TUGAS PENGANTAR TEKNIK MESIN

1.Definisi dan konsep.Sebuah mesin merupakan kombinasi tubuh yang mempunyai kekuatan untuk menjaga bentuk tersebut.Tubuh ini atau bagian mesin sangat berbentuk dan terhubung untuk berjalan satu dan yang lainnya, tetapi hanya didalam langkah-langkah tertentu. Kebebasan cara dari setiap bagian membedakan mesin dari struktur, regangan yang akan membuat mesin lebih jelas dibandingkan sekedar pemasangan acak dari suatu tubuh.

Biasanya satu bagian merupakan hal yang pasti sebagai bingkai dari mesin sedangkan yang lain nya sebagai bagian yang bergerak. Biasanya salah satu bagian ini menerima input dan bekerja sebagai penggerak. Faktor kerja tersebut ditransmisikan melalui mesin yang diubah kedalam kekuatan dan kecepatan dan sebagian menghilang akibat gesekan.Dan oleh bagian terakhir, dibagian pengeluaran kekuatan di aplikasikan terhadap resistensi yang berguna untuk efek yang menguntungkan.

2.Contoh. Bagian dari mesin pada gambar 13.1 adalah bingkai 1, piston dan seluncuran 2, batang penghubung 3, dan poros 4. Piston adalah penggerak yang menerima tekanan gas total P. Melalui batang penghubung, dengan total panjang S, efek kerja dibawa ke engkol menjadi aktif dalam komponen tangensial T. Poros adalah bagian pengeluaran melawan semua beban yang dikenakan padanya.Kerekan gigi pada gambar 13.2 dimulai dengan motor M dan berakhir pada drum kerekan H. Ia mempunyai 4 bagian putaran, bernomorkan pada poros sumbunya, dan terhubung pada roda gigi, AB, CD, EF. Efek dari mesin ini adalah untuk mengganti keadaan pemasukan yang berkekuatan kecil pada kecepatan tinggi menuju ke keadaan pengeluaran yang beresistensi besar pada kecepatan rendah.

3.Komposisi mesin.Sebuah mesin minimal harus mempunyai 2 bagian yang saling berhubungan dimana salah satunya bagian yang pasti.Sebuah alat pencongkel seperti linggis hanya merupakan alat atau pengaplikasian, dimana ada juga tempat putaran dibawah tubuh berat untuk membantunya bergerak.Contoh mesin yang mempunyai 1 bagian bergerak :

Dongkrak untuk mobil dan truk.Mesin kerek sederhana yang tidak bergigi

4.Satuan mekanisme.Arti khusus dari kata mekanisme ditunjukan dari pengurangan mesin ke geometris asli (gambar 13.3).Tulang kinematik ini menunjukan seluruh

bentuk dan dimensi yang dibutuhkan untuk analisis dan determinasi gerakan.Untuk gerakan penting ini, dinamakan mekanisme.Gambar 13.3 dan 13.4 merupakan khas dari linkage mechanism, dengan komposisi dari engkol, batang, seluncuran. Yang pertama memiliki 3 pin atau sendi perputaran dan 1 semdi seluncuran, yang kedua adalah 4 pin linkage. Regular linkage berisikan bagian tetapi mekanisme baji special di gambar 13.5, hanya dengan sendi seluncuran tetap ada tapi dengan 3 bagian.mekanisme sekrup (gambar 13.6) adalah turunan dari satuan baji, penukaran aksi jarak jauh ke jarak dekat. Perhatikan

simpangan antara kepala sekrup dan ujung sekrup.

satuan bagian yang biasa dipakai, ditunjukan dalam gambar 13.7, terdiri dari sepasang gigi dan bingkai yang membawa bantalan

poros. Cakram padat atau roda gigi diluar disebut roda gigi lurus.Pasangan ini, pasangan 2-3 dalam gambar 13.7a, memiliki arah yang berlawanan pada saat berputar.dengan menggunakan gigi dalam. Dengan gigi

Di bagian dalam roda seperti yg di indikasikan pada gambar 13.7b, arahnya akan didapatkan. ____ . Sebuah roda gigi beradius besar membuat ruas menjadi melesat ke dasar kubah yang disebut rak bundar.Bentuk lain dari satuan roda berisi sepasang katrol atau roda gigi jentera dengan sabuk sebagai penghubung fleksibel (gambar 13.8). Garis yang bertitik mengindikasikan sabuk yang menyilang dimana akan memberikan putaran terbalik, tetapi sabuk hanya akan bekerja secara langsung.

5. Prinsip bubungan dan Aksi.esentrik adalah cakram bundar yang berfungsi sebagai pembesar engkol (gambar 13.9) atau dari gerak bisa diambil dengan kontak garis pengikut sebagaimana ada di gambar 13.10 sampai 13.12. Akhirnya memakai esentrik menjadi bubungan, bagian mesin yang biasanya bertugas untuk memproduksi beberapa bentuk dari gerak resiprokasi dan osilasi.

6. Berbagai Cams. Perpotongan berkekuatan tinggi diuraikan di Fig. 13.13 digerakkan oleh cam yang di profilkan dari A ke B untuk memberikan perpotongan lambat “tembakan” dalam pergerakan seragam.di ikuti oleh pegembalian cepat BC dan mendiami CA.ini adalah sebuah aktivitas berat yang tidak biasa untuk penggerak cam;tapi pergerakkan cam di Fig. 13.14 juga di milliki oleh mesin berat:ini adalah mekanisme angkat-dan-lepas yang biasanya digunakan di lepengan bijih untuk menghancurkan biji besar,seperti emas bantalan kuarsa.

7. Cams Positif. Salah satu jalan untuk membuat cam positif adalah untuk membentuk sebuah celah dimana untuk menggerakkan sebuah gulungan atau pin pada pengikut. Ini terlihat pada gambar 13.15 dan 13.16, keduanya berasal dari alat mesin pakan dan produksi gerakan yang sama.

8. Klasifikasi Mesin.Beberapa klasifikasi dari mekanisme yang boleh dibuat dan dilakukan terutama dengan konstitusi internal dari mesin tersebut.Diantara titik masuk dan keluar.Mesin juga boleh diklasifikasikan sebagai layanan atau fungsi, atau berabasis pada hubungan luar. Penting dan kelas yang jelas adalah sebagai berikut :

1. Penggerak utama atau mesin pembangkit listrik, dimana menerima paksaan natural dan mengirim kekuatan untuk mendorong mesin lain, kelas ini termasuk semua bagian dari mesin dan motor, dikendalikan oleh tekanan fluida atau tarikan elektromagnetik.

2. Berlawanan dari penggerak utama, or pompa, kompresor, dan generator listrik, dimana bekerja terhadap tekanan yang sama yang dikendalikan penggerak utama.

3. Mesin trnasmisi, diantara penggerak utama dan mesin pekerja. Seperti agregasi shafting, katrol, sabuk, dan lain-lain adalah elektrik alternatif dengan sebuah motor dan untuk tiap-tiap mesin.

Semua jenis mesin transportasi-lokomotif, mobil yang bergerak otomatis, peralatan penggerak dari kapal dan pesawat.

5. Mesin pengangkat dan penyalur, termasuk berbagai jenis excavator

6. banyak kelompok mesin proses, yang bekerja pada berbagai bahan untuk mengubah atau membentuk atau membuat mereka.

Hubungan gaya dan daya

9. Usaha dan daya, ketika sebuah usaha P menggerakkan sebuah benda melalui sebuah jarak S terhadap resisten berawanan sederajat Q menghasilkan usaha P x S atau Q x S. dengan P dalan lb (N) dan S dalam ft (m), usaha dalam ft . lb (N.m). jika ini diselesaikan dama waktu t, kecepatan (konstanta)nya adalah V=S/t, laju usaha adalah PV atau QV. Laju V biasanyaada pada sebuah titik pada pola lingkaran, karena rotasi R pada N berubah atau r/min, sehingga V=2π RN. Dengan V dalam ft/min. rumus daya adalah:

AS144

Daya=PV/33,000 = P x 2RW33,000

= PRN5252.10

hp (1 hp= 746 w)

(13,1)

Dalam studi lebih lanjut tentang mesin akan lebih mudah untuk menjabarkan tingkat mengubah kecepatan sebagai sudut dalam radian per detik. radian adalah sudut dibagi dengan busur sama panjang dengan jari-jari: ada 2 phi atau 6,2832 sudut, dengan nilai 57,295 derajat, pada satu giliran atau revolusi. dengan N / 60 = n r / s, dan w untuk kecepatan sudut.

ω=2πn=2πN60

=0.10472N (13,2)

Pada rumus daya substitusi ω dengan 2πn

Daya= PRW/550 hp (1 hp = 746 w) (13,3)

Ekspresi dari PRω memberikan ft.lb/s(N.m) sebagai hasil dari momen dalam ft.lb(N.m) dan kecepatan sudut dalam rad/s. Diperjelas momen atau torsi PR dan yang membedakan PR’ dalam lb.ft(N.m) dan PR” dalam lb.in(N.m)

PR’ = 5252.1 Power(HP)/N (1 hp = 746W) (13,4)

PR” = 63,025 Power(HP)/N (1 hp = 746W)

10. Kerja Tekanan. Seolah sebuah tekanan ρ lb/1n2 (kPa) menekan sebuah piston dengan luas A in2(m2), piston itu membuat N stroke panjang S ft/min(m/min). Terus ρA = P adalah total tekanan atau gaya penggerak dan NS adalah kecepatan V; oleh karena itu kekuatan yang dikembangkan adalah

Kekuatan = ρANS/33000 hp (1 hp = 746W) (13,5)

Rumus ini menunjukan metode perhitungan daya sebuah mesin, tekanan ρ atau Pm

menjadi arti dari tekanan efektif ditentukan dari diagram indikator.Jika poros engkol menghasilkan N r/min, ini juga merupakan kerja stroke pada masing-masing piston didalam mesin dua tak.

Mempertimbangkan tekanan P pada area A, mendorong area sampai S ft(m). Maka usaha adalah

W = pA x S = P x S (13.6)

Mengubah pengelompokan faktor dan mengkonversi area A menjadi ft2 (m2), maka

W =144p x = 144p x (V2-V1) (13.7)

Dimana (V2-V1)adalah volume di ft3 (m3) dipindahkan oleh piston. Pengertian atau penjelasan tentang usaha ini menghasilkan usaha dalam lb/ft2 (kPa) dari perubahan volume dalam ft3 (m3) .

11. Transmisi Kekuatan dan Kerja/Usaha.Sebagai tipe paling tersimpel dari contoh karena kondisi tetap konstan di setiap tempat dalam mekanisme, seperti

QVq

PVP

pada gambar 13.2. Proses transmisi mulai dengan masukan tingkat kerja P iVt dan berlari menuju ke keluaran PoVo; dan setiap kontak gir ada pergantian dalam dua factor. Gaya P meningkat saat kecepatan V menurun.Juga penurunan progresif yang timbul dalam nilat dari PV, dikarenakan factor mesin.

Dalam hal mengubah gir pertama dalam gambar 13.2 tidak ada factor pasti P i

dan Vt melainkan sebuah momen atau orsi PR pada angker motor dan kecepatan sudut ω. Dengan M sebagai simbol tunggal untuk momen alternative usaha adalah Mω.

Untuk semua efek dari mesin anggap P menjadi masukan gaya dan Q sebagai keluaran hambatan, dengan usaha Up=PVp dan Uq =QVq. Idealnya atau mesin halus tidak akan memiliki kerugian internal, membuat

PVp=QVq Qq=Pxru Po=Q+ru (13,8)

Disini ru adalah rasio kecepatan Vp/Vq, diambil dari masukan ke ke keluaran dan ekspresi efek kinematis atau pergerakan mekanisme; Qo adalah beban ideal untuk kekuatan gaya yang diberikan, lebih besar dari sebenarnya Q; Po adalah gaya penggerak ideal untuk beban yang diberikan, lebih kecil dari yang sebenarnya P.

12. Pergesekan dan Efisiensi. Bila Uf adalah tingkatan usaha gesekan dan e adalah untuk efisiensi mekanik. Maka pada mesin yang sebenarnya

PVp = QVq + Uf e = (13.9)

Efisinsi pada dasarnya adalah perbandingan usaha atau tingkatan usaha, tetapi dengan rv untuk Vp/Vq, dan dengan (13.8) maka menjadi

E=

Q Q0 =

Q PrY =

P 0

P

(13.10)

Membuat efisiensi perbandingan gaya

Dari rumusan (13.10) menjadi sebuah persamaan

Q = P x erv P = Q ÷ erv (13.11)

Dalam perbedaan dengan persamaan teori pada (13.8), perbandingan kecepatan rv sering disebut keuntungan mekanik dari cara kerja. Sekarang terlihat bahwa rv

adalah e buat teori dan erv adalah nilai realisasi dari perbandingan Q dan P.

13. Usaha Menaikan Barang. Biarkan unit pengisian menjadi satu dengan berat 9000lb(908kg) dan anggaplah tingginya dimana dapat diangkat dengan 1hp(746watt) dalam 1 menit tanpa gesekan akan menjadi

H0 = 33,000 +2000 = 16.5 ft (5.0m)

Dengan jarak efisien dari 0.6 sampai 0.8 kecepatan pengangkatan akan menjadi 10 sampai 13 ft(3.0 m sampai 3.9 m) dengan masukan 1 hp/ton (746 watt/1016kg).

14. Sepasang Roda. Anggap pasangan dari gigi A dan B pada gambar 13,17,berubah pada X yang diperbaiki 1 dan 2.kecepatan relative atau putaran rata rata ditentukan oleh fakta linear,kecepatan tangensial pada tempat lingkaran bertemu,pada akhir radii a dan b jadi

aN1 = bN2 N2 = N1a/b = N1/rn (13,12)

rasio perputaran rn diambil dari arah yang sama sebagai re dalam detik 11,dari kendali sampai pengikut dan biasanya dari yng lebih bertenaga ke yng kurang.perhatikan bahwa kecpatan N1 dan N2 adalah inverse terhadap radii a dan b,semakin kecil roda semakin kencang,semakin besar semakin lambat

15. Hubungan kereta gigi.Di kereta gigi di uraikan di fig 13.18.Hal pertama yang harus di catat itu adalah arah relatif memutar.Satu pasang biasa gigi nya (kontak di luar) berbalik arah. Dengan dua atau dengan jumlah pasangan tersebut parah pengikut dan pengemudi yang mirip ; dengan jumlah ganjil pasangan ada pembalikan keseluruhan. Susunan kedua b di fig. 13.18 menunjukkan pengenalan roda yang tidak bekerja atau diam x ke pasangan AB ; ini tidak mempengaruhi effek kecepatan atau gaya transmisi, tetapi hanya berbalik arah.

Untuk rasio berubah dari kereta api ambil pasangan pertama tunggal berturut-turut, kemudian menggabungkannya, sehingga

N 2N 2

=baN 2N 3

=dcN 1N 2N 2N 3

=N 1N 3

=rn=bdac

(13.13)

Dalam kata, kecepatan balik dari roda mengemudi pertama atau poros adalah kecepatan poros di dorong terakhir sebagai produk lanjutan dari semua pengikut adalah produk dari semua pengemudi

gambar 13.19 letakan gir penggerak ke dalam servis transmisi daya, dengan mengaplikasikan momen penggerak PRp ke anggota 1 and momen hambatan QRq ke anggota 3.

Tidak ada gesekan : PRp x rn = QRq (13,14)

Ada gesekan : PRp x ern = QRq (13,15)

Unsur Konstruktif Mesin

16. Pengancing-Sendi terpaku. Pengancing, seperti paku keling,baut,skrup,kunci, dan bahkan gaya atau cocok menyusut, adalah unsur dari struktur mesin, apakah dalam bingkai atau anggota bergerak.

Paku keling dan sendi terpaku mencari tempat kecil dalam mesin sebenarnya, tapi dalam satu kelas dari struktur mekanik, yaitu, ada pemanas yang lebih tua dan tanki bertekanan, mereka sangat penting. Paku keling berkepala button terlihat di Fig. 13.20a adalah bentuk yang paling sering di gunakan; tapi ada juga kepala “panci” ( sebuah kerucut terpotong), dan kepala menyelam terbalik (Fig. 13.20b) yang digunakan dimana permukaan halus yang diinginkan, terutama dalam konstruksi kapal.

17. Baut dan Mur. Ada 3 pilihan bentuk dari baut yaitu pada gambar:

Panjang nominal baut ditunjukkan oleh dimensi l dalam setiap benda.Diketahui bahwa secgambar teratur baut longgar dalam lubangnya, dengan perbedaan diameter 1/16 di (1.59mm) untuk ukuran kecil untuk 1/4 di (6.35mm) untuk ukuran besar.

Mur seharusnya kacau dalam rapat dan permanen; ini lebih baik (terutama dengan besi cor) dari aksi sekrup ketika sambungan harus dibuka secgambar berkala, seperti dalam kasus kepala silinder

Keterangan uliran sekrup untuk baut dan sekrup mesin ditunjukkan padah nomor 13.24,13.25 dan 13.26

18. Proporsi Baut dan Sekrup.yang terpenting ini didirikan oleh asosiasi standar Amerika dan masygambarkat amerika insinyur otomotif.

19. Macam-macam Baut. baut mesin dan baut ditunjukkan pada sambungan pinggiran di gambar. 13.27. alternatif untuk baut tegak, ditemukan dalam praktek yang lebih tua dan konstruksi kasar, adalah baut kepala t di gambar. 13,28. bentuk baut tipe mata di gambar. 13.29. sangat efektif pada inti bahan kimia atau tangki tekanan lain yang harus dibuka dan ditutup sering; mur hanya perlu mengendurkan beberapa uliran, maka baut dapat berayun keluar dari jalan, membuat lebih mudah pengangkatan dan penggantian penutup; dan benang sekrup aman dari yang ketumpulan uliran dan kerusakan.

Baut Pondas, yang mana sangat dikembangkan terpampang dalam gambar 13.30 biasanya ada dua ujung, dengan ring untuk laher dibawah beton.

20. Sekrup.Mesin sekrup seperti tutup sekrup di dalam bentuk umum dan layanan, tetapi memliki jarak dari ukuran terkecil. Kedua jarak saling melebihi, tetapi perbedaan aslinya adalah tutup sekrup yang memiliki diameter pecahan yang saling berpasangan di dalam satuan inci (mm) Bentuk dari kepala mesin sekrup terlihat pada gambar 13.31, yang meliputi :1.) Fillister atau berbentuk kepala silinder yang berada pada permukaan dasar 2.)Oval atau kepala lingkaran3.)flat fillister head, atau berbentuk kepala silinder yang datar, dan berada di dalam batang utama yang lebih teratur4.) counter sunk head, termasuk datar atau lingkaran ( permukaan berbintik) Untuk lebih jelas, lihat katalog produseb mengenai sekrup.

21. Tempat Sekrup.Fungsi dari tempat sekrup adalah untuk mendesak tekanan ke arah sumbu putar sekrup, yang bertujuan untuk mencegah bergerak miring potongngan di bawah tempat sekrup.Jika tujuannya hanya untuk menahan potongan tersebut pada posisi tertentu, maka tempat sekrup akan menjepit atau menyesuaikan sekrup, seperti yang terlihat pada gambar 13.35, tempat sekrup memiliki ulir sepanjang batang, tetapi berbeda pada kepala dan pangkal sekrup.

22.Berbagai Ulir Sekrup , Baut dan ulir sekrup ( atau mengencangkan ulir pada umunya ) adalah tunggal , atau memiliki satu kumparan heliks berliku sekitar silinder , bandingkan Fig 13.36 dengan Fig.13.38.

Semua ulir biasa berada di tangan kanan (lihat Fig. 13.36); jarang dibutuhkan tangan kiri untuk mengencangkan sekrup , tetapi dinding putaran di fig 13.37 adalah sebuah contoh yang mencolok dari sekrup kanan dan kiri

dua dan tiga kali ulir terlihat di Fig. 13.38 (gerakan usekrup) , Pola umum ini ditandai dengan p dari permukaan dari sisi ulir dan ujung dari sekrup = l , atau pertambahan tiap putaran.

23. Pipa dan Pipa ulir , standard pipa ulir Amerika ditujukan pada gambar Fig 13.39. ulir ini meruncing atau di potong sepanjang kerucut, bagian lancip berdiameter 1 diantara 16 atau 1 diantara 32 di bagian sampingnya.

24. Pin Kecil dan Cotter. Cotter pin kecil dan cotter tergambar dalam gambar 13.40.Taper pin adalah pin yang memiliki diameter yang besar pada ujungnya. Menurut skala berikut ini :

No 00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

d, in

0.141

0.156

0.172

0.193

0.219

0.250

0.289

0.341

0.409

0.492

0.591

0.706

d, mm

3.6 3.9 4.4 4.9 5.6 6.4 7.3 8.7 10.4 12.5 15.0 17.9

Taper memiliki ¼ (6.4mm) ke bagian bawahnya (0.3m); alat untuk membesarkan lubang untuk pin ini tersedia. Panjang pin ini berkisar ½ sampai 2 (12.7 sampai 25.4mm) untuk ukuran 00 dan dari 1 ½ sampai 6 (38.1 sampai 152.4mm) untuk ukuran 10.

Spring Cotters atau split pins, yang ada di kawat setengah lingkaran dan mudah dimasukan kedalam lubang dalam ukuran normal mereka, tersedia dalam diameter 3/12 sampai 7/32 (2.4 sampai 5.6 mm) oleh 64ths (0.4 mm), ¼ sampai ½ (6.4 sampai 12.7mm) oleh 16ths (1.6mm), dan 5/8 (15.9 mm), dengan jangkauan panjang seperti itu untuk taper pins.

Untuk flat spring key (gambar 13.40c) digunakan untuk saling tali menali digunakan sebagai rem pada mobil kereta api dengan kelebihan dari round pinyang memiliki bentuk yang lebih tipis agar tidak melemahkan batangan atau baut secara berlebihan.

25. Cocok secara umum. Beberapa kelas dari cocok longgar berada di skema ASME telah ditunjukan pada gambar 13.41; untuk diameter tertentu [14 di (102 mm)], gambar menunjukan harga, toleransi, dan tereratdan terlonggar yang cocok pada kelasnya masing-masing, dimensi vertikal dinyatakan dalam mil atau ribuan inci

TERIMA KASIH