Laporan Kelompok Bab 1 Dan 2

1

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Semakin pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dalam segala bidang

khususnya bidang permesinan, dikarenakan tuntutan perkembangan teknologi dan

industri yang modern. Pada zaman modern seperti sekarang ilmu permesinan sangat

dibutuhkan khususnya di bidang industri manfaktur.

Dengan perkembangan teknologi yang semakin pesat ini, para mahasiswa

jurusan mesin dituntut untuk lebih mendalami mengenai ilmu permesinan yang disini

bisa disebut juga sebagai elemen mesin, yang dimana didalam elemen mesin membahas

mengenai komponen-komponen dalam permesinan. Misal, roda gigi, pasak, poros, belt,

dan lain sebagainya.

Pada lingkungan masyarakat khususnya dalam bidang pembangunan, banyak

yang masih menggunakan cara konvensional dalam pengadukan material bangunan.

Cara pengaduknya yaitu masih menggunakan tangan, hal itu menyebabkan banyaknya

waktu dan energi yang terbuang. Dengan berkembangnya teknologi, maka

diciptakannya sand molen yaitu sebuah mesin yang dapat bekerja mengaduk material

bangunan secara otomatis. Dengan menggunakan sand molen dimaksudkan agar

mempermudah kinerja para pekerja, tidak perlu mengeluarkan banyak energi, dan

meningkatkan hasil produksi rata-ratanya. Salah satu pengaplikasian sand molen

khususnya dibidang pembangunan yaitu membuat beton, dimana beton sendiri adalah

campuran antara semen, aregat kasar dan halus, air, dan zat aditif. Beton harus dicampur

dan diaduk dengan baik sehingga bahan penyusun tersebut bisa tersebar merata didalam

adukan dengan menggunkan mesin yang dinamakan sand molen. Untuk transmisi sand

molen pada umumnya menggunakan spur gear.

1.2 Rumusan Masalah

Disini kelompok kami akan merencanakan sistem transmisi sand molen yang

ada pada bidang permesinan.

Perencanaan ini meliputi: Perencanaan poros, perencanaan pasak, perencanaan

bantalan, perncanaan roda gigi, dan perencanaan belt dan pulley.

Yang dimana kelompok kami mempunyai inputan data sebagai berikut:

Putaran motor: 1750 rpm

TUGAS BESAR ELEMEN MESIN SEMESTER GANJIL 2015/2016

2

Daya motor: 2 hp

Serta memiliki output sebagai berikut:

Putaran akhir: 14 rpm

1.3 Batasan Masalah

Sistem transmisi yang direncanakan adalah sistem transmisi yang dimana

didalam itu mencakup semua elemen mesin yang disebutkan di atas. Dan pada

perencanaan ini hanya dibatasi pada aspek geometri dan bahan dari setiap elemen mesin

yang ada.

1.4 Tujuan Penulisan

Perencanaan sistem transmisi yang kelompok kami lakukan memiliki beberapa

tujuan, diantaranya adalah:

1. Agar pratikan mampu memberikan gambaran umum mengenai sistem transmisi.

2. Agar pratikan mampu membuat atau merencanakan perancangan mengenai berbagai

komponen yang ada di elemen mesin.

1.5 Manfaat Perancangan

Perencanaan sistem transmisi yang kelompok kami lakukan memiliki beberapa

manfaat, diantaranya adalah:

1. Agar pratikan mampu memberikan gambaran umum mengenai sistem transmisi

mesin pengaduk semen.

2. Agar pratikan mampu membuat atau merencanakan perancangan mengenai berbagai

komponen yang ada di mesin pengaduk semen.

3. Agar pratikan mengerti tentang gambaran umum mengenai sistem transmisi pada

elemen mesin.


3

BAB IITUNJAUAN PUSTAKA

2.1 Gear (Roda Gigi)

Roda gigi merupakan salah satu elemen mesin yang berfungsi untuk

mentransmisikan daya dan putaran, mereduksi dan mempercepat putaran.

2.1.1 Klasifikasi Roda Gigi

a. Menurut letak poros

1. Roda Gigi dengan Poros Sejajar

Roda gigi dengan poros sejajar memiliki gigi-gigi yang sejajar pada dua

bidang silinder dan dua bidang silinder tersebut bersinggungan yaitu satu

menggelinding pada ujung lain dengan sumbu tetap sejajar.

Roda Gigi Lurus

Roda gigi paling dasar dengan jalur gigi yang sejajar poros. Pasangan

roda gigi lurus ini digunakan untuk menurunkan putaran dalam arah

berlawanan. Aplikasi roda gigi lurus antara lain pada gearbox.

Gambar 2.1 Roda Gigi LurusSumber: Khurmi dan Gupta (2005:1026)

Roda Gigi Miring

Roda gigi miring mempunyai jalur gigi yang membentuk ulir pada

silinder jarak bagi. Pada roda gigi miring ini, jumlah pasangan gigi yang

saling membuat kontak serentak adalah lebih besar dari pada roda gigi lurus,

sehingga pemindahan momen atau putaran melalui gigi-gigi tersebut dapat

berlangsung dengan halus. Sifat ini sangat baik untuk mentransmisikan

putaran tinggi dan beban besar. Namun roda gigi miring memerlukan

bantalan aksial dan kotak roda gigi yang lebih kokoh, karena jalur roda gigi


4

yang membentuk ulir tersebut menimbulkan gaya reaksi yang sejajar dengan

poros.

Gambar 2.2 Roda Gigi MiringSumber: Khurmi dan Gupta (2005:1074)

Roda Gigi Miring Ganda

Gaya aksial yang timbul pada gigi yang mempunyai alur yang

berbentuk V tersebut, akan saling meniadakan. Dengan roda gigi ini,

perbandingan reduksi, kecepatan keliling, dan daya yang diteruskan dapat

diperbesar, tetapi pembuatannya sukar.

Gambar 2.3 Roda Gigi Miring GandaSumber: Khurmi dan Gupta (2005:1092)

Roda Gigi Dalam dan Pinion

Roda gigi dalam dipakai jika diinginkan alat transmisi dengan

ukuran kecil dengan perbandingan reduksi besar, karena pinyon terletak di

dalam roda gigi.


5

Gambar 2.4 Roda Gigi Dalam dan PinionSumber: Anonymous 01 (2015)

Roda Gigi dan Batang Gigi

Merupakan dasar profil pahat pembuat gigi. Pasangan antara batang

gigi dan pinion digunakan untuk mengubah gerakan rotasi menjadi translasi

atau sebaliknya.

Gambar 2.5 Pinion dan Batang GigiSumber: Anonymous 02 (2015)

2. Roda gigi dengan poros berpotongan

Pada roda gigi ini, bidang jarak bagi merupakan bidang kerucut yang

puncaknya terletak di bidang sumbu poros. Jenis-jenis Roda gigi kerucut antara

lain:

Roda gigi kerucut lurus

Roda gigi ini adalah jenis roda gigi kerucut yang paling mudah dibuat

dan paling sering dipakai. Tetapi roda gigi ini sangat berisik karena

perbandingan kontaknya yang kecil dan konstruksinya juga tidak

memungkinkan pemasangan bantalan pada kedua ujung porosnya.


6

Gambar 2.6 Roda Gigi Kerucut LurusSumber: Khurmi dan Gupta (2005:1105)

Roda Gigi Kerucut Spiral

Roda gigi kerucut spiral pemotongan gigi-giginya juga pada

permukaan harus gigi-gigi roda gigi spiral arahnya membentuk suatu

kerucut karena mempunyai perbandingan kontak yang besar dapat

meneruskan tinggi dan beban besar.

Gambar 2.7 Roda Gigi Kerucut SpiralSumber: Anonymous 03 (2015)

Roda Gigi Kerucut Permukaan

Roda gigi ini sama halnya dengan roda gigi lurus yakni berisik

karena perbandingan kontak yang kecil. Roda gigi ini tidak cocok dipakai

pada putaran dan daya yang tinggi.

Gambar 2.8 Roda Gigi Kerucut PermukaanSumber: Anonymous 04 (2015)


7

3. Roda Gigi dengan Poros Silang

Roda gigi dengan poros silang dibagi menjadi 3 jenis, yakni sebagai berikut :

Roda Gigi Cacing Silindris

Mempunyai silinder berbentuk cacing berbentuk silinder dan lebih

umum dipakai. Roda gigi ini dipakai untuk meneruskan putaran dengan

perbandingan reduksi besar.

Gambar 2.9 Roda Gigi Cacing SilindrisSumber: Khurmi dan Gupta (2005:1124)

Roda Gigi Gobloid

Roda gigi gobloid digunakan untuk penerimaan gaya yang lebih

besar karena perbandingan kontak yang besar.


8

Gambar 2.10 Roda Gigi GobloidSumber: Khurmi dan Gupta (2005:1130)

Roda Gigi Kerucut Hypoid

Pada roda gigi ini keduanya mempunyai jalur gigi berbentuk spiral

pada bidang kerucut dan memindahkan gaya pada permukaan gigi

berlangsung secara meluncur dan menggelinding.

Gambar 2.11 Roda Gigi Kerucut HypoidSumber: Anonymous 05 (2015)

b. Menurut Arah Putarannya

Roda Gigi Dalam

Roda gigi dalam merupakan roda gigi yang gigi-giginya terletak di

bagian dalam dari roda gigi serta arah putarannya sama.

Roda Gigi Luar

Roda gigi luar merupakan roda gigi yang gigi yang gigi-giginya terletak

di bagian luar dari roda gigi serta arah putarannya berlawanan.

Rack dan Pinion

Rack dan Pinion merupakan pasangan antara batang gigi dan pinion

roda gigi. Jenis ini digunakan untuk merubah gerakan putar menjadi lurus atau

sebaliknya.

c. Menurut Bentuk Jalur Gigi


http://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:Sprocket35b.jpg

9

Roda Gigi Lurus

Gambar 2.12 Roda Gigi LurusSumber: Khurmi dan Gupta (2005:1026)

Roda gigi ini digunakan untuk poros sejajar, dan konstruksinya paling

mudah diantara roda gigi lainnya. Ciri-ciri roda gigi jenis ini adalah:

Daya yang ditransmisikan < 25.000 Hp

Putaran yang ditransmisikan < 100.000 rpm

Kecepatan keliling < 200 m/s

Rasio kecepatan yang digunakan

Untuk 1 tingkat ( i ) < 8



( i ) = Perbandingan kecepatan antara penggerak dengan yang digerakkan

Roda Gigi Miring

Gambar 2.13 Roda Gigi MiringSumber: Khurmi dan Gupta (2005:1074)

Roda gigi miring mempunyai jalur gigi yang membentuk ulir pada

jarak bagi. Jumlah pasangan gigi yang saling membuat kontak serentak lebih

besar dari pada roda gigi lurus, sehingga pemindahan momen atau putaran


10

melalui gigi-gigi tersebut dapat berlangsung dengan halus. Sifat ini sangat baik

untuk mentransmisikan putaran tinggi dan beban besar. Namun roda gigi

miring memerlukan bantalan aksial dan kotak roda gigi yang lebih kokoh,

karena jalur gigi yang berbentuk ulir tersebut menimbulkan gaya reaksi yang

sejajar dengan poros. Ciri-ciri roda gigi miring adalah :

Arah gigi membentuk sudut terhadap sumbu poros.

Distribusi beban sepanjang garis kontak tidak uniform.

Kemampuan pembebanan lebih besar dari pada roda gigi lurus.

Gaya aksial lebih besar sehingga memerlukan bantalan aksial dan roda gigi

yang kokoh.

Roda Gigi Kerucut

Gambar 2.14 Roda Gigi KerucutSumber: Khurmi dan Gupta (2005:1084)

Dalam roda gigi kerucut bidang jarak bagi merupakan bidang kerucut

yang puncaknya terletak di titik potong sumbu poros. Roda gigi kerucut lurus

dengan gigi lurus, adalah yang paling mudah dibuat dan paling sering dipakai.

Tetapi roda gigi ini sangat berisik karena perbandingan kontaknya yang kecil.

Juga konstruksinya tidak memungkinkan pemasangan bantalan pada kedua

ujung poros-porosnya

Roda Gigi Cacing


11

Gambar 2.15 Roda Gigi CacingSumber: Khurmi dan Gupta (2005:1112)

Ciri-ciri roda gigi cacing adalah:

Kedua sumbu saling bersilang dengan jarak sebesar α, biasanya sudut yang

dibentuk sebesar 90o

Kerjanya halus dan hampir tanpa bunyi

Umumnya arah transmisi tidak dapat dibalik untuk menaikkan putaran dari

roda gigi cacing ke cacing (mengunci sendiri)

Kapasitas beban besar, karena kontak beberapa gigi

2.1.2 Keuntungan dan Kerugian Roda Gigi

a. Keuntungan

1. Mentransmisikan rasio kecepatan yang tepat

2. Dapat digunakan untuk mengirimkan daya besar

3. Dapat digunakan untuk jarak pusat kecil shaft

4. Memiliki efisiensi yang tinggi

5. Memiliki layanan handal

6. Memiliki susunan compact

b. Kerugian

1. Sejak pembuatan, roda gigi memerlukan peralatan dan perlengkapan khusus,

oleh karena itu roda gigi lebih mahal dibandingkan drive lainnya.

2. Kesalahan dalam memotong gigi dapat menyebabkan getaran dan kebisingan

selama operasi.

3. Hal ini membutuhkan pelumas yang cocok agar roda gigi dapat bekerja dan

berfungsi dengan baik.

2.1.3 Istilah dalam Perencangan Roda Gigi

1. Lingkaran pitch (pitch circle)


12

Lingkaran khayal yang menggelinding tanpa terjadinya slip. Lingkaran ini

merupakan dasar untuk memberikan ukuran gigi seperti tebal gigi, jarak antara

gigi dan lain-lain.

2. Pinion

Roda gigi yang lebih kecil dalam suatu pasangan roda gigi.

3. Diameter lingkaran pitch (pitch circle diameter)

Merupakan diameter dari lingkaran pitch.

4. Diametral Pitch

Jumlah gigi persatuan pitch diameter

5. Jarak bagi lingkar (circular pitch)

Jarak sepanjang lingkaran pitch antara profil dua gigi yang berdekatan

atau keliling lingkaran pitch dibagi dengan jumlah gigi, secara formula dapat

ditulis :

t = z

d 1b

6. Modul (module)

Perbandingan antara diameter lingkaran pitch dengan jumlah gigi

m = z

d 1b

7. Adendum (addendum)

Jarak antara lingkaran kepala dengan lingkaran pitch dengan lingkaran

pitch diukur dalam arah radial.

8. Dedendum (dedendum)

Jarak antara lingkaran pitch dengan lingkaran kaki yang diukur dalam arah

radial.

9. Working Depth

Jumlah jari-jari lingkaran kepala dari sepasang roda gigi yang berkontak

dikurangi dengan jarak poros.

10. Clearance Circle

Lingkaran yang bersinggungan dengan lingkaran addendum dari gigi yang

berpasangan.

11. Pitch point


13

Titik singgung dari lingkaran pitch dari sepasang roda gigi yang berkontak

yang juga merupakan titik potong antara garis kerja dan garis pusat.

12. Operating pitch circle

Lingkaran-lingkaran singgung dari sepasang roda gigi yang berkontak dan

jarak porosnya menyimpang dari jarak poros yang secara teoritis benar.

13. Addendum circle

Lingkaran kepala gigi yaitu lingkaran yang membatasi gigi.

14. Dedendum circle

Lingkaran kaki gigi yaitu lingkaran yang membatasi kaki gigi.

15. Width of space

Tebal ruang antara roda gigi diukur sepanjang lingkaran pitch.

16. Sudut tekan (pressure angle)

Sudut yang dibentuk dari garis normal dengan kemiringan dari sisi kepala

gigi.

17. Kedalaman total (total depth)

Jumlah dari adendum dan dedendum.

18. Tebal gigi (tooth thickness)

Lebar gigi diukur sepanjang lingkaran pitch.

19. Lebar ruang (tooth space)

Ukuran ruang antara dua gigi sepanjang lingkaran pitch

20. Backlash

Selisih antara tebal gigi dengan lebar ruang.

21. Sisi kepala (face of tooth)

Permukaan gigi diatas lingkaran pitch

22. Sisi kaki (flank of tooth)

Permukaan gigi dibawah lingkaran pitch.

23. Puncak kepala (top land)

Permukaan di puncak gigi

24. Lebar gigi (face width)

Kedalaman gigi diukur sejajar sumbunya.


14

Gambar 2.16 Bagian Roda GigiSumber: Khurmi dan Gupta (2005:1025)

2.2 Pulley dan Belt

2.2.1 Pulley

Pulley dapat digunakan untuk mentransmisikan daya dari poros satu ke

poros yang lain melalui sistem transmisi penggerak berupa flat belt, V-belt

atau circular belt. Perbandingan kecepatan (velocity ratio) pada pulley berbanding

terbalik dengan diameter pulley dan secara matematis ditunjukan dengan

persamaan : D1/D2 = N2/N1.

Jenis-jenis pulley berdasarkan pembuatannya yaitu :

a. Puli baja cor (Cast Steel Pulley)

Puli baja cor adalah puli yang terbuat dari lembaran baja yang dipres

yang mempunyai kekuatan yang besar seta bersifat tahan lama. Puli ini

memiliki berat yang lebih ringan 40-60 % jika dibandingkan dengan berat dari

puli besi cor (cast iron) yang mempunyai kapasitas yang sama dan digerakan

dengan kecepatan yang sama.


15

Gambar 2.17 Cast Steel PulleySumber: Khurmi dan Gupta (2005:717)

b. Puli dari kayu (Wooden Pulley)

Puli dari kayu mempunyai berat yang lebih ringan dan mempunyai

koefisien gesek yang tinggi daripada puli yang terbuat dari cast iron. Puli ini

beratnya 2/3 lebih ringan dari berat puli cast iron yang memiliki ukuran yang

sama.

Gambar 2.18 Wooden PulleySumber: Khurmi dan Gupta (2005:718)

c. Puli besi cor (Cast Iron Pulley)

Puli secara umum terbuat dari cast iron, karena harganya yang lebih murah.

Puli yang digunakan pada motor dan kompresor ini adalah terbuat dari cast

iron.

Gambar 2.19 Cast Iron PulleySumber : Anonymous 06 (2015)

Ada bermacam-macam pulley, diantaranya adalah :

1. Belt with idler pulley (penggerak dengan puli penekan) dinamakan juga jockey

pulley drive, digunakan dengan poros paralel dan ketika open belt drive tidak

dapat digunakan akibat sudut kontak yang kecil pada puli terkecil. Jenis ini

diberikan untuk mendapatkan rasio kecepatan yang tinggi dan ketika tarikan

sabuk yang diperlukan tidak dapat diperoleh dengan cara lain.


16

Gambar 2.20 Belt Drive with idler pulleySumber: Khurmi dan Gupta (2005:684)

2. Stepped or cone pulley drive (penggerak puli kerucut atau bertingkat)

digunakan untuk mengubah kecepatan poros yang digerakkan ketika poros

utama (poros penggerak) berputar dengan kecepatan yang konstan.

Gambar 2.21 Stepped or cone pulley driveSumber: Khurmi dan Gupta (2005:685)

3. Fast and loose pulley drive (penggerak puli longgar atau bertingkat) digunakan

ketika poros mesin (poros yang digerakkan) dimiliki atau diakhiri kapan saja

diinginkan tanpa mengganggu poros penggerak. Puli yang dikunci ke poros

mesin dinamakan fast pulley dan berputar pada kecepatan yang sama seperti

poros mesin. Loose pulley berputar secara bebas pada poros mesin dan tidak

mampu mentransmisikan daya sedikitpun. Ketika poros mesin dihentikan,

sabuk ditekan ke loose pulley oleh perlengkapan batang luncur (sliding bar)


17

Gambar 2.22 Fast and loose pulley driveSumber: Khurmi dan Gupta (2005:685)

Rumus perhitungan puli:

Perbandingan kecepatan n2

2

1

1

2

n

n

d

d

(Robert L. Mott : 2004)

Dimana :

n1 = putaran puli penggerak (rpm)

n2 = putaran puli yang digerakkan (rpm)

d1 = diameter puli penggerak (m)

d2 = diameter puli yang digerakkan (m)

Sudut kontak

Sudut kontak pada puli yang berukuran lebih kecil

Open belt drive :

21800 (Robert L. Mott : 2004)

x

rr 21sin

Crossed belt drive :

21800

x

rr 21sin

Dimana :

= sudut kontak (0)

= sudut antara sudut vertical puli dengan sabuk (0)

r1 = jari-jari puli yang lebih besar (m)

r2 = jari-jari puli yang lebih kecil (m)

x = jarak antar poros (m)

Ukuran puli dapat dicari dengan kecepatan tangensial, dimana :

V = πdn

1000(Robert L. Mott : 2004)

Dimana :

V = kecepatan tangensial puli (m/s)


18

D = diameter puli (mm)

n = putaran puli (rpm)

Besar jarak pusat antara puli 1 dan puli 2 yaitu :

D2 < C < 3 (D2 + D1) (Robert L. Mott : 2004)

Dimana :

D2 = diameter puli 2


C = jarak antar puli

Tegangan Sentrifugal

(Khurmi, Machine Design, hal 719)

Dimana :

ρ = densitas material (7200 kg/m3 untuk besi cor)

v = kecepatan pulley = π d N / 60, D adalah diamater pulley dan N adalah

kecepatan

2.2.2 Belt (Sabuk)

Sabuk digunakan untuk mentransmisikan daya dari satu poros ke poros lain

dengan bantuan puli yang berotasi pada putaran sama maupun pada putaran yang

berbeda. Jumlah daya yang ditransmisikan bergantung pada beberapa faktor:

1. Kecepatan sabuk

2. Tegangan bawah dimana sabuk ditempatkan pada puli

3. Sudut kontak antara sabuk dan puli yang lebih kecil

4. Kondisi dari sabuk yang digunakan.

Kelebihan yang dimiliki oleh transmisi sabuk dan puli antara lain:

1. Pemindahan tenaga berlangsung secara elastik, maka tidak dibutuhkan kopling

elastik.

2. Tidak berisik.

3. Dapat menerima dan meredam beban kejut.

4. Jarak poros tidak tertentu

5. Jarak poros yang lebih besar dapat dicapai.

6. Mudah dan murah dalam pembuatan.

7. Hanya memerlukan sedikit perawatan.

8. Mampu dimodifikasi dalam segi arah pentransmisian


19

Kekurangan yang dimiliki oleh transmisi sabuk dan puli antara lain:

1. Slip yang terjadi mengakibatkan rasio angka putaran tidak konstan.

2. Diukur dari besarnya tenaga yang ditransmisikan, sistem transmisi sabuk

memerlukan dimensi/ukuran yang lebih besar dari sistem transmisi roda gigi atau

rantai.

Tipe dari penggerak sabuk antara lain:

1. Light drives, digunakan untuk mentransmisikan daya yang kecil pada kecepatan

sabuk sampai 10 m/s seperti pada mesin pertanian dan peralatan mesin kecil

2. Medium drives, digunakan untuk mentransmisikan daya yang tidak terlalu besar

atau terlalu kecil pada kecepatan sabuk lebih dari 10 m/s tapi sampai 22 m/s seperti

pada peralatan mesin

3. Heavy drives, digunakan untuk mentransmisikan daya yang besar pada kecepatan

sabuk lebih dari 22 m/s seperti pada kompresor dan generator

Tipe belt antara lain:

1. Flat belt, dimana daya yang sedang ditransmisikan oleh sabuk ini, dengan jarak

antara titik tengah puli tidak lebih dari 8 meter.

Gambar 2.23 Flat BeltSumber: Anonymous 07 (2015)

2. V-belt, dimana sejumlah besar daya ditransmisikan dari satu puli ke puli yang lain

ketika jarak antara titik pusat puli sangat dekat.


20

Gambar 2.24 V-beltSumber: Anonymous 08 (2015)

3. Circular belt or rope, dimana sejumlah besar daya ditransmisikan dengan jarak

antar titik pusat puli lebih dari 8 meter.

Gambar 2.25 Circular BeltSumber: Anonymous 09 (2015)4. Timing Belt

Timing Belt (Belt-Driven) adalah penggerak camshaft yang menggunakan sabuk

karet fiber (Belt) layaknya yang kita temui pada V-Belt Motor Skutik. Belt tersebut

memiliki gerigi dibagian dalamnya, sehingga mampu memiliki grip yang

maksimal.


21

Gambar 2.26 Timing BeltSumber: Anonymous 10 (2015)

Material yang digunakan pada sabuk:

a. Belt kulit

Material paling penting untuk sabuk adalah kulit. Belt kulit paling bagus

dibuat dari 1,2 sampai 1,5 yang dipotong dari kedua sisi tulang belakang kelas atas

Gambar 2.27 Sabuk KulitSumber: Anonymous 11 (2015)

b. Cotton atau Fabrikasi Belt

Sebagian besar sabuk fabrikasi dibuat dari kanvas lipat atau cotton dua

dengan tiga atau lebih lapisan tergantung ketebalan yang diinginkan.Cotton belt

lebih murah dan cocok di iklim hangat atmosfer lembab dan dalam posisi terbuka.

Gambar 2.28 Sabuk FabrikasiSumber: Anonymous 12 (2015)

c. Belt Karet


22

Belt karet dibuat dari lapisan-lapisan fabrikasi dicampur dengan komposisi

karet dan mempunyai lapisan tipis dari karet permukaan. Belt ini sangat fleksibel

tapi mudah rusak jika kontak dengan oli panas.

Gambar 2.29 Sabuk KaretSumber: Anonymous 13 (2015)

d. Belt Balata

Belt balata mirip dengan belt karet. Belt balata tahan asam dan tahan air dan

tidak dipengaruhi oleh minyak hewan atau alkali. Suhu balata belt tidak boleh lebih

dari 40ºC Karena pada suhu tersebut balata mulai melunak dan menjadi lengket.

Kekuatan belt balata 25% lebih kuat dari belt karet.

Gambar 2.30 Sabuk BalataSumber: Anonymous 14 (2015)

Sistem penggerak pada sabuk adalah:

1. Open belt drive (penggerak belt terbuka) sabuk jenis ini digunakan dengan poros

sejajar dan putaran dalam satu arah yang sama. Dalam kasus ini, penggerak A

menarik belt dari satu sisi (yakni sisi RQ bawah) dan meneruskan ke sisi lain

(karena tarikan kecil). sabuk sisi bawah (karena tarikan lebih) dimana tight side

sedangkan sabuk sisi atas (karena tarikan kecil) dinamakan slack side.


23

Gambar 2.31 Open Belt DriveSumber: Khurmi dan Gupta (2005:683)

2. Crossed atau twist belt drive (penggerak belt silang) seperti ditunjukkan pada

gambar dibawah, sabuk jenis ini digunakan dengan poros sejajar dari perputaran

dalam arah yang berlawanan. Dalam kasus ini, penggerak menarik sabuk dari sisi

satu (yakni sisi RQ) dan meneruskan ke sisi lain (yakni sisi LM) jadi tarikan pada

sabuk RQ akan lebih besar daripada sabuk LM. sabuk RQ (karena tarikan lebih)

dinamakan tight side sedangkan sabuk LM (karena tarikan kecil) dinamakan slack

side

Gambar 2.32 Crossed atau Twist Belt DriveSumber: R.S Khurmi Gupta (2005:683)

3. Quarter turn belt drive (penggerak belt belok sebagian) mekanisme transmisi

dapat dilihat dari gambar berikut. Untuk mencegah sabuk agar tidak keluar/lepas

dari puli, maka lebar permukaan puli harus lebih besar atau sama.

Gambar 2.33 Quarter Turn Belt DriveSumber: Khurmi dan Gupta (2005:684)

4. Compound belt drive (penggerak belt gabungan) digunakan ketika daya

ditransmisikan dari poros yang satu dengan lainnya melalui sejumlah puli.


24

Gambar 2.34 Compound Belt DriveSumber: Khurmi dan Gupta (2005:685)

Rumus perhitungan pada belt:

1. Kecepatan linier sabuk

1000

.. ndV


Dimana :

V = kecepatan sabuk linier (m/s)

d = diameter puli (m)

n = putaran (rpm)

2. Panjang sabuk

p

x

ddxddL

4

2)(2

2121


Dimana :

L = panjang sabuk (m)

d1= diameter puli penggerak(m)

d2= diameter puli yang digerakkan (m)

x = jarak antar poros (m)

3. Besar jarak pusat antara puli 1 dan puli 2 yaitu :

D2 < C < 3 (D2 + D1) (Robert L. Mott : 2004)

Dimana :



C = jarak antar puli

4. Kemuluran Belt



25

Di mana :

σ1 = persentase slip antara belt dan penggerak

σ2 = persentase slip antara belt dan yang digerakkan

E = modulus Young

5. Rasio Tegangan Belt

Gambar 2.35 Menghitung Rasio Tegangan BeltSumber: Khurmi dan Gupta (2005:693)

Dari hasil perhitungan didapat :


Di mana :

T1 = tegangan pada sisi kencang belt (N)

T2 = tegangan pada sisi kendor belt (N)

μ = koefisien gesek

θ = sudut kontak

6. Daya yang Ditransmisikan


2.3 Sprocket dan Chain

Dalam bab sebelumnya bahwa penggerak belt dapat terjadi slip dengan pulley.

Untuk menghindari slip, maka rantai baja yang digunakan. Rantai dibuat dari sejumlah

mata rantai yang disambung bersama-sama dengan sambungan engsel sehingga

memberikan fleksibilitas untuk membelit lingkaran roda (sprocket).


26

Sprocket di sini mempunyai gigi dengan bentuk khusus dan terpasang pas ke

dalam sambungan rantai seperti ditunjukkan pada Gambar 2.47. Sprocket dan rantai

dipaksa untuk bergerak bersama-sama tanpa slip dan rasio kecepatan dijamin sempurna.

Gambar 2.36 Sprocket dan RantaiSumber: Khurmi dan Gupta (2005:706)

Rantai lebih banyak digunakan untuk mentransmisikan daya dari poros satu ke

poros lain ketika jarak pusat antara poros adalah pendek seperti pada sepeda, sepeda

motor, mesin pertanian (traktor), konveyor, rolling mills, dan lain-lain. Rantai bisa juga

digunakan untuk jarak pusat yang panjang hingga 8 meter. Rantai digunakan untuk

kecepatan hingga 25 m/s dan untuk daya sampai 110 kW. Dalam beberapa kasus,

transmisi daya yang lebih tinggi juga memungkinkan menggunakan rantai.

Kelebihan dari transmisi jenis gear dan rantai adalah:

1. Tidak ada slip yang terjadi, sehingga rasio kecepatannya tepat

2. Tidak memerlukan ruang yang besar

3. Dapat digunakan pada jarak antar pusat poros dekat

4. Efisiensi transmisi tinggi (sampai 98 persen)

5. Beban yang diberikan pada poros sedikit

6. Dapat mentransmisikan gerkan untuk beberapa poros dengan satu rantai

Kekurangan yang dimiliki transmisi jenis rantai adalah:

1. Biaya produksi yang tinggi

2. Membutuhkan pemasangan yang teliti dan tepat serta membutuhkan perawatan

yang hati-hati

3. Memiliki fluktuasi kecepatan terutama ketika terlalu meregang

4. Tidak bisa diubah sudut porosnya

5. Tidak bisa digunakan pada kecepatan yang terlalu tinggi

Istilah yang digunakan untuk transmisi berpenggerak rantai:


27

1. Pitch of the chain : Merupakan jarak antara pusat engsel penghubung dan pusat

engsel yang sesuai dari penghubung terdekat.

Gambar 2.37 Pitch of The ChainSumber: Khurmi dan Gupta (2005:370)

2. Pitch circle diameter of the chain sprocket : Merupakan diameter lingkaran pada

pusat engsel dari chain lie ketika rantai mengikat sekeliling gir. Poin A, B, C, D

adalah pusat engsel dari rantai dan lingkaran yang tergambar melewati pusat ini

dinamakan lingkaran pitch dan diameternya dinamakan diameter lingkaran pitch

Gambar 2.38 Pitch Circle Diameter of The Chain SprocketSumber: Khurmi dan Gupta (2005:370)

Klasifikasi rantai:

Hoisting and hauling chains

Rantai ini digunakan untuk mengangkat dan mengangkut tujuan dan

beroperasi pada kecepatan maksimum 0,25 m / s. Rantai mengangkat dan

mengangkut (Hoisting and hauling chains) adalah dari dua jenis berikut chains

with oval links dan chains with square links. Chains with oval link merupakan


28

jenis rantai bentuk oval. Sendi setiap link yang dilas. Jenis seperti rantai ini

hanya digunakan pada kecepatan rendah seperti di kerekan rantai dan di jangkar

untuk bekerja laut. Sementara itu, chains with square links merupakan rantai

berbentuk persegi, seperti yang ditunjukkan pada gambar. Jenis rantai seperti ini

digunakan dalam kerekan, crane, kapal keruk. Biaya pembuatan jenis rantai

adalah kurang dari rantai dengan link oval.

Gambar 2.39 Hoisting and Hauling ChainsSumber: Khurmi dan Gupta (2005:373)

Conveyor (or tractive) Chains

Rantai ini digunakan untuk mengangkat dan membawa benda tanpa henti

pada kecepatan hingga 2 m/s. Rantai conveyor terdiri dari dua jenis yaitu,

detachable or hook joint type chain dan closed joint type chain.

Gambar 2.40 Conveyor (or tractive) ChainsSumber: Khurmi dan Gupta (2005:374)

Power Transmitting (or driving) Chains

Rantai ini digunakan untuk mentransmisi daya, ketika jarak antara pusat

poros pendek. Rantai ini memiliki ketentuan untuk pelumasan efisien. Power

Transmitting (or driving) Chains terdapat tiga jenis yaitu :

a. Block Chain/Bush Chain (Rantai Ring).


29

Seperti pada gambar di bawah ini, tipe ini menghasilkan suara berisik ketika

bergesekan dengan gigi sprocket. Tipe ini digunakan sedemikian luas seperti

rantai konveyor pada kecepatan rendah.

Gambar 2.41 Block Chain/Bush ChainSumber: Khurmi dan Gupta (2005:374)

b. Bush Roller Chain

Seperti pada Gambar di bawah ini, terdiri dari plat luar, plat dalam, pin, bush

(ring) dan rol. Pin, bush dan rol dibuat dari paduan baja. Suara berisik yang

ditimbulkan sangat kecil akibat impak antara rol dengan gigi sprocket. Rantai

ini hanya memerlukan pelumasan yang sedikit.

Gambar 2.42 Bush Roller ChainSumber: Khurmi dan Gupta (2005:375)

Gambar 2.43 Bush Roller Chain Pada Sepeda MotorSumber: Khurmi dan Gupta (2005:765)


30

Gambar 2.44 Tipe Roll ChainSumber: Khurmi dan Gupta (2005:765)

c. Inverted Tooth or Silent Chain

Seperti pada Gambar di bawah ini, rantai ini dirancang untuk menghilangkan

pengaruh buruk akibat kelonggaran dan untuk menghasilkan suara yang

lembut (tak bersuara).

Gambar 2.45 Inverted Tooth or Silent ChainSumber: Khurmi dan Gupta (2005:765)

2.3.1 Keuntungan dan Kerugian Transmisi Rantai dibanding Transmisi Sabuk

a. Keuntungan:

1. Tidak slip selama rantai bergerak, di sini rasio kecepatan yang sempurna

dapat dicapai.

2. Karena rantai dibuat dari logam, maka rantai menempati ruang yang kecil

dalam lebar dari pada belt.

3. Dapat digunakan untuk jarak pusat yang pendek dan panjang.

4. Memberikan efisiensi transmisi yang tinggi (sampai 98%).

5. Memberikan beban yang kecil pada poros.

6. Mempunyai kemampuan untuk mentransmisikan gerak ke beberapa poros

hanya dengan satu rantai.

7. Mentransmisikan daya yang lebih besar dibanding belt.

8. Rasio kecepatan yang tinggi dari 8 sampai 10 dalam satu tahap.

9. Dapat dioperasikan pada kondisi atmosfir dan temperatur yang lebih besar.


31

b. Kerugian :

1. Biaya produksi rantai relatif lebih tinggi (harga lebih mahal).

2. Rantai membutuhkan pemasangan yang akurat dan perawatan yang hati-hati,

pelumasan yang istimewa dan memperhatikan kelonggaran.

3. Rantai mempunyai fluktuasi kecepatan terutama ketika terlalu longgar.

2.4 Shaft (Poros)

Poros adalah suatu bagian stasioner yang 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

Material yang digunakan untuk pembuatan poros diharuskan:

1. Memiliki kekuatan yang tinggi

2. Bagus dalam mampu mesin

3. Memiliki faktor sensitifitas notch yang rendah

4. Sifat perlakuan panas yang baik

5. Sifat tahan pakai dalam waktu yang lama

2.4.1 Klasifikasi Poros

a. Berdasarkan Pembebanannya

1. Transmission shaft merupakan poros yang mentransmisikan daya antara

sumber dan mesin penyerap daya. Shaft akan mengalami beban puntir

berulang, beban lentur berganti ataupun kedua-duanya. Pada shaft, daya

dapat ditransmisikan melalui gear, belt-pulley, rantai-sprocket, dll.

Gambar 2.46 Poros TransmisiSumber: Anonymous 15 (2015)


32

2. Poros gandar merupakan poros yang dipasang diantara roda-roda kereta

barang. Poros gandar tidak menerima beban puntir dan hanya mendapat

beban lentur.

Gambar 2.47 Poros GandarSumber: Anonymous 16 (2015)

3. Poros spindle merupakan poros transmisi yang relatif 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 efektif apabila deformasi yang

terjadi pada poros tersebut kecil.

Gambar 2.48 Poros SpindleSumber: Anonymous 17 (2015)

b. Berdasarkan Bentuknya

1. Poros engkol (crank shaft) merupakan komponen mesin yang bertugas

mengubah gerak lurus torak menjadi gerak putar. Poros engkol dibuat

sedemikian rupa sehingga gerakan torak tidak bersamaan posisi di dalam

silinder. Bagian poros engkol yang berhubungan dengan batang torak

disebut crank pin, sedangkan yang duduk pada blok silinder disebut crank

journal.


http://www.gorilla.comproductBGorilla.Axles.com.Am.BRP.html/

33

Gambar 2.49 Poros EngkolSumber: Anonymous 18 (2015)

2. Poros lurus merupakan bagian dari mesin yang berfungsi sebagai penerus

putaran dari pemutar utama ke bagian yang lain.

Gambar 2.50 Poros LurusSumber: Anonymous 19 (2015)

2.4.2 Perencanaan Poros

1. Kekuatan Poros

Poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau lentur atau gabungan

antara puntir dan lentur. Dan ada juga poros yang mendapatkan beban tarik atau

tekan sehingga poros yang direncanakan harus kuat atau menahan beban-beban

tersebut.

2. Kekakuan Poros

Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup tetapi jika

lenturan atau defleksi puntirnya terlalu besar akan mengakibatkan ketidaktelitian

atau getaran dan suara.

3. Putaran Kritis

Bila putaran suatu mesin dinaikkan maka pada suatu harga putaran

tertentu dapat terjadi getaran yang luar biasa besarnya, putaran ini disebut

putaran kritis. Poros harus direncanakan sedemikian rupa sehingga putaran

kerjanya lebih rendah dari putaran kritis.




34

4. Korosi

Bahan-bahan tahan korosi harus dipilih untuk proses propeller dan

pompa bila terjadi kontak dengan fluida yang korosif.

5. Bahan Poros

Bahan yang digunakan harus memiliki sifat sebagai berikut :

Memiliki kekuatan tinggi

Memiliki machinability yang baik

Memiliki faktor sensitifitas rendah

Memiliki sifat perlakuan panas yang baik

Memiliki sifat tahan aus yang tinggi.

2.4.2 Perhitungan

1. Diameter Poros

Diameter poros didapat dari persamaan

Poros pejal

d = 3√ 16Tπ τ s

dimana :

T : momen punter

τ s : tegangan geser

Poros berongga

d = 3√ 16Tπ τ s(1−k 4)

dengan k = di / do

2. Gaya Tangensial

Gaya tangensial adalah gaya yang diperoleh dalam arah keliling atau

tangensial. Gaya yang bekerja pada poros adalah :

Regangan geser maksimum pada poros dapat diperoleh dari :

τmax = 4V/3A

dimana :

V = gaya geser vertical

A = luas penampang


35

Dimana faktor konsentrasi pada regangan diasumsikan :

τmax = Kt (4V/3A)

dengan menggunakan teori distorsi energi, kekuatan daya tahan pada regangan

adalah

s’sn = 0,577 s’n

s’sn = N . τmax

disubstitusikan sehingga didapat

N = 0,577 s’n / τmax

Sehingga regangan geser pada desain dapat dituliskan

τd = 0,577 s’n / N

substitusi :

Kt (4V) / 3A = 0,577 s’n / N

Kt= faktor koreksi tumbukan, harganya berkisar 1,5– 3,0

A = Kt.V.N / 0,433 sin

Untuk luas penampang silinder bisa diperoleh dengan rumus

A = π.d2 / 4

Sehingga disubstitusikan dari persamaan diatas diperoleh

D = (2,94.Kt.V.N/s’n)1/2

Sumber:http://www.academia.edu/4077719/

Tabel_4.4_Menghitung_Momen_Puntir_Rencana_P_daya_perencanaan_W_N_Putaran

_rpm

3. Gaya Radial

Gaya radial adalah gaya yang arahnya tegak lurus dengan sumbu poros.

Akibat dari gaya radial ini poros dapat mengalami lenturan yang disebabkan momen

lenturnya.

Gambar 2.51 Gaya RadialSumber: Anonymous 20 (2015)

Secara matematis gaya radial dapat dihitung sebagai berikut :


36

FN = F1 – F2

Dimana :

FB = C . FN

C = (F1 + F2) / (F1 – F2)

F1 = tight side tension

F2 = slack side tension

C = konstanta

FB = bending force

FN = net driving force

4. Beban Puntir

Daya dan perputaran, momen puntir yang akan dipindahkan oleh poros dapat

ditentukan dengan mengetahui garis tengah pada poros.

Gambar 2.52 Poros Transmisi dengan Beban PuntirSumber: Anonymous 21 (2015)

Apabila gaya keliling F pada gambar sepanjang lingkaran dengan jari-jari “r”

menempuh jarak melalui sudut titik tengah a (dalam radial), maka jarak ini adalah

“r” dan kerja yang dilakukan adalah F.

5. Beban Lentur Murni

Poros dengan beban lentur murni biasanya terjadi pada gandar dari kereta

tambang dan lengan robot yang tidak dibebani dengan puntiran, melainkan

diasumsikan mendapat pembebanan lentur saja. Meskipun pada kenyataannya gandar

ini tidak hanya mendapat beban statis, tetapi juga mendapat beban dinamis.


http://www.docstoc.com/docs/110033365/Elemen-Mesin-I---Poros

37

Gambar 2.53 Beban Lentur Murni Pada Lengan RobotSumber: Anonymous 22 (2015)

6. Beban Puntir dan Lentur

Poros dengan beban puntir dan lentur dapat terjadi pada puli atau roda gigi

pada mesin untuk meneruskan daya melalui sabuk atau rantai. Dengan demikian

poros tersebut mendapat beban puntir dan lentur akibat adanya beban. Beban yang

bekerja pada poros pada umumnya adalah beban berulang. Jika poros tersebut

mempunyai roda gigi untuk untuk meneruskan daya besar, maka kejutan berat akan

terjadi pada saat mulai atau sedang berputar. Selain itu beban puntir dan lentur juga

terjadi pada lengan arbor mesin frais, terutama pada saat pemakanan.

Gambar 2.54 Beban Puntir dan Lentur Pada Arbor Saat PemakananSumber: Anonymous 23 (2015)

2.5 Bearing (Bantalan)




38

Bantalan merupakan salah satu bagian dari elemen mesin yang memegang

peranan cukup penting karena fungsi dari bantalan yaitu untuk menumpu sebuah poros

agar poros dapat berputar tanpa mengalami gesekan yang berlebihan.

Gambar 2.55 BearingSumber: Khurmi dan Gupta (2005:963)

2.5.1 Klasifikasi Bantalan

Pada umumya bantalan dapat diklasifikasikan menjadi 2 bagian, yaitu :

a. Berdasarkan gerakan bantalan terhadap poros

1. Bantalan Luncur

Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena

permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantaraan lapisan

pelumas.

Gambar 2.56 Bantalan LuncurSumber: Khurmi dan Gupta (2005:965)

2. Bantalan Gelinding

Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar

dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola, rol, dan rol bulat.


39

Gambar 2.57 Bantalan GelindingSumber: Khurmi dan Gupta (2005:996)

b. Berdasarkan Arah Beban Terhadap Poros

1. Bantalan Radial

Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus sumbu.

Gambar 2.58 Bantalan RadialSumber: Khurmi dan Gupta (2005:997)

2. Bantalan Aksial

Arah beban bantalan ini sejajar dengan sumbu poros.

Gambar 2.59 Bantalan AksialSumber : Anonymous 24 (2015)

3. Bantalan Gelinding Khusus

Bantalan ini dapat menumpu beban yang arahnya sejajar dan tegak

lurus sumbu poros.


40

Gambar 2.60 Bantalan Gelinding KhususSumber: Khurmi dan Gupta (2005:1004)

2.5.2 Macam-macam Bantalan

1. Single-row, deep-groove ball bearing

Jarak dari bola dipertahankan oleh retainers atau "cage." Dirancang

terutama untuk membawa beban radial, alur memungkinkan beban dorong dapat

ditahan. Beban dorong akan diterapkan ke satu sisi alur dalam dengan bahu pada

poros. Beban akan melintasi sisi dari alur, melalui bola, ke sisi yang berlawanan

tersebut yang outer race, dan kemudian ke housing.

Gambar 2.61 Single-Row, Deep-Groove Ball BearingSumber: L.Mott (2004:599)

2. Double-Row, Deep-Groove Ball Bearing

Meningkatkan kapasitas beban radial dari jenis deep-groove bearing

dibandingkan dengan desain single-row. Dengan demikian, beban yang lebih besar

dapat dilakukan di ruang yang sama, atau beban yang diberikan dapat dilakukan di

ruang yang lebih kecil.


41

Gambar 2.62 Double-Row, Deep-Groove Ball BearingSumber: L.Mott (2004:601)

3. Angular Contact Ball Bearing

Satu sisi dari alur di Angular contact ball bearing lebih tinggi untuk

memungkinkan akomodasi beban dorong yang lebih besar dibandingkan dengan

single-row, deep-groove ball bearing. Sudut yang biasa dibentuk adalah 15 °

sampai 40 °

Gambar 2.63 Angular Contact Ball BearingSumber: L.Mott (2004:601)

4. Cylindrical Roller Bearing

Mengganti bola bola dengan rol silinder, dengan perubahan yang sesuai

dalam desain alur, memberikan kapasitas beban radial yang lebih besar. Pola

kontak antara roller dan alur yang secara teoritis berupa garis, kemudian menjadi

bentuk persegi panjang yang mengubah beban dibawah. Sehingga tingkat stres

kontak lebih rendah daripada bantalan bola berukuran setara, yang memungkinkan

bantalan kecil untuk membawa beban yang diberikan atau ukuran yang diberikan

bantalan untuk membawa beban yang lebih tinggi.


42

Gambar 2.64 Cylindrical Roller BearingSumber: L.Mott (2004:602)

5. Needle Bearings

Needle bearings sebenarnya adalah roller bearing, namun memiliki diameter

roller yang lebih kecil. Tapi, dengan ukuran yang lebih kecil, bantalan ini mampu

membawa beban yang lebih besar daripada tipe roller bearing yang lain.

Gambar 2.65 Needle BearingsSumber: L.Mott (2004:603)

6. Spherical Roller Bearing

Spherical roller bearing adalah salah satu bentuk self-aligning bearing,

disebut demikian karena ada rotasi relatif dari alur luar relatif terhadap penggulung

dan alur dalam ketika penyimpangan sudut terjadi. Hal ini memberikan nilai yang

sangat baik untuk kemampuan penyimpangan sementara tetap mempertahankan

tingkat yang sama pada kapasitas beban radial.


43

Gambar 2.66 Spherical Roller BearingSumber: L.Mott (2004:603)

7. Tapered Roll Bearing

Tapered roll bearing didesain untuk beban dorong yang besar dengan beban

radial yang besar, menghasilkan tingkat yang sangat baik untuk keduanya.

Gambar 2.67 Tapered Roll BearingSumber: L.Mott (2004:603)

8. Thrust Bearing

Sebagian besar bantalan dorong dapat menerima sedikit atau tidak bisa

menerima beban radial. Kemudian desain dan pemilihan bantalan tersebut

tergantung pada besarnya beban dorong dan desain.


44

Gambar 2.68 Thrust BearingSumber: L.Mott (2004:604)

9. Mounted Bearing

Dalam banyak jenis mesin berat dan mesin-mesin khusus yang diproduksi

dalam jumlah kecil, dipilih mounted bearing daripada unmount bearing. Bantalan

yang terpasang menyediakan cara untuk melampirkan unit bantalan langsung ke

frame mesin dengan baut daripada memasukkan ke suatu lekukan mesin di ‘rumah’

seperti yang diperlukan dalam unmount bearing.

Gambar 2.69 Mounted BearingSumber: L.Mott (2004:605)


45

Pada bantalan terdapat penomoran yang digunakan untuk mengetahui klasifikasi

dari bantalan tersebut. Contoh nomor kode bearing : “ 6203ZZ “. Kode bearing di atas

terdiri dari beberapa komponen yang dapat dibagi-bagi antara lain:

6 = Kode pertama melambangkan Tipe /jenis bearing

2 = Kode kedua melambangkan seri bearing

03 =Kode ketiga dan keempat melambangkan diameter bore (lubang dalam bearing)

zz = Kode yang terakhir melambangkan jenis bahan penutup bearing

a. Kode pertama (jenis bantalan)

Tabel 2.1 Kode Bearing Metrik


46

Sumber: M.F. Spotts (1991:427)

Tabel 2.2 Non- Metric Bearing

Sumber: M.F. Spotts (1991:427)

Dalam kode bearing (bantalan) = 6203ZZ seperti contoh di atas, kode

pertama adalah angka 6 yang menyatakan bahwa tipe bearing tersebut adalah

Single-Row Deep Groove Ball Bearing ( bantalan peluru beralur satu larik).

Untuk kode R8-2RS, maka kode pertama (R) yang menandakan bahwa

bantalan tersebut merupakan bantalan berkode satuan inchi.

b. Kode kedua (seri bantalan)

Kode kedua menyatakan seri bearing untuk menyatakan ketahanan dari

bantalan tersebut. Seri penomoran adalah mulai dari ketahan paling ringan sampai

paling berat

8 = Extra thin section

9 = Very thin section

0 = Extra light

1 = Extra light thrust

2 = Light

3 = Medium

4 = Heavy


http://zwingly.files.wordpress.com/2012/01/bearing-1.png

47

Jika kode pertama adalah huruf, maka bantalan tersebut adalah bearing inchi

seperti contoh (R8-2RS ) maka kode kedua ( angka 8 ) menyatakan besar diameter

dalam bantalan di bagi 1/16 inchi atau = 8/16 inchi.

c. Kode ketiga dan keempat (diameter dalam bantalan)

Untuk kode 0 sampai dengan 3, maka diameter bore bearing adalah sebagai

berikut:

00 = diameter dalam 10mm

01= diameter dalam 12mm



Selain kode nomor 0 sampai 3, misalnya 4, 5 dan seterusnya maka diameter

bore bearing dikalikan dengan angka 5 misal 04 maka diameter bore bearing = 20

mm

d. Kode terakhir (jenis bahan penutup bantalan)

Pengkodean ini menyatakan tipe jenis penutup bantalan ataupun bahan

bantalan. seperti berikut :

1. Z Single shielded ( bearing ditutuipi plat tunggal)

2. ZZ Double shielded ( bearing ditutupi plat ganda )

3. RS Single sealed ( bearing ditutupi seal karet)

4. 2RS Double sealed ( bearing ditutupi seal karet ganda )

5. V Single non-contact seal

6. VV Double non-contact seal

7. DDU Double contact seals

8. NR Snap ring and groove

9. M Brass cage

2.5.3 Rumus Perhitungan

Tekanan operasi minimum dari bantalan adalah :

p= ZN4.75× 106 ( d

c )2

( 1d+1 )N /mm2 (Khurmi , Machine Design, hal 977)

Dimana :

p= tekanan minimal (N/mm2)

Z = viskositas pelumasan (kg/m.s)

N = putaran bearing (rpm)


48

d = diameter journal (mm)

c = selisih dari diameter journal dan diameter bearing (mm)

Umur rancangan dapat dihitung dengan :

(R. L. Mott, Machine Elements, hal 611)

Beban dinamik pada bearing dapat dihitung dengan :


Hubungan beban dan umur


P = Beban (lb)

L = Umur rancangan (h)(rpm)(60min/h) = (putaran)

k = 3.00 untuk ball bearing

k = 3.33 untuk roller bearing

Penyesuaian tingkat umur untuk keandalan


Dimana :

L10 = Umur dalam juta putaran untuk keandalan 90 %

LaR = Umur disesuaikan untuk keandalan

CR = Faktor peyesuaian untuk keandalan

2.6 Key (Pasak)

Pasak adalah bagian dari elemen mesin yang digunakan menahan elemen mesin

lainnya agar terjaga putaran relatif antara poros dengan elemen mesin lainnya.

Karena distribusi tegangan secara aktual untuk menyambung pasak ini tidak

dapat diketahui secara lengkap maka dalam perhitungan tegangan disarankan

menggunakan faktor keamanan sebagai beruikut :


49

1. Untuk beban torsi yang konstan (torque steady) N = 1.5

2. Untuk beban yang mengalami beban kejut rendah N = 2,5

3. Untuk beban kejut besar terutama beban bolak-balik N = 4,5

Macam-macam pasak yang digunakan dalam mesin antara lain:

a. Pasak Benam

Merupakan pasak memanjang yang paling banyak digunakan . Pasak ini

dipasang pada konstruksi roda yang dapat digesekkan pada poros alur pasak ini

dibuat sejajar dengan kelonggaran 0,2-0,4 mm.

Gambar 2.70 Pasak BenamSumber: Dobrovosky (1995:172)

b. Pasak Belah

Pasak belah mudah dibuat, tetapi membuat poros lebih lemah. Dengan pasak

ini torsi yang diteruskan kecil

Gambar 2.71 Pasak BelahSumber: Dobrovosky (1995:170)

c. Pasak Tirus

Pasak Tirus Dibuat dengan kemiringan 1 : 100 dengan satu ujungnya sebagai

kepala untuk memasang dan melepas pasak. Pemasangan pasak ini dengan dipress

sehingga torsi diteruskan melalui gesekan selain pasak ini tidak teliti dan pusat.

Dapat bergeser sehingga sedikit eksentris terhadap poros.


50

Gambar 2.72 Pasak TirusSumber: Dobrovosky (1995:172)

d. Pasak Tangensial

Memberikan sambungan kuat sekali karena poros dalam arah keliling

(tangensial) tegang. Torsi dan kejutan besar dapat ditahan oleh pasak ini. Pelemahan

akibat alur pasak lebih kecil tapi luas satu sama lain membuat sudut 120 o ukuran

tinggi pasak dan tebal.

Gambar 2.73 Pasak TangensialSumber: Dobrovosky (1995:170)

e. Pasak Bulat

Dipergunakan untuk torsi yang kecil . pembuatan lubang dibuat setelah dan

poros terpasang.

Gambar 2.74 Pasak BulatSumber: Dobrovosky (1995:169)

Rumus perhitungan untuk merancang pasak adalah sebagai berikut:

Panjang Pasak sesuai dengan kebutuhan dan dimensinya

W = Lebar Pasak


51

H = Tinggi Pasak

L = Panjang Pasak

Ss = Tegangan Geser

Gaya (F)

F= T2 D

dimana T=FD2

Tegangan Geser

Ss= FA

dimana A= Lw

Tegangan Komposisi

T=Ss .W . L . D2

2.7 Kopling (Coupling)

Kopling adalah suatu mekanisme yang dirancang mampu

menghubungkan dan melepas/memutuskan perpindahan tenaga dari suatu benda

yang berputar kebenda lainnya.

Gambar 2.75 KoplingSumber: L.Mott (2004:513)

Pada bidang otomotif ,kopling digunakan untuk memindahkan tenaga

motor keunit transmisi.dengan menggunakan kopling, pemindahan gigi-gigi

trasmisi dapat dilakukan, kopling juga memungkinkan motor juga dapat berputar

walaupun transmisi tidak dalam posisi netral.

2.7.1 Penggunaan Kopling


52

Secara garis besar penggunaan kopling antara lain sebagai berikut :

a. Untuk menjamin mekanisme dan karakteristik getaran yang terjadi akibat

bagian – bagian mesin berputar.

b. Untuk menjamin hubungan antara poros yang digerakkan yang dibuat secara

terpisah.

c. Untuk mengurangi beban lanjut atau hentakan pada saat melakukan transmisi

dari poros penggerak ke poros yang akan digerakkan.

Dalam penggunaan kopling sering kita jumpai beberapa gangguan –

gangguan atau masalah, antara lain :

a. Biasanya pada kopling sering terjadi keausan antara kedua permukaan

kontak dan akan mengakibatkan kehilangan tenaga.

b. Beban yang terlalu besar atau pegas tidak dapat lagi menjadi gigi – gigi yang

tetap tertekan, maka kopling akan menggelincir dan bersamaan dengan

terdengarnya suara menyentak.

c. Akibat dari penggunaan kopling pada permesinan, poros yang digerakkan

selalu mendapat tekanan yang melewati batas ketentuan dari kemampuan

sebuah kopling dan berakibat kopling akan cacat, patah atau sebagainya

Untuk mengatasi masalah yang terjadi tersebut, maka dalam perencanaan

kontruksi kopling kita harus memperhatikan hal – hal sebagai berikut :

a. Aman pada putaran tinggi, getaran dan tumbukan kecil

b. Kopling harus dapat dipasang dan dilepas dengan mudah

c. Dapat mencegah pembebanan lebih

d. Kopling harus ringan, sederhana dan semurah mungkin dan mempunyai

garis tengah yang sekecil mungkin.

e. Bagian yang menonjol harus dicegah dan ditutupi sedemikian rupa sehingga

tak berbahaya.

f. Garis sumbu yang hendak harus sejajar dan disambung dengan tepat

terutama apabila kopling tidak fleksibel atau tidak elastis.

g. Titik berat kopling sebanyak mungkin harus terletak pada garis sumbu poros,

dan kopling harus mengalami keseimbangan dinamis kalau tidak kopling

akan berayun (apabila titik berat terletak pada garis sumbu maka kopling

telah diseimbangkan secara statik)

h. Pada ukuran – ukuran aksial dan radial harus ditentukan batas – batasnya.


53

2.7.2 Klasifikasi Kopling

Ditinjau dari bentuk dan cara kerjanya, kopling dapat dibedakan atas tiga

golongan yaitu :

2.7.2.1 Kopling Tetap

Kopling tetap adalah suatu elemen mesin yang berfungsi sebagai penerus

dan pemutus putaran dan daya, namun tidak dapat memutuskan hubungan kerja

antara poros penggerak dan poros yang digerakkan bila salah satu sedang

bekerja, dan sumbu kedua poros harus terletak pada satu garis lurus atau dapat

sedikit berbeda sumbunya. Kopling tetap terdiri dari :

1. Kopling Kaku

Kopling kaku digunakan apabila kedua poros harus dihubungkan

dengan sumbu segaris. Kopling ini dipakai pada poros mesin dan transmisi

umum di pabrik – pabrik.

kopling ini terdiri dari beberapa macam antara lain :

a. Kopling Bus

Kopling bus terdiri atas sebuah selongsong ( bus ) dan baut – baut

yang dibenamkan pada kedua poros. Dan sering juga dipakai berupa pasak

yang dibenamkan pada ujung – ujung poros.

Pada saat pemasangannya harus dijaga agar sumbu kedua porosnya

berada pada satu garis lurus. Kopling ini mempunyai kontruksi yang

sangat sederhana dan harganya murah. Kopling ini hanya digunakan untuk

mentrasmisikan daya – daya kecil.

Gambar 2.76 Kopling Bus


54

Sumber: Sularso (2000:30)

b. Kopling Flens Kaku

Kopling flens kaku terdiri dari atas naf dengan flens yang terbuat

dari besi cor atau baja cor dan dipasang pada ujung poros dengan diberi

pasak serta diikat dengan baut pada flensnya. Kopling ini tidak

mengizinkan sedikitpun ketidaklurusan sumbu kedua poros serta tidak

dapat mengurangi tumbukan getaran transmisi. Pada saat pemasangan

sumbu kedua poros harus terlebih dahulu diusahakan segaris dengan tepat

sebelum baut – baut flens dikeraskan.

Gambar 2.77 Kopling Flens Kaku Sumber: Sularso (2000:30)

c. Kopling Flens Tempa

Pada kopling flens tempa masing – masing ujung poros terdapat

flens yang dilas atau ditempa dan kedua flens diikat dengan baut – baut.

Pada kopling ini momen dipindahkan melalui pergeseran baut atau

pergesaran antara kedua flens.

Gambar 2.78 Kopling Flens Tempa Sumber: Sularso (2000:30)

d. Kopling Bumbungan Tekan Minyak


55

Kopling bumbungan tekan minyak terdiri dari sebuah bumbungan

yang bagian dalamnya berbentuk lurus dan tabung yang bagian luarnya

juga berbentuk tirus yang sama dengan bagian dalam silinder. Minyak atau

gemuk dipres dengan tekanan tinggi melalui tabung berulir ditengah –

tengah bus ( bumbungan ) sehingga batang tertekan. Sambungan jepit yang

ditimbulkan dapat memindahkan momen – momen putaran yang besar

karena gesekan.

Gambar 2.79 Kopling Bumbungan Tekan Minyak Sumber: Sularso (2000:30)

2. Kopling Luwes (Fleksibel)

Kopling luwes atau fleksibel ini digunakan apabila kedudukan yang

baik antara kedua ujung poros satu sama lain tidak dapat diharapkan sehingga

kedua ujung poros itu disambungkan sedemikian rupa sehingga dapat

bergerak satu sama lain.

Dalam hal ini kita dapat mengenal tiga bentuk kefleksibelan yaitu

dalam arah aksial, radial, dan poros satu sama lain mengepit kedua sudut.

Kopling ini terdiri dari : kopling roda gigi, kopling universal.

a. Kopling Roda Gigi

Kopling roda gigi kedua poros dilengkapi dengan naf bergigi,

dimana sisi gigi dan puncak gigi sedikit banyak berbentuk bulatan. Gigi ini

merangkap didalam sistem gigi dalam sebuah longsongan yang cocok dan

menyambung kedua naf, lubang ulir dalam naf berfungsi untuk melepas

baut.

Kopling seperti pada gambar memperbolehkan kefleksibelan

sedikit arah aksial dan radial, disamping itu poros dapat membuat sudut


56

kecil satu dengan yang lain dan mampu memindahkan momen yang sangat

besar.

Gambar 2.80 Kopling Roda Gigi Sumber: Sularso (2000:30)

b. Kopling Universal

Kopling universal dipakai untuk menyambung dua poros yang

tidak terletak dalam sebuah garis lurus atau yang garis sumbunya saling

memotong

Gambar 2.81 Kopling Universal Sumber: Sularso (2000:30)

3. Kopling Elastis

Pada kopling ini elemennya terbuat dari karet buatan atau pegas baja

yang menyambung kedua bagian yang dipasang pada poros yang hendak

disambung.

Dengan kopling elastis dicoba untuk diperoleh:

a. Mengatasi timbulnya kejutan-kejutan pada saat pemindahan momen

putaran.

b. Peredam getaran torsi

c. Koreksi terhadap penyimpangan kecil pada letak poros.


57

d. Meredam getaran – getaran yang timbul dalam mesin beban.

e. Isolasi listrik untuk poros yang disambung.

Dari kontruksinya kebanyakan kopling – kopling elastis juga fleksibel

sehingga pergeseran memanjang, melintang dan posisi serong poros – poros

itu dalam keadaan terbatas juga memungkinkan dan dapat juga memberikan

putaran sudut kecil antara sambungan ujung – ujung poros. Kerugian yang

timbul adalah berupa panas, sehingga sifat – sifatnya berubah atau

elastisitasnya hilang.

Kopling ini terdiri dari kopling piringan karet, kopling piringan karet,

kopling cincin karet, kopling ban karet, kopling selongsong pena.

a. Kopling Piring Karet

Pada kopling ini momen dipindahkan lewat sebuah elemen yang

berbentuk bintang dari karet. Kedua perubahan kopling adalah identik dan

dilengkapi dengan cakar yang sesuai dalam rumpangan dalam ban

Gambar 2.82 Kopling Piring Karet Sumber: Sularso (2000:30)

b. Kopling Ban Karet

Kopling ini sebuah ban yang sangat elastis yang terdiri dari karet

dengan lapisan yang ditenun dan ditekan oleh dua buah cincin penekan

pada flens kedua paruhan kopling. Kopling ini dapat bekerja dengan baik

meskipun sumbu kedua poros yang dihubungkan tidak lurus dan dapat

meredam tumbukan dan gesekan yang terjadi pada transmisi. Di samping

itu pemasangan dan penukaran ban karet dapat dilakukan tampa banyak

kesulitan, jika daya elastisnya telah berkurang dan hubungan listrik antara

kedua poros dapat dicegah.


58

Gambar 2.83 Kopling Karet Ban Sumber: Sularso (2000:30)

c. Kopling Selongsong Pena

Kopling ini terdiri dari dua paruh yang identik dilengkapi dengan

pena penggerak dan lubang dalam jumlah yang sama. Dalam lubang ini

dipasang pena dengan selongsong untuk paruhan kopling yang lain.

Keuntungan kopling ini yaitu aman tembusan aliran, artinya bahwa tidak

memungkinkan aliran berjalan dari bagian kopling yang satu ke bagian

kopling yang lain.

Kopling ini juga memiliki keburukan yaitu tidak cocok dalam

lingkungan yang sangat panas. Prinsip kerja kopling ini yaitu mengambil

daya elastis pada perubahan bentuk elemen – elemen yang elastis dan

peredam terjadi oleh gesekan pada waktu terjadi perubahan bentuk.

Gambar 2.84 Kopling Selongsong Pena (Karet Bintang)Sumber: Sularso (2000:30)

2.7.2.2 Kopling Fluida

Kopling fluida yaitu kopling yang meneruskan dan memutuskan daya

melalui fluida sebagai zat perantara dan diantara kedua poros tidak terdapat


59

hubungan mekanis. Kopling ini sangat cocok untuk memindahkan putaran tinggi

dan daya yang besar. Keuntungan kopling ini yaitu getaran dari sisi penggerak

dan tumbukan dari sisi beban tidak saling diteruskan demikian juga pada saat

pembebanan lebih, penggerak mulanya tidak akan terkena momen yang

melebihi batas kemampuannya sehingga umur mesin menjadi lebih panjang.

Gambar 2.85 Kopling Fluida Sumber: Sularso (2000:44)

2.7.2.3 Kopling Tak Tetap

Kopling tak tetap adalah suatu elemen mesin yang dapat memutuskan

dan menghubungkan dari poros penggerak ke poros yang digerakkan dengan

putaran yang sama dalam meneruskan daya, serta dapat melepaskan kedua

hubungan poros tersebut pada keadaan diam maupun berputar.

Sifat – sifat kopling ini adalah :

Poros output relatif bergerak terhadap poros input

Pemutusan hubungan dapat terjadi pada saat kedua poros berputar maupun

tidak berputar.

Klasifikasi kopling ini adalah sebagai berikut : kopling cakar, kopling

plat, kopling kerucut, kopling friwil.

1. Kopling Cakar

Kopling ini digunakan untuk meneruskan momen yang kontak positif

atau tanpa ada gesekan sehingga tidak ada terjadi slip. Pada tiap bagian

kopling mempunyai cakar yang satu sama lain sesuai dan salah satu dari

separuh itu harus dapat disorongkan secara aksial.


60

Gambar 2.86 Kopling Cakar SpiralSumber: Sularso (2000:58)

2. Kopling Pelat

Kopling plat adalah kopling yang menggunakan satu plat atau lebih

yang dipasang diantara kedua poros serta membuat kontak dengan poros

tersebut sehingga terjadi penerusan daya melalui gesekan antara sesamanya.

Kontruksi kopling ini cukup sederhana dan dapat dihubung dan lepaskan

dalam keadaan berputar kopling plat ini dapat dibagi atas kopling plat

tunggal, dan kopling plat banyak.yatu berdasarkan banyaknya plat gesek yang

dipakai, kopling ini juga dibedakan atas kopling kering dan kopling basah,

serta atas dasar kerjanya yaitu : manual, hidrolik, numatik, dan

elektromagnetik.

Gambar 2.87 Kopling PelatSumber: Sularso (2000:62)

3. Kopling Kerucut

Kopling kerucut adalah suatu kopling gesek dengan kontruksi

sederhana dan mempunyai keuntungan dimana dengan gaya aksial yang kecil

dapat memindahkan momen yang besar.


61

Gambar 2.88 Kopling KerucutSumber: Sularso (2000:73)

4. Kopling Friwel

Kopling ini adalah kopling yang dapat lepas dengan sendirinya, bila

poros penggerak berputar lebih lambat atau dalam arah berlawanan dari poros

yang digerakkan.

Gambar 2.89 Kopling Friwel Sumber: Sularso (2000:76)

2.7.3 Komponen Utama Kopling

a. Roda Penerus

Selain sebagai penstabil putaran motor,roda penerus juga berfungsi

sebagai dudukan hampir seluruh komponen kopling.

b. Pelat Kopling

Kopling berbentuk bulat dan tipis terbuat dari plat baja berkualitaas

tinggi. Kedua sisi plat kopling dilapisi dengan bahan yang memiliki koefesien

gesek tinggi. Bahan gesek ini disatukan dengan plat kopling dengan

menggunakan keling (rivet)

c. Pelat Tekan

Pelat tekan kopling terbuat dari besi tuang.pelat tekan berbentuk bulat

dan diameternya hampir sama dengan diameter plat kopling. salah satu sisinya


62

(sisi yang berhubungan dengan plat kopling) dibuat halus, sisi ini akan menekan

plat kopling dan roda penerus, sisi lainnya mempunyai bentuk yang disesuaikan

dengan kebutuhan penempatan komponen kopling lainnya.

d. Unit Plat Penekan

Sebagai satu kesatuan dengan plat penekan, pelat penekan dilengkapi

dengan sejumlah pegas spiral atau pegas diaphragma. tutup dan tuas penekan.

Pegas digunakan untuk memberikan tekanan terhadap pelat tekan, pelat kopling

dan roda penerus. jumlah pegas (kekuatan tekan) disesuikan dengan besar daya

yang harus dipindahkan

e. Mekanisme Penggerak

Komponen penting lainnya pada kopling ialah mekanisme pemutusan

hubungan (tuas tekan). mekanisme ini di lengkapi dengan bantalan bola,

bantalan bola diikat pada bantalan luncur yang akan bergerak maju/mundur pada

sambungan. Bantalan bola yang dilengkapi dengan permukaan tekan akan

mendorong tuas tekan

f. Rumah Kopling

Rumah kopling terbuat dari besi tuang atau aluminium. rumah kopling

menutupi seluruh unit kopling dan mekanisme penggerak. rumah kopling

umumnya mempunyai daerah terbuka yang berfungsi sebagai saluran sirkulasi

udara.


63

BAB IIIMETODE PERANCANGAN

3.1 Metode Perancangan

Dalam mendesain sebuah komponen mesin, tidak ada aturan yang jelas.

Permasalahan dapat dicoba dengan beberapa cara. Tetapi prosedur umum yang dapat

digunakan untuk memecahkan permasalahan dapat mengikuti beberapa menurut

“General Procedure in Machine Design” yaitu :

1. Recognition of need (kebutuhan)

Pertama-tama, membuat pernyataan lengkap dari masalah, menunjukkan

kebutuhan, tujuan atau tujuan yang mesin harus dirancang

2. Mekanisme (mechanism)

Pilih mekanisme yang mungkin atau kelompok mekanisme yang akan memberikan

gerakanyang diinginkan.

3. Analisa gaya (Analysis of force)

Cari gaya yang bekerja pada setiap anggota mesin dan energi ditransmisikan oleh

masing-masing anggota.

4. Pemilihan bahan (Material selection)

Pilih bahan yang paling cocok untuk masing-masing anggota dari mesin.

5. Desain komponen (Design of elements)

Cari ukuran masing-masing anggota dari mesin dengan mempertimbangkan gaya

yang bekerja pada anggota dan tekanan yang diperbolehkan untuk material yang

digunakan. Perlu diingat bahwa setiap anggota tidak boleh membelokkan atau

merusak daripada batasyang diperbolehkan.

6. Modifikasi (modification)

Mengubah ukuran anggota yang setuju dengan pengalaman masa lalu dan penilaian

untuk memfasilitasi pembuatan. Modifikasi juga mungkin diperlukan dengan

pertimbangan manufaktur untuk mengurangi biaya keseluruhan.

7. Gambar mesin (Detailed drawing)

Menggambar gambar rinci dari setiap komponen dan perakitan mesin dengan

spesifikasi lengkap untuk proses manufaktur yang disarankan.

8. Produksi (Production).

Komponen, sesuaigambar, diproduksi di bengkel.


64

3.2 Spesifikasi Transmisi

Gambar 3.1 : Bentuk susunan transmisi sand mollenSumber : Dokumentasi pribadi

Tabel 3.1 Elemen Transmisi sand mollen

No

Elemen Transmisi Jumlah

1 Pasak 42 Gear 13 poros 24 Bevel gear 15 Bearing 46 Pulley 27 Belt 18 Pinion 19 Motor 1

Mesin sand mollen yang di desain memiliki spesifikasi sebagai berikut :

1. Beban maksimum yang direncanakan pada proses penggilingan sebesar diabaikan.

2. Besar putaran poros akhir sebesar 14 rpm.

3. Besar putaran motor yang digunakan sand mollen sebesar 1750 rpm dengan daya 2

hp.

4. Jarak antara poros motor dengan poros transmisi tidak boleh lebih dari 15 inci.

Jenis transmisi yang digunakan pada desain mesin sand mollen yaitu transmisi

roda gigi dan sabuk. Transmisi roda gigi dipilih karena dapat memindahkan atau

mentransmisikan daya yang lebih besar dan lebih tepat, keberadaan gigi dan gesekan.


Pasak

Gear

Pulley 2

Belt

MotorBevel gear

Pulley 1

Bearing

PinionPoros II

65

yang kecil/minim dapat mencegah slip, sedangkan transmisi sabuk ini dipilih karena

beban yang tidak besar pada sand mollen dan tidak memerlukan kopling pada sistem

transmisinya.

3.3 Langkah – langkah Perancangan

1. Observasi gaya sand mollen, gaya tangensial untuk sand mollen dan putaran efektif

poros sand mollen.

2. Menentukan diameter sand mollen.

3. Menghitung torsi untuk sand mollen.

4. Menghitung daya untuk sand mollen.

5. Mencari motor yang sesuai dengan daya untuk sand mollen.

6. Mendapatkan daya yang ditransmisikan.

7. Menetukan jenis transmisi yang digunakan.

8. Menentukan elemen – elemen pada transmisi.

9. Menghitung elemen – elemen pada transmisi berdasarkan tenaga motor.

10. Mendapatkan dimensi dan bahan dari elemen – elemen pada transmisi.

3.3 Langkah-Langkah Perancangan


66

Diagram alir perancangan transmisi Kincir Air

Diagram alir perancangan transmisi Chain dan Sprocket


Perancangan pasak

Data spesifikasi dan desain transmisi

Perancangan bearing

Perancangan poros

Perancangan spur gear

Perancangan chain dan sprocket

Diketahui : 120 rpm input, daya 0,7 HP

Mulai

Selesai

67


A

Menghitung Safety Factor

Menghitung beban transmisi

Menghitung kecepatan pitch line

Menghitung diameter sprocket besar

Menghitung diameter sprocket kecil

Menentukan lebar minimum roller dan Breaking load

Menentukan diameter roller

Menghitung kekuatan desain

Memilih Jumlah gigi pada sprocket

Menghitung Velocity Ratio

Diketahui n1= 120 rpm, n2 513

rpm ,p = 0,7 HP

Mulai

A

VR=n 2n 1

Tabel 4.1(Terlampir)

Tabel 4.12 (Terlampir)



D 1=P cosec( 180T 1 )

Vt=π x D 1 xn 160

D 2=P cosec( 180T 2 )

W = PVt

SF=WBW

68

Diagram alir perancangan Spur gear


Menghitung Jarak antar pusat

Koreksi jarak antar pusat

Selesai

Data spesifikasi dan desain belt dan pulley

CD'=40 x P

CD = CD’ - 3

Menghitung jumlah mata rantai K=T 1+T 2

2+

2(CD)P

+[T 2−T 12 ]

2

xPx

Menghitung panjang rantai L = K x Pitch

69


B

Bending geometry factor

Gambar 4.1 (Terlampir)

NP = Pd.modul

VR=nP

nG

VR= NGN P

NG = Np (VR)

nG = np (Np/NG)

C = (Np+NG)

2 Pd

Untuk pinion = DP= N P

Pd

Untuk Gear = DG

= N G

PdTabel 4.3 (Terlampir)

Mulai

Diketahui p = 0,7HP, n1= 513 rpm ,n2 = 2052

Menentukan diametral pitch awal

Menentukan jumlah gigi pada pinion kecil

Menghitung nominal velocity ratio

Menghitung perkiraan jumlah gigi Gear

Menghitung rasio kecepatan aktual

Menghitung kecepatan output aktual

Menghitung diameter pitch, jarak antar pusat

Menghitung lebar gear dan pinion

Menentukan quality number

B

70

TUGAS BESAR ELEMEN MESIN SEMESTER GANJIL 2015/2016Menghitung contact stress untuk pinion dan

roda gigi besar

C

Gambar 4.2 (terlampir)

F/dp


Face Width= 12/Pd

SF = 1,0

Gambar 4.4 dan 4.6 (Terlampir)

Tabel 4.5 ( Terlampir)

Stap = Stp KR(SF )

YNp

StaG = StG KR(SF )

YNp

sc=Cp

√ W t .K O .K s . K M . KV

F . Dp . I

71

Diagram alir perancangan Poros I


Tabel 4.8 (Terlampir )

SacP = ScP

KR SF

ZNP

SacG = ScG

K R SF

Z NG .CH

72

Diagram alir perancangan Poros II


Torsi = 60 P2 π n

FB = TD2

D=3√ 32 x N

π √( Kt x MmaxS ' n )

2

+ 34 ( T

Sy )2

DiketahuiD sprocket = 0,287 m

N sprocket= 120 rpm p = 0,7 Hp

Menghitung Torsi

Menghitung gaya pada sprocket

Menghitung dan membuat diagram bidang geser dan momen

Menghitung Diameter poros

Mulai

Data spesifikasi dan desain poros

Selesai

73

…

Diagram alir perancangan Pasak I


Selesai

Data spesifikasi dan desain poros

Mulai

Menghitung diameter poros

Menghitung dan membuat diagram bidang geser dan bidang momen

Menghitung gaya pada gear bevel

Menghitung gaya pada gear

Menghitung torsi

DiketahuiD Gear = 0,127 m

N pulley = 513 rpmP = 0,7 HP

Torsi = 60 P2 πn

Ft3 = T .2

Dgear

Ft4 = T .2

Dgear bevel

D =

3√ 32 x Nπ √( Kt x Mmax

S ' n )2

+ 34 ( T

Sy )2

74

Diagram alir perancangan Pasak II


Diketahui :D poros = 1,06 in

N = 2T gear = 367,5 lb.in

Menghitung standart key dimension

Menentukan bahan pasak

Menghitung tegangan geser maksimum

Menentukan panjang pasak minimum

Data spesifikasi dan desain pasak

Selesai

Mulai

Mulai

Y = D−√ D2−W 2

2 ,S=

D−H √D 2−W 2

2

AISI 1020 HR Steel

Td= 0,5.30 .103

2

L= 2. T

Td . D .W

Menentukan lebar dan tinggi pasak Tabel 4.7 (terlampir)

75

Diagram alir perancangan Bearing


Diketahui :D poros = 0,905 inch

N = 2T gear = 367,5 lb.in

Menghitung standart key dimension

Menentukan bahan pasak

Menghitung tegangan geser maksimum

Menentukan panjang pasak minimum

Data spesifikasi dan desain pasak

Selesai

Mulai

Menentukan bearing number yang tertera pada tabel

AISI 1020 HR Steel

Td= 0,5.30 .103

2

L = 2. T

Td . D .W

Y = D−√ D2−W 2

2 ,S=

D−H √D 2−W 2

2

Menentukan lebar dan tinggi pasakTabel 4.7 (terlampir)

76


C = 350 x¿ C =

PdFlFN


Laporan Kelompok Bab 1 Dan 2

Documents

Transcript of Laporan Kelompok Bab 1 Dan 2