Muzammil Daud Ismail d21108854

download Muzammil Daud Ismail d21108854

If you can't read please download the document

  • date post

    30-Dec-2015
  • Category

    Documents

  • view

    36
  • download

    4

Embed Size (px)

Transcript of Muzammil Daud Ismail d21108854

BAB I

TUGAS ELEMEN MESIN II

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Perencanaan suatu elemen mesin yang akurat memegang peranan penting terhadap prestasi karya suatu mesin. Karena dengan perencanaan tersebut dapat dirumuskan karakteristik dari elemen mesin tersebut seperti daya yang ditransmisikan, putaran mesin, momen puntir, momen gesek, lama pemakaian dan sebagainya. Agar suatu elemen mesin dapat bekerja secara optimal, maka karakteristik tersebut perlu diperhatikan dalam perencanaan.

Bertitik tolak dari asumsi tersebut, seorang calon engineer perlu memiliki pengetahuan dan wawasan mengenai disain suatu elemen mesin agar nantinya pada saat telah berkecimpung dalam dunia industri khususnya industri produk spare parts dapat merencanakan suatu produk yang memiliki keunggulan tersendiri. Oleh karena itu dalam kurikulum Jurusan Mesin disajikan mata kuliah disain perencanaan yaitu Tugas Elemen Mesin, khususnya yang akan direncanakan dalam tugas ini adalah perencanaan kopling.

Tugas perencanaan kopling ini pada mobil bermesin diesel dan saya mengambil contoh pada mobil truk kecil Toyota Dyna tipe 110 ST. Kopling yang terdapat pada mobil ini adalah termasuk kopling tak tetap jenis kopling plat.

1.2 Tujuan Perencanaan

Perencanaan suatu elemen mesin haruslah benar-benar teliti dan cermat, maka khusus dalam perencanaan kopling ini terdapat beberapa tujuan yang hendak dicapai agar kopling yang direncanakan sesuai dengan kebutuhan. Adapun tujuan tersebut antara lain : Mendapatkan kekuatan kopling yang baik dengan dasar bahwa faktor keamanan yang dimilikinya adalah optimal yang ditunjang dengan pemilihan beban yang sesuai.

Mendapatkan kopling yang kuat tetapi ekonomis. Dapat memperkirakan umur kopling yang direncanakan.

Memiliki efesiensi kerja yang tinggi.

1.3 Batasan Masalah

Pada tugas elemen mesin ini akan direncanakan sebuah kopling gesek tidak tetap dari Toyota Dyna tipe 110 ST dengan bahan bakar solar. Adapun data sebagai berikut :

a. Daya maksimum

= 110 PS

b. Putaran maksimum

= 2800 rpmc. Transmisi = Manual 5 Kecepatan/ 5 Speed Manual

BAB II

TEORI DASAR

2.1 Pengertian Kopling

Kopling merupakan suatu bagian dari mesin yang berfungsi sebagai sambungan poros dengan elemen mesin yang lain dengan terus menerus atau kadang-kadang harus ikut berputar dengan poros tersebut.

Sehubungan dengan tujuannya, terdapat bermacam-macam prinsip kopling tersebut antara lain:

a. Kalau harus dibuat suatu sambungan mati, dipergunakan sambungan lekat.

b. Kalau kopling harus memperbolehkan gerakan poros yang satu terhadap poros yang lain dalam arah memanjang sebagai akibat perubahan temperatur, dalam arah radial sebagai akibat ketidaktelitian ketika memasang maka dipasang kopling yang dapat bergerak atau fleksibel.

c. Suatu sambungan yang mengurangi tumbukan lewat akumulasi kerja dan lewat pengubahan kerja menjadi kalor dan yang banyak atau sedikit meredam getaran, dinamakan kopling elastis.

d. Apabila sambungan dapat dibuat bekerja hanya kalau sedang berhenti tetapi dapat dilepaskan selama bekerja, maka kita sedang berhadapan dengan kopling yang dapat dilepaskan misalnya pada kopling cakar.

e. Apabila sambungan sembarang waktu selama sedang bergerak harus dapat dihubungkan dan dilepaskan maka dipergunakan kopling ynag dapat dihubungkan misalnya kopling gesek, kopling hidrolik atau kopling induksi elektromagnetik.

f. Untuk pekerjaan berat atau pekerjaan peka, dipergunakan kopling aman untuk menghindari tumbukan dalam bagian yang peka dipergunakan perkakas yang digerakkan atau beban yang terlampau besar dalam mesin penggerak, motor dan sebagainya. Untuk itu dipergunakan koling stater.

Adapun hal-hal yang perlu diperhatikan dalam merencanakan sebuah kopling adalah sebagai berikut:

Kopling harus ringan, sederhana dan semurah mungkin dan mempunyai garis tengah sekecil mungkin.

Garis poros yang hendak disambung harus berderet dengan tepat terutama apabila kopling tidak fleksibel atau elastis.

Titik berat kopling harus terletak pada sumbu poros, tambahan pula kopling harus disetimbangkan secara dinamik, kalau tidak telah disetimbangkan).

Bagian menonjol harus dicegah atau ditutupi sedemikian rupa sehingga tidak menimbulkan bahaya.

2.2 Klasifikasi Kopling

Secara umum kopling dapat dibedakan atas 2 macam, yaitu :

1. Kopling tetap

Kopling tetap yaitu elemen mesin yang berfungsi sebagai penerus putaran dan daya poros penggerak ke poros yang digerakkan secara pasti (tanpa terjadi slip), dimana sumbu poros penggerak tersebut terletak pada satu garis yang lurus. Yang termasuk dalam kopling tetap adalah:

a. Kopling kaku

Kopling ini dipergunakan bila kedua poros harus dihubungkan dengan sumbu segaris. Kopling ini dipakai pada mesin dan poros transmisi umumnya di pabrik-pabrik. Kopling ini terbagi atas:

Kopling box atau kotak digunakan apabila dua buah poros dan transmisi harus dihubungkan dengan sebuah garis. Kopling ini dipakai pada poros transmisi.

Kopling flens kaku terdiri dari naf dengan flens yang terbuat dari besi cor atau baja cor dan dipasang pada ujung poros yang diberi pasak serta diikat dengan flensnya. Dalam beberapa hal, naf pada poros dengan sumbunya dipress atau dibaut.

Kopling flens tempa.b. Kopling luwes, kopling ini terbagi atas:

Kopling flens lurus

Kopling karet ban

Kopling karet bintang

Kopling rantai

Kopling gigi

c. Kopling universal, kopling ini terbagi atas:

Kopling universal hook

Kopling universal

2. Kopling tak tetap

Kopling ini terbagi atas :

a. Kopling cakar

Kopling ini berfungsi untuk meneruskan momen dengan kontak positif (tidak dengan perantaraan gesekan) sehingga tidak terjadi slip. Ada dua bentuk kopling cakar yaitu:

Kopling cakar persegi

Kopling cakar spiral

b. Kopling Plat

Kopling ini disusun berdasarkan :

Berdasarkan banyaknya plat yaitu kopling plat tunggal dan kopling plat banyak. Berdasarkan ada tidaknya pelumas yang digunakan yaitu basah dan kering.

Berdasarkan pelayanannya yaitu kopling manual, hidrolik, numatik dan elektromagnetik.

c. Kopling kerucut

d. Kopling friwill

e. Kopling gesek ( dutch )

BAB III

PERENCANAAN KOPLING

Perencanaan kopling dari mobil truk Toyota Dyna dengan data sebagai berikut :

a. Daya maksimum = 110 PS

b. Putaran poros = 1800 rpm

c. Torsi maksimum= 29 kgm/1800 rpm

d. Bahan untuk poros= ST 60

e. Jenis kopling adalah kopling gesek dengan satu plat gesek

f. Bahan plat gesek adalah asbestos yang dipres (direncanakan) dan beroperasi kering.(Temperatur maksimum, = 250 C ).A. Perhitungan Poros

1. Momen puntir pada poros (Mp)

di mana : N= Daya

= 110 PS

n= Banyaknya putaran

= 1800 rpm

2. Momen puntir yang direncanakan (Mpd)

Mpd= ( x Mp..(2)

Di mana : (= faktor kelebihan beban

= 1 ( 6

= 1 (direncanakan)

Mpd= 1 x 4376, 78 Kgcm

= 4376, 78 Kgcm3. Momen gesek yang direncanakan (Mfr)

Mfr= ( x Mpd .. (3)

Di mana : (= faktor penyambungan

= 1,2 ( 1,5

= 1,5 (direncanakan)

Mfr= 1,5 x 4376,78

= 6565, 17 kgcm

Bahan poros yang digunakan dalam perencanaan ini adalah St. 60. Ini berarti tegangan tariknya adalah :

( = 6000 kg/cm1. Besarnya tegangan tarik yang diizinkan ()

di mana : S= faktor keamanan

= 5 ( 8

= 8 (direncanakan)

2. Besarnya tegangan geser yang diizinkan ()

3. Diameter poros ()

= 4, 5 cm (normalisasi)

B. Perhitungan ukuran kopling / plat gesek

Berdasarkan data-data yang dikemukakan di atas (untuk desain poros), dari V. Dobrovolsky halaman 503 diperoleh data-data sebagai berikut :

= 0,3 (koefisien gesek)

p= 2 ( 3 kg/cm (tekanan)

= 2 kg/cm (direncanakan)

= (150 ( 250) C (temperatur operasi)

Dari V. Dobrovolsky halaman 513 diketahui :

di mana :

= jari-jari dalam bidang gesek

= jari-jari luar bidang gesek

= jari-jari rata-rata permukaan plat gesek

= 0,5 ( + )

b= lebar disk

Tabel 67 (V. Dobrovolsky), Friction material in wide use

Material of friction surfaceOperation ConditionCoeficient of FrictionUnit Pressure (kg/cm2)Maximum Operation Temperatur (oC)

Presed AsbestosDry0,32 ( 3150 ( 250

Jadi :

= .(7)

=

= 20, 58 cm

Dari perbandingan:

b/

= 0,2

b = 0,2 x 20, 58

= 4, 12 cm

/

= 0,8

= 0,8

= 0,5 (+ 0,8 )

= 0,9

= 20,58/0,9

= 22, 87 cm

= 0,8

= 0,8 x 22, 87

= 18, 3 cm

Jadi :

= 2 x

= 2 x 22, 87

= 45, 74 cm

= 2 x

= 2 x 18, 3

= 36, 6 cm

= 2 x

= 2 x 20, 58

= 41, 16 cm

C. Perencanaan Spline

Spline merupakan pasak yang dibuat menyatu dengan poros sesuai dengan lubang alur pasaknya pada naf. Spline poros berfungsi sebagai key antara poros dan naf ,sehingga momen puntir dari cakra dipindahkan dari alur spline yang mengakibatkan poros tersebut berputar bersama-sama cakra.

Direncanakan jumlah spline 10 buah.

Dari tabel 10, Hand Book Kent formula untuk proporsi seplain :

No. of Sepl