,

pulli , roda-gila (flywheel), engkol, gigi jentera (sprocket) dan elemen

pemindah-daya lainya. Poros bisa menerima beban-beban

olenturan,tarikan,tekan,atau puntiran, yang bekerja senriri-senriri atau

berupa gabungan satu dengan lainya. Bila beban tersebut tergabung, kita

bisa mengharapkan untuk mencari kekuatan statis dan kekuatan lelah yang

perlu untuk dipertimbangkan perencanaan, karena suatu poros tunggal bisa

diberi tegangan-tegangan statis, tegangan bolak-balik lengkap, tegangan

berulang, yang semuanya bekerja pada waktu yang sama.

BAB III

Rem Sepatu

Dalam perencanaan rem ada beberapa macam persyaratan penting yang

harus dipenuhi yaitu besarnya momen pengereman, besarnya energi yang

diubah menjadi panas terutama bahan gesek yang dipakai. Pemanasan yang

berlebihan bukan hanya akan merusak bahan lapisan rem, tetapi juga akan

menurunkan koefisien gesekannya.

Bahan rem harus memenuhi syarat keamanan, ketahanan dan dapat

melakukan proses pengereman dengan halus. Disamping itu bahan rem juga

harus memiliki koefisien gesek yang tinggi, keausan kecil, kuat dan tidak

melukai permukaan drum dan dapat menyerap getaran yang timbul.

Pada perencanaan rem sepatu dalam diketahui data-data sebagai berikut

:

r (pusat ke kanvas) = 54 mm = 0.054m

a (pusat ke pin) = 43 mm = 0.043 m

b (muka kanvas) = 25 mm = 0.025 m

c (jarak antar gaya dan pin) = 86 mm = 0.086 m

f = 0,47 (Tabel. A) Pa = 690 Kpa (Tabel. A) = 690.103 _pa θ1 = 00 θ2 = 1500 θi = 300

θa = 900 _{(karena θ}

2 ≥ 900 untuk p=maks)

Dari data yang didapat kita dapat mengetahui persamaan gaya gerak

untuk dapat menggerakkan rem.

F = C M M_n − _f ... (Sheigley – hal 295) Mf = Mn – FC

Moment Mf dari gaya gesekan adalah :

Mf =

∫

fd.n (r−a cos θ) ... (Sheigley – Hal 295)

Mf =

∫

θ θ θ − θ θ θ 2 1 sin (r a cos )d sin br Pa f a Mf =      _{− θ − θ} θ θ θ θ θ 2 1 2 1 2 2 1 a sin a cos r sin br Pa f Mf =

(

2

)

2 2 a 2 a sin cos r r sin br Pa f _{− θ − θ} θ Mf =       ₋ 0₋ 2 0 0 3 150 sin 2 043 , 0 150 cos 054 , 0 054 , 0 90 sin 054 , 0 . 025 , 0 . 10 . 690 . 47 , 0 Mf = 17512,2 . 0,025 (0,054 + 0,0467-0,00525) Mf = 17512,2 . 0,025 (0,095) Mf = 41.59 Nm

Momen dari gaya-gaya normal diberikan :

=

∫

2 1 2 sin sin . . . θ θ θ θ θa d a r b P_a =

[

]

2 1 2 sin sin . . . 4 1 2 θ θ θ _θ θa − a r b P_a = _sin

[

2 41sin2 2

]

. . . 2 θ θa θ − a r b P_a = _{0 } − 0_ 3 150 . 2 sin 4 1 180 150 2 90 sin 043 , 0 . 054 , 0 . 025 , 0 . 10 . 690 π = 1602.,16 . 0,025 (1.308 + 0.25) = 1602,16. 0,025 (1.558) Mn = 62.40 Nm Jadi : Mf + F . c = Mn 41.59 + F (0.086 ) = 62.40 F = F= 241.97 N F= 0.241 KN

Persamaan untuk menghitung daya putar/torsi adalah jumlah gaya-gaya gesek

fdN dikali jari-jari. Rumus untuk menghitung persamaan daya putar sebelah

TR = θ θ θ θ θ d br fP a a

∫

2 1 sin sin 2 (Sheigley –hal 296) TR =

(

)

a abr fP θ θ θ sin cos cos _{1 2} 2 ₋ =

(

)

(

)

(

)(

) (

cos0 cos150

)

90 sin 054 , 0 025 , 0 10 . 690 47 , 0 3 2 − = 20.785 Nm

Daya putar sepatu kiri berbeda dengan daya putar sepatu kanan. Untuk

menghitung daya putar sepatu kiri kita harus menghitung tekanan maksimum

sepatu sebelah kiri terlebih dahulu. Dari perhitungan momen gaya gesek dan

momen gaya normal di atas kita memperoleh bahwa momen gaya gesek dan

momen gaya normal berbanding lurus dengan tekanan, jadi untuk sepatu kiri:

MNL = 1000 40 . 62 P_aL MfL = 1000 59 . 41 P_al

Gaya yang bekerja pada sepatu kiri :

FL =

c M M_NL + _fL

Karena gaya yang bekerja pada sepatu kiri dengan sepatu kanan sama, maka :

FL = c M M_NL + _fL 0.241 KN = 086 . 0 1000 59 . 41 1000 40 . 62       +       PaL PaL PaL = 0.199 kPa

Daya putar dari sepatu kiri menggunakan rumus yang sama dengan sepatu

TL =

(

1 2

)

2 cos sinθ_a θ −θ aLbr fP =

(

)

(

)

(

)(

) (

cos0 cos150

)

90 sin 054 , 0 025 , 0 10 . 199 . 0 47 , 0 3 2 − = 0.00591Nm

Kapasitas pengereman adalah daya putar/torsi total.

T = TR + TL

= 20.785 + 0,00591 = 20.48 Nm

Reaksi-reaksi yang bekerja pada pena engsel sepatu kanan adalah :

Rx = x a abr _{d f d F} P ₋    

_∫

_{θ θ θ +}

_∫

_{θ θ} θ θ θ θ θ 2 1 2 1 2 sin cos sin

sin (Sheigley- hal 297)

Ry = Y a abr _{d f F} P ₋    

_∫

₋

_∫

2 1 2 1 2 2 _sin2 sin sin θ θ θ θ θ θ θ θ (Sheigley – hal297)

Dengan mengintegralkan persamaan di atas maka :

RxR = i a aLbr _{f F} P θ θ θ θ θ 4sin2 sin 1 2 sin 2 1 sin 2 2 2 2 ₋           ₋ − RyR = i a aLbr _{f F} P θ θ θ θ θ 2sin cos 1 2 sin 4 1 2 sin 2 2 2 2 ₋           + − Maka : RxR =

( )(

)(

)

( )

          ₋ + sin2150 4 1 180 150 2 47 , 0 150 sin 2 1 90 sin 054 , 0 025 , 0 690 _x 2 π −2,106sin30 = - 0.460 kN RyR =

( )(

)(

)

( )

          + − sin 150 2 1 47 . 0 150 2 4 1 sin 180 150 2 190 sin 054 , 0 025 , 0 690 _x π 2

−0,241cos30 = 0.822 kN

Resultan reaksi pena engsel sepatu kanan adalah :

R =

( )

2

( )

2 yR xR R R + =

(

)

2 2 ) 822 . 0 ( 460 . 0 + = 0.941 kN

Reaksi-reaksi pena engsel sepatu kiri adalah :

RxL = i a aLbr _{f F} P _θ θ _{θ θ} θ 4sin2 sin 1 2 sin 2 1 sin 2 2 2 2 ₋           ₋ + RyL = i a aLbr _{f F} P θ θ θ θ θ 2sin cos 1 2 sin 4 1 2 sin 2 2 2 2 ₋           − − Maka : RxL =

(

)(

)(

)

_{( )}

          ₋ + sin2150 4 1 180 150 2 47 , 0 150 sin 2 1 90 sin 054 , 0 025 , 0 199 . 0 _{x 2} π −0.241sin30 = -0.120 kN RyL =

(

)(

)(

)

( )

          − − sin 150 2 1 47 , 0 150 2 sin 4 1 180 150 2 90 sin 054 , 0 025 , 0 199 . 0 _x π 2 −0.241cos30 = -0.208 kN

Resultan reaksi pena engsel sepatu kiri adalah :

R =

( )

2

( )

2

yL xL R

=

(

) (

2

)

2 208 , 0 120 , 0 + = 0,057 kN Pegas

Pada perencanaan ini pegas yang direncanakan merupakan pegas yang

menghubungkan antara rem sepatu kanan dan kiri yang digolongkan sebagai

pegas tarik, pegas tarik umumnya dipandang kurang aman dibandingkan

dengan pegas ulir tekan. Karena itu, tegangan yang diizinkan pada pegas tarik

diambil 20% lebih redah dari pegas tekan.

Pegas tarik harus mempunya beberapa alat untuk memindahkan beban

dari tumpuannya kebadan pegas. Walaupun ini dapat dilakukan dengan suatu

sumbat berulir atau suatu cantelan berputar. Hal ini menambahkan biaya pada

produksi akhir dan karenanya salah satu dari metode biasanya dipakai dalam

merencanakan suatu pegas dengan suatu cantelan, pengaruh pusat tegangan

perlu diperhatikan. Data-data yang dimiliki dalam merencanakan pegas antara

lain : d (diameter kawat) = 1 mm D (diameter pegas) = (8-1) mm = 7 mm A = 1750 Mpa (Tabel. B) m = 0,192 (Tabel. B) Maka didapat : Sut = _m d A = ₍₁₎0,192 1750 = 067 , 1 1750 = 1750 Mpa

persamaan pendekatan antara kekuatan menyerah dan kekuatan akhir dalam

Sy = 0,75 . Sut ... (Sheigley – hal 12)

= 0,75 . 1750 Mpa

Sy = 1312.5 Mpa

Dengan menggunakan teori energi distorsi, didapat :

Ssy = 0,577 . Sy ... (Sheigley – Hal 12)

= 0,577 . 1312.5 Mpa

Ssy = 757,31 Mpa

Indeks pegas adalah :

C = d D ... (Sheigley – Hal 3) = 1 7 C = 7

Maka faktor perkalian tegangan geser adalah :

Ks = 1 + C 5 , 0 ... (Sheigley – Hal 3) = 1 + 7 5 , 0 = 1 + 0,071 Ks = 1,071

Sehingga Fmax didapat dengan menggantikan tegangan geser dengan kekuatan

mengalah puntir, didapat :

Fmax = D K d S s sy . 8 . ._π 3 ... (Sheigley - Hal 13)

= 7 . 071 , 1 . 8 ) 1 ( . 14 , 3 . 31 , 757 3 Fmax = 366 , 62 975 , 6114 Fmax = 39.64 N

Besarnya gaya yang diperlukan untuk menimbulkan tegangan puntir pada

ujung cantelan, adalah :

Dimana : rm = 4 D = 4 7 = 1,75 mm ri = rm -       2 d ... (Sheigley - Hal 16) = 1,75 -       2 1 = 1,75 - 0,5 ri = 1,25 mm maka : K = i m r r ... (Sheigley - Hal 8) = 25 , 1 75 , 1 K = 1,4 Dimana K = Ks

Jadi : Fmax = D K d S_sy . 8 . ._π 3 ... (Sheigley - Hal 13) = 7 . 4 , 1 . 8 ) 1 ( . 14 , 3 . 31 , 757 3 = Fmax = 30.33 N

Tegangan normal pada cantelan diperoleh dari gaya untuk menimbulkan

tegangan normal yang mencapai kekuatan mengalah :

Dimana : rm = 2 D rm = 2 7 = 3,5 mm ri = rm -       2 d = 3,5 –       2 1 = 3,5 – 0,5 ri = 3 mm maka : K = i m r r

= 3 5 , 3 K = 1,16

Dengan memasukkan τ = Sy dan harga-harga yang diketahui dalam persamaan :

τ = F_A C I M + ₌ 3 . . 32 d n r F K _m + _. 2 4 d F π ... (Sheigley - Hal 16) 757.31 = 2 max 3 max ) 1 ( 14 , 3 . 4 ) 1 ( 14 , 3 5 , 3 . . 32 . 16 , 1 F F + 757.31 = 14 . 3 92 . 133 F_max 757.31 = 42.64 . Fmax Fmax = 64 . 42 31 . 757 Fmax = 17.75 N Poros

.Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin.

Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama putaran. Peranan utama

dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros.

Panjang dari poros yang direncanakan adalah sepanjang 160 mm dengan

bahan poros berupa Baja AISI 1015 dengan tegangan sebesar 27 kPsi atau

setara dengan 186,03 N/mm2_. Maka didapat : m = 2 penumpang 2 Berat bakar bahan dan motor sepeda Berat + = 2 240 2 140 100kg + kg ₌ kg = 120 kg W = m . g = 120 . 9,8 = 1176 N

Reaksi pada batang poros :

ΣFy = 0 RA - 2 1 W - 12 W + R_B = 0 RA – W + RB = 0 RA + RB = W RA + RB = 1176 N ΣMA = 0 0 . 4 3 . 2 1 4 . 2 1 _W L _{+ W} L _{−R L=} B . 0 8 3 8 + WL −R L = WL B

RA V x M 0 . 2 1 = −R L WL _B RB . L = 2 1 WL RB = 2 1 W = 2 1

₍

₎

N 588 1176 = RA + RB = 1176 RA + 588 = 1176 RA = 588 N

Perhitungan gaya geser dan momen untuk daerah 0 ≤ x ≤ L4

ΣFy = 0 RA – V = 0 V = RA = 588 N ΣM = 0 RA . x - M = 0 M = RA . x  Jika x = 0 mm, maka : MA = 0 Nmm  Jika x = L4 _{= 40 mm, maka :} Mc = 588 (40) = 23520 Nmm

x RA V _M 1/2 F L / 4 1/2 F 1/2 F V M 3 L / 4 L / 4

Perhitungan gaya geser dan momen untuk daerah L4 ≤ _x ≤ 3L4

ΣFy = 0 RA - 2 1 W – V = 0 V = RA - 2 1 W = 588 - 1₂ (1176) = 0 N ΣM = 0 RA . x - 2 1 W (x - L4_{) – M = 0} M = RA . x - 2 1 W . x + 18 _{W . L}  Jika x = L4 _{= 40 mm, maka :} MC =588(40)−12(1176)(40)+18(1176)(160) M_C =23520−23520+23520 =23520Nmm  Jika x = 3L/4 = 120 mm, maka : 588(120) (1176)(120) 1₈(11761)(160) 2 1 + − = D M M_D =70560−70560+23520 =23520Nmm

1/2 F 1/2 F RA A C D B RB L L / 4 3 L / 4 ∑Fy = 0 1₂ 0 2 1 − − = − W W V R_A V = R_A −W =588−1176=−588N . ( ) ( 3 ₄) 0 2 1 4 2 1 − − − − = − W x W x M x R L L A M = R_A.x−12W.x+18W.L−12W.x+38W.L M =R_A.x−W.x+1₂W.L  Jika x = 3L4 = 120 mm, maka : MD =588(120)−(1176)(120)+12(1176)(160) M_D =70560−141120+94080=23520Nmm  Jika x = L = 160 mm, maka : MB =588(160)−(1176)(160)+12(1176)(160) M_B =94080−188160+94080 =0Nmm

588 0 V (N) -588 0 23520 M (Nmm)

Diagram gaya geser :

Diagram momen : 186,03 = ₃ . ) 23520 ( . 32 d π d3 _{= 1287,8178} d = 10,88 mm ≈ 11 mm Diameter poros yang digunakan adalah 11 mm

BAB IV

Berdasarkan perhitungan-perhitungan pada bab terdahulu didapat data

sebagai bahan untuk merencanakan rem tromol yaitu :

1. Perencanaan Sepatu rem

Data yang diambil dari literature didapat sebagai berikut :

r = 54 mm

a = 43 mm

f = 0,47

Pa = 690 kPa

Dari data di atas didapat lebar muka sepatu rem

T =.20.48 Nm

F1=0,057 kN F2=0.941 kN

2. Perencanaan Pegas

Data yang diambil adalah sebagai berikut :

d = 1mm

D = 7mm

A = 1750 Mpa

m = 0,192

Dari data di atas didapat :

Fmax = 39.64 N (diambil dari F1max = 39.64 N; F2max = 30.33 N

; F3max = 17.75 N )

3. Perencanaan Poros

Bahan poros terbuat dari Baja AISI 1015

σ = 27 kPsi = 186,03 N/mm2

L = 160 mm

m = 120 kg

Maka didapat diameter poros (d) = 11 mm

LAMPIRAN

Lapisan yang ditenun Lapisan yang dicetak Balok yang kaku Kekuatan tekan, kpsi 10-15 10-18 10-15 Kekuatan tekan, MPa 70-100 70-125 70-100 Kekuatan tarik, kpsi 2.5-3 4-5 3-4 Kekuatan tarik, MPa 17-21 27-35 21-27 Suhu maksimum, °_{F 400-500 500 750}

Suhu maksimum, °_{C 200-260 260 400}

Kecepatan rnaks., fpm 7500 5000 7500 Kecepatanmaks.,m/s 38 25 38 Tekanan maks:, psi 50-100 100 150 Tekanan maks., kPa 340-690 690 1000 Koefisien gesekan

rata-rata 0,45 0,47 0,40 -45

Tabel B. Konstanta yang dipakai untuk memperkirakan kekuatan tarik dari baja pegas yang dipilih

Bahan Eksponen _{(m) Kpsi Mpa}Konstanta A Senar musik

Kawat yang dikeraskan dengan penarikan 0,l46 0,192 196 1350,44 254 1750

Nomor

UNS Nomor AISI

Cara Pengerjaan Kekuatan Mengalah Kpsi Kekuatan Tarik kpsi Pemanjangan Dalam 2 in % Pengurangan Luas % Kekerasan Brinell HB G10100 1010 HR 26 47 28 50 95 CD 44 53 20 40 105 G10150 1015 HR 27 50 28 50 101 CD 47 56 18 40 I11 G10180 1018 HR 32 58 25 50 116 CD 54 64 1S 40 126 1112 HR 33 56 25 45 121 CD 60 78 10 35 167 G10350 1035 HR 39 72 18 40 143 CD 67 80 12 35 163 Drawn 800'F 81 110 18 51 220 Drawn 1000"F 72 103 23 59 201 Drawn 1200"F 62 91 27 66 180 G10400 1040 HR 42 76 18 40 149 CD 71 85 12 35 170 Drwan 1000°F 86 113 23 62 235 G10450 1045 HR 45 82 16 40 163 CD 77 91 12 35. 179 G10500 1050 HR 49 90 15 35 179 CD 84 100 10 30 197