Alat Pengupas Kulit Gabah

65
LAPORAN PERENCANAAN ELEMEN MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN ITS PERENCANAAN BELT DAN PULLEY Belt digunakan untuk mentransmisikan putaran dan daya dari suatu poros ke poros yang lain, biasanya mempunyai jarak yang jauh sehingga tidak memungkinkan transmisi langsung dengan rodagigi. Sebagian besar transmisi belt menggunakan tipe V, karena penanganannya mudah dan harga nya pun murah. Dalam perencanaan belt ini, yang digunakan adalah standar V-belt berjumlah 2 buah. Transmsi ini diharapkan mampu menghasilkan putaran yang diinginkan, sehingga proses pemotongan yang dilakukan oleh piringan eksentrik dapat berjalan dengan baik. Gambar 3.1 Skema belt tipe V 1

description

mekanikal

Transcript of Alat Pengupas Kulit Gabah

LAPORAN PERENCANAAN ELEMEN MESINJURUSAN TEKNIK MESIN ITS

PERENCANAAN BELT DAN PULLEY

Belt digunakan untuk mentransmisikan putaran dan daya dari suatu poros ke poros yang lain, biasanya mempunyai jarak yang jauh sehingga tidak memungkinkan transmisi langsung dengan rodagigi. Sebagian besar transmisi belt menggunakan tipe V, karena penanganannya mudah dan harga nya pun murah.

Dalam perencanaan belt ini, yang digunakan adalah standar V-belt berjumlah 2 buah. Transmsi ini diharapkan mampu menghasilkan putaran yang diinginkan, sehingga proses pemotongan yang dilakukan oleh piringan eksentrik dapat berjalan dengan baik.

Gambar 3.1 Skema belt tipe V

Menentukan design Power

Dari table 8.2 ( Mechanical Design Peter Child) untuk mesin pemotong dengan asumsi waktu kerja 10 jam/hari didapatkan servis factor 1.Rumus :

= 1.5 HP x 1

= 1.5 HPMenentukan Diameter Pulley 1 dan 2Spesifikasi data perencanaan:

Bahan belt: Chrome Leather Daya motor: P = 1.12 kW = 1.5 hp

Putaran pulley 1 (penggerak): n1 = 1000 rpm

Putaran pulley 2: n2 = 424 rpm

Rasio Kecepatan : 2.35Diameter Pulley :

Diameter Pulley 1 dan 2 didapatkan dari table 8.4 (Mechanical Design Peter Child), dimana untuk speed ratio 2.35 diameter pitch yang sesuai adalah :

Diameter 1 : 170 mm

Diameter 2 : 400 mmCenter of distance :

Penentuan center of distance dapat di peroleh dari perumusan yang ada pada buku Mechanical Design Deutschman Rumus:

Keterangan:

C = Center of distance

R1 = Jari-jari pulley 1

R2= Jari-jari Pulley 2

Kecepatan keliling (Vp1):

Penentuan Tipe Belt

Dari ketentuan yang ada pada buku Mechanical Design Peter Child, jenis belt yang dipakai dipengaruhi oleh power, kecepatan putar dan rasio kecepatan.

Dari perencanaan didapatkan power sebesar 1.5 HP , Kecepatan putar 8,9 m/s dan rasio kecepatan 2.35 sehingga jenis belt yang dipakai adalah V-belt.Penentuan Tipe Pulley

Gaya keliling rata-rata (Frate):

= 125.9 NKarena adanya overload atau tarikan awal yang besar, maka diperkirakan bahwa ada kemungkinan gaya akan bervariasi dan mencapai harga maksimum. Tarikan awal biasanya dibuat sebesar mungkin dengan tambahan 50 %. Maka:

= 1,5 ( 12.84 N = 19.26 kgf = 188.9 NPenampang belt dipilih berdasarkan tegangan yang timbul dan tegangan akibat beban mula (K), yaitu:

keterangan:(= faktor tarikan, untuk V-belt

= 0,7

(o= tegangan mula-mula, untuk V-belt = 12 kgf/cm2

makaK= 2 (0,7) ( 12 kgf/cm2 = 16,8 kgf/cm2 Dari tegangan yang timbul karena beban tersebut, maka dapat dicari luasan penampang belt:

Berdasarkan tabel 20.1 ( Mechanical Design Khurmi Gupta), tipe penampang yang dipilih adalah A karena power perencanaan sebesar 1.5 HP :

Tipe Belt

: A

Jangkauan Power: 0,94 4,7 HP

Lebar(b)

: 13 mm

Tebal(h)

: 8 mm

Massa belt per meter: 0.1 kg/mGroove angle (2): 32

Bahan Belt

: Chrome Leather dengan max =3.1 MN/m2Cross Section Area(A): 104 mm2Penentuan Panjang Belt

= 1834.42 mm Berdasarkan tabel 20.3 ( Mechanical Design Khurmi Gupta), panjang standard belt adalah 1941 mm.Kekendoran V-Belt, Amin(mm)

Tipe Belt-A:

Amin = c 2h

= 455 mm 2(8 mm) = 439 mmKetegangan V-Belt, Amax(mm)

Tipe Belt-A:

Amax = (1.05~1.10). c

= 1.05 . 455 mm = 477.75 mmPenentuan Jumlah BeltSudut putar (( ):

= 14.64

( = 150.72 x = 2,63 rad

Gaya sentrifugal :

Rumus:

= 0,1 kg/m x (8,9 m/s)2

= 7,92 N

Gaya maksimal pada belt : Rumus: Fmax= . a = 12 106 N/m2 104.10-6 m2 = 1248 NGaya pada sisi belt yang tertarik:

Rumus:

= (1248 7,92) N

= 1240,08 N

Power yang ditransmisikan/belt :

HPb = ( F1 F2) V

= ( 1240,08 665.96 ) x 8,9 = 5109.65 watt

= 5.11 kW

= 6.85 HP

Jumlah belt yang digunakan adalah:

= = 0,21 ( 1( aman dengan menggunakan 1 belt )Tegangan Yang Terjadi Pada Belt

a. Tegangan akibat gaya tarik awal ((o): untuk jenis V-belt

b. Tegangan akibat gaya sentripetal ((v):

keterangan: ( = berat jenis bahan = 0,75 1,05 kg/dm3

maka:

c. Tegangan akibat bending ((b):

keterangan: Eb= modulus elastisitas belt = 300 600 kgf/cm2, dari tabel 3-4

untuk jenis bahan Chrome Leather.

Maka:

K = !6.8 kgf/cm2Sehingga didapat tegangan maksimum:

Penentuan Umur Belt (H)

Rumus:

Keterangan:

Nbase = 107, basis dari fatigue test

(fat= batas kelelahan (fatigue), endurance limit yang berkaitan dengan Nbase

= 90 kgf/cm2 untuk jenis V-belt dan terbuat dari leather

u= Jumlah putaran belt per detik

= = 4.85 rps

X= 2, jumlah pulley yang berputar

m= 8 untuk jenis V-belt maka:

Dimensi-Dimensi Pulley

Dari tabel 20.2 ( Machine Design Khurmi Gupta ) untuk V-belt type A diperoleh data dimensi pulley sebagai berikut:

w= 11 mma= 3,3 mmf = 10 mm (= 32(,34(,38(d= 12 mmc= 8,7 mme= 15 mmDiameter pulley:Dout, 1 = D1 + 2 .a = 170 + 2(3,3)= 176.6 mm

Dout, 2 = D2 + 2 .a= 400 + 2(3,3)= 406.6 mmDin, 1 = Dout, 1 2 .c= 176.6 - 2(8,7)= 159.2 mmDin, 2 = Dout, 2 - 2 .c= 406.6 - 2(8,7) = 389.2 mmLebar pulley (b):Lebar pulley penggerak = lebar pulley yang digerakkan

maka:b1 = b2 = (z 1).e + 2.f

= (1 1) 15 + 2 (10) = 20 mmBerat Pulley 1 Dan 2

Bahan Pulley: Cast carbon steel

Massa jenis: ( = 0,283 lb./in3 ( 7833,45 kg/m3 (tabel A-16)

Diameter pulley 1: Dout,1 = 176,6 mm

Diameter pulley 2: Dout,2 = 406,6 mm

Lebar pulley 1: b = 20 mm

Volume pulley 1:

=

V1= 4,89.10-4 m3

Volume pulley 2:

=

V1= 2,59.10-3 m3

Berat pulley 1:

= 7833,45 ( 4,89.10-4 ( 9,81 m/s2 = 37.57 N

Berat pulley 2:

= 7833,45 ( 1,55.10-3 ( 9,81 m/s2 = 198.75 N

Spesifikasi Pulley dan Belt yang direncanakan : Belt

Bahan

: Chrome leather Jenis

: V-Belt type APanjang

: 1834 mm

Jumlah

: 1

Pulley

Pulley I

Bahan

: Cast Carbon SteelDout

: 176,6 mm

Din

: 159.2 mm

Lebar

: 20 mmBerat Pulley : 37.57N Pulley II

Bahan

: Cast Carbon SteelDout

: 406.6 mm

Din

: 389.2 mm

Lebar

: 20 mmBerat Pulley : 198.75 NMenentukan Diameter Pulley 3 dan 4Spesifikasi data perencanaan:

Bahan belt: Chrome Leather Daya motor: P = 1.12 kW = 1.15 hp

Putaran pulley 1 (penggerak): n3= 424 rpm

Putaran pulley 2: n4 = 192 rpm

Rasio Kecepatan : 2.25Diameter Pulley :

Diameter Pulley 3 dan 4 didapatkan dari table 8.4 (Mechanical Design Peter Child), dimana untuk speed ratio 2.25 diameter pitch yang sesuai adalah :

Diameter 3 : 140 mm

Diameter 4 : 315 mmCenter of distance :

Penentuan center of distance dapat di peroleh dari perumusan yang ada pada buku Mechanical Design Deutschman Rumus:

Keterangan:

C = Center of distance

R3 = Jari-jari pulley 3R4= Jari-jari Pulley 4 Kecepatan keliling (Vp3):

Penentuan Tipe Belt

Dari ketentuan yang ada pada buku Mechanical Design Peter Child, jenis belt yang dipakai dipengaruhi oleh power, kecepatan putar dan rasio kecepatan.

Dari perencanaan didapatkan power sebesar 1.5 HP , Kecepatan putar 3.1 m/s dan rasio kecepatan 2.25 sehingga jenis belt yang dipakai adalah V-belt.Penentuan Tipe PulleyGaya keliling rata-rata (Frate):

= 361.38 NKarena adanya overload atau tarikan awal yang besar, maka diperkirakan bahwa ada kemungkinan gaya akan bervariasi dan mencapai harga maksimum. Tarikan awal biasanya dibuat sebesar mungkin dengan tambahan 50 %. Maka:

= 1,5 ( 36.85 N = 55.28 kgf = 542.11 NPenampang belt dipilih berdasarkan tegangan yang timbul dan tegangan akibat beban mula (K), yaitu:

keterangan:(= faktor tarikan, untuk V-belt

= 0,7

(o= tegangan mula-mula, untuk V-belt = 12 kgf/cm2

makaK= 2 (0,7) ( 12 kgf/cm2 = 16,8 kgf/cm2 Dari tegangan yang timbul karena beban tersebut, maka dapat dicari luasan penampang belt:

Berdasarkan tabel 20.1 ( Mechanical Design Khurmi Gupta), tipe penampang yang dipilih adalah A karena power perencanaan sebesar 1.5 HP :

Tipe Belt

: A

Jangkauan Power: 0,94 4,7 HP

Lebar(b)

: 13 mm

Tebal(h)

: 8 mm

Massa belt per meter: 0.1 kg/mGroove angle (2): 32

Bahan Belt

: Chrome Leather dengan max =3.1 MN/m2Cross Section Area(a): 104 mm2Penentuan Panjang Belt

= 1196.77 mm Berdasarkan tabel 20.3 ( Mechanical Design Khurmi Gupta), panjang standard belt adalah 1204 mm.Kekendoran V-Belt, Amin(mm)

Tipe Belt-A:

Amin = c 2h

= 317.5 mm 2(8 mm) = 301.5 mm

Ketegangan V-Belt, Amax(mm)

Tipe Belt-A:

Amax = (1.05~1.10). c

= 1.05 . 317.5 mm = 333.38 mmSudut putar (( ):

=

( = 147.48 x = 2,57 rad

Gaya sentrifugal :

Rumus:

= 0,1 kg/m x (3.1 m/s)2

= 0.96 N

Gaya maksimal pada belt : Rumus: Fmax= .a = 12 106 N/m2 104.10-6 m2 = 1248 NGaya pada sisi belt yang tertarik:

Rumus:

= (1248 0.96) N

= 1247.04N

Power yang ditransmisikan/belt :

HPb = ( F3 F4) V

= ( 1247,04 670.45 ) x 3.1 = 1787.42 watt

= 1.787 kW

= 2.4 HP

Jumlah belt yang digunakan adalah:

= = 0,625 ( 1( aman dengan menggunakan 1 belt )Tegangan Yang Terjadi Pada Belt

d. Tegangan akibat gaya tarik awal ((o): untuk jenis V-belt

e. Tegangan akibat gaya sentripetal ((v):

keterangan: ( = berat jenis bahan = 0,75 1,05 kg/dm3

maka:

f. Tegangan akibat bending ((b):

keterangan: Eb= modulus elastisitas belt = 300 600 kgf/cm2, dari tabel 3-4

untuk jenis bahan Chrome Leather.

Maka:

K = !6.8 kgf/cm2Sehingga didapat tegangan maksimum:

Penentuan Umur Belt (H)

Rumus:

Keterangan:

Nbase = 107, basis dari fatigue test

(fat= batas kelelahan (fatigue), endurance limit yang berkaitan dengan Nbase

= 90 kgf/cm2 untuk jenis V-belt dan terbuat dari leather

u= Jumlah putaran belt per detik

= = 2.57 rps

X= 2, jumlah pulley yang berputar

m= 8 untuk jenis V-belt maka:

Dimensi-Dimensi Pulley

Dari tabel 20.2 ( Machine Design Khurmi Gupta ) untuk V-belt type A diperoleh data dimensi pulley sebagai berikut:

w= 11 mma= 3,3 mmf = 10 mm (= 32(,34(,38(d= 12 mmc= 8,7 mme= 15 mmDiameter pulley:Dout, 3 = D3 + 2 .a = 140 + 2(3,3)= 146.6 mm

Dout, 4 = D4 + 2 .a= 315 + 2(3,3)= 321.6 mmDin, 3 = Dout, 3 2 .c= 146.6 - 2(8,7)= 129.2 mmDin, 4 = Dout, 4 - 2 .c= 321.6 - 2(8,7) = 304.2 mmLebar pulley (b):Lebar pulley penggerak = lebar pulley yang digerakkan

maka:b3 = b4 = (z 1).e + 2.f

= (1 1) 15 + 2 (10) = 20 mmBerat Pulley 3 Dan 4 Bahan Pulley: Cast carbon steel

Massa jenis: ( = 0,283 lb./in3 ( 7833,45 kg/m3 (tabel A-16)

Diameter pulley 3: Dout,3 = 146.6 mm

Diameter pulley 4: Dout,4 = 321.6 mm

Lebar pulley 3,4: b = 20 mmVolume pulley 3:

=

V3= 3,26.10-4 m3

Volume pulley 4:

=

V4= 1.61.10-3 m3

Berat pulley 3:

= 7833,45 ( 3.26.10-4 ( 9,81 m/s2 = 25.05 NBerat pulley 4:

= 7833,45 ( 1,61.10-3 ( 9,81 m/s2 = 123.72 NSpesifikasi Pulley dan Belt yang direncanakan : Belt

Bahan

: Chrome leather Jenis

: V-Belt type APanjang

: 1204 mm

Jumlah

: 1 Pulley

Pulley 3Bahan

: Cast Carbon SteelDout

: 146,6 mm

Din

: 129.2 mm

Lebar

: 20 mmBerat Pulley : 25.05 N Pulley 4Bahan

: Cast Carbon SteelDout

: 321.6 mm

Din

: 304.2 mm

Lebar

: 20 mmBerat Pulley : 123.72 NMenghitung diameter poros 1 :

FR

A C

BFw,p1 D 150 mm 75 mm 75 mm

Gambar 1. Reaksi gaya pada poros 1Reaksi tumpuan pada titik B dan D:(FV = 0;BV + DV Fw,p1 + FR= 0

BV + DV 37.57 + 1906.04 = 0

BV + DV = -1868.47 N

(MB = 0; - Bv .150 FR.75 + Fw,P1.75 = 0

-BV .150 + 1906.04.75 37.57.75 = 0

BV .150= (-1868.47).75

BV = -934.24 N (arah ke bawah)

Maka, BV + DV = -1868.47 N

DV = -934.24 N (arah ke bawah)

Diagram Bidang Momen:

Momen = Bv1 - Fw,p1 1 +FR11 - Dv1 Momen = -934.24 (x-150) - 37.57 (x-225) +1906.04 (x-225>) + 934.24 (x-300)

Gambar 2. Diagram Momen pada poros 1 Momen bending maksimal berada pada titik C.

Torsi pada Pulley 1:

T = (F1 F2)R1

= (1240,08 665.96). 88.3

= 50,7.103 N.mm

Ekuivalen momen putar:

Te = = =86486,77 N.mmMomen bending ekuivalen :

Me = = 0,5( -70067.63+86486,77) = 8209.57 N.mm

Menentukan Diameter Poros 1:

Untuk menentukan diameter suatu poros digunakan teori Soderberg, persamaannya adalah sebagai berikut:

Dalam perencanaan ini, material poros 1 diambil AISI 1010 CDA.

Dari tabel A-2 didapat:Syp= 40 ksi = 48000 psi

Su= 64 ksi = 64000 psi

Keterangan:

Syp=tegangan yang diijinkan dari material (psi)

N=faktor keamanan = 3,5 untuk material yang dioperasikan pada lingkungan,

beban dan tegangan rata-rata

Me=momen bending ekivalen = 8209.57 N.mm = 72.66 lb-in.

Tm=Torsi pada poros 1

= 94.5 lb-in.

Se=endurance limit terkoreksi (psi)

Dirumuskan:

Keterangan:

Kf =faktor pengkonsentrasian tegangan lelah (fatigue stress) akibat bending

=1,6 (Appendix B)

CR=realibility atau faktor ketahanan

CR = 1 0,008 D.M.F

D.M.F = Deviation Multiplication Factor = 1,64 (tabel 3-2). Untuk poros yang beroperasi pada atmosfer non korosif dan memiliki laju ketahanan survival rate) 95%. Sehingga:

CR = 1 0,008.(1,64) = 0,8688

CF= faktor pengurangan fatigue strength karena finishing permukaan atau faktor koreksi finishing permukaan = 0,79. Berdasarkan gambar B-3 untuk permukaan yang dimesinkan.

CS= faktor pengurangan fatigue strength karena ukuran atau faktor koreksi.Ukuran = 0,85 untuk bending atau torsi dari diameter in. s.d. 2 in.

Sn=batas ketahanan (endurance limit)

Sn = 0,5 Su, untuk Su < 200.000 psi dan BHN < 400

CW=faktor koreksi welding = 1

Maka:

psi

Jadi diameter poros 1 yang diijinkan adalah: = 0,23 in.

Direncanakan diameter poros1: D1 = 30 mm = 1.18 in, maka perencanaan poros 1 adalah AMAN.

Kesimpulan Poros 1:

Poros I aman terhadap beban bending,beban putar dan beban puntir. Diameter poros yang direncanakan aman karena lebih besar dari diameter keamanan.

Spesifikasi pada poros 1 :

-Diameter poros 1: 1.18 inchi

-Diameter aman: 0.23 inchi

-Bahan Poros

: AISI 1010 CDAMenghitung gaya pada poros 2 : FR2 FR3

B C

A Fw,p2

Fw,p3 D 75mm 125 mm 50mm

Gambar 3. Reaksi gaya pada poros 2Reaksi tumpuan pada titik A dan D:(FV = 0;AV + DV (Fw,p2 + Fw,p3 + FR2) + FR3 = 0

AV + DV (198.75+ 25.05 + 1906.04) + 1917.49 = 0

AV + DV = 212.35 N

(MA = 0; - Dv .250 Fw,p2.75 - FR2.75 + FR3.125 - Fw,p3.125= 0

-DV .250 - 198,75.75 1906,04.75 + 1917,49.200 25,05.200= 0

DV .250= -78695.75 N.mm

DV = -882.52 N (arah ke bawah)Maka, AV + DV = 212.35 N

AV = 1094.87 N (arah ke atas)

Diagram Bidang Momen

Mencari diagram momen dengan persamaan diskontinuitas :

Momen = Av1 - Fw,p2 1 - FR21 + FR31 - Fw,p3 1 - Dv1 Momen = 1094.87 (x) 198.75 (x-75) 1906.04 (x-75) + 1917.49(x-200) 25.05 (x-200) + 504.027 (x-250.00)

Gambar 4. Diagram momen pada poros 2Momen bending maksimal berada pada titik B.

Torsi pada Pulley 2:

T1 = (F1 F2)R2 = (1240,08 665.96). 203.3 = 116718 N.mm Torsi pada Pulley 3:

T2 = (F3 F4)R3 = ( 1247,04 670.45 ). 73.3 = 42264.05 N.mm T = = = 116718 N.mmEkuivalen momen putar:

Te = = =116718 N.mmMomen bending ekuivalen :

Me = = 0,5( +116718) = 99416.44 N.mmMenentukan Diameter Poros 2 :Untuk menentukan diameter suatu poros digunakan teori Soderberg, persamaannya adalah sebagai berikut:

Dalam perencanaan ini, material poros 1 diambil AISI 1095 HR.

Dari tabel A-2 didapat:Syp= 60 ksi = 60000 psi

Su= 105 ksi = 10500 psi

Keterangan:

Syp=tegangan yang diijinkan dari material (psi)

N=faktor keamanan = 3,5 untuk material yang dioperasikan pada lingkungan,

beban dan tegangan rata-rata

Me=momen bending ekivalen = 99416.44 N.mm = 879.9 lb-in.

Tm=Torsi pada poros 2

= 222.88 lb-in.

Se=endurance limit terkoreksi (psi)

Dirumuskan:

Keterangan:

Kf =faktor pengkonsentrasian tegangan lelah (fatigue stress) akibat bending

=1,6 (Appendix B)

CR=realibility atau faktor ketahanan

CR = 1 0,008 D.M.F

D.M.F = Deviation Multiplication Factor = 1,64 (tabel 3-2). Untuk poros yang beroperasi pada atmosfer non korosif dan memiliki laju ketahanan survival rate) 95%. Sehingga:

CR = 1 0,008.(1,64) = 0,8688

CF= faktor pengurangan fatigue strength karena finishing permukaan atau faktor koreksi finishing permukaan = 0,79. Berdasarkan gambar B-3 untuk permukaan yang dimesinkan.

CS= faktor pengurangan fatigue strength karena ukuran atau faktor koreksi.Ukuran = 0,85 untuk bending atau torsi dari diameter in. s.d. 2 in.

Sn=batas ketahanan (endurance limit)

Sn = 0,5 Su, untuk Su < 200.000 psi dan BHN < 400

CW=faktor koreksi welding = 1

Maka:

psi

Jadi diameter poros 1 yang diijinkan adalah: = 1.34 in.

Direncanakan diameter poros 2: D2 = 40 mm = 1.57 in, maka perencanaan poros 2 adalah AMAN.

Kesimpulan Poros 2:

Poros 2 aman terhadap beban bending,beban putar dan beban puntir. Diameter poros yang direncanakan aman karena lebih besar dari diameter keamanan.

Spesifikasi pada poros 2 :

-Diameter poros 2: 40 mm-Diameter aman: 1.34 inchi

-Bahan Poros

: AISI 1050 HRMenghitung gaya pada poros 3 : FR4 A C

Fw,p4 B FRubber D

265 mm

200 mm 200 mm

Gambar 5. Reaksi gaya pada poros 3Reaksi tumpuan pada titik B dan D: (FV = 0;BV + DV (Fw,p4 FRubber + FR4) = 0

BV + DV (123,72 + 196.2 + 1917,49) = 0

BV + DV = 2237.41 N

(MD = 0; Bv .400 (Fw,p4.665 + FRrubber.200 + FR4.665) = 0

BV.400 ( 123,72.665 + 196.2.200 + 1917,49.665) = 0

BV = 3491.63 N(arah ke bawah)

Dv = 1254.21 N (arah kebawah)Diagram Bidang Momen

Mencari diagram momen dengan persamaan diskontinuitas :

Momen = Bv1 - Fw,p4 1 FR41 - FRrubber1 - Dv1

Momen = 3491.63 (x-265) 1917.49 (x) 123.72 (x) 196.2(x-465.00) 1254.21(x-665)

Gambar 6. Diagram momen pada poros 3 Momen bending maksimal berada pada titik B.

Torsi pada Pulley 4:

T = (F3 F4)R4 = ( 1247,04 670.45 ). 160,8 = 92715.67 N.mmEkuivalen momen putar:

Te = = =548811.64 N.mmMomen bending ekuivalen :

Me = = 0,5( +548811.64) = 3944.17 N.mm

Menentukan Diameter Poros 3:

Untuk menentukan diameter suatu poros digunakan teori Soderberg, persamaannya adalah sebagai berikut:

Dalam perencanaan ini, material poros 3 diambil AISI 1010 CDA.

Dari tabel A-2 didapat:Syp= 40 ksi = 48000 psi

Su= 64 ksi = 64000 psiKeterangan:

Syp=tegangan yang diijinkan dari material (psi)

N=faktor keamanan = 3,5 untuk material yang dioperasikan pada lingkungan, beban dan tegangan rata-rata

Me=momen bending ekivalen = 3944.17 N.mm = 34.9 lb-in.

Tm=Torsi pada poros 3

= 492.19 lb-in.

Se=endurance limit terkoreksi (psi)

Dirumuskan:

Keterangan:

Kf =faktor pengkonsentrasian tegangan lelah (fatigue stress) akibat bending

=1,6 (Appendix B)

CR=realibility atau faktor ketahanan

CR = 1 0,008 D.M.F

D.M.F = Deviation Multiplication Factor = 1,64 (tabel 3-2). Untuk poros yang beroperasi pada atmosfer non korosif dan memiliki laju ketahanan survival rate) 95%. Sehingga:

CR = 1 0,008.(1,64) = 0,8688

CF= faktor pengurangan fatigue strength karena finishing permukaan atau faktor koreksi finishing permukaan = 0,79. Berdasarkan gambar B-3 untuk permukaan yang dimesinkan.

CS= faktor pengurangan fatigue strength karena ukuran atau faktor koreksi.Ukuran = 0,85 untuk bending atau torsi dari diameter in. s.d. 2 in.

Sn=batas ketahanan (endurance limit)

Sn = 0,5 Su, untuk Su < 200.000 psi dan BHN < 400

CW=faktor koreksi welding = 1

Maka:

psi

Jadi diameter poros3 yang diijinkan adalah: = 0.69 in.

Direncanakan diameter poros 3: D3 = 30 mm = 1.18 in, maka perencanaan poros 3 adalah AMAN.

Kesimpulan Poros 3:

Poros 3 aman terhadap beban bending,beban putar dan beban puntir. Diameter poros yang direncanakan aman karena lebih besar dari diameter keamanan.

Spesifikasi pada poros 3 :

-Diameter poros 3: 1.18 inchi

-Diameter aman: 0.69 inchi

-Bahan Poros

: AISI 1010 CDA PERENCANAAN KOPLING

Kopling yang digunakan adalah jenis kopling kaku flange. Tujuan penggunaan kopling jenis ini adalah untuk mentransmisikan daya dan putaran dari output motor ke poros pulley 1 tanpa adanya kehilangan daya.Gambar 7. Dimensi-dimensi koplingSpesifikasi data perencanaan:

Daya motor : P = 1.5 hp ( 1.12 kW

Bahan baut : AISI 1010 HR; Syp = 42.000 psi (tabel A-2)

Diameter poros dari motor: D = 17 mm = 0,6875 in.

Torsi dari motor : T = 94.5 in-lb

Jumlah baut : n = 0,5 D + 3 = 0,5 (0,6875) + 3 = 3,375 ( 4 buah

Penentuan Dimensi Kopling

Panjang naf: L= 2 D + 2.5 = 2(0,6875) + 2.5 = 4 in.

Diameter naf: Dn = 1.75 D + 0.25= 1.75 (0,6875) + 0.25 = 1,56 in.

Diameter flange: Df = 2.5 D + 2.5= 2.5 (0,6875) + 2.5 = 4,375 in.Perencanaan Diameter Baut Pada Kopling

Gaya tangensial pada kopling:

Rumus:

maka: = 160.17 in-lb.

Diasumsikan kopling menerima tegangan geser murni (melintang), (, karena antara kedua kopling saling rapat (pengikatan baut tanpa celah), sehingga syarat kondisi baut aman:

keterangan:n = jumlah baut yang digunakan = 4 buah

Ssyp= tegangan gesar yang diijinkan material = 0,58 Syp

N= angka keamanan = 2,5

Maka luas penampang melintang baut yang direncanakan (A):

Diameter baut (Db):

PERENCANAAN PASAK

Perencanaan Kekuatan Pasak

Analisa pada pasak adalah analisa terhadap tegangan geser dan tegangan tekan/kompresi. Agar pasak aman terhadap dua kondisi diatas perlu dilakukan langkah perhitungan sebagai berikut :

Gambar 8. Dimensi pasakSyarat aman tegangan geser :

( Reff 1, hal 366 )

Syarat aman kompresi :

( Reff 1, hal 367 )

dengan : T = Torsi pada poros

W = Lebar pasak

L = Panjang pasak

Ssyp = Shear stress yield point = 0.58 Syp

Syp = Stress yield point

N = Faktor keamanan

Pasak Pada Pulley 1 dan 3:

541.11 psi