5. Ulir Pengangkat.pdf
-
Upload
indi-rifki -
Category
Documents
-
view
389 -
download
13
description
Transcript of 5. Ulir Pengangkat.pdf
-
40
BAB V
ULIR PENGANGKAT (POWER SCREWS)
5.1 Pendahuluan
Ulir pengangkat digunakan sebagai penggerak atau pemindah gaya, dapat juga
dikatakan sebagai perubah gerakan putar menjadi gerakan translasi, sebagai
contoh untuk mengangkat atau menurunkan beban digunakan dongkrak ulir.
5.2 Tipe Ulir Pengangkat
a. Ulir persegi ( square thread )
b. Ulir trapesium ( Acme thread)
c. Ulir Gergaji ( Buttress thread )
5.3 Isltilah-istilah pada ulir :
a. Diameter luar = do (major diameter, outside diameter, nominal diameter)
b. Diameter dalam / inti = dc (minor diameter, root diameter)
c. Diameter efektif = d (pitch diameter, effective diameter)
d. Jarak bagi ( pitch ) = jarak antara puncak ke puncak berikutnya = p
e. Kisar ( lead ) = Jarak antara puncak ke puncak yang berbeda satu
putaran pada putaran pada satu jalur =
5.4 Perhitungan Ulir Pengangkat
Gambar 5.1 : Ulir Persegi Gambar 5.2 : Ulir Trapesium Gambar 5.3 : Ulir Gergaji
Gambar 5.4 : Dongkrak Ulir Gambar 5.5 : Dongkrak Ulir (Beban Diam)
-
41
a. Untuk Menaikkan Beban Menggunakan Ulir Persegi
Torsi untuk menaikkan beban :
Rnf .Arah sumbu x :
0sin.sin. FWf0cos.sin.. FWRn
Arah sumbu y :
0cossin WFRn cossin WFRn
Substitusi dari dua pesamaan (arah sumbu x dan y), yaitu :
0cos.sin.. FWRn dan cossin WFRn , didapat persamaan :
)sin.sincos.(cos
)cos.sincos.(sin.
WF
)(cos
)(sin.
WF
)(. tgWF
Keterangan :
Gambar 5.6 : Susunan Gaya-gaya Saat Menaikkan Beban
Keterangan :
Rn = Gaya normal (N)
W = Beban yang diangkat (N)
F = Gaya keliling untuk
mengangkat beban (N)
f = Gaya gesek
= Sudut kemiringan ( 0)
Gambar 5.7 : Sudut Kemiringan
d
ltg
.
pZl .
2
dcdod
Keterangan :
= Kisarz = jumlah ulir
p = jarak bagi
d = diameter efektif
-
42
Torsi Total (T) (Torsi untuk Menaikkan + Torsi untuk Beban Diam) :
2.1
dFT
2.)(.1
dtgWT
Bila beban tidak berputar bersama batang ulir, maka diperlukan torsi
tambahan untuk mengatasi gesekan pada bidang penumpu.
Gambar 5.7 : Bidang Penumpu Pada Ulir Pengangkat
Untuk uniform pressure condition :
22
21
32
31
12 ...3
2
RR
RRWT
Untuk Uniform wear condition:
2.. 2112
RRWT
Torsi Total 21 TTT
b. Menurunkan beban
Substitusi dari dua persamaan (arah sumbu x dan y), yaitu :
0sincos RnWF dan 0sincos FWRn didapat :
Gambar 5.8 : Bidang Penumpu Pada Ulir Pengangkat
Gambar 5.9 : Susunan Gaya-gaya Saat Menurunkan Beban
Arah sumbu x :
0sincos fWF 0sincos RnWF
Arah sumbu y :
0cossin WFRn0sincos FWRn
-
43
sinsincos.cos
cos.sincos.sin.
WF
sincos
sincos.
WF , sedangkan
cos
sin tg maka :
)(cos
)(sin.
WF )(. tgWF
Torsi :
2.1
dFT
2.)(.1
dtgWT
Effisiensi ( ) : Gaya keliling yang diperlukan untuk menaikkan beban tanpa adanya gesekan
(gaya ideal).
tgWFo .
F
Fo
sebenarnyagaya
idealgaya
)(
tgW
tgW )(
tg
tg
Bila gesekan pada bidang penumpu diperhitungkan, maka :
1
0
T
T RW
dF
dF
..2
.
2.
1
0
Keterangan :
R = Jari-jari rata-rata tergantung kondisi gesekan pada bidang penumpu
1 = Koefisien gesek bahan bidang penumpu dengan bahan yang
ditumpu
Tegangan pada batang ulir :
a. Beban aksial :
Mengakibatkan tegangan tarik dan tegangan tekan
2.4
dcAA
Wt
-
44
b. Beban puntir :
gdcT ..16
3
c. Beban gabungan :
22 .4.2
1gtg Maks
Tegangan pada ulir :
a. Tegangan geser
Batang ulir :
tndc
W
A
Wg
...
Mur :
ntdc
W
A
Wg
...
n = jumlah ulir
p
hn
b. Tekanan permukaan :
22.4
dcdo
W
A
WPb
224
22 dcdox
dcdodcdo txdpxddcdo 24
22
Contoh :
Pintu air seberat 1,8 (ton), digerakkan naik dan turun melalui batang berulir segi
empat seperti gambar di bawah. Tahanan gesek yang disebabkan oleh tekanan air
pada posisi pintu terbawah adalah 400 (kg). Diameter luar ulir 60 (mm) diameter
luar dan dalam ring masing-masing 150 (mm) dan 50 (mm). koefisien gesek antara
batang ulir dan mur 0,1. koefisien gesek antara ring dan dudukan 0,12 tentukan :
a) Gaya maksimum yang diperlukan untuk mengangkat dan menurunkan pintu air
pada batang pemutarnya.
b) Efisiensi
c) Jumlah ulir dan tinggi mur, bila tekanan permukaan yang diijinkan 7 ( N/mm2 )
Gambar 5.10 : Ilustrasi Mur Baut
-
45
Penyelesaian :
Gesekan pada ring dianggap Uniform wear condition
a) Untuk mengangkat beban
)(22000)(22)(220040018001 NkNkgfWW
2.)(.1
dtgWT
2.
11d
tgtg
tgtgWT
Untuk d0 = 60 (mm), pitch = 9 (mm) khurmi, 590
d
ptg )(512
9260
22 mm
pdodc
)(5,552
5160
2mm
dcdod
052,00516178,05,55
9 dp
tg
1,0 tg
)(061,932812
2,55.
1,0.052,01
1,0052,0.220001 NmmT
)(132000
2
50150.22000.12,0
2.. 2
121
12 NmmRR
WT
)(061,225281132000061,9328121 NmmTTT
1000..2..2 11 FrFT
)(64,1122000
061,225281
20001N
TF
Gambar 5.11 : Penampang Pintu Air
-
46
b) Untuk menurunkan beban
Bila pintu turun, tahanan gesek mengarah keatas
)(14000)(140040018001 NkgfWW
2.)(.1
dtgWT
)(532,185512
5,55.
052,0.1,01
052,01,014000
2.
11Nmm
d
tgtg
tgtgWT
)(84000
2
50150.14000.12,0
2.. 2
121
12 NmmRR
WT
)(532,10255184000532,1855121 NmmTTT 1000..2..2 11 PrFT
)(28,512000
532,102551
20001N
TF
Effisiensi :
)(317462
5,55.052,0.22000
2.. Nmm
dtgWTo
%09,1409,14,0061,225281
31746 T
To
Jadi efisiensi ulir pengangkat %09,14
c) Jumlah ulir dan tinggi mur
)/(7.)(
4
2
220
mmNpbndcd
Wpb
)(50056,4
5160.4
22000
.)(4
22220
buahpbdcd
Wn
Jadi jumlah ulir n = 5 (buah)
Tinggi mur h = n . p = 5 . 9 = 45 (mm)
BAB V ULIR PENGANGKAT (POWER SCREWS)5.1 Pendahuluan 5.2 Tipe Ulir Pengangkat5.3 Isltilah-istilah pada ulir 5.4 Perhitungan Ulir Pengangkat