Bab 4 Elmes Alan

8/19/2019 Bab 4 Elmes Alan

1/19

BAB IV

PERHITUNGAN

4.1 Perhitungan dan Desain Belt Pulley

4.1.1 Perhitungan Belt

1. Data yang diketahui

• Daya motor yang ditransmisikan (P) : 0,75 hp = 551,6 Watt

• Putaran dari motor (n1) : 1600 rpm

• Putaran yang diharapkan (n) : 600 rpm

• Ditentukan diameter pulley ke!i" d1 : 100mm = 0,1 m

. #enentukan tipe Belt Drive dari pitch line velocity

v=π d1n1

60 m$s

v=πx 0,1 x 1600

60 m$s

v=8,37m /s ( "ight dri%e &10m$s)

'. #enentukan materia" Belt

uer dengan density = 11*0 kg$m'

*. #enentukan +oeisien gesek belt (-)

Dari uku /etook o #a!hine Design y ..+hurmi nd 2.+.3upta

/ae" 14. Coefficient of Friction between Belt and Pulley

uer e"t dan ast ron Pu""ey - = 0,'

5. #enentukan tea" dan "ear e"t


2/19

Dari uku /etook o #a!hine Design y ..+hurmi nd 2.+.3upta

a"aman 70. Dipi"ih tea" e"t (t) = 5mm 8 "ear e"t () = 50mm

6. #enentukan Diameter Pu""ey 9esar (d)

n2

n1=

d1

d2

d2=100mmx1600 rpm

600 rpm

d2=266 mm=280 mmans

#aka rpm aktua" yang dipero"eh ada"ah

n2=1600 rpm x 100mm

280mm=571rpm

7. #enentukan velocity Ratio(Vr)

Vr =n1

n2=1600571 =1:2,8

4. #enentukan panang belt (;)

Ditentukan arak antar pusat () = 550mm

L=π

2 (d1+d2 )+2 x+

(d1−d2)2

4 x

L=π

2 ( 100+280 )+2(550)+

(100−280)2

4(550)

L=1116,3 mm=1,1163 m


3/19

10. #enghitung tegangan pada belt

/1= isi tegang e"t

/= isi "onggar e"t

2,3log

(T 1

T 2 )= μθ=0,3∗2,81=0,843

log( T 1T 2 )=0,843

2,3 =0,366

( T 1T 2 )=antilog 0,366=2,322 N . .. .( I )

(T 1−T 2 ) v= P

(T 1−T 2 )= Pv = 551,6 W

8,37 m /s=65,9 N . . . .( II )

utsitusikan Pers. dan Pers.

2,322 T 2−T 2=65,9 N T 1=T 2+65,9 N

1,322 T 2=65,9 N T 1=49,8+65,9 N

T 2=49,8 N T 1=115,7

11. #enghitung tegangan maksimum yang dapat diterima 9e"tuer e"t a""o>a"e stress ( σ ) = 1,75#pa

/ma = σ ∗b∗t

/ma = 1,75∗50 mm∗5 mm

/ma = *'7,5 (2auh diatas /1=115,7, maka desain ini aman)

1. #enghitung entriuga" /ension (/!)

T c=m∗v2

m=btlρ (massa per meter e"t)

T c=3,18∗8,37 m=50∗5∗1116,3∗1140

T c=26,6 N m=3,18 kg /m

4.1.2 Perhitungan Pulley

1. #ateria" Pu""ey

Ditentukan : ast ron ρ = 700kg$m (#udah diuat, murah)

. Diameter Pu""ey

Diameter pu""ey ke!i" d1 = 100mm (ditentukan)


4/19

Diameter pu""ey esar d = 40mm (dari perhitungan velocity ratio diatas)

'. /ea" im = 5mm (ditentukan)

*. 2um"ah spoke (n)

Pulley ke!i" n = * (ditentukan)

Pulley esar n = 6 (ditentukan)

5. entriuga" tress ( σ t ¿

σ t = ρ v2

σ t =7200 kg

m3∗8,37

m

s =60,26 kN

6. ;ear Pu""ey (9)

=1,25∗b

=1,25∗50mm

=62,5mm !63mm ans

7. Perhitungan dimensi pada pu""ey ke!i"

/orsi T = Px 60

2 π n1=

551,6∗602 π ∗1600

=3290 N . mm = ',< .m

9ending moment akiat e"t (#)

" =(T 1+T 2+2 T c ) L!( L= #arak p$ll%& dari b%aring motor)

" =(49,8+115,7+2∗26,6 )∗0,15 m

" =32,8 N

#omen Puntir ?@ui%a"en

/e ¿√ T 2+ " 2=√ 3,292+32,82=32,96 N . m

Diameter shat minimum pu""ey (d1)

d13=

T %

9,82=¿ 1*,) =d

4=

15 mm

4 =3,75 mm

/ea" pasak (t) = =d

4=

15 mm

4 =3,75 mm

Bkuran rm


5/19

1 = minor ais

a1 = mayor ais = (A1)

9ending momen maksimum pada uung arm (#)

" =2T

n =2∗3290 N . mm

4 =1645 N . mm

e!tion modu"us (C) =π

32∗b1∗(a1

2 )=0,393∗(b13)

sumsi untuk !ast iron tensi"e strength 15#pa $mm

b

0,393(¿¿13)

15= "

' =

1645 Nmm¿

b1=3

√ 164515∗0,393

=6,53mm=7mm (ns ! a1=2∗b1=14 mm

4. Perhitungan pada pu""ey esar

/orsi T = Px 60

2 π n2=

551,6∗602 π ∗571

=9200 N . mm = ) =d

4=

25 mm

4 =6,25 mm

/ea" pasak (t) = =d

4=

25 mm

4 =6,25 mm

Bkuran rm 1 = minor ais


6/19

a1 = mayor ais = (A1)

9ending momen maksimum pada uung arm (#)

" =2T

n =

2∗9200 N . mm6

=3022 N . mm

e!tion modu"us (C) =π

32∗b

1∗(a1

2 )=0,393∗(b13)

sumsi untuk !ast iron tensi"e strength 15#pa $mm

b

0,393(¿¿13)

15= "

' =

3022 Nmm¿

b1=3

√ 3022

15∗0,393

=8mm!a1=2∗b1=16mm

4.1.3 Desain Belt Pulley

(/er"ampir)

4.2 Perhitungan dan Desain Chain Sprocket

4.2.1 Perhitungan Chain Sprocket

1. Data yang sudah diketahui

• Daya motor "istrik (Pmotor ) : 0,75 hp

• Putaran input (n1) : 571 rpm

• Putaran output yang diharapkan (n) : 150 rpm

• 2arak antar pusat spro!ket () : 550mm

. #enghitung e"o!ity atio

)r=n2

n1=

150

571=

1

3,8=1:3,8

'. #enghitung 2um"ah gigi pada masingEmasing spro!ket (/)

Bntuk %e"o!ity ratio ',4 F *, um"ah gigi terke!i" pada spro!ket ada"ah ' gigi,

maka : T 2=T 1∗n 1

n 2 =

23∗571150

=87,5 ! 88 (ns . 2adi /1=' dan /= 44.

*. #emi"ih enis chain

Dipi"ih o""er 9ush hain G 069 sinle chain dengan properti seagai

erikut:

• Pit!h (p) =


7/19

• o""er diameter ma (d1) = 6.'5mm

• nner p"ates >idth (1) = 5,7mm

• /rans%erse pit!h (p1) = 10,*mm

• #inimum 9reaking "oad = 4,


8/19

* =23+88

2+2∗5509,525

+(88−232π

)2

∗9,525

550

* =172,7 ! 173 matarantai

4. Panang rantai (;)

; = +Ap

; = 17'A


9/19

ha = 0,625 p−0,5d1+0,8 p

T 2

=2,289mm (maksimum pada gear)

• Pit!h !ir!"e diameter (D)

Pinion += p cos%c(180

T 1 )=

69,95mm

3ear += p cos%c(180T 2 )=266,8mm

• Diameter "uar (Da)

Pinion +a= ++ p(1− 1,6T 1 )−d1=72,46 mm (minimum)

3ear +a= ++ p(1−

1,6

T 2 )−d1=269 mm (minimum)

• oot diameter (D)

Pinion +, = +−2 ri=63,55mm

3ear +, = +−2 ri=260,4 mm

• /ooth >idth ("ear gigi) ( 1)

b, =0,93∗b1=5,319mm

•

/ooth side radius (r) = p =


10/19

0c=0,39∗22=1,56 N

1*. /ension in !hain due sagging (Hs)

0s=k ∗mg∗ x=2∗0,38∗9,8∗0,55=4,2 N

15. /ota" tension

HtJH!JHs = 75J1,56J*, = 40,76 .

4.2.2 Desain Chain dan Sprocket

(/er"ampir)


11/19

4.3 Perhitungan dan Desain Poros

4.3.1 Perhitungan Poros

3amar *.1 Desain ketsa Poros 1

umer : Dokumen priadi

D pulley besar= 11 in = 40mm

D sprocket kecil = ,


12/19

0dx= 0d cos45 °=56∗0,707=39,59 lb

0d&= 0d sin 45°=56∗0,707=39,59 lb

*. itung gaya pada poros

3amar *. Diagram 9enda 9eas Poros 1

umer: Dokumen Priadi

1 " ax=¿ 0 1 " a&=0 1 " ax= 0cx∗3,94− 0dx∗19,66+ -bx∗23,6 1 " a&= 0d&∗19,66− -b&∗23,6

0=88,65lb−699,6994 lb+ -bx∗23,6 -b&=699,6994

23,6 =29,64827966 lb

-bx=611,0494

23,6 =25,89 lb

1 0 x=− -ax+ 0cx− 0dx+ -bx=0 1 0 &=− -a&+ 0d&− -b&=0 -ax=22,5−35,59+25,89 -a&=35,59−29,64827966

-ax=12,8lb -a&=5,94172034 lb

3amar *.' (tas) Diagram 3aya Poros 1, (9a>ah) Diagram #omen Poros 1



13/19

esu"tan 3aya dan #omen

-a=√ -ax2+ -a&2=√ 12,8 2+5,941722=14,118 lb

-b=√ -bx2+ -b&2=√ 25,89

2+29,6482=39,36 lb

0c=√ 0c&2+ 0cx2=√ 02+22,52=22lb

0d=√ 0dx2+ 0d&2=√ 35,592+35,592=50,33186 lb

"c=√ "cx2+ "c&2=√ (−50,432)2+02=50,432 lb .∈¿

"d=√ "dx2+ "d&2=√ 102,0522+(−116,814)2=155,113 lb .∈¿

5. #enentukan #ateria" Poros

Dari /ae" Desin Properties of Carbon and "lloy !teel (/er"ampir), maka

ditentukan #ateria" yang dipakai ada"ah "#!# $%&% Cold'Drawn !teel dengan y =

71 ksi dan u = 40 ksi.

/er"ihat pada graik ndurance !trenth ! n versus ensile !trenth for *rouht

!teel for Various !urface Condition (/er"ampir) , ni"ai n = '0 ksi.

6. #enghitung ndurance !trenth terkoreksi (! n+ )

Pi"ih Reliability = 0,


14/19

3amar *.* Desain ketsa Poros

umer : Dokumen priadi

D sprocket = 10,5< in

D pulley = *,1 in

P = 0,75 hp

Putaran poros = 150 rpm

φ spro!ket = *5 ° (kea>ah)

φ pu""ey = 0 °

1. itung torsi pada poros

T =63000∗ P150 rpm

=315 lb .∈¿

. itung ni"ai gaya pada titik ( sprocket )

0c= T

+ /2=

315

10,59/2=59,49lblb

• 9ending or!e

0cx=1,5∗ 0c cos 45°=1,5∗59,49∗0,707=42lb

0c&=1,5∗ 0c sin 45°=1,5∗59,49∗0,707=42 lb

'. i"ai ni"ai gaya pada titik D ( pulley conveyor )

0d=T ∗2

+ =

315∗24,21

=149,6lb

• 9ending or!e

0dx=1,5∗ 0d cos0°=1,5∗149,6∗1=224,4 lb 5(W =11,4 lb /¿) 0d&=1,5∗ 0d sin 45 °=1,5∗149,6∗0=0 lb


15/19

*. itung gaya pada poros

3amar *.5 Diagram 9enda 9eas Poros


1 " ax=¿ 0 1 " ax= 0cx∗3,94+ (W ∗19,68 )∗15,75∗19,66− -bx∗27,56

-bx=165,48 lb+3533,54 lb

27,56 1 " a&=0

1 " a&= 0c&∗3,94− -b&∗27,56

-bx=134,2lb -b&=165,48

27,56 =6 lb

1 0 x=− -ax+ 0cx+ 0dx− -bx=0 1 0 &=− -a&+ 0c&− -b&=0

-ax=42+224,4−134,2 -a&=42−6 = '6 "

-ax=132,2lb

3amar *.6 (tas) Diagram 3aya Poros , (9a>ah) Diagram #omen Poros



16/19

esu"tan 3aya dan #omen

-a=√ -ax2+ -a&2=√ 132,22+362=137 lb

-b=√ -bx2+ -b&2=√ 134,22+62=134,33lb

0c=√ 0c&2

+ 0cx2

=√ 422

+422

=59,4 lb 0d=√ 0dx2+ 0d&2=√ 224,42+02=224,4 lb

"c=√ "cx2+ "c&2=√ (−520,85)2+(−141,84)2=539,8 lb .∈¿

"d=√ "dx2+ "d&2=√ (−1061,75)2+02=1061,75 lb .∈¿

5. #enentukan #ateria" Poros

Dari /ae" Desin Properties of Carbon and "lloy !teel (/er"ampir), maka

ditentukan #ateria" yang dipakai ada"ah "#!# $%&% Cold'Drawn !teel dengan y =

71 ksi dan u = 40 ksi.

/er"ihat pada graik ndurance !trenth ! n versus ensile !trenth for *rouht

!teel for Various !urface Condition (/er"ampir), ni"ai n = '0 ksi.

6. #enghitung ndurance !trenth terkoreksi (! n+ )

Pi"ih Reliability = 0,


17/19

1. /entukan ni"ai ;10 (umur desain)

Dipi"ih ;10 = 15000 h, dari tae" Reco--ended Desin /ife For Bearins

(/er"ampir).

. itung ;d dan asi! dynami! "oad rating ()

Ld=15000∗571∗60min//

Ld=5,13∗108r%v

4 = Pd( Ld

106)

1

k =39,36 lb∗(5,13∗102)1

3=315 lb

'. Pi"ih tipe anta"an

9erdasarkan ni"ai dan diameter dari poros, erdasarkan tae" Data pemi"ihan

anta"an untuk sinle'row'deep'roove0 onrad'type ball bearin (/er"ampir) maka

dipi"ih anta"an series 600 dengan nomor anta"an 605.

Poros 2

1. /entukan ni"ai ;10 (umur desain)

Dipi"ih ;10 = 15000 h, dari tae" Reco--ended Desin /ife For Bearins

(/er"ampir).

. itung ;d dan asi! dynami! "oad rating ()

Ld=15000∗150∗60min//

Ld=1,35∗108r%v

4 = Pd( Ld

106)

1

k =137lb∗(1,35∗102 )1

3=702,8 lb

'. Pi"ih tipe anta"an

9erdasarkan ni"ai dan diameter dari poros, erdasarkan tae" Data pemi"ihan

anta"an untuk sinle'row'deep'roove0 onrad'type ball bearin (/er"ampir) maka

dipi"ih anta"an series 600 dengan nomor anta"an 607.

4.4.2 Desain Bearing Banta!an

(/er"ampir)


18/19

4." Perhitungan dan Desain #e$ Pasa%

4.".1 Perhitungan #e$ Pasa%

Poros 1

D poros = 0,


19/19

#aka panang pasak di"eihkan menadi :

Panang pasak untuk spro!ket = 0,' in

4.".2 Desain #e$ Pasa%

(/er"ampir)

Bab 4 Elmes Alan

Documents

Transcript of Bab 4 Elmes Alan