Top Banner
BAB I PENDAHULUAN 1. 1. Latar Belakang Pada Pergerakan mesin suatu kendaraan roda empat diperlukan suatu elemen mesin yang dapat memutuskan dan menghubungkan daya dan putaran ,elemen mesin ini dinaakan kopling. Kopling dapat diklasifikasikan berdasarkan fungsinya yaitu kopling tetap dan kopling tak tetap. Kopling tetap adalah suatu elemen mesin yang berfungsi sebagai penerus putaran dan daya dari poros penggerak ke poros yang digerakkan secara pasti atau (tanpa slip) , dimana sumbu kedua poros tersebut terletak pada satu garis lurus atau dapat sedikit berbeda sumbunya. Berbeda dengan kopling tak tetap adalah suatu elemen mesin yang menghubungkan poros yang digerakkan dan poros penggerak , dengan putaran yang sama dalam meneruskan daya , serta dapat melepaskan hubungan kedua poros tersebut baik dalam keadaan diam maupun berputar . 1. 2.Tujuan Tujuan dari penulisan tugas rancangan elemen mesin I adalah untuk membahas tentang perencanaan kopling , perencanaan spline , perencanaan poros , perencanaan plat 1
66

BAB I Christian

Dec 21, 2015

Download

Documents

TUGAS
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: BAB I Christian

BAB I

PENDAHULUAN

1. 1. Latar Belakang

Pada Pergerakan mesin suatu kendaraan roda empat diperlukan suatu elemen

mesin yang dapat memutuskan dan menghubungkan daya dan putaran ,elemen mesin

ini dinaakan kopling. Kopling dapat diklasifikasikan berdasarkan fungsinya yaitu

kopling tetap dan kopling tak tetap. Kopling tetap adalah suatu elemen mesin yang

berfungsi sebagai penerus putaran dan daya dari poros penggerak ke poros yang

digerakkan secara pasti atau (tanpa slip) , dimana sumbu kedua poros tersebut terletak

pada satu garis lurus atau dapat sedikit berbeda sumbunya. Berbeda dengan kopling

tak tetap adalah suatu elemen mesin yang menghubungkan poros yang digerakkan

dan poros penggerak , dengan putaran yang sama dalam meneruskan daya , serta

dapat melepaskan hubungan kedua poros tersebut baik dalam keadaan diam maupun

berputar .

1. 2. Tujuan

Tujuan dari penulisan tugas rancangan elemen mesin I adalah untuk

membahas tentang perencanaan kopling , perencanaan spline , perencanaan poros ,

perencanaan plat gesek , paku keling dan baut , pegas matahari dan pegas kejut dan

bantalan dari kopling plat tunggal pada truk MITSUBISHI FUSO Cold Diesel 136 PS

1. 3. Batasan Masalah

Dalam rancangan kopling ini penulis merancang ulang satu unit kopling yang

digaka pada truk roda empat dengan jenis truk “ MITSUBISHI FUSO Colt Diesel “

dena speksifikasi daya dan putaran adalah :

Daya = 136 Ps

Putaran = 2900 rpm

1

Page 2: BAB I Christian

Jenis kopling yang digunakan pada rancangan ulang kopling ini adalah kopling gesek

plat tunggal yang digerakkan kembali dengan pelayanan kopling kering .

Untuk mencapai maksud dan tujuan dari penulisan tugas rancangan ulang

kopling ini , maka penulis dalam hal ini mem batasi permasalahan terhadap

rancangan ulang kopling yaitu sebagai berikut :

a. Cara kerja kopling

b. Perhitungan Poros

c. Perhitungan Spline

d. Perhitungan Plat Gesek

e. Perhitungan Paku Keling

f. Perhitungan Pegas Kejut

g. Perhitungan Pegas Matahari

h. Perhitungan Baut

i. Perhitungan Bantalan

j. Perhitungan Flywheel

2

Page 3: BAB I Christian

Keterangan Gambar :

1. Roda gigi flywheel

2. Flywheel

3. Plat gesek

4. Poros penggerak

5. Baut pengikat flywheel

6. Bantalan radial

7. Poros spline

8. Hub

9. Plat Penahan Pegas Kejut

10. Paku keling pengikat pegas kejut dan plat penahan pegas kejut

11. Plat pembawa

12. Paku keling kengikat plat gesek

13. Baut pengikat tutup kopling

14. Tutup kopling

15. Plat penekan

16. Paku keling pengikat tutup kopling dan pegas matahari

17. Pegas kejut

18. Poros yang digerakkan

19. Sleeve

20. Bantalan axial

21. Pegas matahari

22. Pegas diafragma

3

Page 4: BAB I Christian

Cara Kerja Kopling

A . Saat terhubung

Putaran dan daya dari poros pengerak (4) diteruskan ke flywheel(2) karena

flywheel(2) diikat dengan baut(5) terhadap poros penggerak dan dteruskan ke plat

gesek(3) dari plat gesek diteruskan ke plat pembawa(11) dan diteruskan ke plat

penahan pegas kejut(9) dari plat penahan pegas kejut putaran dan daya itu

disampaikan ke pegas kejut(17) dan diteruskan lagi ke hub(8) dari hub putaran dan

daya diteruskan keporos spline(7) dan diteruskan ke poros yang digerakkan(18)

B . Saat terputus

Sleeve(19) akan menekan bantalan axial(20) sehingga bantalan axial akan menekan

pegas matahari(21) dengan tertekannya pegas matahari maka pegas diafragma(22)

akan menarik mundur plat penekan(15) dan plat gesek(3) akan meregang sehingga

putaran dan daya dari flywheel(2) tidak disampaikan ke plat gesek(3)

4

Page 5: BAB I Christian

BAB II

PERHITUNGAN DAN PEMERIKSAAN

UKURAN UTAMA

2. 1. Poros

2. 1. 1. Defenisi Poros

Poros merupakan salah satu komponen mesin , namun yang akan dibahas

disini adalah poros yan berfungsi sebagai penerus putaran dan daya .

2. 1. 2. Perhitungan Poros

Daya (P) = 136 Ps

Putaran (n) = 2900 rpm

Bila suatu batang poros berputar maka poros mengalami momen puntir,maka :

Pd = fc . P (KW)

Dimana :

Pd = Daya rencana

fc = faktor kritis

P = Daya nominal output mesin

Jika daya dalam daya kuda (Ps) , maka harus dikalikan dengan 0,735 untuk

daya dalam KW ;

Jadi : P = 136 Ps x 0,735

= 99,96 KW

Daya yang besar mungkin diperlukan pada saat start , dengan demikian sering

kali diperlukan koreksi pada daya rata-rata yang diperlukan dengan menggunakan

faktor koreksi pada perencanaan .

Tabel 2.1. Faktor-faktor daya yang akan ditransmiskan ,fc

Daya yang akan ditransmisikan fc

Daya rata-rata yang diperlukan 1,2 – 2,0

Daya maksimum yang diperlukan 0,8 – 1,2

Daya normal 1,0 – 1,5Jika fc yang dipilih = 1, 2 untuk pemakaian daya rata-rata

5

Page 6: BAB I Christian

maka : Pd = fc . P

= 1, 2 . 99, 96

= 119,952 KW

Jika T = momen puntir / momen rencana ( kgmm )

Maka :

T = 9,74 x 105 ... lit 1 , hal 7

T = 9,74 x 105

T = 40287,3269 kgmm

Batas kelelahan puntir adalah 18 % dari kekuatan tarik b .

Jika bahan poros yang dpakai adalah batang baja yang difinis dingin S55C-D

maka kekuatan tarik b = 72 kg / mm2 . Ini diperoleh dari tabel dibawah ini :

Tabel 2.2. Baja karbon untuk konstruksi mesin dan baja yang difinis dingin untuk poros

Standar dan Macam Lambang Perlakuan Panas Kekuatan Tarik Keterangan

Baja karbon kontruksi mesin(JIS G 4501)

S 30 CS 35 CS 40 CS 45 CS 50 CS 55 C

Penormalan-----

485255586266

Baja karbon yang difinis dingin

S 35 CDS 45 CDS 55 CD

---

536072

ditarik dingin,digerinda, dibubut atau gabungan antara hal-hal tersebut

Sehinga a dapat dihitung ... lit 1 , hal 3

maka :

a = a =

a = 4,0 kg / mm2

dimana :

Sf1 = 6 untuk faktor keamanan bahan S-C (baja karbon)

Sf2 = ( 1,3 3,0) utuk faktor kekasaran permukaan dan yang diambil

6

Page 7: BAB I Christian

adalah 3,0 untuk pengaruh konsentrasi tegangan cukup besar.

Penurunan Rumus Torsi

N= T.W

T=

Tabel 2.3. Diameter poros (satuan mm)

4 10 *22,4 40 100 *224 400

7

Page 8: BAB I Christian

24 (105) 240

11 25 42 110 250 420

260 440

4,5 *11,2 28 45 *112 280 450

12 30 120 300 460

*31,5 48 *315 480

5 *12,5 32 50 125 320 500

130 340 530

35 55

*5,6 14 *35,5 56 140 *355 560

(15) 150 360

6 16 38 60 160 380 600

(17) 170

*6,3 18 63 180 630

19 190

20 200

22 65 220

7 70

*7,1 71

75

8 80

85

9 90

95

Keterangan :

1. Tanda * menyatakan bahwa bilangan yang bersangkutan dipilih dari bilangan standard.

2. Bilangan di dalam kurung hanya untuk bagian di mana akan dipasang bantalan gelinding.

Diameter poros [ ds ]

ds = . kt . cb . T 1/3

dimana : kt = (1,0 1,5 ) Jika terjadi sedikit kejutan dan timbukan dan

kt yang dipilih adalah 1,0

cb = 1,0 Jika tidak terjadi pembebanan lentur

maka :

ds = . 1,0 . 1,0 . 40287,3269 kgmm 1/3

8

Page 9: BAB I Christian

ds = 51366,3418 1/3

ds = 37,17 mm

Berdasarkan tabel diatas maka dameter poros adalah 38 mm .

Untuk menghilangkan tegangan geser ( ) yang terjadi digunakan rumus :

= .... lit 1, hal 7

dimana T = 40287,329 kgmm dan ds = 38 mm , maka :

=

= 3,744 kg/mm2

Untuk menghitung panjang poros yang digerakkan ( l ) digunakan rumus :

= 584 ... lit 1, hal 18

dimana = 0,250 atau 0,30 (defleksi puntiran)

dan yang diambil adalah 0,3 untuk mesin dalam kondisi kerja normal

G = 8,3 x 103 kg/mm2 ( modulus geser baja )

maka :

l =

=

=

l = 220,67 mm

Massa Poros (M) :

9

Page 10: BAB I Christian

M = x v ; dimana dari baja = 7770 kg/mm3 = 7,77x10-6 kg/mm2

M = 7,77 x 10-6 . 250058,92 m3 v = /4 . (ds)2 . l

M = 1,94 kg = 3,14 / 4 . (38)2 . 220,6

M = W = 1,94 kg v = 250058,92 m3

Putaran kritis (Nc) :

Nc = 52700

dimana :

ds = diameter poros = 38 mm

L = Jarak antara bantalan = 74 mm

l1 dan l2 = Jarak dari bantalan ketitik pembebanan = 37 mm

sehingga :

Nc = 52700

Nc = 346907,28 rpm

2. 1. 3. Pemeriksaan kekuatan poros

a . Terhadap Tegangan geser

syarat aman a >

Dari perhitungan sebelumnya diperoleh harga a = 4,0 kg/mm2 dan

harga = 3,77 kg/mm2

sehingga :

4,0 kg/mm2 > 3,77 kg/mm2 ; dan poros dinyatakan aman

10

Page 11: BAB I Christian

b . Pemeriksaan terhadap putaran

syarat = max ; dimana max 0,250 atau 0,30

dan diambil 0,30

maka : = 584 = 0,30

584 = 0,30

= 0,30

0,299 = 0,30 ; poros aman terhadap putaran

c . Pemeriksaan terhadap putaran kritis

Syarat :

< (0,6 0,7)

< (0,6 0,7)

0,008 < (0,6 0,7)

Jadi poros aman terhadap putaran kritis

2 . 2. Spline

2. 2. 1. Defenisi spline

Spine dapat didefenisikan sebagai komponen elemen mesin yag berfungsi

sebagai penghubung daya dan putaran .

11

Page 12: BAB I Christian

Gbr. 2.1 Poros spline

Keterangan :

D = diameter luar spline (mm)

d = diameter dalam spline (mm)

h = tinggi spline (mm)

w = lebar spline (mm)

L = panjang spline (mm)

2. 2. 2. Perhitungan spline

Dalam perencanaan ini jumlah spline yang direncanakan n = 16 . Dengan

mengetahui jumlah spline yang direncanakan kita dapat mengetahui ukuran-ukran

spline pada tabel berikut .

Tabel 2.4 Perhitungan spline (standar SAE)

No. ofsplines

W,for all

fits

A :Permanent

Fit

B :To slide

without load

C :To slide

under load

H d h d h d

12

Page 13: BAB I Christian

FourSixTen

Sixteen

0.241D0.250D0.156D0.098D

0.075D0.050D0.045D0.045D

0.850D0.900D0.910D0.910D

0.125D0.075D0.070D0.070D

0.750D0.850D0.860D0.860D

0.100D0.095D0.095D

0.800D0.810D0.810D

Dari tabel diatas diperoleh :

n = 16

w = 0,098D

h = 0,07D

d = 0,860D

Dari perhitungan sebelumnya ds = 38 mm

sehingga didapat :

D = mm

D = mm

D = 44,18 mm (diameter spline)

Dengan diperoleh D = 44,18 mm , maka :

w = 0,098 . D mm

= 0,098 . 44,18 mm

= 4, 3 mm (lebar spline)

h = 0,070 . D mm

= 0,070 . 44,18 mm= 3,09 mm (tinggi spline)

Panjang spline (L) =

13

Page 14: BAB I Christian

=

=

= 27,03 mm

Radius rata-rata sline (Rm) adalah :

Rm =

=

= 20,55 mm

2. 5. 3. Pemeriksaan kekuatan spline

Dari perhitungan sebelumnya telah diperoleh = 3,744 kg/mm2 ,

T = 40287,3269 kgmm , Rm = 20,55 mm , n = 16

maka :

e =

Terlebih dahulu cari F .

F = L

= 27

= 27 . 3,09

= 83,43 mm2

14

Page 15: BAB I Christian

nilai dari = 0,75

maka :

kg/mm2

1,958 kg/mm2 3,744 kg/mm2

Dan spline dinyatakan aman .

2. 3. Plat Gesek

2. 3. 1. Defenisi plat gesek

Plat gesek adalah suatu plat yang digunakan sebagai medium gesekan

antaraplast penekan dengan flywheel dalam meneruskan daya dan putaran pada

mekanisme kopling .

Gbr. 2.2 Plat Gesek

15

Page 16: BAB I Christian

Keterangan gambar :

Do = Diameter luar plat gesek (mm)

Di = Diameter dalam plat gesek (mm)

r1 = Jari-jari paku keling terhadap pusat sumbu dari kopling

r2 = Jari-jari paku keling terhadap pusat sumbu dari kopling yang mengikat plat

pembawa dengan naaf (mm)

a = tebal plat gesek (mm)

s = tebal plat pembawa (mm)

2. 3. 2. Perhitungan plat gesek

Untuk plat gesek yang direncakan ini saya memilih bahan dari besi cor dan asbes

(ditenun) , diambil harga = 0,4 dan Pa = 0,007 kg/mm2

Tabel 2.5. Harga μ dan Pa

Bahan Permukaan Kontak

Pa (kg/mm2)Kering Dilumasi

Besi cor dan besi cor 0,10 – 0,20 0,08 – 0,12 0,09 – 0,17

Besi cor dan perunggu 0,10 – 0,20 0,10 – 0,20 0,05 – 0,08

Besi cor dan asbes (ditenun) 0,35 – 0,65 – 0,07 – 0.07

Besi cor dan serat 0,05 – 0,10 0,05 – 0,10 0,05 – 0,03

Besi cor dan kayu – 0,10 – 0,35 0,02 – 0.03

Diameter rasio :

Di / Do = 0,6 0,8

Diambil :

Di = 0,6 Do

Maka :

Moment gerak yang diizinkan

=

dimana :

16

Page 17: BAB I Christian

Zp = Jumlah plat gesek

µ = koefisien gesek

Pa = tekanan bidang (kg/mm2)

=

= 5,8 x 10-3

Agar terjadi putaran maka T

Jadi :

5,8 x 10-3 40287,3269 kgmm

190,8 mm

= 192 mm

dan = 0,6 .

= 0,6 . 192

= 115,2 mm

Diambil = 117 mm

Lebar bidang plat gesek (Wg) :

Wg =

=

= 37,5 mm

17

Page 18: BAB I Christian

Radius rata-rata (rm) :

Rm =

=

= 77,25 mm

Luas bidang gesek (Ag) :

Ag =

=

= 1,82 x 104 mm2 (untuk 1 plat)

Jadi :

=

=

= 81874,67 kgmm

= 81,87 kgm

Kerja gesek (Ar) :

Ar = ,dimana : = Momen puntir 8187,46 kgcm

= n = 2900 rpm

= 24862,44 kgm tR = periode slip = 2 sekond

18

Page 19: BAB I Christian

Daya gesek (NR) :

NR = , Zp = Jumlah plat gesek = 2

=

= 0,184 dk

= 0,184 hp

Gaya tekan (F) :

F =

=

= 1273,46 kg

Jika dipilh kopling plat tunggal kering dengan pelayanan elektro magnit dengan

nomor 40. Maka diperoleh dari tabel volume plat = 91,0 cm3 .

Tabel 2.6 Batas keausan rem dan kopling elektromagnit plat tunggal kering

Nomor kopling/rem 1,2 2,5 5 10 20 40 70 100

Batas keausanpermukaan (mm) 2,0 2,0 2,5 2,5 3,0 3,0 3,5 3,5

Volume total padabatas keausan (cm3) 7,4 10,8 22,5 33,5 63,5 91,0 150 210

Volume (V) : Ag . a ; dimana : Ag = Luas plat = 1,82 x 104 mm2

Jadi :

a = V = Volume = 91cm3 = 91000 cm3

19

Page 20: BAB I Christian

= a = tebal plat

a = 5,0 mm

dan tebal plat gesek yang dipilih :

a = 5 mm (untuk 1 plat)

2. 3. 3. Pemeriksaan terhadap moment

1. Moment percepatan massa (Mpm)

Mpm =

Dimana :

Ek = kerja penghubungan untuk satu kali hubungan

= 1000 kg.m ( untuk permulaan)

tg = untuk mendapatkan moment torsi saat penyambungan

1 3 detik , diambil tg = 2 detik .

Maka :

Mpm =

= 1,592 kgm

= 1592 kgmm

2. Pemeriksaan terhadap panas

NR =

=

Dimana :

NR = 0,184 hp

Ag = 1,82 x 10-2 m2

20

Page 21: BAB I Christian

= koefisien perpindahan panas yang besarnya dibuat dari kecepa

tan keliling rata-rata (Vm) dari table berikut .

Tabel 2.7 koefisien perpindahan panas

Untuk harga Vm = W . Tm

= 628 . 77,25

Vm = 48513 mm/det = 48,51 m/det

Dari tabel didapat untuk Vm = 50 m/det dan = 126 Kkal / oC .

Maka temperatur perpindahan panas ( t) :

t =

= 50,7 oC

= 51 oC

Vm (m/det) (Kkal/moC)

0

5

10

-

-

45

50

55

60

65

4,5

24

40

-

-

114

126

138

150

162

21

Page 22: BAB I Christian

Dengan mengambil temperatur kamar 27 oC , maka temperatur kerja :

Tk = 51oC + 27oC

Tk = 78 oC

Temperatur permukaan plat gesek biasanya naik sampai 200 oC dalam sesaat , untuk

seluruh kopling tidak lebih tinggi dari 80 oC dijaga maka ukuran plat gesek yang

direncanakan dapat digunakan dengan aman.

22

Page 23: BAB I Christian

2. 4. Paku keling

2. 4. 1. Defenisi Paku keling

Paku keling dapat didefenisikan sebagai pengikat sambungan tetap . Dalam

perancangan kopling ini paku keeling digunakan sebagai pengikat plat

pembawa ,rumah kopling dengan pegas matahari .

Gbr. 2.3 Bentuk keling menurut DIN (pilihan dan keling khusus)

2. 4. 2. Perhitungan Paku keling

Jenis paku keling yang digunakan pada kopling adalah keling pipa .Gaya yang

diterima paku keling : P = 1273,46 kg , dan bahan yang digunakan paku keling st

37 dengan faktor keamanan adalah 5 .

Jumlah paku keling yang digunakan adalah 12 .

Gambar sketsa :

23

Page 24: BAB I Christian

a. Diameter paku keling (d)

d

d = 0,8 .

d 0,47 cm = = =740 kg/cm2

d = 0,5 cm = 5 mm = 0,8 x 740 kg/cm2 = 592 kg/cm2

diameter lubang paku keling (d’) adalah

d’ = d + 1 mm

d’ = 5 + 1 mm

d’ = 6 mm

b. Diameter kepala paku keling (D)

D = 1,4 . d

D = 1,4 x 5

D = 7 mm

c. Jarak paku keling (t)

t = 2,6 . d

24

Page 25: BAB I Christian

t = 2,6 x 5

t = 13 mm

d. Tebal Plat (S)

S

= (1,5 2,0)

Dipilih :

e : 1,5d = = 1,5

= 1,5 x 740 kg/cm2

= 1110 kg/cm2

S

S 0,95 cm

S = 1 cm

S = 10 mm

e. Tinggi kepala keling (h)

h = 0,45 . D

h = 0,45 x 7

h = 3,15 mm

f. Jarak sumbu paku keling terhadap tepi plat (e)

e = 1,5. D

e = 1,5 x 5

e = 7,5 mm

2. 4. 3. Pemeriksaan Paku keling

25

Page 26: BAB I Christian

P n.d’.S.

P 12 x 0,6 x 1 x 1110

P 7992 kg

P yang terjadi 1273,46 kg.

Maka paku keling aman untuk menahan beban.

2. 5. Pegas kejut

2. 5. 1. Defenisi Pegas kejut

Pegas kejut disebut juga dengan pegas tekan /kompressi yang berfungsi untuk

meredam kejutan sewaktu-waktu kopling mengalami beban lebih .

F

Gbr. 2.4 Pegas kejut

2. 5. 2. Perhitungan Pegas kejut

Jumlah pegas yang direncanakan adalah 4 buah .

Gaya yang terjadi atau bekerja pada pegas kejut adalah :

P =

Dimana :

P = gaya yang bekerja pada pegas kejut

n = Jumlag pegas kejut

26

Page 27: BAB I Christian

rb = Jari-jari kedudukan pegas terhadap sumbu poros

diambil 37 mm

Mtd = Momen torsi

maka :

P =

P = 366,95 kg

Tegangan geser yang terjadi pada pegas kejut :

=

Dimana :

K = Konstanta pegas

D = Diameter gulungan

d = diameter kawat pegas (direncanakan 4 mm)

faktor tegangan wahl (K)

K = + , dimana c = Indeks pegas

K =

K = 1,4

c = D / d … lit 1 hal 316

maka :

27

Page 28: BAB I Christian

D1 = c . d , dimana : D1 = Diameter lilitan rata-rata (atau di

D1 = 4 . 4 diukur pada sumbu kawat

D1 = 16 mm d = diameter kawat = 4 mm

* Diameter luar pegas (D0)

D0 = D1 + d

D0 = 16 + 4 = 20 mm

* Diameter dalam pegas (D2)

D2 = D0 – 2d

D2 = 20 – 2.4

D2 = 12 mm

Panjang pegas yang mengalami tekanan (l1) … lit J.Stolk hal 156

l1 = (n + 1,5)d ,dimana : n = Jumlah gulunag yang aktif

l1 = (6 + 1,5).4 = 6 buah

l1 = 30 mm

sehingga :

=

=

= 327,21 kg/mm2

Sedangkan tegangan geser izin ( )

=

28

Page 29: BAB I Christian

=

= 733,9 kg/mm2

Pemindahan pegas (f)

f =

f = ,dimana : P = 366,95 kg

f = 35,22 mm D1= 16 mm

d = 4 mm

G = modulus geser pegas

= 8x103 kg/mm2

n = 6

* Panjang pegas kejut tidak terbeban

l0 = 4 + Sa + f ,dimana : l1 = 30 mm

= 30 mm + 2,4mm+35,22mm f = 35,22 mm

l0 = 67,6 mm Sa= (0,1 0,3) dan diplih 0,1

Sa=0,1.d.n=0,1.4 .6 = 2,4 mm

*Defleksi ( )

= l0 - l1

= 67,6 – 30

= 37,6 mm

2. 5. 3. Pemeriksaan pegas kejut

Syarat pemeriksaan :

29

Page 30: BAB I Christian

733,9 kg/mm2 327,21 kg/mm2

Berarti pegas kejut aman terhadap tegangan geser .

2. 6. Pegas Matahari

2. 6. 1. Defenisi Pegas Matahari

Pegas Matahari adalah pegas yang berfungsi menarik mundur pegas difragma ,

sehingga pegas difragma menarik mundur plat penekan .

Gbr. 2.4 Pegas Matahari

2. 6. 2. Perhitungan Pegas matahari

Pada persamaan pegas matahari ini ,diameter luar pegas matahari(Da) = diameter

luar plat gesek jadi D2 = 192 mm

30

Page 31: BAB I Christian

Besar gaya pegas matahari F (menurut Almen dan Laszlo) :

F =

Gbr. 2.5 Pegas matahari

= 9,23 x 105 N/mm2

D = 192 mm , dan D1 = 117 mm (diameter plat gesek)

Da/D1 = 192 / 117 = 1,64 maka , , dapat diperoleh dari tabel berikut .Da/D1 Da/D1 Da/D1 1,2 0,29 1,02 1,051,3 0,39 1,04 1,091,4 0,46 1,07 1,141,5 0,53 1,10 1,181,6 0,57 1,12 1,221,7 0,61 1,15 1,261,8 0,65 1,17 1,301,9 0,67 1,20 1,342,0 0,69 1,22 1,382,1 0,71 1,24 1,422,2 0,73 1,26 1,45

2,3 0,74 1,29 1,492,4 0,75 1,31 1,532,5 0,76 1,33 1,562,6 0,77 1,35 1,602,7 1,37 1,632,8 0,78 1,39 1,672,9 1,41 1,703,0 1,43 1,743,1 0,79 1,45 1,773,2 1,46 1,81

3,4 1,29 1,493,6 0,80 1,31 1,533,8 1,33 1,564,0 1,35 1,604,2 0,80 1,37 1,634,4 1,39 1,674,6 0,80 1,41 1,704,8 1,43 1,745,0 0,79 1,45 1,77

31

Page 32: BAB I Christian

Sehingga

F = 9,23.105 N/mm2 .

F =

F = 959,34 N = 97,8 kg

*Gaya tekan pada setiap pegas (F1) F1 =

F1 =

F1 = 79,945 N = 8,15 kg

2. 6. 3. Pemeriksaan Pegas matahari

Syarat : <

dimana :

=

=

=

=

32

Page 33: BAB I Christian

= 44,27 N/mm2

= 2000 N/mm2

Jadi <

44,27 N/mm2 < 2000 N/mm2

Berarti pegas matahari aman terhadap tekanan .

2. 6. 4. Defleksi pegas matahari ( )

= ,dimana : F = 959,34 N

= L = 2L1= 2.44 = 88 mm

= b = 8 mm

= 24,3 mm h = tebal = 4 mm

E = 2,1x105 N/mm2

33

Page 34: BAB I Christian

2. 7. Baut

2. 7. 1. Defenisi Baut

Baut didefenisikan sebagai alat pengikat .Baut didalam kopling digunakan untuk

mengikat flywheel terhadap poros penggerak dan pengikat tutup kopling .

2. 7. 2. Perhitungan Baut

Tabel 2.9 ukuran standar ulir UNC (JIS B 0206)

U L I R Jarak bagi

p

Tinggi kaitan

H1

Ulir dalamDiameter

luar DDiameter efektif D2

Diameter dalam D1

1 2 3Ulir luar

Diameter luar d

Diameter efektif d2

Diameter inti d1

M 6

M 8M 7

11

1,25

0,5410,5410,677

6,0007,0008,000

5,3506,3507,188

4,9175,9176,647

M 10M 9

M 11

1,251,51,5

0,6770,8120,812

9,00010,00011,000

8,1889,02610,026

7,6478,3769,376

M 12

M 16M 14

1,7522

0,9471,0831,083

12,00014,00016,000

10,86312,70114,701

10,10611,83513,835

M 20M 18

M 22

2,52,52,5

1,3531,3531,353

18,00020,00022,000

16,37618,37620,376

15,29417,29419,294

M 24

M 30M 27

33

3,5

1,6241,6241,894

24,00027,00030,000

22,05125,05127,727

20,75223,75226,211

M 36M 33

M 39

3,544

1,8942,1652,165

33,00036,00039,000

30,72734,40236,402

29,21131,67034,670

M 42

M 48M 45 `

4,54,55

2,4362,4362,706

42,00045,00048,000

39,07742,07744,752

37,12940,12942,587

34

Page 35: BAB I Christian

M 56M 52

M 60

55,55,5

2,7062,9772,977

52,00056,00060,000

48,75252,42856,428

46,58750,04654,046

M 64M 68

66

3,2483,248

64,00068,000

60,10364,103

57,50561,505

A. Baut pengikat tutup kopling dengan flywheel

Bauit yang direncanakan asdalah :

- Tipe baut = M6

- Jumlah baut = 8 buah

- Jarak sumbu baut ke sumnu poros , r = 130 mm

- Panjang baut = 21 mm

Untuk tipe baut M6 diperoleh data dari table sebagai berikut :

- diameter luar (d) = 6,00 mm

- diameter inti (d1) = 4,917 mm

- diameter efektif (d2) = 5,350 mm

- Jarak bagi (P)= 1 mm

- Tinggi kaitan (H) = 0,541 mm

d =

Untuk baja liat yang memepunyai kadar karbon (0,2 0,3) % , = 6 kg/mm2 bila

difinis tinggi .

6 mm =

(6mm)2 =

35

Page 36: BAB I Christian

36mm2 =

W =

W = 108 kg

Tegangan yang terjadi :

=

=

=

= 5,69 kg/mm2

Jumlah ulir (Z)

Z

qa = tekanan kontak ijin pada permukaan ulir . Yang diplih adalah baja liat

dengan qa = 3 kg/mm2 dari tabel dibawah .

Tabel 3.10. Tekanan permukaan yang diijinkan pada ulir

BahanTekanan Permukaan yang diijinkan

q (Kg/mm2)

Ulir luar Ulir dalam Untuk Pengikat Untuk Penggerak

Baja liatBaja liat atau perunggu

3 1

36

Page 37: BAB I Christian

Baja kerasBaja liat atau perunggu

4 1,3

Baja keras Besi cor 1.5 0,5

Sehingga :

Z

Z

Z 3,96

Z 5

Tekanan kontak pada permukaan ulir (q)

q =

q =

q =

q = 2,37 kg/mm2

B. Baut Pengikat flywheel

Baut yang direncanakan adalah :

- Tipe baut = M10

- Jumlah baut = 4

- Jarak sumbu baut ke sumnu poros , r = 45 mm

Untuk tipe baut M10 diperoleh data dari table sebagai berikut :

37

Page 38: BAB I Christian

- diameter luar (d) = 10,00 mm

- diameter inti (d1) = 8,376 mm

- diameter efektif (d2) = 9,026 mm

- Jarak bagi (P)= 1,5 mm

- Tinggi kaitan (H) = 0,812 mm

d =

Untuk baja liat yang memepunyai kadar karbon (0,2 0,3) % , = 6 kg/mm2 bila

difinis tinggi .

Sehingga :

W =

W =

W = 300 kg

Tegangan yang terjadi :

=

=

=

= 5,44 kg/mm2

Jumlah ulir (Z)

Z

dimana qa = 3 kg/mm2

Sehingga :

Z

38

Page 39: BAB I Christian

Z

Z 4,34

Z 5

Tekanan kontak pada permukaan ulir (q)

q =

q =

q =

q = 2,6 kg/mm2

2. 7. 3. Pemeriksaan Baut

A. Baut pengikat tutup kopling dengan flywheel

Syarat :

Berarti baut aman terhadap tegangan tarik .

Syarat :

Berarti baut aman terhadap tekanan kontak pada permukaan ulir .

Syarat :

= , dimana = Tegangan geser pada baut

39

Page 40: BAB I Christian

=

=

= 1,66 kg/mm2

= (0,5 0,75).

= 0,5 .

= 0,5 . 6 kg/mm2 = 3 kg/mm2

Sehingga 1,66 kg/mm2 < 3 kg/mm2

Berarti baut aman terhadap tegangan geser .

B. Baut pengikat flywheel

Syarat :

Berarti baut aman terhadap tegangan tarik .

Syarat :

Berarti baut aman terhadap tekanan kontak pada permukaan ulir .

Syarat :

40

Page 41: BAB I Christian

= , dimana = Tegangan geser pada baut

=

= 1,81 kg/mm2

Sehingga 1,81 kg/mm2 < 3 kg/mm2

Berarti baut aman terhadap tegangan geser .

2. 8. Bantalan

2. 8. 1. Defenisi Bantalan

41

Page 42: BAB I Christian

Bantalan adalah salah satu elemen mesin yang menumpu poros

terbeban .Sehingga putaran atau gesekan bolak-baliknya dapat berlangsung secara

halus dan aman .Bantalan harus kuat untuk memungkinkan poros serta elemen mesin

lainnya dapat bekerja dengan baik .

2. 8. 2. Perhitungan Bantalan

A. Bantalan Axial

Gbr. 2.6 Bantaalan axial

Dengan diperoleh diameter bantalan (ds) = 45 mm sehingga dengan

perancanaan bantalan terbukadengan nomor 6009 dengan data-data dalam tabel .

Tabel . 2.11 Perhitungan Beban Ekivalen

Nomor bantalan Ukuran luar (mm) Kapasitas Kapasitas

42

Page 43: BAB I Christian

nominal dinamis

spesifik C (kg)

nominal statis spesifik

C0 (kg)

Jenis

terbukaDua sekat

Dua sekat tanpa

kontak

d D B r

60006001600260036004600560066007600860096010

6001ZZ 02ZZ6003ZZ 04ZZ 05ZZ6006ZZ 07ZZ 08ZZ6009ZZ 10ZZ

6001VV 02VV6003VV 04VV 05VV6006VV 07VV 08VV6009VV 10VV

1012151720253035404550

26 8 28 832 935 1042 1247 1255 1362 1468 1575 1680 16

0,50,50,50,5111,51,51,51,51,5

36040044047073579010301250131016401710

196229263296465530740915101013201430

62006201620262036204620562066207620862096210

6200ZZ 01ZZ 02ZZ6203ZZ 04ZZ 05ZZ6206ZZ 07ZZ 08ZZ6209ZZ 10ZZ

6200VV01VV02VV

6203VV04VV05VV

6206VV07VV08VV

6209VV10VV

1012151720253035404550

30 9 32 1035 1140 1247 1452 1562 1672 1780 1885 1990 20

11111,51,51,52222

4005356007501000110015302010238025702750

23630536046063573010501430165018802100

63006301630263036304630563066307630863096310

6300ZZ01ZZ02ZZ

6303ZZ04ZZ05ZZ

6306ZZ07ZZ08ZZ

6309ZZ10ZZ

6300VV01VV02VV

6303VV04VV05VV

6306VV07VV08VV

6309VV10VV

1012151720253035404550

35 11 37 1242 1347 1452 1562 1772 1980 2090 23100 25110 27

11,51,51,52222,52,52,53

63576089510701250161020902620320041504850

365450545660785108014401840230031003650

Dari tabel diperoleh :

- Diameter dalam (d) = 45 mm

43

Page 44: BAB I Christian

- Diameter luar (D) = 75 mm

- Jari-jari fillet ( r) = 1,5 mm

- Kapasitas nominal dinamis spesifik (C) = 1640 kg

- Kapasitas nominal statis spesifik (C0) = 1640 kg

- Tebal bantalan (B) = 16 mm

Tabel. 2.12 faktor-faktor V, X, Y dan X0 , Y0

Be-banput-ar pd cincindalam

Be-ban put-ar pd cincin luar

Baris tunggal Baris ganda

e

Jenis bantalan Fa/VFr>e Fa/VFr e Fa/VFr>e

Baris tunggal

Baris ganda

V X Y X Y X YX0

Y0X0

Y0

bantal-an

bola a-lurdalam

Fa/Co = 0,014 = 0,028 = 0,056

= 0,084 = 0,11 = 0,17 = 0,28 = 0,42 = 0,56

1 1,2 0,56 1,45 1 0 0,56

2,301,901,71

1,551,451,311,151,041,00

0,190,220,26

0,280,300,340,380,420,44

0,6

0,50,6

0,5

BantalnBola su-dut

= 200

= 250

= 300

= 350

= 400

1 1,2

0,430,410,390,370,35

1,000,870,760,660,57

1

1,090,920,780,660,55

0,700,670,630,600,55

1,631,411,241,070,93

0,570,680,800,951,14

0,5

0,420,380,330,290,26

1

0,84

0,76

0,66

0,58

0,52

Maka beban ekivalen :

Pa = X . Fr + YFa

Dimana Fa = 44,1 kg dan Fa/Co = = 0,033

Dari tabel diperoleh X = 0,56 dan Y = 1,99 dan Fr = 0 kg

Pa = 0,56 x 0 + 1,99 x 44,1 kg

= 87,76 kg

*faktor kecepatan (fn) :

fn =

44

Page 45: BAB I Christian

fn =

fn = 0,225

*faktor umur (fh) :

fh = fn .

fh = 0,225 . = 4,2

*Umur nominal (lh) :

lh = 500 (fh)3

lh = 500 (4,2)3

lh = 37044

B. Bantalan Radial

Gbr. 2.7 Bantalan radial

Untuk bantalan radial kita pilih diameter dalam yang lebih kecil dari yang telah

dihitung sebelumnya .Maka ds = 35 mm

Dan bentuk bantalan ini dipakai nomor 6007 dan dipilih dari tabel :

45

Page 46: BAB I Christian

- Diameter dalam (d) = 35 mm

- Diameter luar (D) = 62 mm

- Jari-jari fillet ( r) = 1,5 mm

- Kapasitas nominal dinamis spesifik (C) = 1250 kg

- Kapasitas nominal statis spesifik (C0) = 915 kg

- Tebal bantalan (B) = 14 mm

Beban ekivalen untuk bantalan radial (Pr) :

Pr = X . V . Fr . + Y . Fa

dimana :

X = faktor radial = 0,56

V = faktor rotasi = 1

Y = faktor axial = 0

Fa = beban axial = 0

Fr = faktor beban radial = 44,1 kg

maka :

Pr = 0,56 . 1 . 44,1kg + 0 . 0

= 24,696 kg

Pr = 24,7 kg

faktor kecepatan (fn) :

fn =

fn =

fn = 0,225

*faktor umur (fh) :

fh = fn .

46

Page 47: BAB I Christian

fh = 0,225 .

fh = 14,93

*Umur nominal (lh) :

lh = 500 (fh)3

lh = 500 (14,93)3

lh = 1663985,08

2. 9. Flywheel

2. 9. 1. Defenisi Flywheel

47

Page 48: BAB I Christian

Flywheel adalah sebuah massa berputar yang digunakan sebagai penyimpan

tenaga/energy dalam mesin .Jika kecepatan dari mesin ditambah , tenaga akan

tersimpan dalam roda gila dan jika kecepatan dikurangi tenaga akan dikeluarkan oleh

roda gila .

Gbr. 2.8 flywheel

Ukuran-ukuran yang direncanakan :

Do = 300 mm

Di = 286 mm

D2 = 158 mm

D3 = 62 mm

2. 9. 2. Perhitungan Flywheel

48

Page 49: BAB I Christian

Kecepatan sudut flywheel (w) :

w = ; n = 2900 rpm

w =

w = 303,53 rad/det

Massa flywheel (m) :

m =

dimana : E . g (Nm) = 54308,89 kg.mm x 9,8 m/s2

= 54,30889 kgm x 9,8 m/s2

= 532,23 N.m

W1 = 303,53 rad/det

W2 = 0 , karena putaran minimumnya = 0

r0 = ½ . D0

r0 = ½ . 286 = 143 mm = 0,143 mm

sehingga diperoleh :

m =

m =

m = 1,13 kg

*Tegangan tangensial maksimum dan radial maksimum (Sr max = St max)

Sr max = St max =

49

Page 50: BAB I Christian

Keterangan :

= berat jenis , kg/m3

v = kecepatan flywheel

= rotasi

Bahan flywheel direncakan terbuat dari baja dengan = 7770 kg/m3 dan dengan

= 0,3

*Kecepata flywheel (v)

v = ro . w

= 0,143 m . 303,53 rad/det

= 43,4 rad /det

Sehingga diperoleh :

Sr max = St max = 7770 kg/m3 . (43,4)2

= 14635261,2 .

= 6037045,245 N/m2

50