BAB 1 IntroductionI. DefinitionPenciptaan mesin baru yang lebih baik mesin dan meningkatkan yang sudah ada. Dalam merancang komponen mesin, diperlukan untuk memiliki pengetahuan yang baik tentang berbagai subyek seperti : Matematika Mekanika Teknik, Kekuatan Bahan, Teori Mesin, Workshop Process Engineering drawing.
A. Yang perlu diperhatikan dalam Merancang mesin:
Jenis beban (Load) dan Tegangan (Stress) yang disebabkan oleh Gaya gaya yang bekerja
Gerakan Bagian mesin : Gerakak Curvilinear yang meliputi rotary, osilasi harmonik dan sederhana.. Gerakan dengan kecepatan Konstan atau variabel Gerakan Rectlinier : Gerakan searah atau bolak balik
Pemilihan materials.penting bahwa seorang desainer harus memiliki pengetahuan mendalam tentangsifat-sifat bahan (properties of materia) dan perilaku mereka di bawah kondisi kerjaCth : strength, durability, flexibility, weight, resistance to heat and corrosion,ability to cast, welded or hardened, machinability, electrical conductivity, etc
Frictional resistance and lubricationSelalu ada kehilangan daya akibat gaya gesekan dan perlu dicatat bahwa gesekan awal adalah lebih tinggi daripada menjalankan gesekan
Pemakaian komponen yang standartPenggunaan bagian standar terkait eratbiaya, karena biaya standaratau bagian saham hanya sebagian kecil dari biaya bagian yang sama made to order
Safety of operationBeberapa mesin sangat berbahaya untuk Dioperasikan khususnya yangbekerja dengan kecepatan tinggi untuk memastikan produksi pada tingkat maksimum
AssemblingUnit yang besar seringkali harus dirakit di toko, diuji dan kemudian dibawa untuk diangkut ke mereka tempat pelayanan.
B. System of Units1. C.G.S. units,2. F.P.S. units, (Foot-pound-second)3. M.K.S. units,4. S.I. units
C. Junis Gaya dan beban Masa Berat Inertia Gaya : an agent, which produces or tends to produce, destroy or tends to destroy motion. Momen : Moment of a force = F l
Kopel
Memontum Angular
Torsi : Gaya yang bekerja secara tegak lurus terhadap garis yang melalui titik pusat lingkaran
.
D. Materiala. Metal : Ferous metal (iron, cast iron), Non ferous metal (alumunium, tembaga dll)b. Non Metal : Plastik, karet, keramik,
Mechanical Properties of Metals (Sifat mekanin bahan)
Strength : adalah kemampuan suatu material untuk menahan gaya eksternal tanpa merusak material tersebut. Resistansi internal yang dilakukan oleh bagian material untuk menahan gaya eksternal yang diterapkan disebut stress
Stiffness: kemampuan suatu material untuk menahan deformasi . ukuran kekakuan (stifness) adalah Modulus elastisitas
Elasticity: kemampuan material untuk mendapatkan kembali bentuk aslinya setelah terjadi deformasi setelah kekuatan eksternal dihapus
Plasticity: kemampuan dari bahan untuk mempertahankan deformasi ketika terjadi pembebanan secara permanen.
Ductility: Kemampuan dari bahan yang memungkinkan untuk ditarik menjadi kawat dengan aplikasi dengan kekuatan tarik
Brittleness:Sifat dari bahan yang mudah pecah (rapuh) hanya dengan distorsi permanen sedikit. Bahan rapuh ketika mengalami beban tarik
Fatigue: Ketika material mengalami tegangan berulang yang akhirnya rusak pada pembebanan yang besarnya masih dibawah kekuatan material yang sebenarnya. Jenis kegagalan material ini dikenal sebagai Fatique atau kelelahan
Hardness: Sifat yang sangat penting dari logam dan memiliki berbagai macam arti seperti ketahanan untuk dipakai menggaruk, kemampuan logam untuk memotong logam lain
II. ManufacturingA. Manufacturing Processes Primary shaping processes : The common operations used for this process are casting, forging, extruding, rolling, drawing, bending, shearing, spinning, powder metal forming, squeezing Machining processes : Proses yang digunakan untuk memberikan bentuk akhir terhadap komponen mesin Surface finishing processes : Proses yang digunakan untuk memberikan bentuk permukaan akhir yang baik untuk komponen mesin Joining processes : Proses yang digunakan untuk bergabung dengan komponen mesin Processes effecting change in properties : Proses ini digunakan untuk memberikan sifat yang spesifik tertentu untuk komponen mesin sehingga membuat mereka cocok untuk digunakan operasi tertentu
BAB 2 Tegangan tegangan sederhanaDalam praktek rekayasa (engineering) , biasanya bagian-bagian mesin akan mengalami berbagai macam gaya (force) yang disebabkan oleh salah satu atau lebih dari hal berikut : Transimisi daya Berat mesin Gesekan Inersia dari bagian yang bergerak bolak balik Perubahan suhu Ketidak seimbangan bagian yang tidak bergerak
A. Beban (Load)Didefinisikan sebagai kekuatan eksternal yang bekerja atas suatubagian mesin steady load variable load shock loads. Impact load
B. Tegangan (Stress)Ketika suatu gaya/beban eksternal bekerja pada bagian komponen, maka akan timbul kekuatan internal (sama dan berlawanan) yang yang terjadi pada bagian tersebut, yang menahan kekuatan eksternal.Gaya internal per satuan luas tersebut dikenal sebagai Tegangan / stress
Dalam Satuan Internasional (SI)1 Pa = 1 N/m21 MPa = 1 x 106 N/m2 = 1 N/mm21 Gpa =1 x 109 N/m2 = 1 kN/mm2
C. StrainKetika kekuatan atau beban bekerja pada komponen,maka komponen akan mengalami deformasi . deformasi per satuan panjang ini disebut sebagai (Regangan/strain) .
D. (Tegangan tarik) Tensile StressKetika Sebuah benda dikenai dua gaya aksial yang sama besar dan berlawanan menarik P(jugadisebut beban tarik) maka tegangan akan terjadi pada setiap bagian bendat tersebut. Hal ini dikenal sebagai tegangan tarik
E. Beban tarik (Tensile Strain)karena beban tarik yang bekerja pada sebuah benda, maka akan adapenurunan ukuran luas penampang dan peningkatan panjang benda. Rasio peningkatan panjang dengan panjang aslinya dikenal sebagai regangan tarik (tensile strain)
F. Beban tekan (Compresive Stress )Ketika benda dikenai dua gaya aksial P yang sama dan berlawanan arah dan saling mendorong disebut juga beban tekan (compresive load)
G. Regangan tekan (Kompresive Strain)karena beban tekan yang bekerja pada sebuah benda, maka akan ada peningkatan luas penampang dan penurunan panjang. Rasio dari penurunan panjang dengan panjang awal dikenal sebagai regangan tekan (compresive strain)
Modulus Young atau Modulus ElastisitasHukum Hooke menyatakan bahwa ketika suatu material dibebani tidak melebihi pada batas elastisitasnya, tegangan secara langsung sebanding dengan regangan
H. Tegangan Geser (Shear Stress ) dan Regangan Geser (Shear Strain)Ketika benda dikenai dua gaya yang sama besar dan berlawanan arah (P).dan gaya tersebut bekerja dalam arah tangensial terhadap permukaan yang terbebani, maka benda cenderung akan terputus pada bagian yang terbebani. Teganan ini disebut tegangan geser (shear stress) dan perubahan dimensi pada bagian ini disebut regangan geser (shear strain)Simbol tegangan geser = tau () , Simbol regangan geser = phi ()
** Tegangan geser yang terjadi seperti pada pake keling seperti pada gambar termasuk kategori tegangan geser tunggal
Luas Penampang yang menerima tegangan adalah :
A = Luas penampangd = Diameter
Sehingga Tegangan geser pada sambunga keling tunggal adalah
= Tegangan geserP = Gaya
Untuk tegangan geser ganda
Luas Penampang A =
Sehingga
*** Ketika harus dibuat lubang pada plat dengan cara dipres atau dibor, maka alat yang digunakan harus dapat mengatasi resistensi gaya geser plat tersebut.Jika diameter lubang adalah d dan ketebalan plat t maka luas area tegangan geser adala
Dan Gaya yang dibutuhkan untk melubanbgi plat adalah
u = Tegangan geser maksimum plat
Modulus RegiditasTegangan geser secara langsung sebanding dengan regangan geser atau
atau atau Dimana = Tegangan geser = Regangan geserC = Modulus Rigiditas
I. Tegangan kerja (Working stress)Ketika merancang bagian-bagian mesin, selalu diinginkan untuk menjaga agar tegangan yang terjadi harus lebih rendah daripada tegangan maksimum dari material. Tegangan ini dikenal sebagai tegangan kerja atau desain stres. Atau juga dikenal sebagai Safe atau Tegangan yang diijinkan
Factor of SafetyDidefinisikan secara umum sebagai rasio tegangan maksimum terhadap tegangan kerja
Bab 4Sambungan Las
Las adalah jenis sambungan Permanen yang dilakukan melalui penggabungan tepian dari 2 bagian yang akan disambungkan. Proses bisa dilakukan dengan atau tanpa adanya tekanan (preasure) dan material pengisi (filler)
Keuntungan las Struktur las biasanya lebih ringan Sambungan las memberikan efisiensi maksimum (mungkin 100%) Perubahan dan penambahan dapat dengan mudah dibuat dalam struktur yang ada Sebagai struktur, las halus dalam penampilan, Pada sambungan las, tidak terjadi pelemahan bagian2 sambungan Sambungan las memiliki kekuatan yang besar Dapat menyambung benda2 yang memiliki bentuk melingkar, seperti pipa baja (rumit) Sambungannya rigid (kaku) Dimungkin melakukan pengelasan pada setiap titik di setiap bagian Pengerjaan las lebih cepat
Kerugian : Karena ada proses pemanasan & pendinginan dapat menimbulkan tegangan-tegangan tambahan pada material atau ganguan lainnya Memerlukan tenaga kerja dengan keahlian tinggi Dapat terjadi retakan pada sambungan Proses pengecekan las cukup rumit
Jenis jenis las
Fussion welding : Proses pengelasan yang menggunakan panas.Menggunakan filler yang berupa logam cair. Biasanya komposisi filler menyerupai komposisi logam yang akan disambung.Jenis Fussion Welding: Thermit Welding : Filler yang digunakan merupakan campuran besi oksida dan alumunium,yang juga disebut thermit.Biasa digunakan untuk menyambung komponen yang besar: Rel kereta chasis trailer dll Gas Welding : Gas welding dibuat dengan menyalakan api dari oxy acetylene atau gas hidrogen. Api digunakan untuk memanaskan tepian material yang akan disambung. Electric Arc Welding: memiliki cara yang hampir sama dengan las gas, tetapimenggunakan filler logam yang berasal dari elektroda. Forge Welding :, bagian-bagian yang akan disambung terlebih dahulu dipanaskan sampai suhu yang tepat dalam tungku dan kemudian ditempa/dipalu
Jenis2 sambungan las
1) Lap Joint / Fillet joint
1. Single transverse fillet, 2. Double transverse fillet, and 3. Parallel fillet joints.
2) Butt Joint
Kekuatan sambungan Transverse Fillet Joint
Lap joint/ fillet joint dirancang untuk dapat menahan beban tensil.
untuk menentukan kekuatan sendi fillet, diasumsikan bahwa bagian dari fillet adalahtepat di siku segitiga ABC dengan AC miring membuat sudut yang sama dengan lainnya dua sisi AB dan BC
t = Throat thickness (BD),s = Leg or size of weld, = Thickness of plate, andl = Length of weld,
Throat thickness : t = s sin 45 = 0.707 sMinimum area of the weld or throat area,A = Throat thickness Length of weld = t l = 0.707 s l
Jika t adalah tegangan tarik yang diijinkan untuk las logam,maka kekuatan tarik sambungan untuk las fillet tunggal,
P = Throat area Allowable tensile stress = 0.707 s l t
dan kekuatan tarik sambungan untuk las fillet ganda ;P = 2 0.707 s l t = 1.414 s l t
Note: Since the weld is weaker than the plate due to slag and blow holes, therefore the weld is given a reinforcement which may be taken as 10% of the plate thickness
Kekuatan sambungan paralel fillet joint
Sambungan paralel fillet dirancang untuk menahan beban yang menimbulkan tegangan geser yang besar.
Kita telah bahas dalam artikel sebelumnya, bahwa ,- Throat thickness minimum A = 0,707 s l
Jika adalah tegangan geser yang diijinkan untuk logam las
- Tegangan geser of the joint for double parallel fillet weld :
P = 2 0.707 s l = 1.414 s l
Jika sambungan merupakan kombinasi transverse dam paralel seperti ditunjukkan pada Gambar. 10,8 (b), maka kekuatan sambungan adalah jumlah kekuatan transverse dan parale fillet.
P = (0.707x s l1 t )+ (1.414 x s l2 )
Contoh :Sebuah plat lebar 100 mm dan tebal 10 mm yang akan dilas ke plat lain dengan carafillet paralel ganda. Lempeng plat2 tersebut dikenakan beban statis 80 kN. Hitung panjang lasan jika tegangan geser yang diizinkan dalam lasan tidak melebihi 55 MPaSolution.Given: Lebar = 100 mm ; Tebal = 10 mm ; P = 80 kN = 80 103 N ; = 55 MPa = 55 N/mm2Let l = Length of weld, and s = Size of weld = Plate thickness = 10 mm
We know that maximum load which the plates can carry for double parallel fillet weld (P)
P = 2 0.707 s l = 1.414 x s l
80 103 = 1.414 s l = 1.414 10 l 5580 103 = 778 ll = 80 103 / 778 = 103 mm
Tambahkan 12,5 mm untuk area mulai dan area akhir las,l = 103 + 12,5 = 115,5 mm
KeKuatan Butt Joint
Butt joint adalah sambungan yang biasa digunakan untuk menahan tarikan atau tekanan
Kekuatan tarik pada butt joint (single-V or square butt joint)
P = t l t
l = Length of weld
Untuk double-V butt joint P = (t1 + t2) l t
t1 = Throat thickness at the top, andt2 = Throat thickness at the bottom.
Contoh Soal:A plate 100 mm wide and 12.5 mm thick is to be welded to another plate by means of parallel fillet welds. The plates are subjected to a load of 50 kN. Find the length of the weld so that the maximum stress does not exceed 56 MPa. Consider the joint first under static loading and then under fatigue loading
Sebuah pelat 100 mm lebar dan tebal 12,5 mm yang akan dilas ke piring lain melalui lasan fillet paralel. Lempeng dikenakan beban 50 kN. Cari panjang lasan sehingga tegangan maksimum tidak melebihi 56 MPa. Pertimbangkan sendi pertama di bawah pembebanan statis dan kemudian di bawah beban sikli
Solution. Given:Lebar = 100 mm ; Tebal = 12.5 mm ; P = 50 kN = 50 103N ; = 56 MPa = 56 N/mm2Panjang lasan untuk pembebanan statisJikal = Panjang las, dans = Ukuran las = ketebalan pelat = 12,5 mm
P = 1.414 x s l 50 103N = 1.414 x s l 50 103N = 1.414 12.5 l 5650 103N = 990 ll = 50 103 / 990 = 50.5 mm
Tambahkan 12,5 mml = 50.5 + 12.5 = 63 mm
Panjang lasan untuk loading kelelahan
From Table 10.6, we find that the stress concentration factor for parallel fillet welding is 2.7.Permissible shear stress, = 56 / 2.7 = 20.74 N/mm2
We know that the maximum load which the plates can carry for double parallel fillet welds (P) = 50 103 = 1.414 s l = 1.414 12.5 l 20.74 = 367 ll = 50 103 / 367 = 136.2 mm
Adding 12.5 for starting and stopping of weld run, we havel = 136.2 + 12.5 = 148.7 mm
Contoh Soal:A plate 75 mm wide and 12.5 mm thick is joined with another plate by a single transverse weld and a double parallel fillet weld as shown in Fig. 10.15. The maximum tensile and shear stresses are 70 MPa and 56 MPa respectively. Find the length of each parallel fillet weld, if the joint is subjected to both static and fatigue loading
Sebuah pelat 75 mm lebar dan tebal 12,5 mm bergabung dengan piring lain oleh las melintang tunggal dan fillet lasan paralel ganda seperti ditunjukkan pada Gambar. 10.15. Tarik maksimum dan tegangan geser adalah masing-masing 70 MPa dan 56 MPa. Cari panjang setiap fillet lasan paralel, jika sendi dibebani oleh beban statis dan kelelahan
Solution : Given : Width = 75 mm ; Thickness = 12.5 mm ; = 70 MPa = 70 N/mm2 ; = 56 MPa = 56 N/mm2.The effective length of weld (l1) for the transverse weld may be obtained by subtracting 12.5 mm from the width of the plate.l1 = 75 12.5 = 62.5 mm
Length of each parallel fillet for static loading
Let l2 = Length of each parallel fillet.
We know that the maximum load which the plate can carry isP = Area Stress = 75 12.5 70 = 65 625 N
Load carried by single transverse weld,P1 = 0.707 s l1 t = 0.707 12.5 62.5 70 = 38 664 N
and the load carried by double parallel fillet weld,P2 = 1.414 s l2 = 1.414 12.5 l2 56 = 990 l2 N
Load carried by the joint (P) = 65 625 = P1 + P2 = 38 664 + 990 l2 l2 = 27.2 mm
Adding 12.5 mm for starting and stopping of weld run, we havel2 = 27.2 + 12.5 = 39.7 say 40 mm
Length of each parallel fillet for fatigue loading
the stress concentration factor for transverse welds is 1.5 and for parallel fillet welds is 2.7.
Permissible tensile stress, t = 70 / 1.5 = 46.7 N/mm2and permissible shear stress, = 56 / 2.7 = 20.74 N/mm2
Load carried by single transverse weld,P1 = 0.707 s l1 t = 0.707 12.5 62.5 46.7 = 25 795 N
and load carried by double parallel fillet weld,P2 = 1.414 s l2 = 1.414 12.5 l2 20.74 = 366 l2 N
Load carried by the joint (P) = 65 625 = P1 + P2 = 25 795 + 366 l2 l2 = 108.8 mm
Adding 12.5 mm for starting and stopping of weld run, we havel2 = 108.8 + 12.5 = 121.3 mm
Sambungan Skrup
Sebuah sambungan skrup biasanya terrdiri dari dua buah elemen yaitu baut dan mur. Sambungan skrup biasanya digunakan pada bagian mesin yang membutuhkan kegiatan bongkar pasang yang cukup sering.
Keuntungan1. Sangat dapat diandalkan 2. Sangat mudah untuk dibongkar pasang3. Tersedia banyak jenis sambungan untuk berbagai macam kebutuhan4. Memiliki biaya yang rendah
KerugianKonsentrasi tegangan pada bagian berulir yang juga meruapakan titik yang sangat rentan terhadap beban variabel
Diameter Mayor : Diameter terbesar dari ulir skrup ( ulir luar dan ulir dalam)Diameter Minor : Diameter terkecil dari ulir skruo (ulir luar dan ulir dalam)Diameter Pirtch : Diameter imajiner Pitch: Jarak antara ulir yang dihitung dalam arah aksialCrest: Bagian puncak ulirRoot: Bagian dasar dari ulirKedalama Ulir : Jarak antara Crest dan root(Depth of thread)Sudut Ulir: Sudut ulir(angel of thread)Slope: Jarak setengan pitch
Ulir
Bentuk umum sambungan skrup
Through bolt adalah sambungan skrup yang dibuat dengan cara melubangi dua bagian yang akan diikat bersama-sama , Dimana pada ujung bagian atas mur dipasang baut yang dapat mengencangkan sambungan tersebut
Tap bolt adalah sambungan dengan membuat ulir dalam pada salah satu bagian yang akan disambung, kemudian ditanamkan batang yang berulir kedalamnya. Mur dipasang kemudian
Stud Salah satu bagian yang akan disambung memiliki ulir tap (ulir dalam), untuk mengencangkan sambungan digunakan baut yang dikencangkan
Ukuran baut dinyatakan dengan lambang M yang diikuti oleh diamete X pitch. (kadang ukuran pitch tidak disertakan) cth: M 5 ; M 12
Merangcang baut
Tegangan tegangan yang timbul pada sambungan skrup akibat beban statis1. Teganan internal pada proses pengencangan2. Tegangan yang terjadi akibat beban eksternal3. Tegangan yang terjadi yang merupakan kombinasi dari beban eksternal dan proses pengencangan
Perhitungan Pembebanan PadaPorosshaftShaft (poros) adalah elemen mesin yang digunakan untuk mentransmisikan daya dari satu tempat ke tempat lainnya. Daya tersebut dihasilkan oleh gaya tangensial dan momen torsi yang hasil akhirnya adalah daya tersebut akan ditransmisikan kepada elemen lain yang berhubungan dengan poros tersebut. Poros juga merupakan suatu bagian stasioner yang beputar, biasanya berpenampang bulat dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi (gear), pulley, flywheel, engkol, sprocket dan elemen pemindah lainnya. Poros bisa menerima beban lenturan, beban tarikan, beban tekan atau beban puntiran yang bekerja sendiri-sendiri atau berupa gabungan satu dengan lainnya.Jenis-Jenis PorosA. Berdasarkan pembebanannya Poros transmisi (transmission shafts)Poros transmisi lebih dikenal dengan sebutan shaft. Shaft akan mengalami beban puntir berulang, beban lentur secara bergantian ataupun kedua-duanya. Pada shaft, daya dapat ditransmisikan melalui gear, belt pulley, sprocket rantai, dll. Poros GandarPoros gandar merupakan poros yang dipasang diantara roda-roda kereta barang. Poros gandar tidak menerima beban puntir dan hanya mendapat beban lentur. Poros spindlePoros spindle merupakan poros transmisi yang relatip pendek, misalnya pada poros utama mesin perkakas dimana beban utamanya berupa beban puntiran. Selain beban puntiran, poros spindle juga menerima beban lentur (axial load). Poros spindle dapat digunakan secara efektip apabila deformasi yang terjadi pada poros tersebut kecil.B. Berdasarkan bentuknya Poros lurus Poros engkol sebagai penggerak utama pada silinder mesin
Sifat-Sifat Poros Yang Harus Diperhatikan Kekuatan porosPoros transmisi akan menerima beban puntir (twisting moment), beban lentur (bending moment) ataupun gabungan antara beban puntir dan lentur. Dalam perancangan poros perlu memperhatikan beberapa faktor, misalnya : kelelahan, tumbukan dan pengaruh konsentrasi tegangan bila menggunakan poros bertangga ataupun penggunaan alur pasak pada poros tersebut. Poros yang dirancang tersebut harus cukup aman untuk menahan beban-beban tersebut. Kekakuan porosMeskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup aman dalam menahan pembebanan tetapi adanya lenturan atau defleksi yang terlalu besar akan mengakibatkan ketidaktelitian (pada mesin perkakas), getaran mesin (vibration) dan suara (noise). Oleh karena itu disamping memperhatikan kekuatan poros, kekakuan poros juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan jenis mesin yang akan ditransmisikan dayanya dengan poros tersebut. Putaran kritisBila putaran mesin dinaikan maka akan menimbulkan getaran (vibration) pada mesin tersebut. Batas antara putaran mesin yang mempunyai jumlah putaran normal dengan putaran mesin yang menimbulkan getaran yang tinggi disebut putaran kritis. Hal ini dapat terjadi pada turbin, motor bakar, motor listrik, dll. Selain itu, timbulnya getaran yang tinggi dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagian-bagian lainnya. Jadi dalam perancangan poros perlu mempertimbangkan putaran kerja dari poros tersebut agar lebih rendah dari putaran kritisnya. KorosiApabila terjadi kontak langsung antara poros dengan fluida korosif maka dapat mengakibatkan korosi pada poros tersebut, misalnya propeller shaft pada pompa air. Oleh karena itu pemilihan bahan-bahan poros (plastik) dari bahan yang tahan korosi perlu mendapat prioritas utama.C. Material porosMaterial yang biasa digunakan dalam membuat poros adalah carbon steel (baja karbon), yaitu carbon steel 40 C 8, 45 C 8, 50 C 4, dan 50 C 12. Namun, untuk poros yang biasa digunakan untuk putaran tinggi dan beban yang berat pada umumnya dibuat dari baja paduan (alloy steel) dengan proses pengerasan kulit (case hardening) sehingga tahan terhadap keausan. Beberapa diantaranya adalah baja khrom nikel, baja khrom nikel molebdenum, baja khrom, baja khrom vanadium, dll. Sekalipun demikian, baja paduan khusus tidak selalu dianjurkan jika alasannya hanya karena putaran tinggi dan pembebanan yang berat saja. Dengan demikian perlu dipertimbangkan dalam pemilihan jenis proses heat treatment yang tepat sehingga akan diperoleh kekuatan yang sesuai.D. Perhitungan Poros1. Pembebanan tetap (constant loads).: Untuk Poros yang hanya terdapat momen puntir sajaDimana :T = Momen puntir pada poros, J = Momen Inersia Polar, r = jari-jari poros = do/2, = torsional shear stress Untuk poros solid (solid shaft), dapat dirumuskan :
Sehingga momen puntir pada poros adalah:
Sedangkan momen inersia polar pada poros berongga (hollow shaft) digunakan :Dimana do dan di adalah diameter luar dan dalamr = do / 2Substituting these values in equation (i), we have
Dengan mensubstitusikan, di/do = kk = Ratio of inside diameter and outside diameter of the shaft
Maka didapat,
Daya yang ditransmisikan oleh poros dapat diperoleh dari : Dimana : P = daya (W), T = moment puntir (N.m), N = kecepatan poros (rpm)Untuk menghitung sabuk penggerak (belt drive), dapat digunakan :
Dimana :T1 dan T2 : tarikan pada sisi kencang (tight) dan kendor (slack).R = jari-jari pulleyCth soal1).Sebuah poros berputar pada 200 rpm untuk mengirimkan daya sebesar 20 kW. Poros dapat diasumsikan terbuat dari baja ringan dengan tegangan geser yang diijinkan 42 MPa. Tentukan diameter poros, abaikan momen lentur pada poros
2).Sebuah poros solid mentransmisi daya sebesar 1 MW pada 240 r.p.m. Tentukan diameterporos jika torsi maksimum ditransmisikan melebihi rata-rata torsi sebesar 20%. Ambil tegangan geser maksimum yang diijinkan sebagai 60 MPa
.: Untuk Poros yang hanya terdapat bending momen saja
Dimana :M = momen lentur pada poros, I = momen inersia, b = bending stress, y = jari-jari poros = d/2 Untuk poros solid (solid shaft), besarnya momen inersia dirumuskan :
Substituting these values in equation (i),
From this equation, diameter of the solid shaft (d) may be obtained Sedangkan untuk poros berongga (hollow shaft), besarnya momen inersia dirumuskan : Again substituting these values in equation (i), we have.
Cth soalSepasang roda gerbong kereta api membawa beban 50 kN pada setiap dudukan poros,yang bekerja pada jarak 100 mm di luar wheel base. Lebar rel adalah 1,4 m. Caridiameter poros antara roda, jika stres tidak melebihi 100 MPa.
A little consideration will show that the maximum bending moment acts on the wheels at C andD. Therefore maximum bending moment,
.: Untuk Poros dengan kombinasi momen lentur dan momen puntirJika pada poros tersebut terdapat kombinasi antara momen bending dan momen puntir maka perancangan poros harus didasarkan pada kedua momen tersebut. Banyak teori telah diterapkan untuk menghitung elastic failure dari material ketika dikenai momen lentur dan momen puntir, misalnya : Maximum shear stress theory atau Guests theory: Teori ini digunakan untuk material yang dapat diregangkan (ductile), misalnya baja lunak (mild steel). Maximum normal stress theory atau Rankines theory: Teori ini digunakan untuk material yang keras dan getas (brittle), misalnya besi cor (cast iron).Terkait dengan Maximum shear stress theory atau Guests theory bahwa besarnya maximum shear stress pada poros dirumuskan :Dengan mensubtitusikan nilai b dan , didapat:
Substituting the values of and b from previous equation
Atau Pernyataan dikenal sebagai equivalent twisting moment yang disimbolkan dengan Te sehingga dapat disimpulkan bahwa :
Selanjutnya, berdasarkan maximum normal stress theory, didapat :
Dengan cara dan proses yang sama seperti sebelumnya, maka akan didapatkan
Cth;Sebuah poros cirkular solid dikenakan momen lentur sebesar 3000 Nm dan torsi 10.000 N-m. Poros terbuat dari baja 45 C 8 yang memiliki tegangan tarik utama sebesar 700 MPa dan tegangan geser utama 500 MPa. Dengan asumsi faktor keamanan sebagai 6, menentukan diameter porosJawab
2. Pembebanan berubah-ubah (fluctuating loads)Pada pembahasan sebelumnya telah dijelaskan mengenai pembebanan tetap (constant loads) yang terjadi pada poros. Dan pada kenyataannya bahwa poros justru akan mengalami pembebanan puntir dan pembebanan lentur yang berubah-ubah. Dengan mempertimbangkan jenis beban, sifat beban, dll. yang terjadi pada poros maka ASME (American Society of Mechanical Engineers) menganjurkan dalam perhitungan untuk menentukan diameter poros yang dapat diterima (aman) perlu memperhitungkan pengaruh kelelahan karena beban berulang.Dalam hal ini untuk momen puntir digunakan factor koreksi Kt dan untuk momen bending digunakan factor koreksi Km. Sehingga persamaan untuk Te dan Me menjadi,
Tabel 1 :factor koreksi3. Menentukan nilai safety factorUntuk menentukan safety factor (ns) pada poros, kami menggunakan metode Pugsley. Penentuan safety factor (ns) dengan menggunakan metode Pugsley dapat ditentukan melalui persamaan:
dimana :nsx= safety factor untuk karakteristik A,B, dan CA = kualitas material, pembuatan, perawatan, dan pemerikasaanB = kontrol dari beban berlebih yang diberikan ke alatC = ketelitian dari analisa beban, data percobaan atau mengalami kemiripan dengan alat yang sejenis.nsy= safety factor untuk karakteristik D dan ED = Bahaya ke manusiaE = Dampak EkonomiTabel 1.1 memberikan harga nsx untuk berbagai kondisi A,B, dan C. Untuk menggunakan tabel ini, digunakan beberapa karakterisrik untuk keterangan-keterangan seperti Very Good (vg), Good (g), Fair (f), atau Poor (p). Tabel 1.2 memberikan harga nsy untuk berbagai kondisi D dan E. Untuk menggunakan tabel tersebut, digunakan salah satu karekteristik seperti Very serious (vs), Serious (s), atau Not serious (ns). Menempatkan harga dari nsx dan nsy dalam persamaan diatas menghasilkan harga safety factor.Penentuan harga A, B, C, D, dan E: A = vg, karena poros merupakan salah satu komponen terpenting B = g, karena poros hanya menerima beban yang konstan. C = g, perhitungan yang akurat dalam merancang poros. Akan tetapi banyak variable yang tidak diketahui sehingga banyak menggunakan asumsi D = vs, karena tidak ada factor yang membahayakan bagi pengguna. E = ns, karena tidak ada perkara hukum.Tabel 1.1Karakteristik safety faktor A, B, dan Cvg = very goodg = goodf = fairp = poor
Tabel 1.2Karakteristik safety faktor D dan Ens = not seriouss = seriousvs = very serious
BAB VIIKOPLING
A. Kopling PorosUkuran terpanjang poros pada alat transportasi adalah 7 m agar didapatkan poros yang lebih panjang maka poros dapat disambungkan dengan bantuan kopling.Penggunaan kopling pada mesin adalah:1. Untuk menyambungkan poros dari beberapa unit yang dibuat secara terpisah seperti motor dan generator 2. Memberikan pleksibilitas mesin3. Mengurangi beban kejutan pada transmisi antar poros4. Melindungi mesin dari pembebanan berlebihan.5. Merubah karakter getaran unit yang berputar.Syarat-syarat Kopling :1. Mudah memasang dan melepaskannya2. Dapat mentransmisikan daya dengan penuh3. Dapat menyanga poros dengan posisi yang tepat4. Tidak ada bagian yang menonjol
B. Jenis-jenis Kopling1. Kopling KakuKopling kaku digunakan untuk menyambungkan dua poros yang sejajar, beberapa tipe kopling kaku :a. Kopling sleeve (lengan) atau kopling sarungb. Kopling kompresic. Kopling flens2. Kopling FleksibelKopling fleksibel digunakan untuk menghubungkan sambungan angular dan lateral. Beberapa macam kopling fleksibel:a. Kopling tipe bushed pinb. Kopling universalc. Kopling oldham
C. Kopling Sleeve atau Kopling MuffKopling sleeve atau kopling muff adalah jenis kopling kaku yang paling sederhana, dibuat dari baja cor. Pada kopling ini adalah silinder berlubang dengan ukuran diameter dalam sama dengan ukuran poros. Kedua ujung poros disambungkan kedalam kopling ini dengan bantuan pasak kepala gib, seperti pada gambar dibawah. Gaya yang ditransmisikan oleh kopling ini dilakukan oleh sleeve dan pasak. Oleh karena itu seluruh bagian harus kuat menahan beban puntiran. Ukuran proposional kopling sleeve baja cor adalah
diameter terluar adalah panjang sleeve adalah L = 3,5 d , d adalah diameter poros
Gambar 7.1Prosedur yang harus ditaati dalam perancangan kopling sleeve(1) Kopling didesain berdasarkan ukuran ujung porosT = Torsi yang ditransmisikanFs1 = Tegangan geser ijin bahan besi cor. Angka yang aman untuk tegangan geser besi cor adalah 140 Kg/cm2Torsi yang ditransmisikan poros adalah
(2) Desain untuk pasak kopling sama dengan pada artike13.8 pada (kurmi dan gupta). Keterbalan dan lebar pasak kopling disediakan oleh persamaan. Panjang kopling setidaknya sama dengan panjang sleeve. Pasak kopling biasa dibuat dalam dua bagian, panjang setiap pasak pada setiap poros
Pemeriksaan dengan perhitungan tegangan geser
Contoh 7.1 Desainlah sebuah muff kopling untuk menghubungkan dua buah poros yang mentransmisiskan daya 50 hp pada 120 rpm. Tegangan geser ijin bahan mild steel 300kg/cm2 dengan teganagan tarik 800kg/cm2. Muff terbuat dari bahan dengan tegangan geser ijin 150 kg/mm2. Asumsi torsi maksimum adalah 25% dari torsi utama.
Diketahui:P = 50 hpN = 120 rpmFs = 300 kg/cm2Fc = 800 kg/cm2Fsl = 150 kg/cm2Jawab :
a. Desain poros
b. Desain sleeve
Pengecekan tegangan geser pada muff
c. Desain pasakDari tabel 13.1 (Machine Design, Khurmi & Gupta), lebar dan ketebalan pasak untuk poros dengan diameter 90 mm, w = 28 mm, t = 16 mmPanjang pasak pada setiap poros
Pengujian tegangan geser pada pasak
Pengujian berdasarkan patahan pada pasak
D. Kopling Kompresi atau ClampKopling ini diketahui sebagai bagian dari muff kopling, muff dibuat yang terdiri dari dua bagian seperti pada gambar. Setengah bagaian muff terbuat dari besi cor. Ujung poros dibuat terbatasi oleh masing-masing pasak. setengah bagian muff dipasang secara tepat dari bawah dan setengah bagian yang lainnya ditempatkan diatas.
Gambar 7.2
Kedua bagian dipasangkan bersamaan dengan pin mild steel atau baut. Jumlah baut yang dipasangkan dua empat atau enam buah. Baut yang dipasangkan mencapai muff yang dicetak. kopling jenis ini adalah dapat digunakan pada pembebanan yang kerat pada kecepatan putaran yang moderat. Keunggulan dari jenis kopling ini adalah penempatan posisi poros tidak perlu diubah pada perakitan mesin. Perhitungan secara proposional kopling ini adalah D = 2d+13mm, diamana L = 3,5 dPada clamp atau kopling kompresi, daya yang ditransmisikan poros dihasilkan oleh pasak dan gesekan antara muff dan poros.
1. Desain muff dan pasakMuff dan pasak didesain seperti pada kopling muff2. Desain baut clampingT = torsi yang ditransmisikan d = diameter poros db = diameter efektif baut n = jumlah bautft = tegangan geser ijin bahan baut = koefisien gesek antara muff dengan porosL = panjang muffGaya yang dipikul untuk setiap baut
=Gaya setiap baut pada kedua sisi
=Tekanan pada poros dan permukaan muff selama pembebanan
Gaya gesek diantara poros dan muff
Puntiran yang dapat ditransmisikan oleh kopling
Contoh 7.2 Desainlah sebuah kopling clamp yang mentransmisiskan daya 40 HP pada 100 rpm. Tegangan geser ijin untuk bahan pors dan pasak adalah 400 kg/cm2 jumlah baut yang menghubungkan kedua bagian adalah 6 buah. Tegangan tarik ijin untuk bahan baut adalah 700 kg/cm2. Koefisien gesek antara muff dan permukaan poros adalah 0,3
Diketahui:P = 40 HPN = 100 rpmfs = 400 kg/cm2 n = 6ft = 700 kg/cm2 = 0,3Jawab:
a. Desain untuk poros
b. Desain untuk muff
D = 2d +1,3 cm = 16,316,5 cmPanjang total muffL = 3,5 d = 3,5 x 7,5 = 26,25 cmc. Desain untuk baut
E. Kopling FlensKopling flens adalah kopling yang terbuat dari dua buah flens yang terbuat dari baja cor secara terpisah. Setiap flens diikatkan pada ujung poros. Flens yang pertama berfungsi sebagai projek flens dan flens yang lainnya sebagai korespoding flens. Hal ini membantu pemeliharaan kesejajaran diantara flens. Poros kedua flens dihubungkan oleh baut dan mur. Kopling flens digunakan pada pembebanan berat dengan poros yang panjang. Jenis-jenis kopling flens adalah:1. Kopling flens tanpa perlindungan2. Kopling flens dengan pelindung3. Kopling flens kapal lautKopling flens tanpa perlindungan diperlihatkan pada gambar 7.3, setiap poros dikuncikan pada boss dengan pasak counter shung dan flens dipasangkan oleh baut, pada umumnya digunakan tiga atau enam baut. Penghunci dimiringkan pada sudut yang tepat sepanjang dan mengelilingi poros untuk membagi pelemahan jalur pasak
Gambar 7.3Untuk kopling flens dengan pelindung, seperti pada gambar baut yang menonjol terlindungi flens pada kedua bagian kopling, untuk menghindari bahaya pada pekerja.
Gambar 7.4Ukuran kopling flens baja cordiameter poros atau diameter dalam hub = d Diameter luar hub D = 2d Panjang hub = 1,5 d Diameter pitch baut = 3 dKetebalan flens = 0,5 dKetebalan lingkaran pelindung flens = 0,25 dJumlah baut = 3 untuk d sampai dengan 40 mm= 4 untuk d sampai dengan 100 mm= 6 untuk d sampai dengan180 mmPada jenis kopling flens kapal laut ditempa dengan poros seperti pada gambar. flens dipasangkan dengan baut yang ditab.
Gambar 7.5
Tabel 7.1 Pemilihan Jumlah Baut (IS : 3653 1996)Diameter poros35 5556 - 150151 230231 - 390
Jumlah baut4681012
Ketebalan flens =Baut yang diruncingkan = 1 in 20 sampai dengan 1 in 40Diameter pitch baut = 1,6 d
Desain Kopling FlensBerdasarkan pada gambard = diameter poros atau diameter dalam hubD = diameter luar hubd1 = diameter nominal atau diameter luar bautD1 = diameter lingkaran bautn = jumlah bauttf = tebal flensfs = tegangan geser ijin bahan baut, poros dan pasakfsl = tegangan geser ijin bahan flensfc = tekanan ijin pada bahan baut dan bahan pasak(1) Desain HubDesain hub berdasarkan pada lengkungan poros
Diameter terluar hub biasa diambil dua kali diameter poros. Oleh karena kedua hubungan itu pemeriksaan tegangan geser pada hub dapat di periksa.(2) Desain pasakPasak didesain dengan proposional dan dilakukan pemeriksaan tegangan geser dan gaya penekanan. Bahannya disamakan dengan bahan poros. Panjang pasak sama dengna panjang hub.(3) Desain FlensTegangan pada hub dengan pembebanan geseran dari torsi (T)T = keliling hub x ketebalan flens x radius hub
Ketebalan flens bisa diambil setengah diameter poros. Sehingga hubungan tegangan geser pada flens dapat diperiksa.(4) Desain BautBaut mengalami tegangan geser ketika transmisi puntir terjadi. Jumlah baut tergantung pada diameter poros dan diameter pitch baut (D1) 3d.
Beban setiap baut
Total beban setiap baut
Torsi yang ditransmisikan Dari persamaan ini, diameter baut (d1) dapat dihitung selama penekanan
Luas penekanan baut adalah
Daya penekanan baut
T =Dengan persamaan ini gaya tekan pada baut dapat diperiksa
Diameter luar flens
Ketebalan lingkaran flens = o,25 d
Contoh 7.3 Desain sebuah kopling baja cor (jenis protektif) untuk menghubungkan dua buah poros 8 cm. Poros berputar pada 250 rpm, torsi yang ditrasmisikan 430 kgm. Tegangan yang diijinkan:Tegangan geser ijin untuk bahan baut, poros dan pasak = 500 kg/cm2Tekanan ijin bahan baut dan pasak = 1500 kg/cm2Tegangan geser ijin untuk baja cor = 80 kg/cm2
Diketahui:Diameter poros d = 8 cmKecepatan poros N = 250 rpmTorsi yang ditranmisiskan = 430 kgm =43000 kgcmTegangan geser ijin bahan poros, baut dan pasak = fs = 500 kg/cm2Tegangan geser ijin baja cor = 80 kg/cm2Jawab:a. Desain hubDiameter luar hub
mengingat lubang hub sama dengan diameter poros, kita harus memeriksa bahan hub yaitu besi cor
karena tegangan kurang dari 80kg/cm2 maka bahan amanb. Desain pasakdari tabel 13.1 pasak proporsional untuk poros 8 cm adalahDiameter pasak w = 22 mm = 2,2 cmKetebalan pasak t = 14 mm = 1,4 cmPanjang pasak didasarkan pada tegangan geser dan besar penekanan
Diketahui juga bahwa
c. Desain FlensKetebalan flens diambil setengah dari diameter poros tf = 0,5d = 0,5(8) = 4 cmMengingat sambungan flens terhadap hub mengalami beban puntir kita harus memeriksa tegangan geser pada flens
Tegangan geser pada flens kurang dari 80kg/cm2 maka flens amand. Desain BautDiameter poros 8 cm maka jumlah baut 4Diameter pitch baut adalahD1 = 3 d = 3( 8) = 24
Standard terdekat dari baut adalah d1 = M 16Pemeriksaan gaya tekan baut
Gaya tekan terhadap baut kurang dari 1500 kg/cm2 maka baut amanDiameter luar flens = 2D1 D = 2(24) 16 = 32 cmKetebalan pelindung flens = 0,25 d = 1,25 (8) = 2 cm
Contoh 7.4 Sebuah kopling kapal lau digunakan untuk mentrasmisikan daya 3,75 MW pada 150 rpm. Tegangan geser ijin poros dan baut 50 N/mm2. Tentukanlah diameter poros dan diameter baut.
Diketahui:P = 3,75 MW = 3,75 x 106N = 150 rpmFs = 50 N/mm2Jawab:a. Diameter poros
b. Diameter bautDari tabel 7.1 jumlah baut untuk poros 300 mm adalah 10 buahDiameter pitch baut D1 = 1,6 d = 1,6 x 300 = 480 mm
F. Kopling FleksibelKopling fleksibel digunakan pada ujung poros yang tidak tepat sejajar, yang dapat ditemukan pada penggerak utama pada genarator listrik. Disana digunakan empat pasang bantalan untuk menahan posisi poros utama. Kopling ini juga dapat ditemukan dalam berbagai permesinan seperti penghubung antara motor listrik dengan mesin tool. Berbagai jenis kopling fleksibel :1. Kopling fleksibel dengan bush pin2. Oldham kopling3. Kopling universal
1. Kopling Fleksibel dengan Bush PinKopling fleksibel dengan bush pin diperlihatkan pada gambar. kopling ini merupakan kopling flens kaku baut kopling diketahui sebagai pin. Karet atau kulit digunakan untuk menutup celah pin. Kedua bagian kopling mirif secara konstruksi. Pada kedua permukaan kopling disiapkan clerenc 5 mm. Pada keduanya memiliki sambungan yang tidak kaku, pengerak menempati celah karet atau kulit yang kompresibel.
Gambar 7.6Dalam merancang kopling fleksibel dengan bush pin, perhitungan jenis kopling flens kaku mengalami modifikasi. Magsud dari modifikasi adalah mengurang tekanan beareing khususnya pada bagian celah karet atau kulit yang tidak melebihi 5 kg/cm2. Agar tekanan bearing tetap kecil perlu memperhitungkan diameter pitch dan ukuran pin.
l = panjang bush (celah) pada flensd2 = diameter bush (celah)pb = tekanan bearing pada bush atau pin n = jumlah pinD = diameter lingkaran pitch pin
Pembebanan pada setiap pin,
Pembebanan total pada bush atau pinTorsi yang ditransmisikan oleh kopling
=Pada pemasangan flens sebelah kanan harus ditab pada kopling untuk menghindari pembebanan bending. Jarak pin harus sekecil mungkin, sehingga tegangan geser terdapat pada leher sambungan. Tegangan geser yang terjadi selama puntiran pada setengah bagian kopling,
Pin dan bush pada kopling sebelah kiri tidak kaku, karenannya gaya tangensial F terfokus pada bagian pin yang membesar pin bush yang panjang bertindak sebagai batang cntilever. Asumsi pembebanan F merata sepanjang bush, bending maksimum pada pin adalah
Gambar 3.7Tegangan lengkung adalah
Pin mengalami bending dan geseran, karena itu desain harus diperiksa untuk pembebanan maksimum
Tegangan geser maksimum pada pin
Angka tegangan geser maksimum bervariasi antara 280-420 kg/cm2
Contoh 7.5 Desainlah Kopling Fleksibel Dengan Bush Pin untuk menghubungkan poros motor pada poros pompa untuk pelayanan pemeliharaan, dengan kondisiDaya yang ditransmisikan = 50 hpKecepatan poros motor = 1000 rpmDiameter poros motor = 50 mmDiameter poros pompa = 45 mmPembatasan beban pada bush karet 4,5 kg/cm2 dan pada pin 250 kg/cm2
Diketahui:Daya yang ditransmisikan P= 50 hpKecepatan poros motor N= 1000 rpmDiameter poros motor d= 50 mmDiameter poros pompa = 45 mmTekanan bush karet pb= 4,5 kg/cm2Pembebanan pada pin fs = 250 kg/cm2Jawab:Torsi yang ditransmisikan adalah
Kita pernah diskusikan bahwa kopling jenis flens kaku dengan diameter 50 mm menggunakan 4 buah baut. Dalam kopling fleksibel jumlah pin diambil enam buah.n = 6Diameter pin
Diameter pin diambil 2 cm, agar karet tetap dapat menahan bebannya. Panjang pin diambil sekurang-kurangnya 2 cm pada kopling sebelah kanan berdasarkan pada standar mur. Diameter pin pada kopling sebelah kanan 2,4 cm. Pada batasan yang lebih besar ketebalan bush yang tertekan 0,2 cm. Asumsi ketebalan karet bush adalah 0,6 cm, karenanya diameter karet bush seluruhnya
Diameter lingkaran pin pitch
Beban dukung pada setiap pin adalah
Torsi yang ditransmisikan kopling adalah
F = 18 l =18 x 4,4 =79,2 kgArah tegangan selama puntiran murni pada salah satu bagian kopling
Pin dan karet tidak terpasang kaku pada flens sebelah kiri, gaya tangensial F akan memberikan moment bending pada pin. Dengan asumsi gaya F terbagi rata sepanjang bush, moment bending maksimum pada pin adalah
Moment lengkung
Tegangan maksimum adalah
Tegangan geser maksimum pada pin
Rancangan aman selama tegangan maksimum utama dan tegangan maksimum geser dibawah batas kekuatan bahan.
2. Kopling OldhamDigunakan untuk mengabungkan dua buah poros yang tidak sejajar. Kopling ini terdiri dari dua buah flens dengan slot dengan bagian tengah yang mengambang dengan dua buah puntiran T1dan T2 sudut kanan, bagian tengah yang mengembang yaitu pin yang melewati flens dan bagian yang mengambang.
Gambar 7.8Torsi T1 terpasang pada slot flens A dan memberikan ruang agar dapat bergerak secara lelatif terhadap poros, T2 terpasang pada slot flens B agar dapat bergerak secara vertikal. Hasil dari kedua komponen gerak akan memfasilitasi gerakan yang tidak sejajar.3. Kopling Universal
Gambar 7.9Sebuah Kopling universal atau pengait digunakan untuk menghubungkan dua buah poros yang membentuk sudut kecil. Inklinasi kedua poros konstan tetapi pada perkteknya bervariasi ketika terjadi transmisi dari poros pertama ke poros kedua. Pengunaan kopling universal dapat ditemukan pada transmisi dari kotak roda gigi ke differensial pada mobil. Pada beberapa kasus kita gunakan dua buah kopling pengait, ujung pertama ditempatkan pada ujung poros propeler dan ujung yang lainnya pada ujung differensial. Kopling pengait universal digunakan untuk mentransmisikan daya pada mesin multi bor. Kopling ini juga digunakan sebagai sambungan menyudut pada miling mesin.Dalam merancang kopling universal diameter poros dan diameter pin diperhitungkan seperti pada pembahasan kopling dibawah.T = torsi yang ditransmisikan porosd = diameter porosdp = diameter pinfs & fsl = teganagan geser ijin pada bahan poros dan pin
Pada penggunaan kopling single hook, perhitungan perbandingan putarannya adalah
dimana,N = Kecepatan poros pengerak rpmN1= Kecepatan poros yang digerakan rpm = Sudut inklinasi poros = Sudut poros penggerak terhadap posisi pin poros penggerak pada plane kedua porosKecepatan maksimum poros penggerak
Kecepatan minimum poros
Dari kedua persamaan diatas dapat diketahui kecepatan putaran poros penggerak bervariasi dari kecepatan minimum sampai dengan kecepatan maksimum.
Contoh 7.6 Kopling universal digunakan untuk menghubungkan dua poros mild steel, yang mentransmisikan daya sebesar 500 kgm. Dengan asumsi poros hanya mentransmisikan torsi, tentukan diameter poros dan diameter pin. Tegangan geser ijin bahan poros dan pin adalah 600 kg/cm2 dan 280 kg/cm2
Diketahui:T = 500 kgm = 50000 kgcmTegangan geser ijin bahan poros fs = 600 kg/cm2Tegangan geser ijin bahan pin fsl = 280 kg/cm2Jawab:
Diameter pin menggunakan persamaan
BELT (Sabuk)Sabuk digunakan untuk mentransmisikan daya melalui puli yang terpasanga pada poros. Puli berfungsi sebagai dudukan bagi belt.Besarnya gaya yang ditransmisikan tergantung dari:1. Kecepatan dari sabuk.2. Ketegangan di mana sabuk ditempatkan pada puli3. Sudut kontak antara belt dan puli kecil4. Kondisi di mana sabuk digunakan
Hal hal yang harus diperhatikan Kedua poros harus benar- benar sejara (inline) Jarak kedua puli tidak boleh terlalu dekat Jarak puli juga tidak boleh terlalu jauh Sisi Ketat (tight side) harus berada pada posisi bawah Untuk flat belt, jarak maksimim 10 meter
Top of FormBottom of Form
