Pegas Heliks

Isi Kuliah

• Fungsi Pegas dan Jenis2 Pegas

• Perhitungan kekuatan pegas

• Perancangan pegas

Elemen Mesin 1, Kuliah 6

Fungsi Pegas

• Pegas mekanik digunakan dalam mesin untuk

memberikan gaya dan fleksibilitas serta untuk

menyerap energi

• Pegas bisa berupa pegas kawat, pegas lurus

atau pegas dengan bentuk khusus lainnya

• Pegas kawat mencakup pegas heliks

berbentuk bundar atau persegi dan dibuat

untuk menahan beban tarik, tekan dan torsi

Elemen Mesin 1, Kuliah 6

Beban dan tegangan pada pegas heliks

Elemen Mesin 1, Kuliah 6

Gaya tekan aksial pada

pegas heliks

DBB pegas heliks yg

mengalami beban tekan

����� = ±�

+

�

� =��

2, =

�

2, =

���

32

=���

4

� =8��

��� +4�

���

Tegangan geser di sisi dalam kawat pegas

Beban dan tegangan pada pegas heliks

Elemen Mesin 1, Kuliah 6

� =�

�

� =8��

��� 1 +0.5

�

Ks : faktor pengali tegangan geser

C : indeks pegas

�� = 1 +0.5

�

� = ��8��

���

Tegangan geser akibat torsi Tegangan geser langsung

Resultan kedua tegangan geser

SM1

Slide 5

SM1 Safarudin, Mochamad, 2/11/2019

Efek kurvatur pegas thd tegangan geser

Elemen Mesin 1, Kuliah 6

� = ��8��

���

KW : Wahl factor

KB : Bergstrasser factor

KB digunakan karena yg paling tinggi

(untuk keamanan pegas)

Defleksi pada pegas heliks

Elemen Mesin 1, Kuliah 6

Subtitusi

Dengan menggunakan metode energi regangan, untuk torsi, energi regangan:

U =��!

2"

� =��

2, ! = ��# �%& = ���

32'

U =4����#

��"

y =)*

)�=

8���#

��"Defleksi pegas

k =��"

8��#k =�

,karena Maka konstanta pegas

Pegangan Pegas

Elemen Mesin 1, Kuliah 6

Material pegas

Elemen Mesin 1, Kuliah 6

Material Spesifikasi yg sama Keterangan

Music wire, 0.80C dan 0.95C UNS G10850

AISI 1085

ASTM A228-51

Material terbaik, tertangguh dan yg paling banyak

digunakan untuk pegas2 kecil. Tegangan tarik

tertinggi dan dpt menahan tegangan lebih tinggi

serta beban berulang. Tersedia untuk diameter

0.12mm hingga 3mm. Jangan digunakan untuk

temp di atas 120oC dan temperatur di bawah nol

oil-tempered wire, 0.6-0.7C UNS G10650

AISI 1065

ASTM A229-41

Material baja yg lebih ekonomis dan tersedia

untuk ukuran yg lebih besar dari yg ada untuk

music wire. Tidak untuk beban kejut dan impact.

Tersedia untuk diameter 3 hingga 12mm atau

lebih. Tidak dapat digunakan untuk temperatur

lebih dari 180oC

Hard-drawn wire, 6.60-0.70C UNS G10660

AISI 1066

ASTM A227-47

Material termurah untuk baja pegas yg digunakan

jika umur, akurasi dan defleksi tidak begitu

penting. Tersedia untuk ukuran 0.8 hingga 12mm.

Tidak untuk digunakan pada temp diatas 120oC

Chrome-vanadium UNS G61500

AISI 6150

ASTM A231-41

Paling populer untuk kondisi tegangan yg lebih

tinggi dari yg dpt ditahan oleh baja pegas.

Digunakan jika memerlukan ketahanan lelah dan

endurance time yg lama. Baik untuk beban kejut

dan impact. Sering digunakan untuk pegas katup

mesin pesawat terbang dan temperatur hingga

220oC. Tersedia dari ukuran 0.8 hingga 12 mm

diameter (dianil dan tempered)

Chrome-silicon UNS G92540

AISI 9254

Paduan untuk pegas tegangan tinggi yg

memerlukan umur panjjang dan beban kejut.

Kekerasan Rockwell C50 dan C53 biasanya

digunakan dan hingga temp 250oC. Tersedia

untuk ukuran 0.8 hingga 12 mm.

Material pegas

Elemen Mesin 1, Kuliah 6

Pegas dibuat dengan kerja panas dan kerja dingin tergantung pada ukuran

material, indeks pegas dan sifat yg diinginkan

Secara umum, kawat yg dikeraskan jika D/d <4. Melilit suatu pegas akan

menyebabkan tegangan sisa lentur.

Plot untuk kekuatan tarik vs diameter kawat pegas mendekati garis lurus

(dalam skala log-log) sehingga bisa dituliskan sbg

Di mana A adalah intercept di di sumbu kekuatan tarik dan m adalah slope

Walaupun kekuatan luluh torsi yg diperlukan dalam perancangan pegas heliks

pengujian material biasanya dilakukan hanya untuk beban tarik sehingga

-. = 0.75-01

Material pegas

Konstanta A dan m dari pers Sut=A/dm untuk memperkirakan kekuatan tarik

minimum dari kawat pegas yg umum

Elemen Mesin 1, Kuliah 6

Contoh

Elemen Mesin 1, Kuliah 6

D=10mm, d=1.80mm,N=122 lilitan aktif

Jarak antar ujung kait pegas 244mm, rm=5mm (gambar a), rm=2.5mm (gb b)

Preload=25N, pegas kawat hard-drawn, dicat

Spesifikasi berikut ini diambil dari pegas tarik di mesin cuci bekas

a. Perkirakan kekuatan luluh tarik dan torsi dari kawat pegas

b. Hitung tegangan akibat torsi awal pada kawat

c. Hitung konstanta torsi

d. Berapa gaya yang diperlukan untuk menyebabkan pegas mengalami

tegangan yg mencapai kekuatan luluh?