BAB I PENDAHULUAN 1.1.Latar belakang Waktu berjalan dengan cepat, ilmu juga semakin berkembang sesuai perkembangan zaman. Penemuan mesin dalam berbagai bidang semakin maju. Kita bisa lihat disekitar kita misalnya dalam bidang pertanian, penggunaan mesin dari mulai penanaman sampai ke pengolahan hasil pertanian, menggunakan alat-alat dan mesin yang cukup canggih, dan bukan itu saja hampir di semua kehidupan manusia pada zaman sekarang ini tidak terlepas dari mesin. Mesin-mesin tersebut tentunya akan mempermudah dalam proses pekerjaan. Kesuiksesan mesin-mesin tersebut tidak terlepas dari perencanaan mesin yang begitu teliti sehingga menghasilkan komponen-komponen elemen mesin yang bagus dan memiliki keutamaan. Dalam merencanakan elemen mesin perlu diperhatikan ketelitian yang tinggi sehingga menghasilkan elemen-elemen mesin yang padu. Maka dalam makalah ini akan dibahas tentang perencanaan beberapa elemen mesin yang biasa dipakai dalam konstruksi PLTA. 1.2.Tujuan Dalam perencanaan elemen mesin ini, ada beberapa tujuan yang diharapkan bias tercapai diantaranya. a. Sebagai realisasi dan ketuntasan mata kuliah perencanaan elemen mesin pada semester delapan b. Dapat merencanakan elemen-elemen mesin standart c. Dapat mengetahui data-data hasil akhir perencanaan elemen mesin standar 1.3.Masalah Permasalahan yang penulis temukan dalam perencanaan elemen mesin ini yaitu bagaimana menentukan dimensi-dimensi yang pas sehingga dalam perencanaan lanjut tidak terjadi kegagalan. 1.4.Batasan masalah Perencanaan elemen mesin memiliki ruang lingkup yang cukup luas sehingga ketika dibahas akan membutuhkan waktu dan pengetahuan yang luas pula. Maka dari itu penulis dalam hal ini akan membatasi permasalahan yang akan dibahas di perencanaan ini yaitu hanya merencanakan elemen-elemen mesin standar saja.

1

BAB II DASAR TEORI 2.1. Poros dan Pasak Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting seteiap mesin. Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Peranan utama transmisi seperti itu dipegang oleh poros. 2.1.1. Macam-macam poros a. Poros transmisi Poros ini mendapatkan beban puntir dan lentur. Daya ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling, roda gigi,puli, sabuk rantai dan yang lainnya. b. Poros spindle Poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin pekakas, dimana beban utamanya yaitu berupa beban puntiran, disebut spindle. Syarat yang harus dipebuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil. c. Poros luwes Poros yang berfungsi untuk memindahkan daya dari dua mekanisme, dimana perputaran poros membentuk sudut dengan poros lainnya. Daya yang dipindahkan kecil. d. Poros gandar (Axle) Poros ini dipasang di antara roda-roda keret a api, dimana tidak mendapatkan beban punter. Dan tidak berputar poros ini hanya mendapatkan beban lentur, kecuali digerakan oleh penggerak mula dimana akan mengalami beban punir juga. e. Poros (shaft) Poros yang ikut berputar untuk memindahkan daya dari mesin ke mekanisme yang digerakkan. Poros ini mendapatkan beban punter dan beban lentur. 2.1.2. Hal-hal penting dalam perencanaan poros Untuk merencanakan poros hal-hal sebagai berikut perlu diperhatikan : a. Kekuatan poros Suatu poros transmisi dapat mengalami beban punter atau lentur atau gabungan antara puntir dan lentur seperti telah diutarakan di atas. Juaga ada poros yang mendapat beban tarik atau tekan seperti poros roling-baling kapal atau turbin dan lain sebagainya. 2

b. Kekakuan poros Poros mempunyai kekuatan poros yang cukup tetapi jika lenturan atau defleksi puntirnya terlalu besar akan mengakibatkan ketidak telitian( pada mesin perkakas) atau getaran dan suara (misalnya pada turbin dan gear box) c. Putaran kritis Bila putaran mesin di naikan maka suatu harga putaran tertentu dapat terjadi getaran yang luarbiasa besarnya. d. Korosi Bahan-bahan tahan korosi (termasuk plastic) harus dipilih untuk poros propeller dan pompa bila terjadi kontak dengan benda korosif. Demikian juga untuk poros-poros yang terancam kaviatasi, dan poros-poros mesin yang berhenti lama. Sampai batas-batas tertentu dapat pula dilakukan perlindungan terhadap korosi. e. Bahan poros Poros untuk mesin umum biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik dingin dan difinis, baja karbon konstruksi (disebut bahan S-C) yang dihasilkan dari ingot atau kill. Meski pun demikian, bahan ini kelurusannya kurang tetap dan dapat mengalami deformasi karena tegangan sisa dalm terasnya. Poros-poros yang dipakai untuk meneruskan putaran tinggi dan beban berat umumnya dibuat mengunakan baja paduan dengan pengerasan kulit yang sangat tahan terhadap keausan. Beberapa diantaranya dalah baja khrom nikel, baja khrom nikel molibden, baja khrom.

Table 2.1 baja karbon untuk konstruksi mesin dan baja batang yang difinis dingin untuk poros.

Standar macam Baja

dan lambang

Perlakuan panas

Kekuatan tarik keterangan (Kg/mm2) 48 52 55 58 62 66

karbon S30C S35C

penormalan

konstruksi

mesin (JIS G S40C 4501) S45C S50C S55C

3

Bajang yang dingin

baja S35C-D difinis S45C-D S55C-D

53 60 72

Ditarik dengan digerinda, dibubut, gabungan antara tersebut hal-hal atau

Table 2.2 baja paduan untuk poros Standar acam Baja khrom nikel SNC 2 (JIS G4102) SNC3 SNC21 SNC22 Baja khrom nikel SNCM 1 molibden (JIS G SNCM 2 4103) SNCM 7 SNCM 8 SNCM22 SNCM23 SNCM25 Baja khrom (JIS SCr 1 G4104) SCr 2 SCr 5 SCr 21 SCr 22 Baja khrom SCM 2 Pengerasan kulit pengerasan kulit Pengeras kulit Pengerasan kulit dan m lambang Perlakuan panas Kekuatan (Kg/mm2) 95 95 80 100 85 95 100 105 90 100 120 90 95 100 80 85 85 95 100 105 85 95 100 4 tarik

molibden (JIS G SCM 3 4105) SCM 4 SCM 5 SCM21 SCM22 SCM23

2.1.3. Perencanaan pasak (Spie) Pasak adalah elemen dari mesin yang digunakan untuk menyambung, dan untuk menjaga hubungan putaran relative antara poros dari mesin dengan elemen seperti roda gigi, puli, sprocket, dan roda gila (ply weel) dan sebgainya, dan yang diambungkan dengan poros elemen tersebut. Fungsi pasak: Sebagai penyalur putaran dari poros lubang atau sebaliknya Pengaman hubungan poros dengan elemen transmisi putar Sebagai dudukan pengarah pada konstruksi gerakan

Berdasarkan bentuknya pasak dapat dibedakan menjadi : Pasak sejajar Pasak ini kira-kira seperempat diameter poros, pada pemasangannya hamper 2/3 bagian terbenam pada poros. Pasak miring Kemiringan pada poros adalah satu persen. Penggunaan pada ikatan yang menginginkan hubungan sesak antara poros dengan lubang. Pasak woodruff (pasak benam cakra) Pasak jenis ini tidak mudah lepas Karen bagian yang terbenam lebih banyak Pasak kepala Pasak kepala juga merupakan pasak 4 persegi, panjang yang dilengkawi dengan kepala yang berfungsi untuk melepas dan memasang pasak, ukuran pasak ini tergantung pada poros.

Gambar 2.1 macam-macam pasak 5

Table 2.3 ukuran pasak dan alurnya (Sularso, hal 10)

a. Gaya tangentsial yang terjadi pada poros Besarnya gaya tangensial yang terjadi pada poros akibat adanya alur pasak adalah sebagai berikut :( )

Kg..(Sularso, 5 hal 25)

Dimana : F = gaya tangensial (Kg) T = momen puntir (Kg.mm) Ds = diameter poros (mm) b. Ukuran pasak Dari hasil perhittungan hasil poros maka bersasarkan table 2 dapat ditentukan parameter ukuran-ukuran pasak sebagai baerikut : Lebar pasak Tinggi pasak Kedalam alur pasak pada poros Keedalaman alur pasak pada naf Panjang pasak =b =h = t1 = t2 =L

c. Pemeriksaan pasak

6

Un tuk menghindari kerusakan pada permukaan samping pasak, karena tekanan bidang maka diperlukan faktor keamanan, yaitu dengan menentukan : faktor kelelahan bahan dan faktor konsentrasi tegangan, sehingga tegangan geser yang diizinkan dapat dihitung dengan memasukan faktor-faktor tersebut

Untuk menjaga kekuatan pasak, perlu diperiksa hasil perhitungan tersebut dengan perbandingan harga patokan yaitu : Lebar pasak sebaiknya antara 25-35 % dari diameter poros Panjang pasak sebaiknya lebih besar dari 0.75 dan tidak lebih dari 1.5 x diameter poros (Sularso, hal 27)

2.1.4. Perencanaan poros 2.1.4.1.Daya rencana Jika P merupakan daya nominal, sedangkan fc merupakan factor koreksi (table 1.3) Maka daya rencana Pd (kW) sebagai patokan adalah (kW)(2.1)

Tabael 2.4 faktor-faktor koreksi daya-daya yang akan ditransmisikan fc Daya yang akan ditransmisikan Daya rata-rata yang diperlukan Daya maksimum yang diperlukan Daya normal fc 1.2-2.0 0.8-1.2 1.0-1.5

2.1.4.2.Momen puntir pada poros Adapun poros yang berbentuk silinder atau lingkaran terhadap putaran, untuk itu perlu mencari momen puntir yang berhubungan dengan poros, maka: (Kg.mm)..(Sularso, hal 7) Pada poros penggerak momen puntir yang terjadi adalah (Kg.mm) ....(Sularso, hal 7) dimana n2 merupaka putaran motor penggerak (rpm) 7

2.1.4.3.Tegangan geser yang terjadi pada poros Sehubungan dengan tegangan geser yang diizinkan Tg (Kg.mm), untuk pemakaian umum pada poros dapat diperoleh dengan berbagai cara, dihitung atas

dasar kelelahan puntir dari kekuatan tarik perlu juga ditinjau apakah poros tersebut beraturan atau bertenaga karena pengaruh konsentrasi tegangan cukup besar, dengan demikian tegangan geser yang dijinkan adalah (Kg.mm2) 2.1.4.4.Pemeriksaan poros Pada perencanaan ini poros yang sudah ditentukan agar diameternya dapat aman dan terjamin pemakaiannya, maka perlu juga dilakukan pemeriksaan terhadap paktor koreksi konsentrasi tegangan alur pasak dan factor poros bertangga

dengan mengunakan deiagram R.e Peterson berikut, maka untuk: a. Konsentrasi tegangan pada poros bertegangga ialah : , sehingga besarnya dapat ditentukan.

b. Konsentrasi tegangan pada poros beralur pasak ialah ,sehingga besarnya dapat ditentukan .

2.1.4.5.Tegangan geser maksimum yang terjadi pada poros * hal 18 ) Dimana : maks Ds T Mp Km = Tegangan maskimal yang dizinkan (Kg/mm2) = Diameter poros (mm) = Tegangan puntir (Kg/mm2) = Momen puntir pada pipa selubung (Kg/mm) = 1.5-2.0 untuk beban tumbukan ringan 2-3, untuk beban tumbukaan berat. Kt = 1.0 jika beban yang dikenakan halus 1.0-1.5 jika beban terjadi sedikit kejutan 1.5-3.0 jika dikenakan kejutan dan tumbukan besar + ( ) ( ) (Kg/mm2)(Sularso,

2.1.4.6.Jari-jari filet Untuk mendapatkan radius pada leher poros, jari-jari filetnya adalah: 8

(

)

(mm)

..(Sularso, hal 12 )

Dimana : D D = diameter bagian bantalan (mm) = diameter terkecil poros (mm)

2.2. Kopling tetap Kopling tetap adalah suatu elemen mesin yang berfungsi sebagai penerus putaran dan daya dari poros penggerak ke poros yang digerakan secara pasti (tanpa terjadi slip), dimana sumbu kedua poros tersebut terletak pada satu garis lurus atau dapat berbeda sedikit sumbunya. Berbeda dengan kopling tak tetap yang dapat dilepaskan dan dihubungkan bila diperlukan, maka kopling tetap selalu dalam keadaan terhubung. 2.2.1. Macam-macam kopling tetap Kopling tetap mencakup koping kaku yang tidak mengizinkan ketidak lurusan kedua sumbu poros, kopling luwes (fleksibel) yang mengizinkan sedikit ketidak lurusan sumbu poros, dan kopling universal yang dipergunakan bila kedua poros akan membentuk sudut yang cukup besar . a. Kopling kaku Kopling bus Kopling flens kaku Kopling flens tempa

b. Kopling lues Kopling flens lues Kopling karet bintang Kopling karet ban Kopling karet bintang Kopling gigi Kopling rantai

c. Koling universal Kopling universal hook Kopling universal kecepatan tetap

2.2.2. Hal-hal penting dalam perencanaan kopling tetap Dalam merencanakan sebuah kopling tetap, hal-hal berikut menjadi pertimbangan. a. Pemasangan yang mudah dan cepat 9

b. Ringkas dan ringan c. Aman pada putaran tinggi; geataran dan tumbukan kecil. d. Tidak ada atau sedikit sekali bagian yang menjorok (menonjol) e. Dapat mencegah pembebanan lebih f. Terdapat sedikit kemungkinan gerakan aksial pada poros sekiranya terjadi pemuaian karena panas dll. 2.2.3. Perencanaan kopling tetap jenis flens a. Daya yang akan ditransmisikan, P (kW) putaran poros penggerak, n1 (rpm) b. Factor koreksi, (fc) daya Table 2.5 faktor koreksi Daya yang akn ditransmisikan Daya rata-rata yang diperlukan Daya maksimum yang diperlukan Daya normal Fc 1.2-2.0 0.8-1.2 1.0-1.5

c. Daya rencana, Pd (kW)

d. Momen rencana, T (kg.mm)

e. Bahan poros Kekuatan arik bahan poros, (kg/mm2)

Apakah ada tangga atau alur pasak Factor kemanan, Sf1 dan Sf2 (kg/mm2)

f. Tetangan poros yang diijinkan,

g. Faktor korksi untuk puntiran. Faktor koreksi untuk lenturan, Cb Table 2.6 faktor koreksi lenturan Factor pembebanan Beban dikenakan cecara halus Terjadi sedikit kejutan/tumbukan Kt 1.0 1.0-1.5

10

Beban besar

dikenakan kejutan / tumbukan 1.5-3.0

Terjadi pembebanan lentur

Cb = 1.2-2.3 Cb = 1.0

Tidak terjadi pembebanan lentur h. Diameter poros, ds (mm) [ i. Gaya tangensial, F (kg) ]

j. Diameter luar kopling flens, A (mm) Diameter naff (bos), C (mm) Panjang naff , L (mm) Diameter pusaat baut, B (mm) Diameter baut, a (mm) Jumlah baut, n

Table 2.7 Pemilihan baut Ds mak 63 71 80 90 100 Min 50 56 63 71 80 224 250 280 315 355 112 125 140 160 180 80 90 100 112 125 160 180 200 236 265 16 20 20 25 25 6 6 6 8 8 A C L B a n F kasar 18 23.6 23.6 26.5 26.5 halus 22.4 28 28 35.5 35.5

k. Nilai efektif baut, ne Biasanya dalam perhitungan dianggap bahwa hanya 50 % saja dari seluruh baut yang berjumlah n buah menerima seluruh beban secara merata. Jumlah baut efektif, ne :

11

l. Tagangan geser baut,

(kg/mm2)

m. Bahan baut Kekuatan tarik bahan poros, Factor kemanan, Sfb = 5-6 Faktor koreksi, Kb = 1.5-3 (Kg/mm2) ( o.12 : 14

(kg/mm2)

Tabel

n. Tegangan geser baut yang diijinkan, )

8 8

12

14 baik lannjut ke16 tidak bai kembali

>

12 14 ke 8

16 Gambar 2.2 Faktor koreksi untuk kopling p. Bahan flens Tebal flens, F (mm) tabel (kg/mm2) tabel

Kekuatan arik bahan poros, Factor kemanan, SfF = 5-6 Factor koreksi, KF = 2-3

q. Tegangan geser yang diijinkan untuk flens, ( )

(kg/mm2)

r. Tegangan yang diijinkan untuk flens,

(kg/mm2) 12

s.

15

>

20 Gambar 2.3 Faktor koreksi untuk kopling t. Diameter luar kopling flens, A (mm) Diameter poros, Ds (mm) Diameter baut, a (mm) Jumlah baut, n Bahan baut, n = ? Bahan flens = ?

13

Table 2.8 pemilihan bahan baut dan flens untuk kopling tetap :

Jeis bahan

Lambang

Besi cor FC-20 kelabu FC-25 FC-30 FC-35 Baja karbon cor SC-37 SC-42 SC-46 SC-49 Baja karbon trempa SF-50 SF-55 SF-60

20 25 30 35 37 42 46 49 50-60 55-65 60-70

Jeis bahan Baja utntuk konsstruksi mesin Baja untuk konstruksi biasa Baja

Lambang 40 50 60 70 40 50

karbon S20C S35C S40C S45C karbon SS41B SS50B

batang S20C-D S35C-D

50 60

difinis dingin

14

2.3. Bantalan (bearing) 2.3.1. Pemilihan bantalan dan jenis flens Bantalan dalah elemn mesin yang berfungsi untuk menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung dengan halus, aman dan berumur panjang. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin yang lainnya bekerja dengan baik. Jika banalan idak berfungsi dengan baik maka kerja seluruh system akan menurun atau tidak bias bekerja secara semestinya. Bantalan dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

Gambar 2.4 bentuk bantalan gelinding

a. Atas dasar gerakan bantalan terhadap poros, yaitu 15

1. Bantalan luncur Yaitu bantalan yang terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantara lapisan pelumas 2. Bantalan gelinding Yaitu bantalan yang terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola (peluru), rol atau rol jarum, dan rol bulat b. Berdasarkan arah beban terhadap poros a. Bantalan radial, dimana arah beban yang ditumpu bantalan ini tegak lurus terhadap s umbu poros b. Bantalan aksial, dimana beban yang ditumpu ini sejajar terhadap sumbu poros. c. Bantalan gelinding khusus, dimana bantalan ini dapat menumpu beban yang arahnya sejajar dan juga tegak lurus terhadap sumbu. Adapun bentuk dari semua jenis bantalan dapat dilihat pada gambar berikut. Gambar macam-macam bantalan gelinding 2.3.2. Bahan bantalan Cin-cin dan elemen gelinding pada bantlan umumnya dibuat dari baja bantalan khrom karbon tinggi, karena dapat memberikan efek stabil pada perlakuan panas dan memberikan umur panjang serta keausan sangat tinggi. 2.3.3. Ukuran-ukuran bantalan Dimension and basic load reting for Conrad type single row Radial bal bearing Table 2. 2.3.4. Beban yang terjadi pada bantalan a. Beban aksial yaitu : Fa = . Fb (Kg) Dimana : = koefisien gesekan = gaya tekna sepanjang permukaan poros (Kg/mm) 16

Diketahui bahwa : Fb = Dimana :

(Kg/mm)..(Sularso hal. 25)

Fb = gaya tekan sepanjang permukaan poros (Kg/mm) T = Tegangan puntir Ds = diameter poros b. Beban radial Beban radial, yaitu Fr = Dimana : Fr = Beban radial (Kg/mm) = koefisien gesekan c. Beban ekivalen dinamis Dimana : Fe = X.F1 + Y. Fa berdasarkan antara Fa berbanding C0 sesuai dengan table berikut : Table factor-faktor V,X,Y, dan X0, Y0 2.3.5. Factor kecepatan Fn = * Dimana : Fn N2 = Factor kecepatan (m/dt) = Putaran mesin yang direncanakan (rpm) + (m/dt) ..(Sularso hal. 136) .(Sularso hal,58) (Kg/mm) ..(Sularso hal. 149) (Kg/mm) (mm)

Dimana harga-harga mengenai factor-faktor tersebut akan dapat diketahui

2.3.6. Factor umum Fc = Fn. Dimana : C0 = Secara dinamis (Kg) Fc = Kapasitas beban ekivalen dinamis (Kg) 2.3.7. Umur nominal bantalan Lh = 500.Fh3 (jam) ..(Sularso hal. 136 17 ..(Sularso hal. 136)

2.4. Sabuk dan Pulli Sebagian besar transmisi sabuk menggunakan sabuk V karena mudah penangannnya dan harganyapun murah. Kecepatan sabuk direncanakan untuk dari 10 sampai 20 (m/s) pada umumnya, dan maksimum sampai (25 m/s ) daya maksimum yang dapat ditransmisikan kurang lebih sampai 500 (kW). Sabuk V terbuat dari karet dan mempunyai penmpang trapezium. Tenunan tetoron atau semacamnya dipergunakan sebagai inti sabuk. Untuk membawa tarikan yang besar (Gambar). Sabuk V dibelitkan dikeliling alur pully yang berbentuk V pula. Bagian sabuk yang sedang membelit pada pully ini mengalami lengkungan sehingga. Lebar bagian dalammya akan bertambah besar. Gaya gesekan juga akan bertambah karena pengakruh bentuk baji, yang akan menghasilkan gaya transmisi daya yang besar pada tegangan yang relative rendah.

Gambar 2.5 Penampang penggerak sabuk V

2.4.1. Perbandingan putaran Karena sabuk V biasanya digunakan untuk menurunkan putaran. Maka perbandingan yang umum yang dipakai adalah perbandingan reduksi i ( i > 1), dimana : 18

(rpm) ..(Sularso hal. 164) Dimana : I n1 n2 = Perbandingan putaran = Putaran motor (rpm)= Putaran

pada poros penggerak (rpm)

2.4.2. Diameter lingkaran jarak bagi pully a. Diameter lingkaran jarak bagi pulli penggerak dp1 sesuai dengan pemilihan penampang sabuk V , maka dari table berikut akan diketahui diameter minimum pulli yang akan diijinkan dan dianjurkan.

Table 2.9. Diameter minimum pulli yang akan diijinkan dan dianjurkan. Penampang Diameter minimum yang diijinkan Diameter minimum yang dianjurkan (Sularso, hal 169) b. Diameter lingkaran jarak bagi pulli yang digerakan dp2 Untuk menentukan diameter lingkaran jarak bagi puli Dp yang digerakan, yaitu dengan mengalikan angka perbandingan I dengan diameter lingkaran jarak bagi puli penggerak dp, atau: dp2 = dpi (mm).. (Sularso, hal 169) 2.4.3. Diameter luar pully a. Diameter luar pully penggerak dk1 dk1 = dp1 + 2K (mm) harga K diambil berdasarkan table berikut yang sesuai dengan penampang sabuk V Table 2.10 ukuran puli-V. Penampang Diamet sabuk V nominal (diameter lingka ran jarak bagi dp) er (0) W*11.95 L0 K K0 e F A 65 95 B 115 145 C 175 225 D 300 350 E 450 550

19

A

71-100 101-125 126 atau lebih

34 36 38 34 36 38 34 36 38 36 38 36 38

11.95 12.12 12.30 15.85 16.07 16.29 12.18 21.45 21.72 30.77 31.14 36 38 28.7 12.7 19.3 44.5 29.0 24.6 9.5 15.5 37.0 24.0 16.9 7.0 12.0 25.5 17.0 12.5 5.5 9.5 19.5 12.5 9.2 4.5 8.0 15.0 10.0

B

125-160 161-200 201 atau lebih

C

200-250 251-315 316 atau lebih

D

335-450 451 atau lebih

E

500-630 631 atau lebih (Sularso, hal 166)

*harga-harga dalam W menyatakan ukuran standar **sabuk V sempit 3 V K = 0.6, 5 V K = 1.3 b. Diameter luar pully yang digerakan dk2 dk2 = dp2 + 2 K 2.4.4. Diameter naf a. Diameter naf puli penggerak dB1 dB1 ds1 + 10 (mm) ..(Sularso, hal 177) (mm)

b. Diameter naf puli yang digerakan dB2 dB2 ds2 + 10 (mm)

2.4.5. Kecepatan linear sabuk-V (m/dt) ..(Sularso, hal 166) 2.4.6. Panjang keliling sabuk-V Panjang keliling sabuk dapat ditentukan dengan memasukan factor C yasng merupakan jarak sumbu poros. Ketentuan mengenai jarak sumbu poros ini diharuskan 1.5 sampai 2 kali jarak bagi puli yang digerakan dp. Dengan demikian panjang keliling sabuk V-adalah 20

( Dimana :

)

(

) (mm) ..(Sularso, hal 170)

L = Panjang keliling sabuk-V (mm) C = Jarak sumbu poros sebenarnya 2.4.7. Jarak sumbu poros sebenarnya ( )

(mm) ....(Sularso, hal 170)

Dimana : ( 2.4.8. Sudut kontak Sudut kontak dari sabuk pada alur puli penggerak harus diusahakan sebesar mungkin untuk memperbesar panjang kontak antara sabuk dan puli. Dari gambar berikut sudut kontak yang terjadi pada transmisi sabuk-V dan puli apat di hitung dengan :( )

) (mm) ....(Sularso, hal 170)

(Derajat) ....(Sularso, hal 173)

2.5. Roda gigi Roda gigi merupakan suatu komponen yang bisanya digunakan sebagai alat untuk mentransmisikan daya dari sabuk keroda gigi dan kemudian diteruskan keporos pengaduk. Roda gigi dipakai untuk mereduksi putaran motor agar putaran yang terjadi pada poros menjadi rendah sehingga torsi menjadi besar. 2.5.1. Klasifikasi roda gigi Dalam hal ini dibedakan atas tiga keadaan sesuai dengan kedudukan yang diambil oleh poros yang satu terhadap yang lain: a. Poros sejajar satu sama lain Bentuk dasar roda gigi ini adalah dua buah silinder yang saling bersinggungan menurut sebuah garis lukis gigi dapat sejajar dengan garis lukis silinder (garis lurus). b. Poros saling memotong (roda gigi kerucut) Bentuk dasarnya adalah dua buah kerucut dengan puncak gabungan yang saling menyinggung menurut sebuag garis lukis. c. Poros saling menyilang (roda gigi sekrup)

21

Bentuk dasarnya dalah roda gigi yang mempunyai jalur gigi yang berbentuk spiral pada bidang kerucut yang sumbunya bersilang, dan pemindahan gaya yang pada permukaan gigi beralangsung secarameluncur dan menggelinding.

Table 2.9 klasifikasi roda gigi Letak poros Roda gigi Roda gigi lurus,(a) Roda gigi miring,(b) Roda gigi miring ganda,(c) Roda gigi dengan Roda gigi luar Roda gigi dalam Arah putaran berlawanan dan Arah putaran sama Gerakan berputar Roda gigi kerucut lurus,(f) Roda gigi kerucut spiral,(g) Roda gigi kerucut ZEROL Roda gigi dengan Roda gigi kerucut miring Roda gigi kerucut miring Ganda Roda gigi permukaan dengan (Roda gigi dengan poros poros berpotongan(h) berpotongan istimewa) Roda gigi miring silang,(i) Batang gigi miring silang Kontak titik Gerakan berputar Roda gigi cacing silindris (j) Roda gigi dengan Roda gigi cacing selubung Ganda(globcid).(k)roda cacing samping gigi poros silang lurus dn berbentuk poros berpotongan (klasifikasi berdasarkan bentuk jalur gigi) lurus dan Keterangan (klasifikasi berdasarkan bentuk alur gigi)

poros sejajar

pinyon,(d) Batang gigi dan pinyon, (e)

22

Roda gigi hyperboloid Roda gigi hopoid,(l) Roda gigi permukaan silang

Sebelumny dianut paham bahwa roda gigi merupakan benda kaku yang tidak mengalami perubahan bentuk dalam jangka waktu yang lama. Namun apa yang disebut dengan transmisi harmonis,digunakan gabungan roda gigi yang bekerja dengan deformasi elastic tanpa deformasi.

Untuk jelasnya bentuk roda gigi dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 2.6 macam-macam bentuk roda gigi 2.5.2. Nama-nama bagian roda gigi Nama-nama bagian roda gigi diberikan dalam gambar , di bawah ini ; Mencari jumlah roda gigi pada roda gigi penggerak. ....(Sularso, hal 214) 23

Dimana : = diameter roda gigi penggerak = harga modul yang diambil dari tabel Mencari jumlah roda gigi yang digerakkan. Dirumuskan : ....(Sularso, hal 214) Modulroda gigi standar dalam JIS yang ditentukan sesuai dengan batang gigi dasar. Table 2.11 harga modul standar satuan mm (JIS B 1701-1973) (Sularso, hal 216) Seri ke-1 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.7 0.75 0.8 0.9 1 1.25 1.5 1.75 2 2.25 32 36 24 25 28 20 22 16 18 0.65 12 14 10 11 8 9 6 7 6.5 5 5.5 4 4.5 Seri ke-2 Seri ke-3 Seri ke-1 Seri ke-2 3.5 3.75 Seri ke-3

2.5 2.75 3 3.25

40 45 50

Keterangan : Dalam pemilihan utamakan seri ke-1 kalau sudah terpaksa baru dipilih dari seri ke-2 dan ke-3 2.5.3. Perbandingan putaran roda gigi i Perbandingan antara jumlah gigi pada roda gigi dan pada pinyon. Perbandingan ini dapat sebesar 4 sampai 5 dalam hal roda gigi lurus standar , dan dapat diperbear sampai 7 dengan perubahan kepala. ....(Sularso, hal 351) Dimana : I = perbandingan roda gigi = jumlah roda gigi pada poros penggerak = jumlah roda gigi pada poros yang digerakkan Sedangkan diameter jarak bagi pada roda gigi penggerak adalah ( Dimana : = roda gigi penggerak (mm) = jarak sumbu poros (mm) = perbandingan jumlah roda gigi Diameter jarak bagi roda gigi yang digerakan ( Dimana : = jarak bagi pada roda gigi yang digerakkan (mm) 2.5.4. Mencari kecepatan keliling roda gigi (m/det) ....(Sularso, hal 238) Dimana : V Db1 n1 = kecepatan keliling roda gigi (m/dt) = diameter jarak bagi (mm) = putaran poros penggerak (rpm) 25 ) (mm) ....(Sularso, hal 216) ) (mm) ....(Sularso, hal 216)

gaya tangent sial yang terjadi pada roda gigi adalah : (kg) ....(Sularso, hal 218) Dimana = gaya tangensial pada roda gigi (kg) Pd = daya rencana dari motor penggerak (kW) V = kecepatan keliling (m/dt) 2.5.5. Mencari beban lentur yang diizinkan Dalam menentukan factor bentuk gigi dapat dilihat dari table Table 2.12 factor bentuk gigi ....(Sularso, hal 240) Jumlah gigi z 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 23 y 0.201 0.226 0.245 0.261 0.276 0.289 0.295 0.302 0.308 0.314 0.320 0.327 0.333 Jumlah gigi z 25 27 30 34 38 43 50 60 75 100 150 300 Batang gigi y 0.339 0.349 0.358 0.371 0.383 0.396 0.408 0.421 0.434 0.446 0.459 0.471 0.484

Jika dari suatu perhitungan kekuatan ternyata diperlukan lebar sisi yang besarnya diluar daerah, maka perlu dilakukan perhitungan Table 2.13 tegangan lentur yang dizinkan Kelompok bahan Lambing bahan pada bahan roda gigi. ....(Sularso, hal 241) tarik Kekerasan (brinell) HB Tegangan lentur yang diizinkan 26

Kekuatan (kg/mm2)

(kg/mm2) Baja cor FC 15 FC 20 FC 25 FC 30 Baja cor SC 42 SC 46 SC 49 Baja karbon S 25 C 15 20 25 30 42 46 49 45 52 58 50 140-160 160-180 180-240 190-240 140 160 190 123-183 149-207 167-229 400 dingin minyak) SNC 21 SNC 22 Baja khrom nikel SNC 1 SNC 2 SNC 3 Perunggu Logam delta Perunggu posfor (coran) Perunggu (coran) Dammar phenol 3-5 nikel 180-260 180-260 20-30 80 100 75 85 95 18 35-60 19-30 600 (dicelup 35-40 40-55 35-40 40-60 40-60 5 10-20 5-7 7 9 11 13 12 19 20 21 26 30 (dicelup 30 dalam

untuk konstruksi S 35 C mesin Baja dengan pengerasan kulit S 45 C paduan S 15 CK

dingin dalam air) 212-255 248-302 269-321 85 80-100

Factor dinamis yang diizinkan

27

Table 2.14 factor dinamis yang diizinkan Kecepatan rendah Kecepatan sedang Kecepatan m/s m/s m/s

Beban lentur yang diizinkan persatuan lebar Fb (Kg/mm) ...(Sularso, hal 240) Dimana : = tegangan lentur yang diizinkan (Kg/mm) m = harga modul (mm) Y = factor bentuk gigi Fv = factor dinamis Harga bebanlentur permukaan yang diizinkan persatuan lebar Fh = Fv KHd1 Dimana : Fv = faktor dinamis KH = factor tegangan kontak pada bahan roda gigi (Kg/mm) d1 = diameter jarak bagi z1 = jumlah gigi penggerak (Kg/mm) ....(Sularso, hal 244)

28

BAB III PEMBAHASAN 3.1.Data perencanaan Diketahui data perencanaan : Daya (P) =10 (kW) Putaran (n) = 1450 rpm Bahan poros = S 30 C Bahan pasak = S 45 C (dicelup dingin dan dilunakan) Diameter poros dudukan bantalan 1 db = 30 mm Diameter poros dudukan bantalan 2 db = 35 mm Diameter poros perumpamaan (pengujian data 1) ds = 31.5 mm Pasak tidak boleh melebihi 1.3 kali dari diameter poros Lebar pasak b =10 mm Tinggi pasak h = 8 mm Kedalam alur pasak pada poros t1 = 4.5 mm Kedalam alur pasak pada poros t2 = 3.5 mm

29

3.2.

Perhitungan poros

3.2.1. Diagram alir perencanaan poros Di bawah ini merupakan diagram alir perencanaan porosSTART

1.Daya yang ditransmisikan : p (kW) putaran poros :n1 (rpm)

11.Tegangan geser

(Kg/mm2)

2.Faktor koreksi

3.Daya rencana Pd (kW)

4.Momen puntir rerencana T (Kg mm)

5.Bahan poros, perlakuan panas, kekuatan tarik (Kg/mm2) Apakah poros beratangga atau beralur pasak Factor keamanan Sf1,Sf2

13.Diameter poros d2 (mm) bahan poros, perlakuan panas jari-jari filet dari poros bertangga ukuran pasak dan laur pasak

f 6.Tegangan geser yang diizinkan

(Kg/mm2)

STOP

END 7.Faktor koreksi untuk momen puntir K1 faktor lnturan Cp

8.Diameter poros d2 (mm)

9.Jari-jari filet dan poros bertangga r (mm) Ukuran pasak san alur pasak

10.Faktor konsentrasi tegangan pada poros bertangga , pada pasak

Gambar 2.7 diagram alir perencanaan poros

30

3.2.2. Perhitungan poros Perencanaan poros dapat dihitung sebagai berikut 1. Daya (P) P = 10 (kW) 2. Factor koreksi fc = 1.0 (Table) 3. Daya rencana (Pd) Pd = fc . P = 1.0 x 10 = 10 kW 4. Torsi (T) (Kg/mm) T= T = 9.74 x 105 x = 6717 Kg.mm 5. Bahan poros S 45 C-D, maka = 58 Kg/mm2 , Sf1 = 6.0 Sf2 = 2.0 (Tabel bahan) 6. Tegangan geser yang diizinkan( )

(Kg.mm)

= 4.83 Kg/mm2 7. Factor koreksi untuk momen puntir Kt dan factor lenturaan Cb Cb = 2.0 Kt = 1.5 8. Diameter poros ds [ * 27.7 mm ] +

31

Dibulatkan menjadi 28 mm 9. Jari-jari filet dari poros bertangga r Jari-jari filet = = = 1 mm Alur pasak = 7 x 4 x filet 0.4 10. Konsentrasi tegangan pada poros bertangga

dan

= 1.37

Sedangkan konsentrasi tegangan pada poros dengan alur pasak adalah

, dan

= 2.8, maka

11. Tegangan geser

(Kg/mm2) 12. 4.83 x 3.45 Kg/mm2 Sedangkan

1.56 x 2.0 x 1.5

Jadi harus diulangi ke 8 (Kurang baik) 32

13. Diameter bagian bantalan db = 35 mm Jari-jari filet = = = 1.75 mm Alur pasak = 10 x 4.5 x 0.6 14. Konsentrasi tegangan dari poros bertangga adalah = 0.056, dan 35/31.35 = 1.11, = 1.30

Konsentrasi tegangan dari poros dengan alur pasak adalah = 0.019, = 2.7,maka

15. Tegangan geser

1.10 Kg/mm2 16. 4.83 x 3.58 Kg/mm2 Sedangkan

1.10 x 2.0 x 1.5 , perencanaan baik 17. Dengan demikian data untuk poros yaitu sebagi berikut : ds Bahan poros Diameter poros Jari-jari filet Pasak Alur pasak = 31.5 mm = S 45 C-D = 31.5 x 35

= 1.75 mm = 10 x 8 = 10 x 4.5 x 0.6

33

3.3.Perhitungan pasak 3.3.1. Diagram alir perencanaan pasakSTART

1.Daya yang ditransmisikan : p (kW) putaran poros :n1 (rpm)

11.Panjang pasak, dari tegangan geser yang diizinkan l1 (mm). Panjang pasak, dari tekanan permukaan yang diizinkan l2 (mm)

2.Faktor koreksi fc

11. Harga terbesar dari antara l1 dan l2 L(mm)

3.Daya rencana Pd (kW)

11. Panjang pasak l3 (mm) 4.Momen rerencana T (Kg mm)

5.Bahan poros, perlakuan panas, kekuatan tarik (Kg/mm2) Apakah poros beratangga atau beralur pasak Factor keamanan Sf1,Sf2

16 b ds : 0.25 0.35 Ls ds : 0.75 1.5

6.Tegangan geser yang diizinkan f

(Kg/mm2)

7.Faktor koreksi untuk momen puntir K1 faktor lnturan Cp 13. Ukuran pasak b x h Panjang pasak l2 (mm) 8.Diameter poros d2 (mm) Bahan pasak, perlakuan panas

9. Gaya tanegnsial F(Kg)

STOP 10.Pasak : lebar b x tinggi h Kedalam alur pasak poros t1 Kedalam alur pasak naf t2

END

11.bahan pask perlakuan panas, kekuatan tarik (Kg/mm2) factor keamanan Sfh1. Sfh2

12.Tekanan permukaan pasak yang diizinkan p2 (Kg/mm2) .Tegangan geser pasak yang diizikan (Kg/mm2)

Gambar 2.8 diagram alir perencanaan pasak 34

3.3.2. Perhitungan pasak 1. Daya (P) P = 10 (kW) 2. Factor koreksi fc = 1.0 (Table) 3. Daya rencana (Pd) Pd = fc . P = 1.0 x 10 = 10 kW 4. Torsi (T) (Kg/mm) T= T = 9.74 x 105 x = 6717 Kg.mm 5. Bahan pasak S 30 C-D, maka = 48 Kg/mm2 , Sf1 = 6.0 Sf2 = 2.0 (Tabel bahan) 6. Tegangan geser poros yang diizinkan (( )

(Kg.mm)

)

= 4 Kg/mm2 7. Menentukan Factor koreksi untuk momen puntir Kt dan factor lenturaan Cb Cb = 2.0 Kt = 2 8. Diameter poros ds [ * 30.4 mm ] + untuk diameter standar yaitu 31.5 (mm) 35

9. Gaya tangentsial Kg

Kg 10. Penampang pasak Penampang pasak 10 x 8, Kedalam alur pasak pada poros t1 = 4.5 mm Kedalam alur pasak pada naf t2 = 3.5 mm 11. Jika bahan pasak S 30 C dicelup dingin dan dilunakkan, maka 35 Kg/mm2 , maka : Sfk1 = 6 Sfk2 = 3 (Table bahan pasak) Sfk1 x Sfk2 = 6 x 3 = 18 12. Mencari tegangan geser yang diizinkan = = = 1.9 Kg/mm2 Maka dari table tekanan diperoleh tekanan yang diizinkan yaitu Pa = 8 Kg/mm2 13. Mencari panjang pasak dari tegangan geser yang diizinkan, dan mencari panjang pasak dari tekanan permukaan yang diizinkan. Maka, mm 8.0 15.25 mm

Jadi harga standar untuk l1 dan l2 adalah 15.2 = 25 mm

14. Menentukan ukuran pasak untuk bahan dan perlakuan panas. 36

= 0.317 , jadi 0.25 < 0.317 < 0.35 Sedangkan untuk baik

= 0.817 , jadi 0.75 < 0.794 < 1.5 baik

15. Ukuraan pasak standar 10 x 8 Panjang pasak yang aktif = 25 mm Bahan pasak = S 30 C, dicelup dingin, dan dilunakkan

37

3.4.Perhitungan kopling 3.4.1. Diagram alir perencanaan kopling

START

b

a

1. Daya yang ditransmisikan P (kW) Putaran poros n1 (rpm)

14 Kb

:

2.Faktor koreksi fc

3.Daya rencana Pd (kW) 15. bahan flens, tebal flens F (mm) Kekuatan tarik (Kg/mm2) Factor kemanan Sfr Factor koreksi Kt

4.momen rencana T (Kg.mm)

5.Bahan poros, perlakuan panas, kekuatan arik (Kg/mm2) Apakah ada tangga atau alur pasak Factor keamanan Sf1 , Sf2

16 tegangan geser yang diizinkan untuk flens (Kg/mm2)

17.tegangan geser flens 6.Tegangan geser poros yang diizinkan (Kg/mm2)

(Kg/mm2)

7.faktor koreksi untuk puntiran Kt factor koreksi untuk lenturan Cb 18. KF 8.Diameter poros ds (mm) :

9.diameter luar kopling flens A (mm) Diameter naf (bos) C (mm) Panjang naf l (mm) Diameter pusat baut B (mm) Diameter baut a (mm) Jumlah baut n

19.diameter luar kopling flens A (mm) Diameter poros ds (mm) Diameter baut a (mm) Jumlah baut n Bahan baut, bahan flens

10.nilai efektif baut Jumlah baut efektif ne STOP 11. tegangan geser baut (Kg/mm2)

END 12.bahan baut perlakuan panas Kekuatan tarik (Kg/mm2) Factor keamanan Sfb Factor koreksi Kb

13 Tegangan geser baut yang diizinkan (Kg/mm2)

b a

Gambar 2.9 diagram alir perencanaan kopling 38

3.4.2. Perhitungan kopling 1. Daya (P) P = 10 (kW) n = 1450 rpm 2. Factor koreksi fc = 1.0 (Table) 3. Mencari daya rencana (Pd) Pd = fc . P = 1.0 x 10 = 10 kW 4. Mencari torsi (T) (Kg/mm) T= T = 9.74 x 105 x = 6717 Kg.mm 5. Bahan poros S 30 C-D, maka = 58 Kg/mm2 , Sf1 = 6.0 Sf2 = 2.0 (Tabel bahan) 6. Tegangan geser yang diizinkan( ( ) )

(Kg.mm)

= 4.83 Kg/mm2 7. Menentukan factor koreksi untuk momen puntir Kt dan factor lenturaan Cb Cb = 2.0 (table) Kt = 2.0 8. Diameter poros ds [ * ] + 39

30.5 mm Dibulatkan menjadi 28 mm 9. Dari table ukuran kopling flens didapat nilai A = 130 mm, B = 95 mm, C = 55, L = 48, a = 10, n = 4 10. Diketahui nilai = 0.5, maka didapat nilai ne = x n = 0.5 x 4 =2 11. Tegangan geser

0.45 (Kg/mm2) 12. Dengan menggunakan bahan baut S 41 B , Factor kemanan Sfb = 6 Factor koreksi Kb = 3.0 13. Mencari tegangan geser pasakbe

= 41 Kg/mm2

=( =

)

= 2.27 Kg/mm2 14. Perencanaan dalam kondisi baik karenabe poros< be baut

< 15. Bahan flens FC 20, Maka dari table didapat nilai F = 35.5 (mm), Factor koreksi Kf = 3 16. Mencari tegangan geser yang diizinkan pada untuk flens = 17 Kg/mm2, SfF = 6

40

Kg/mm2 17. Mencari tegangan geser pada flens

kg/mm2 18. Perencanaan kopling dalam keadaan baik karena, = 3.0 x = 3.0 x = 0.009 0.009 < 0.94 Kg/mm2

41

3.5.Perhitungan bantalan 3.5.1. Diagram alir perencanaan bantalan

START

1.Daya yang ditransmisikan :P (kW) Putaran poros : n1

2.Faktor koreksi fc

3.Daya rencana Pd (kW)

4.Tegangan tegangan geser yang diizinkan

Kg/mm2

5.Diameter poros ds (mm)

6.Data bantalan

7. Menentukan beban aksial Fa (Kg/mm), Menentukan beban radial Fr (Kg/mm) Beban ekivalen dinamis

8.Faktor umur

8.Faktor kecepatan

STOP

AND

Gambar 2.10 diagram alir perencanaan bantalan

42

3.5.2. Perhitungan bantalan 1. Daya (P) P = 10 (kW) 2. Factor koreksi fc = 1.0 (Table) 3. Daya rencana (Pd) Pd = fc . P = 1.0 x 10 = 10 kW 4. Torsi (T) (Kg/mm) T= T = 9.74 x 105 x = 6717 Kg.mm 5. Bahan poros S 30 C-D, maka = 58 Kg/mm2 , Sf1 = 6.0 Sf2 = 2.0 (Tabel bahan) 6. Tegangan geser yang diizinkan( )

(Kg.mm)

= 4.83 Kg/mm2 Factor koreksi untuk momen puntir Kt dan factor lenturaan Cb Cb = 2.0 Kt = 1.5 Menentukan diameter poros ds [ * 27.7 mm Dibulatkan menjadi 28 mm ] +

43

7. Ukuran bantalan Sesuai dengan pemilihan bantalan yaitu bantalan gelinding, maka dari table didapat ukuran-ukuran sebagai berikut : Nomor bantalan Diameter lubang (d) Diameter luar (d2) Lebar bantalan (B) Kapasitas dinamis (C) Kapasitas statis (Co) = 211 = 55 mm = 100 mm = 21 mm = 7500 lbm x 0.454 Kg = 3450 Kg = 5630 lbm x 0.454 = 2556.02 Kg

8. Beban yang terjadi pada bantalan a. Beban aksial Fa Fb = Fb = Fb = Maka Fa = (Kg/mm) Kg/mm (Kg/mm).(Sularso, hal 25)

= Koefisien gesekan (0.10) Fa = Fa = 48.49 Kg/mm b. Beban radial Fr Besarnya beban yang terjadi pada bantalan adalah : Fr = Fr = Fr = Kg/mm

c. Beban ekivalen dinamis (Kg) Berdasarkan table dengan perbandingan fector-fektor V,X,Y, dan X0, Y0 Fe = X .V.Fr + Y Fa ..(ref, hal 135) Dimana : X = 0.56

44

V=1 Fr = Y = 1.0 Fa = 48.49 Kg/mm Maka Fe = x.V.Fr +Y Fa Kg/mm 9. Factor kecepatan Adapun factor kecepatan bantalan adalah sebagai berikut : Fn = ( Dimana : n2 = 870 rpm Maka, Fn = ( Fn = 0.33 10. Factor umur ) ) Kg/mm

Dimana Fe = 286.488 kg/mm C = 3405 Kg Fn = 0.33 Maka, Fh = Fh = Fh = 3.9

45

11. Umur nominal bantalan Lh = 500 Fh3 (jam) Dimana , Fh = 3.9 Lh = 500. 3.743 Lh = 30169 Jadi umur nominal bantalan yang didapat 30169 jam

46

3.6.Perhitungan sabuk dan puli 3.6.1. Diagram alir perencanaan sabuk dan puli

START

a

1.Daya yang ditransmisikan P (kW) Putaran poros, (rpm) Perbandingan putaran i Jarak sumbu poros C(mm)

STOP

END 2.faktor koreksi fc

3.Daya rencana Pd (kW)

4.Momen rencana T1, T2, (Kg/mm)

5.Bahan poros dan perlakuan panas

6.Perhitungan diameter poros ds1, ds2 (mm)

7.Pemilihan penampang sabuk

8.diaeter minimum puli dmin , (mm)

9.Diameter lingkaran jarak jarak bagi puli dp , Df, (mm) Diameter luar puli Ds, Db, (mm) Diameter naf ds, Ds (m/s)

10.Kecepatan sabuk

(m/s)

11.

= 30

12. C :

Gambar 2.11 diagram alir perencanaan sabuk dan puli 47

3.6.2. Perhitungan puli 1. Mencari daya yang akan ditransmisikan P = 10 kW C = 30 mm N1 = 1450, sedangkan putaran yang diinginkan adalah n2 870 Maka rasio i adalah i= i= i= 2. Factor koreksi Fc = 1.4 3. Mencari daya rencana Pd = fc x P Pd = 1.0 x 10 Pd = 10 4. Mencari torsi puli penggerak (T1), dan yang digerakkan T2 T1 = T1 = T1 = Kg.mm

Sedangkan untuk T2 T1 = T1 = T1 = Kg.mm

5. Bahan poros adalah S 30 C-D, maka = 58 Kg/mm2 Sf1 = 6 Sf2 = 2 Maka 48

= = = Kg/mm2

Kt = 2 untuk beban tumbukan Cb = 2 untuk lenturan 6. Mencari diameter poros untuk poros penggerak (ds1) dan yang digerakkan (ds2) ds1 = * ds1 = * + +

ds1 =

mm

Sedangkan untuk ds2 ds2 = * ds2 = * ds2 = mm + +

7. Penampang sabuk Penampang sabuk adalah sabuk V tipe B 8. memnentukani diameter minimum puli dari table yaitu d min = 145 mm 9. Mencari diameter lingkaran jarak bagi puli dp, Dp (mm) Diameter luar puly dk, Dk, dan diameter naf ds,Ds Diketahui nilai dp = dmin = 145 mm Maka Dp = dp x i Dp = 145 x 1.67 Dp = 242 mm Dan untuk Dk = 145 + 2 x 5.5 = 156 mm 49

Dp = 242 + 2 x 5.5 = 253 mm 5/3ds1 + 10 = 52 dB = 60 mm 5/3ds2 + 10 = 52 dB = 70 mm 10. Mencari kecepatan sabuk =( =( = 11. Pengoreksian Perencanaan dalam keadaan baik karena 11.4 m/s < 30 m/s 12. Maka sabuk yang cocok digunakan yaitu tipe B No 48, 2 buah dk = 156 mm Dk = 253 mm dengan lubang poros 25 ) ( ) ( ) )

50

3.7.

Perhitungan roda gigi

3.7.1. Diagram alir untuk merencanakan roda gigi

START b a

1.Daya yang akan ditransmisikan P (kW) Putaran poros n1 (rpm) Perbandingan reduksi i Jarak sumbu poros a (mm)

14.Tegangan lentur yang diizinkan , (Kg/mm2) 2 Factor tegangan kontak kx (Kg/mm )

2.Faktor koreksi

15.beban lentur yang diizinkan persatuan lebar , (Kg/mm) Beban permukaan yang diizinkana persatuan lebar FH , (Kg.mm) Harga minimum FH Fmin Kg.mm

(

)

3.Daya rencana Pd (kW) 16.lebar sisi b(mm) 4.Diameter sementara lingkaran jarak bagi d1,d2 (mm) 17.Bahan poros dan perlakuan panasnya Bahan pasak dan perlakuan panasnya

5.Modul pahat m sudut tekanan pahat xo(*)

6.Jumlah gigi z1, z2, Perbandingan gigi i

18.perhitungan diameter poros ds1 , ds2 (mm) Penentuan pasak dan alur pasak (mm) Tebal antara dasar alur pasak dan dasar kaki gigi Sk1 , Sk2

7.diametr lingkaran jarak bagi (roda gigi standar) d01, d02 (mm) Jarak sumbu poros d0 (mm)

8.kelonggaran sisi C0 , (mm) Kelonggaran puncak Ck , (mm)

Y

b/m : (6-10) d/m : 1.5 Sk1 : 2.2

9.Diameter kepala dk1,ds2, (mm) Diameter kaki df1 , df2 (mm) Kedalaman pemotongan H (mm)

10.Faktor bentuk gigi Y1 , Y2 T 11.kecepatan keliling v (m/s) Gaya tangen sial F (Kg)

12.faktor dinamis fv

13.Bahan-bahan masing-masing gigi, perlakuan panas Kekuatan tarik (Kg/mm2) Kekerasan permukaan gigi

20.modul pahat m Sudut tekanan pahat (Z0) Jumlah gigi z1 , z2 Jarak sumbu poros a( mm) Diameter luar ds1 , ds2 (mm) Lebar gigi b (mm) Bahan roda gigi, dan perlakuan panasnya Diameter poros ds1 , ds2 (mm)

STOP

b

a

END

Gambar 2.12 diagram alir perencanaan roda gigi 51

3.7.2. Perhitungan roda gigi 1. Daya yang akan ditransmisikan P (kW) P = 10 kW Putaran poros n1 (rpm) = 1450 rpm Perbandingan reduksi (i) = 4 Jarak sumbu poros a (mm) = 200 mm 2. Factor koreksi fc Dengan daya 10 kW maka dapat diambil nilai fc = 1 3. Mencari daya rencana Pd (kW) Diketahui nilai fc = 1 P = 10 kW Maka : Pd = 1.0 x 10 = 10 kW 4. Mencari diameter sementara jarak bagi d1,d2 (mm) d1 = = = 80 mm Dan

d2 = == mm = 200

5. Mencari Modul pahat m sudut tekanan pahat xo(*) Dari diagram pemilihan modul, m = 3, 6. Mencari jumlah gigi z1, z2, Perbandingan gigi i z1 z2 = = = =

52

Perbandingan 27 : 107 (1 : 3.963) merupakan bilangan perbandingan tidak bulat yang terdekat pada 1 : 4, akan dipilih. (kemungkinan lain misalnya 26 : 106, 26 : 107, 27 : 106) z1 = 27 , z2 = 107, i = 107/3 3.96 roda gigi standar = (81 +321)/2 = 201 mm

d01 = 27 x 3 = 81 mm, d01= 107 x 3 = 321 mm, 7. Diameter kepala dk1,ds2, (mm) dk1 = ( = =( = df1 = ( = df2= ( = mm ) mm ) .5 mm mm ) )

Diameter kaki df1 , df2 (mm)

Kedalaman pemotongan H (mm) H =2 x 3 + 0.75 = 6.14 m/s 8. Kelonggaran sisi C0 , (mm) Kelonggaran puncak Ck , (mm) Misalkan : Ck = 0.25 x 3 =0.75 Co = 0 9. Faktor bentuk gigi Y1 , Y2 (dari table faktor bentuk gigi) Didapat Y1 = 0.34 Y2 = 0.446 + (0.459-0.446 )(7/50) = 0.448 10. Kecepatan keliling v (m/s)

m/s 53

Gaya tangen sial F (Kg)

Kg 11. Faktor dinamis fv Roda gigi yang akan direncanakan ini adalahroda gigi dengan kecepatan v kurang dari 20 (m/s), maka Fv = =0.495

12. Bahan-bahan masing-masing gigi, perlakuan panas Bahan yang digunkan dalam merencanakan roda gigi kecil adalah S35C dan roda gigi besar F30C, maka Kekuatan tarik (Kg/mm2) = 52 Kg/mm2 (untuk roda gigi kecil) = 30 Kg/mm2 (untuk roda gigi besar) Kekerasan permukaan gigi = 187 = 215 13. Tegangan lentur yang diizinkan , (Kg/mm2)

Bahan yang digunkan dalam merencanakan roda gigi kecil adalah S35C dan roda gigi besar F30C, maka = 26 Kg/mm2 (untuk roda gigi kecil) = 13 Kg/mm2 Factor tegangan kontak kh = 0.079 (Kg/mm2) 14. Beban lentur yang diizinkan persatuan lebar , (Kg/mm)

Beban permukaan yang diizinkana persatuan lebar FH , (Kg.mm) Harga minimum = 26 x 3 x 0.394 x 0.495 = 13.5 Kg/mm2 = 13 x 3 x 0.448 x 0.495 = 8.6 Kg/mm2

54

FH = 0.074 x 81 x = 5.05 Kg/mm Fmin = 5.05 (Kg.mm) 15. Lebar sisi b(mm) B = Ft / Fmin = 182 / 5.05 = 36 mm 16. Bahan poros dan perlakuan panasnya Bahan poros adalah S 45C-D = 58 Kg/mm2 Sf1 = 6 Sf2 = 2 = 58/(6 x 2) = 4.83 Kg/mm2 Bahan pasak dan perlakuan panasnya Bahan pasak adalah S40C 17. Perhitungan diameter poros ds1 , ds2 (mm) T1 = 9.74 x 105 x (10/1450) = 6717 Kg.mm T2 = 9.74 x 105 x (10/1450/3.96) = 26612 Kg.mm Kt = 2 Cb = 2 Maka , [ * ] + 30 mm

27.7 mm dibulatkan menjadi Dan

55

[ *

] + 48 mm

43.8 mm dibulatkan menjadi Penentuan pasak dan alur pasak (mm)

Tebal antara dasar alur pasak dan dasar kaki gigi Sk1 , Sk2 18. Modul pahat m = 4, = 200 Sudut tekanan pahat (Z0) = Jumlah gigi z1 = 20 , z2 = 81 , i = 3.96 roda gigi standart Jarak sumbu poros a( mm) = 202 mm Diameter luar d1 , = 80 mm, d2 = 324 (mm) Lebar gigi b (mm) = Diameter luar dk1 , = 88 mm, dk2 = 332 (mm) Diameter luar df1 , = 68 mm, df2 = 312 (mm) Bahan roda gigi, dan perlakuan panasnya Pinyon : S35 C, roda gigi besar F30C Diameter poros ds1 , ds2 (mm) Poros S 45C-D, ds1 = 30 mm ds2 = 48 mm

56

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN

4.1.Kesimpulan Dari pembahasan di atas dapat disimpulkan beberapa hal tentang perencanaan komponen mesin berdasarkan data perencanaan yaitu: a. Poros - ds - Bahan poros = 31.5 mm = S 45 C-D 31.5 x 35

- Diameter poros = - Jari-jari filet - Pasak - Alur pasak b. Pasak

= 1.75 mm = 10 x 8 = 10 x 4.5 x 0.6

- Ukuraan pasak standar 10 x 8 - Panjang pasak yang aktif = 25 mm - Bahan pasak = S 35 C, dicelup dingin, dan dilunakkan c. Kopling - Diameter luar kopling A = 355 mmkopling standart - ds = 100, baut M 25 x 8 pcs - bahan baut : SS41 . bahan flens : Fc20 d. Bantalan 27.7 mm Nomor bantalan Diameter lubang (d) Diameter luar (d2) Lebar bantalan (B) Kapasitas dinamis (C) Kapasitas statis (Co) Fa = 48.49 Kg/mm 57 = 211 = 55 mm = 100 mm = 21 mm = 7500 lbm x 0.454 Kg = 3450 Kg = 5630 lbm x 0.454 = 2556.02 Kg

Fr =

Kg/mm

Fa = 48.49 Kg/mm Fn = 0.33 Fh = 3.9 Lh = 30169 e. Sabuk dan puli Sabuk yang cocok digunakan yaitu tipe B No 48, 2 buah dk = 156 mm Dk = 253 mm dengan lubang poros 25 f. Roda gigi Modul pahat m = 4, = 200 Sudut tekanan pahat (Z0) = Jumlah gigi z1 = 20 , z2 = 81 , i = 3.96 roda gigi standart Jarak sumbu poros a( mm) = 202 mm Diameter luar d1 , = 80 mm, d2 = 324 (mm) Lebar gigi b (mm) = Diameter luar dk1 , = 88 mm, dk2 = 332 (mm) Diameter luar df1 , = 68 mm, df2 = 312 (mm) Bahan roda gigi, dan perlakuan panasnya Pinyon : S35 C, roda gigi besar F30C Diameter poros ds1 , ds2 (mm) Poros S 45C-D, ds1 = 30 mm ds2 = 48 mm

4.2.Saran Dalam perencanaan elemen mesin ini terdapat banyak sekali hal yang perlu dijelaskan lebih lanjut karena tidak pembahasan tidak terlalu detail. Karena itu untuk perencanaan elemen mesin kedepannya untuk lebih memperhatikan masalah referensi agar tidak pembandingan bias dilakukan

58

DAFTAR PUSTAKA

1. Sularso Ir, Suga K.1991 .Elemen Mesin . Pradnya Pramita. Jakarta . 2. Sato Takeshi G, H Sugiarto N. Menggambar Mesin Menurut ISO, Cetakan Ke Delapan, PT Pradnya Paramita, Jakarta, 1999. 3. Shingley E Joseph, Mitchell D Larry, Perencanaan Teknik Mesin, Jilid II Edisi Ke Empat, Penerbit Erlangga, Jakarta, 1995.

59