Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II

7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II

1/38

TUGAS RANCANG RODA

GIGI TURBIN ANGIN

Nama Anggota : Ramadhan (080401058)

Parulian Siahaan (080401066)Franciscus Manuel S

(080401071)Alexander NPS (080401075)

Sony Arapen S (080401080)Efinde Beni (090401048)


2/38

Pendahuluan

Salah satu sistem transmisi adalah rodagigi yang secara umum digunakanuntuk memindahakan atau meneruskan

daya dan putaran poros. Dengan adanya roda gigi dapat

dinaikkan atau diturunkan jumlah

putaran poros pada keluaran denganjalan mengatur rasio roda gigi.


3/38

Batasan MasalahPerhitungan daya yang dihasilkan turbin

Daya turbin angin diperoleh dengan menggunakan

rumus sebagai berikut :P = .Cp.A.U3

Dimana:- = Kerapatan udara (kg/m3) = 1,225 kg/m3

- Cp = Overall power coefisient ( 0.25 0,45)- A = Luas daerah yang di bentuk oleh kincir(m2) = 7,065 m2

- D = Diameter kincir (m) = 3 m- U = Kecepatan rata-rata udara di Medan (m/s)= 3 m/sMaka diperoleh:

P = 1,225 x 0,45 x 7,065 x 33

P = 52 kW

Daya (N) : 52 kW


4/38

Tinjauan Pustaka

Roda gigi merupakan roda yang berbentuksilinder atau kerucut yang memiliki gerigi dibagian keliling dari silinder tersebut.

Transmisi roda gigi memiliki keunggulantersendiri dibandingkan dengan sabuk danrantai karena lebih ringkas, putaran lebihtinggi dan tepat serta dapatmentransmisikan daya yang lebih besar.

Kekurangannya adalah apabila kita inginmentransmisikan poros yang satu denganporos yang lain dengan jarak yang agak

jauh, maka tidak mungkin menggunakan

roda gigi.


5/38

Klasifikasi Roda Gigi

Berdasarkan posisi poros, roda gigi dibagimenjadi tiga bagian :

Roda gigi poros sejajar : memiliki poros

input dan output yang terletak secarasejajar.

Roda gigi poros berpotongan : memilikiporos input dengan poros output

terletak secara tegak lurus.

Roda gigi poros bersilangan : memilikiporos input bersilangan dengan poros

output.


6/38

Berdasarkan kecepatannya :

Roda gigi kecepatan rendah (0,5-10m/s)

Roda gigi kecepatan sedang (5-20m/s)

Roda gigi kecepatan tinggi (20 50m/s)

Berdasarkan letak roda gigi :

Roda gigi dalam (internal gear) :gigiterletak pada bagian dalam darilingkaran jarak bagi.

Roda gigi luar (external gear) : gigi


7/38

Berdasarkan alur maupun jalur gigi :

Roda gigi lurus (spur gear) Roda gigi miring (helical gear)

Roda gigi kerucut (bevel gear)

Roda gigi cacing (worm gear)


8/38

Fungsi Roda Gigi

Sebagai pemindah gerak Untuk gerakan roda gigi searah maka

diberikan roda gigi perantara diantarakeduanya.

Untuk gerakan roda gigi yangberlawanan arah tidak diperlukan rodagigi perantara.

Pengatur kecepatan gerak Untuk mempercepat putaran digunakan

jumlah gigi yang lebih kecil daripadaporos output dibandingan poros input. Untuk memperlambat putaran makanjumlah gigi pada poros output lebihbesar daripada jumlah gigi pada poros

input.


9/38

Roda Gigi Lurus

Merupakan roda gigi yang palingsederhana dan tipe paling umum dariroda gigi.

Keuntungan roda gigi lurus : Dapat digunakan untuk menaikkan

maupun menurunkan daya yang

besar Dapat digunakan pada putaran yang

tinggi sehingga reduksi lebih jarangterjadi

Kemun kinan ter adin a sli san at


10/38

Kerugian roda gigi lurus :

Tidak dapat digunakan untukmentransmisikan daya apabila letak poros

input dan poros output cukup besar.

Lebih cepat terjadinya aus.

Dapat menimbulkan sedikit suara ketika

bekerja. Memiliki ketidakteraturan dalam

pemindahan gerak.


11/38


12/38

Lingkaran puncak, adalah lingkaran yangmelalui puncak roda gigi. Diameter

lingkaran puncak ini dinyatakan dengan Dk. Lingkaran alas, adalah lingkaran pada alas

roda gigi. Diameter dari lingkaran inidinyatakan dengan Dv.

Lingkaran jarak, dua roda yang kerja samadinamakan lingkaran- lingkaran khayalyangbersinggungan dengan kecepatankeliling yang sama. Diameter lingkaran

jarak dinyatakan dengan huruf D. Garissumbu melalui titik-titik tengah dari rodadisebut juga pusat lingkaran.

Jumlah gigi dari suatu roda gigi dinyatakandengan huruf z, jumlah putaran tiap-tiapmenit dengan n.


13/38

Angka transmisi i adalah perbandingan jumlahputaran roda gigi yang berputar dan yang diputar.

Jarak antara t adalah jarak dua gigi berturut-turut,

diukur pada lingkaran jarak. Jadi, jarakantara ialahbusur A-C. Jarak antara adalah juga sama denganlebar lekuk+ tebal gigi, diukur pada lingkaran jarak.Lebar lekuk ialahb usur A-B, tebal gigi ialah busur B-C.

Jari kutub m adalah bilangan yang diperbanyak

dengan menghasilkan jarak antara gigi-gigi Tinggi puncak Hk , adalah jarak dari lingkaran puncak

sampai lingkaran jarak Tinggi alas Hv, adalah jarak dari lingkaran jarak

sampai lingkaran alas Puncak gigi ialah bagian gigi diatas lingkaran jarak. Alas gigi ialah bagian gigi antara lingkaran jarak dan

lingkaran alas. Profil gigi ialah bentuk penampang lintang tegak lurus

dari gigi.


14/38

Roda gigi miring Merupakan salah satu jenis transmisi roda

gigi yang digunakan dalam kehidupan sehari

hari Keuntungan roda gigi miring :

Sangat baik untuk mentransmisikan dayapada putaran yang lebih besar untukmaterial dan lebar roda gigi yang sama

dengan roda gigi lurus. Dapat mentransmisikan daya pada poros

yang tidak sejajar atau menyilang. Memiliki suara yang lebih halus

dibandingkan dengan roda gigi lurus.

i d i i i i


15/38

Kerugian roda gigi miring :

Dapat terjadi gaya aksial sehingga perludipasang bantalan yang mampu untukmenahan gaya aksial.

Memerlukan kotak roda gigi yang lebih kokokarena jalur gigi yang berbentuk ulirmenimbul.

Roda gigi miring ganda (V) merupakan roda gigiyang pemakaiannya lebih baik dari bentuk gigimiring. Karena tekanan pada poros dan roda gigidihilangkan.

Dengan roda gigi ini perbandingan reduksi,kecepatan keliling dan daya yang diteruskan

dapat diperbesar tetapi pembuatannya sukar.


16/38

Roda Gigi Kerucut Berbentuk seperti kerucut terpotong dengan

gigi gigi yang terbentuk di permukaannya.

Ketika dua titik roda gigi bevel bersinggungantitik ujung kerucut yang imajiner akan beradapada satu titik, dan aksis poros salingberpotongan.

Keistimewaan bevel gear dalammentransmisikan daya adalah daya yangditransmisikan dari suatu poros ke poroslainnya yang kedua posisi saling bersilanganmembentuk 90o


17/38

Roda Gigi Cacing Merupakan roda gigi dengan bentuk

konstruksinya sama dengan spur gear denganperbedaan pada bagian lebar roda terdapatkelengkungan (radius) yang besarnya samadengan radius ulir cacing.

Kekhususan jenis roda gigi ini adalah : Hanya dapat bekerja berpasangan dengan ulir

cacing (worm thread). Daya yang ditransmisikan dapat lebih besar

karena perbandingan putaran antara roda gigicacing dengan ulir cacing sangat besar.

Pasangan roda gigi cacing dan ulir cacinghanya dapat bekerja memperlambat putaran.


18/38

Poros

Poros (keseluruhannya berputar) adalahuntuk mendukung suatu momen puntirdan sering mendapat tegangan putar

dan tegangan lentur.

Jenis- jenis poros:

- Poros Transmisi

- Spindel

- Gardan


19/38

Dasar - Dasar PemilihanPoros

Bahan PorosBahan poros pada mesin biasanyamenggunakan baja batangan yang ditarikdingin dan difinishing, dan juga dari baja

karbon konstruksi untuk mesin yangdihasilkan dari ingot yang di-kill (baja yangdioksidasikan dengan ferro silikon dan dicordengan kadar karbon yang terjamin).

Kelelahan

Pengaruh dari konsentrasi tegangan padaporos harus diperhatikan bentuknya apakahdiameter porosnya sudah sesuai dengan alurpasak yang akan menahan beban sehinggaterjadi pengerasan dan lain-lain.


20/38

KekakuanPoros harus kuat bila mengalami lenturanatau defleksi puntirnya yang besar sehinggaterhindar dari getaran. Kekakuan porosdapat disesuaikan dengan jenis mesin yangmenggunakan poros tersebut.

Putaran KritisPada putaran yang tidak konstan akan

mengakibatkan getaran pada porostersebut, apalagi pergantian putaran dariputaran normal ke putaran maksimum.Untuk itu poros harus dirancang tahanterhadap putaran maksimumnya, yangdisebut dengan putaran kritis.

P hit M P ti


21/38

Perhitungan Momen PuntirPoros

Data yang diketahui adalah :

Daya (P) : 52 kW

Putaran (n) : 1500 rpm

Maka untuk meneruskan daya dan putaranini, terlebih dahulu dihitung dayaperencanaannya (Pd).

Pd = fc . P


22/38

Pd = 1 . 52 kW= 52 kW

Pemilihan bahan

Pemilihan suatu bahan yang akan digunakandapatditentukan dengan menghitung momen puntir

(momentorsi rencana) yang dialami poros. Momen

puntir rencanaadalah:

Mp = 9,74 . 105 . Pd / n

Mp

= 9,74 . 105 x 52 kW / 1500 rpm

= 33765,333 kg.mm


23/38

Tegangan geser izin:

Diameter poros:

Tegangan geser pada poros:

Gaya tangensial poros:


24/38

Bahan yang digunakan adalah S55C-D (AISI

1045).

Tegangan geser izin :

Diameter poros :


25/38

Tegangan geser :

Gaya tangensial :

ifik i d


26/38

Penentuan Spesifikasi RodaGigi

Pada perencanaan ini terlebih dahulu kitaharus menentukan perbandingan rodagigi/perbandingan transmisi

(perbandingan antara jumlah gigi padaroda gigi yang digerakkan dengan rodagigi penggerak) dengan simbol i danmenentukan jarak antara kedua poros a

yang besarnya ditetapkan adalah 400 mm.Sedangkan untuk perbandingan reduksiditetapkan sebesar 1,5.


27/38

dA

dB

ZA

ZB


28/38

Kecepatan keliling :

Gaya tangensial (Wt) :

Beban lentur izin :

Faktor dinamis :


29/38

Untuk poros output beban lentur :

Poros perantara :

Beban permukaan persatuan lebar sisi :

Tegangan lentur :


30/38

Spesifikasi Roda Gigi

Dengan modul (m) = 4 didapatkanspesifikasi roda gigi :

Modul (m) = 4

Jumlah gigi pinyon = 80 buah

Jumlah gigi roda gigi perantara = 120 buah

Diameter jarak bagi (dA) = 320 mm

Diameter jarak bagi (dB) = 480 mm

Diameter luar (dk),

dkA = (ZA+ 2) . m = (80 + 2) . 4 = 328 mm

dkB = (ZB + 2) . m = (120 + 2) . 4 = 488

mm

S ifik i R d Gi i


31/38

Spesifikasi Roda Gigi

Berdasarkan modul (m) = 4 dapat ditentukan spesifikasiroda gigi sebagai berikut :Modul (m) = 4Jumlah gigi pinyon = 24 buahJumlah gigi roda gigi perantara = 36 buahDiameter jarak bagi (dA) = 96 mm

Diameter jarak bagi (dB) = 144 mm

Diameter luar (dk), dkA = (ZA+ 2) . m = (24 + 2) . 4 = 104mmdkB = (ZB + 2) . m = (36 + 2) . 4 = 152 mm

Kelonggaran puncak (Ck) = 0,25 . m = 0,25 . 4 = 1 mm

Tinggi gigi (l) = (2.m) + Ck = (2.4) + 1 = 9 mm

Adendum (hk)/tinggi kepala = m = 4 mm

Dedendum (hf)/tinggi kaki = m + Ck = 4 + 1 = 5 mm

Diameter dalam (dfA) = dkA 2H = 104 (2.9) = 86 mm

(dfB) = dkB 2H = 152 (2.9) = 134 mm

Lebar gigi (F) = 42 mm


32/38

Bantalan

Bantalan dapat diklasifikasikan sebagaiberikut :

Atas dasar gerakan bantalan terhadap

poros Bantalan luncur : Pada bantalan ini terjadi

gesekan luncur antara poros dan bantalankarena permukaan poros ditumpu olehpermukaan bantalan dengan perantaraanlapisan pelumas.

Bantalan gelinding : Pada bantalan ini

terjadi gesekan gelinding antara bagianan ber utar den an an diam melalui


33/38

Atas dasar arah beban terhadap

poros Bantalan radial : Arah beban yang

ditumpu bantalan ini adalah tegak lurussumbu poros.

Bantalan gelinding : Arah bebanbantalan ini sejajar dengan sumbuporos.

Bantalan gelinding khusus : Bantalan inidapat menumpu beban yang arahnyasejajar dan tegak lurus sumbu poros.


34/38

Perencanaan Bantalan Poros

Kekuatan bantalan

Faktor Umur


35/38

Faktor Putaran

Pemilihan Bantalan

Dipilih bantalan 61909-2RZ (Merek SKF)dengan data :

d = 45 mm ; D = 68 mm ; B = 12 mm

K i l


36/38

KesimpulanAdapun kesimpulan yang dapat diambil daritulisan tugas perancangan roda gigi ini

adalah sebagai berikut:

Perancangan roda gigi yang tepat perlumemperhatikan bahan yang akan digunakan,

dalam perancangan ini bahan-bahan ygdigunakan adalah:

a. Bahan untuk roda gigi lurus yang digunakanadalah baja S 45 C.

b. Bahan untuk poros roda gigi lurus digunakan bajaS55C-D

c. Bahan untuk poros lurus digunakan baja SF50 (b

= 72 kg/mm2)

d. Bantalan an di ilih adalah bantalan 61909-2RZ


37/38

AutoCAD Roda Gigi


38/38

SEKIAN

DANTERIMA KASIH

Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II

Documents

Transcript of Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II