Rumus Analisa Perhitungan Pegas Tekan

1. Gaya tekan pegas ( F )

F =

π4 (D2

2−D12 ) Pa

.............................................(lih.1 hal.62) pers 1.9

Dimana:

D1 = Diameter dalam bidang gesek ( cm )

D2 = Diameter luar bidang gesek ( cm )

Pa = Besar tekanan rata-rata ( kg/mm2 )

2. Gaya tekan tiap pegas ( Wl )

Wl =

Fn .................................................................................pers 1.10

Dimana :

n = jumlah pegas

3. Tegangan geser ( g )

g = 0,8 x a…..……..……………….............…………....….pers 1.11

Gbr 2.18 tegangan maksimum dari pegas tekan

Keterangan gambar :

1. kawat musik kelas B

2. kawat musik kelas A

3. kawat baja keras kelas C

4. kawat baja keras kelas B

5. kawat baja tahan karat no. 2

6. kawat baja tahan karat no. 1

7. kawat musik kelas V

8. baja karbon, kawat ditemper dengan minyak, kelas B

9. kawat baja Cr-V ditemper dengan minyak, untuk pegas katup

10. baja paduan

11. baja pegas ( SUP4 )

12. kawat baja karbon ditemper dengan minyak, kelas A

4. Konstanta tegangan Wahl ( K )

K =

4 . c−14 . c−4

+ 0 ,615c ....................................... (lih.2 Hal.316) pers 1.12

Dimana :

c = fungsi indeks pegas

c = D/d………………..………................................………...pers 1.13

Gbr 2.19 faktor tegangan dari Wahl

5. Diameter kawat pegas ( d )

g = K .

8π

.Dd

.W l

d2...........................................(lih.2 Hal.315) pers 1.14

Maka :

d2 = K .

8π

. c .W l

τ g ........................................................................pers 1.15

6. Diameter lingkaran pegas ( D )

D = 8 x d .................................................................................pers 1.16

7. Lendutan pegas ( )

=

8 .n ' D3W l

d4 .G .................................................. (lih.1 hal,318) pers.1.17

Dimana :

G = modulus geser

n’ =jumlah lilitan yang bekerja

8. Konstanta pegas ( k )

k =

G . d4

8 .n ' . D3...................................................... lih.1 hal.318 pers.1.18

9. Panjang lilitan pegas ( H )

H/D ≤ 4……………………………………..... lih.1 hal.316 pers.1.19

TABEL 2.6 Bahan pegas silindris menurut pemakaiannya

Pemakaian Bahan

Pegas biasa ( dibentuk panas )

Pegas biasa ( dibentuk dingin )

Pegas tumpan kendaraan

Pegas utk katup keamanan ketel

Pegas utk governor kecepatan

Pegas untuk katup

Pegas untuk pemutar telpon, pegas utk

penutup (shutter) kamera

Pegas untuk dudukan,pegas utk mainan

Pegas yang dialiri arus listrik

Pegas anti magnit

Pegas tahan panas

Pegas tahan korosi

SUP4, SUP6, SUP7, SUP, SUP10,

SUP11

SW, SWP, SUS, BsW, NSWS, PBW,

BeCuW, kawat ditemper dg minyak

SUP4, SUP6, SUP7, SP9, SUP11

SWP, SP6, SP7, SUP9, SUP10

SWP, SUP4, SUP6, SUP7, kawat ditemper dg

minyak

SWPV,kawat ditemper dg minyak untuk

pegas katup

SWP

SW

BsW, NSWS, PBW, BeCuW

SUS, BsW, NSWS, PBW, BeCuW

SUS

SUS, BsW, NSWS, PBW, BeCuW

TABEL 2.7 Harga modulus geser G

Bahan Lambang Harga G( kg/mm2 )

Baja pegas

Kawat baja pegas

Kawat piano

Kawat ditemper dg minyak

Kawat baja tahan karat

( SUS 27, 32, 40 )

Kawat kuningan

Kawat perak nikel

Kawat perunggu fosfor

Kawat tembaga berilium

SUP

SW

SWP

-

SUS

BsW

NSWS

PBW

BeCuW

8 x 103

8 x 103

8 x 103

8 x 103

7,5 x 103

4 x 103

4 x 103

4,5 x 103

5 x 103

3. Paku Keling

Paku keling adalah untuk menyambung pelat dan batang. Profil paku keling

dibuat dipabrik khusus dalam bangunan pesawat terbang dan pada umumnya pada

konstruksi logam ringan, banyak dipergunakan paku keling aluminium. Selanjutnya

paku keling tembaga dan aluminium dipergunakan antara lain pada pemasangan

bahan gesek pada kopling dan rem.

Gbr 2.14 Paku Keling

Rumus Analisa Perhitungan Paku Keling

1. Tegangan geser izin (a)

a =

τb

sf1× sf 2 …………………..……......……...(lih.1 hal.8) pers 1.20

Dimana:

b = kekuatan tarik paku keling ( kg/mm2)

2. Tegangan tarik izin (t)

t = 0,18 x a…(kg/cm2)………….…….….....(lih.2 hal.297) pers 1.21

3. Gaya tekan paku keling ( P )

T = P . U …….............……………….…...…..…………....…pers 2.1

Maka :

P = T/U (kg)........………..…............……………………..…pers 2.2

Dimana : P = Gaya tekan (kg)

T = momen puntir (kg .mm)

U = Jarak paku keling (mm)

4. Harga p tiap paku keling

p =

Pnpk …........…………............……………….......…......…pers 2.3

Dimana : npk = jumlah paku keling

5. Diameter paku keling ( D )

D2 = ( P .4π . τₐ)………………………...….................................pers 2.4

4. Pasak

Pasak adalah suatu elemen mesin yang dipakai untuk menetapkan bagian-

bagian mesin seperti roda gigi, sproket, puli, kopling, dan lain-lain, pada poros.

Pasak benam mempunyai bentuk penampang segi empat dimana terdapat bentuk

prismatis dan tirus yang kadang-kadang diberi kepala untuk memudahkan

pencabutannya. Untuk pasak, umumnya dipilih bahan yang mempunyai kekuatan

tarik lebih dari 60 (kg/mm2), lebih kuat dari pada porosnya. Kadang-kadang sengaja

dipilih bahan yang lemah untuk pasak, sehingga pasak akan lebih dahulu rusak

daripada poros atau nafnya. Ini disebabkan harga pasak yang murah dan mudah cara

menggantinya.

Gbr 2.15 Pasak

Rumus analisa perhitungan pasak

1. Alur pasak (b)

b =

ds

4 (mm)……………............……………. lih.1 hal. 9 Gbr 2.14

2. Kedalaman pasak (t)

t =

ds8 (mm)……….............………………… lih.1 hal.10 tab. 1.8

3. Fillet pasak (c)

c =.............………...............……………….... lih.1 hal.10 tab. 1.8

1. Tinggi pasak (h)………….......…………….......... ....lih.1 hal.10 tab. 1.8

Dimana :

ds = diameter poros

t = alur pasak

c = jari – jari filet pasak

b = lebar pasak

r = jari – jari filet dari poros bertangga.

Gbr 2.16 faktor konsentrasi tegangan

Gbr 2.17 faktor konsentrasi tegangan

5. Tegangan geser pasak ()

=

T

( π ds3

16 ) =

5,1 T

ds3...……….............…....... (lih 1 hal 7) pers 1.22

6. Perbandingan tegangan geser yang terjadi selama mengalami

faktor konsentrasi tegangan dari poros :

t a . Sf2

α > .Cb.Kt…………………............…....(lih.1 hal.8) pers 1.23

2.5 Rumus-Rumus Yang Digunakan Dalam Perencanaan Kopling Gesek

2.5.1 Rumus Analisa Perhitungan Plat Gesek

1. Momen puntir yang diteruskan ( T )

T = 9 ,74 . 105 fc P

n1 (mm)………………...........(lih. 1 hal. 59) pers 1.24

2. Besar tekanan pada permukaan bidang gesek ( F )

F =

π4 ( D2

2 - D12 )P (kg)………...……….....… (lih.1 hal.62) pers 1.25

Dimana:

D1 = diameter dalam bidang gesek ( cm )

D2 = diameter luar bidang gesek ( cm )

P = besar tekanan rata-rata ( kg/mm2 )

3. Luas plat gesek ( A )

A =

π4 x ( D2

2 - D12 ) (mm2)…………..….….(lih. 1 Hal.59) pers 1.26

4. Jari-jari rata-rata ( rm )

rm =

D1+D2

4 (mm)…………………..……….(lih.1Hal.59) pers 1.27

maka : D2 dapat dicari dengan persamaan

T = . F . rm .....................................................................lih 1 hal 62

Dimana:

= koefisien gesekan

D1/ D2 jarang lebih rendah dari 0,5...................................lih 1 hal 62

Maka :

D1 = (0,5 - 0,8) D2 ..................................................................pers 1.28

Dimana 0,6 - 0,8 dipilih.

TABEL 2.3 Harga koefisien gesek ( ) dan tekanan rata-rata ( Pa ).

Bahan permukaan kontak

Pa ( kg/mm2 )

Kering Dilumasi

Besi cor dan besi cor

Besi cor dan perunggu

Besi cor dan asbes

Besi cor dan serat

Besi cor dan kayu

0,10 - 0,20

0,10 - 0,20

0,35 - 0,65

0,05 - 0,10

-

0,08 - 0,12

0,10 - 0,20

-

0,05 - 0,10

0,10 - 0,35

0,09 - 0,17

0,05 - 0,08

0,007 - 0,07

0,005 - 0,03

0,02 - 0,03

lih. 1 hal 63 tabel 3.1

2.5.2 Rumus Perhitungan Umur Kopling

1. Momen puntir yang dihitung dari daya penggerak mula ( T )

T = 974 .

fc . Pn1 (kg.m)…............……......... (lih. 1 Hal. 65) pers 1.29

Dimana :

fc = faktor koreksi

P = Daya penggerak mula ( kW )

n1 = putaran poros kopling ( rpm )

2. Kecepatan relatif ( nr )

nr = n1 - n2…………...............…………… (lih. 1 Hal 65) pers 1.30

Dimana :

n1 = putaran poros kopling

n2 = putaran beban ( diasumsikan )

3. Momen percepatan yang diperlukan untuk mencapai waktu

perhubungan yang direncanakan ( Ta )

Ta =

GD2 . n1

375 . t e

+ T11…....………………….......(lih. 1 Hal. 67) pers1.31

Dimana :

GD2 = Efek total gaya terhadap poros kopling ( kg.m2 )

te = Waktu penghubungan rencana ( s )

TL1 = momen beban saat start ( kg.m )

4. Kapasitas momen gesek dinamis ( Tdo )

Tdo Ta . f……………………...............……(lih.1Hal. 67) pers 1.32

Dimana :

f = faktor keamanan

Tdo = momen gesek dinamis ( kg.m )

5. Momen beban saat start ( Tl1)

TL1 T ................................................................(lih 1 hal 65) pers 1.33

6. Kerja penghubung ( E )

E =

GD2. nr2

7160 .

TdoT do - T ................................ (lih. 1 Hla.70) pers 1.34

7. Kerja penghubungan yang diizinkan ( Ea )

E Ea........................................................... (lih. 1 Hal. 70) pers 1.35

8. Waktu penghubungan yang sesungguhnya ( tae )

tae =

GD2. nr375 (Tdo - T ) ........................................ (lih. 1 Hal. 70) pers 1.36

9. Waktu penghubungan

tae < te............................................................ (lih. 1 Hal. 70) pers 1.37

10. Umur plat gesek dalam jumlah penghubungan ( Nml )

Nml =

L3

E . w .................................................. (lih. 1 Hal. 72) pers 1.38

Dimana :

L3 = volume keausan yang diizinkan dari plat gesek (cm3)

w = laju keausan permukaan bidang gesek ( cm2/kg.m )

E = kerja penghubung untuk satu hari ( kg.m/hb )

11.Umur plat dalam hari atau tahun (Nmd )

Nl = N . 60 . td (hari)............................................................pers 2.5

N2 = N . 60 . td . th (tahun).....................................................pers 2.6

Nmd =

N ml

N 2 .(tahun)............................................ .................... pers 2.7

Dimana :

Nl = umur plat dalam hari

N2 = umur plat dalam tahun

N = frekuensi penghubungan ( hb/min )

td = jumlah jam kerja dalam sehari.

th = jumlah hari kerja dalam setahun

TABEL 2.4 laju keausan permukaan plat gesek

Bahan permukaan w [ cm3/(kg.m)]

Paduan tembaga sinter

Paduan sinter besi

Setengah logam

Damar cetak

(3-6) x 10-7

(4-8) x 10-7

(5-10) x 10-7

(6-12) x 10-7

lih.1 Hal 72

TABEL 2.5 batas keausan kopling

Nomor kopling/rem 1,2 2,5 5 10 20 40 70 100

Batas keausan

permukaan ( mm )2,0 2,0 2,5 2,5 3,0 3,0 3,5 3,5

Volume total pada

batas keausan ( cm3)7,4 10,8 22,5 33,5 63,5 91,0 150 210

lih.1 Hal 72