renhard06.files.wordpress.com · Web viewMesin- mesin umumnya dibuat dari bahan dengan modulus...

41
LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM FENOMENA DASAR MESIN PUTARAN KRITIS Oleh: NAMA : RENHARD NIPTRO G NIM : 10071 13735 KELOMPOK : 20

Transcript of renhard06.files.wordpress.com · Web viewMesin- mesin umumnya dibuat dari bahan dengan modulus...

LAPORAN AKHIRPRAKTIKUM FENOMENA DASAR MESIN

PUTARAN KRITIS

Oleh:

NAMA : RENHARD NIPTRO GNIM : 10071 13735 KELOMPOK : 20

LABORATORIUM KONSTRUKSI DAN PERANCANGANJURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAUOKTOBER, 2013

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa,

karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan

praktikum Fenomena Dasar dengan judul “PUTARAN KRITIS” in idengan tepat

pada waktunya. Tak lupa pula shalawat serta salam mahabbah kita hadiahkan

kepada junjungan kita kepada Nabi Muhammad SAW, sebagai pembawa risalah

Allah terakhir dan penyempurna seluruh risalah-Nya.

Penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-

tingginya kepada semua pihak yang telah berjasa memberikan motivasi dalam

rangka menyelesaikan laporan ini. Untuk itu penulis mengucapkan terimakasih

kepada:

1. Bapak Muftil, ST.,MT, dan Bapak Nazaruddin, ST.,MT selaku dosen

pembimbing mata kuliah Fenomena Dasar Mesin bidang konstruksi.

2. Asisten Dosen yang telah banyak memberikan masukan dan bimbingan

selama praktikum hingga dalam penyelesaian laporan ini.

3. Juga kepada teman-teman satu kelompok yang saling memberi dukungan

dan motivasi.

Penulis menyadari bahwa masih banyak terdapat kekurangan dalam

penulisan laporan ini, untuk itu saran dan kritik yang sifatnya membangun sangat

penulis harapkan. Akhir kata penulis ucapkan terimakasih.

Pekanbaru, Oktober 2013

Penulis

i

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR..............................................................................................iDAFTAR ISI............................................................................................................iiDAFTAR GAMBAR..............................................................................................iiiDAFTAR TABEL...................................................................................................ivBAB I PENDAHULUAN........................................................................................1

1.1 LATAR BELAKANG...................................................................................11.2 TUJUAN........................................................................................................11.3 MANFAAT....................................................................................................2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA..............................................................................32.1 TEORI DASAR.............................................................................................3

2.1.1 Pengertian Putaran Kritis........................................................................32.1.2 Poros Yang Digunakan Pada Putaran Kritis...........................................62.1.3 Kondisi Yang Dapat Diterapkan Pada Percobaan.................................12

2.2 APLIKASI....................................................................................................14BAB III METODOLOGI.......................................................................................15

3.1 PERALATAN..............................................................................................153.2 PROSEDUR PRAKTIKUM........................................................................183.3 ASUMSI-ASUMSI......................................................................................18

BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN................................................................194.1 DATA...........................................................................................................194.2 PERHITUNGAN.........................................................................................20

4.2.1 Dengan 1 Beban (a dan b Berbeda).......................................................204.2.2 Dengan 2 Beban (a dan b Sama)...........................................................22

4.3 PEMBAHASAN..........................................................................................24BAB V KESIMPULAN DAN SARAN................................................................25

5.1 KESIMPULAN............................................................................................255.2 SARAN........................................................................................................25

DAFTAR PUSTAKALAMPIRAN

ii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Grafik X/Y vs Frequency ratio r............................................................5

Gambar 2. Massa Bergerak di Bidang Horizontal...................................................7

Gambar 3. Massa Bergetar di Suatu Bidang Vertical..............................................8

Gambar 4. Olakan Poros..........................................................................................9

Gambar 5. Efek Gesekan Terhadap Kecepatan Kritis...........................................11

Gambar 6. Grafik Kecepatan Olakan/Kecepatan Poros.........................................11

Gambar 7. Model Fisik Poros Dengan Beban Ditengah........................................12

Gambar 8. Model Fisik Poros Dengan Beban Sembarang.....................................12

Gambar 9. Getaran Pada Poros..............................................................................13

Gambar 10. Struktur Yang Dikenai 1 Beban.........................................................13

Gambar 11. Struktur Yang Dikenai 2 Beban.........................................................13

Gambar 12. Struktur Yang Dikenai 3 Beban.........................................................14

Gambar 13. Seperangkat Alat Uji Putaran Kritis...................................................15

Gambar 14. Beban..................................................................................................15

Gambar 15. Tachometer.........................................................................................15

Gambar 16. Mistar.................................................................................................16

Gambar 17. Kunci 14.............................................................................................16

Gambar 18. Kunci L...............................................................................................16

Gambar 19. Palu.....................................................................................................17

Gambar 20. Slide Regular......................................................................................17

Gambar 21. Alat Uji Putaran Kritis.......................................................................18

iii

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Data Pengujian Putaran Kritis..................................................................19

Tabel 2. Tabel Pengolahan Data Putaran Kritis.....................................................19

iv

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Dalam konstruksi pemesinan banyak sekali ditemukan komponen-

komponen yang berputar dan mekanisme yang menyebabkan momen-momen

disekitar batang atau poros.  Poros dalam hal ini mempunyai peranan penting

terutama sebagai media penambah gaya yang menghasilkan usaha (kerja).

Suatu poros yang berputar pada kenyataannya tidak berada pada

keadaan yang lurus, melainkan berputar dengan posisi melengkung. Pada

suatu putaran tertentu lengkungan poros tersebut mencapai harga maksimum.

Putaran yang menyebabkan lengkungan poros mencapai harga

maksimum tersebut dinamakan dengan putaran kritis. Dan keadaan tersebut

di atas namakan efek Whirling Shaft. Fenomena whirling ini terlihat sebagai

poros berputar pada sumbunnya, dan pada saat yang sama poros yang

berdefleksi juga berputar relatif mengelilingi sumbu poros.

Hal ini akan selalu terjadi, bahkan pada sistem sudah seimbang. Pada

sistem yang seimbang, hal ini dapat di sebabkan oleh defleksi terjadi sampai

keadaan seimbang yang berkaitan dengan kekakuan poros tercapai. Poros

yang melewati putaran kritis lalu akan mencapai keadaan seimbang.

1.2 TUJUAN

1. Untuk mengetahui karakteristik poros dengan membuat grafik yang

menyatakan hubungan defleksi yang terjadi dengan posisi rotor untuk

berbagai tegangan.

2. Untuk mencari fenomena yang terjadi dengan berputarnya poros pada

tegangan yang telah ditentukan.

3. Mencari putaran kritis yang terjadi dengan berputarnya poros pada variasi

tegangan.

1

1.3 MANFAAT

1. Praktikan mampu menerapkan ilmu yang didapat dari praktikum ini ke

dunia kerja nantinya apabila diperlukan.

2. Praktikan mampu mengaplikasikan putaran kritis dalam kehidupan sehari-

hari.

3. Praktikan dapat menganalisa fenomena-fenomena yang terjadi pada

putaran kritis.

2

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 TEORI DASAR

2.1.1 Pengertian Putaran Kritis

Apabila pada suatu poros yang didukung diantara dua bantalan

dipasang disk maka poros tersebut akan mengalami defleksi statis. Defleksi

tersebut disebabkan oleh berat disk (jika masa poros diabaikan). Defleksi

akan bertambah besar akibat gaya sentrifugal pada saat poros berputar.

Putaran kritis poros adalah putaran yang mengakibatkan terjadinya

defleksi maksimum pada poros. Hal ini mengakibatkan poros berputar sambil

bergetar dengan amplitude yang besar. Gejala ini disebut whirling shaft.

Terjadinya whirling shaft pada permesinan dapat mengakibatkan :

Timbulnya getaran yang berlebihan, getaran ini kemudian

diinduksikan ke komponen mesin lainnya dan sekelilingnya.

Kerusakan mekanik yang disebabkan oleh:

Tegangan bending yang besar pada poros.

Gesekan antara poros dan rumah.

Beban yang diterima bearing menjadi berlebih.

Pada akhirnya semua hal ini diatas akan memperpendek umur

(komponen) mesin

Putaran kritis dapat juga didefinisikan batas antara putaran mesin

yang memiliki jumlah putaran normal dengan putaran mesin yang

menimbulkan getaran yang tinggi. Hal ini dapat terjadi pada turbin, motor

bakar, motor listik dan lain-lain. Selain itu, timbulnya getaran yang tinggi

dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagian-bagian lainnya. Jadi

dalam perancangan poros perlu mempertimbangkan putaran kerja dari poros

tersebut agar lebih rendah dari putaran kritisnya.

Bila putaran mesin dinaikan maka akan menimbulkan getaran

(vibration) pada mesin tersebut. Batas antara putaran mesin yang mempunyai

jumlah putaran normal dengan putaran mesin yang menimbulkan getaran

3

yang tinggi disebut putaran kritis. Hal ini dapat terjadi pada turbin, motor

bakar, motor listrik, dll.

Selain itu, timbulnya getaran yang tinggi dapat mengakibatkan

kerusakan pada poros dan bagian-bagian lainnya. Jadi dalam perancangan

poros perlu mempertimbangkan putaran kerja dari poros tersebut agar lebih

rendah dari putaran kritisnya. Suatu fenomena yang terjadi dengan

berputarnya poros pada kecepatankecepatan tertentu adalah getaran yang

sangat besar, meskipun poros dapat berputar dengan sangat mulus pada

kecepatan-kecepatan lainnya.

Pada kecepatan-kecepatan semacam ini dimana getaran menjadi

sangat besar, dapat terjadi kegagalan diporos atau bantalan-bantalan. Atau

getaran dapat mengakibatkan kegagalan karena tidak bekerjanya komponen-

komponen sesuai dengan fungsinya, seperti yang terdapat pada sebuah turbin

uap dimana ruang bebas antara rotor dan rumah sangat kecil. Getaran

semacam ini dapat mengakibatkan apa yang disebut dengan olakan poros

atau mungkin mengakibatkan suatu osilasi puntir pada suatu poros, atau

kombinasi keduanya.

Mungkin kedua peristiwa tersebut berbeda, namun akan dapat

ditunjukkan bahwa masing-masing dapat ditangani dengan cara serupa

dengan memperhatikan frekuensi-frekuensi pribadi dari osilasi. Karena

poros-poros pada dasarnya elastic, dan menunjukkan karakteristik-

karakteristik pegas, maka untuk mengilustrasikan pendekatan dan untuk

menjelaskan konsep-konsep dari suku-suku dasar yang dipakai dan digunakan

analisa sebuah sistem massa dan pegas yang sederhana.

Sistem memiliki energi dalam sendiri, dimana bila diberi gaya

gangguan pada frekuensi pribadinya (natural frequency), akan menimbulkan

getaran dengan amplitudo yang besar. Setiap benda yang bergerak

mempunyai energy kinetik dan setiap pegas memiliki energy potensial.

Mesin- mesin umumnya dibuat dari bahan dengan modulus elastisitas

tertentu, yang berarti mempunyai sifat elastisitas sehingga dapat berprilaku

seperti pegas. Setiap elemen mesin memiliki massa dan bergerak dengan

kecepatan tertentu., berarti elemen mesin tersebut memiliki energy kinetik.

4

Ketika suatu sistem dinamik bergetar, terjadi perpindahan energi dari

potensial ke kinetik ke potensial dan seterusnya, berulang-ulang dalam

system tersebut. Poros sebagai elemen mesin yang sangat penting, juga

bergerak/berputar pada kecepatan tertentu dan mengalami lenturan

(deflection) akibat momen puntir (torsion) dan atau momen bengkok

(bending).

Bila suatu poros atau elemen mesin yang lain diberi beban yang

berubah terhadap waktu atau beban bolak-balik, poros tersebut akan bergetar.

Apabila poros menerima beban acak (transient), seperti ketukan palu, poros

akan bergetar pada frekuensi pribadinya. Contoh yang sama juga dapat dilihat

pada bunyi bel, dimana bunyi dihasilkan dari gangguan pada frekuensi

pribadi bel. Hal-hal ini dinamakan dengan getaran bebas. Jika poros

menerima beban yang berubah terhadap waktu, seperti beban sinusoidal

secara terus menerus, maka poros akan bergetar sesuai dengan frekuensi gaya

gangguan tersebut. Ketika frekuensi gaya gangguan sama (coincide) dengan

salah satu frekuensi pribadinya, maka simpangan atau amplitudo respon

getarannya akan lebih besar dari amplitudo gaya gangguan. Hal inilah yang

disebut dengan resonansi. Bila putaran mesin dinaikan maka akan

menimbulkan getaran (vibration) pada mesin tersebut.

Gambar 1. Grafik X/Y vs Frequency ratio r

Batas antara putaran mesin yang mempunyai jumlah yang mempunyai

jumlah putaran normal dengan putaran mesin yang menimbulkan getaran

yang tinggi disebut putaran kritis. Hal ini dapat terjadi pada turbin, motor

bakar, motor listrik, dan lain-lain. Selain itu, timbulnya getaran yang tinggi

5

dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagian-bagian lainnya. Jadi

dalam prencangan poros perlu mempertimbangkan putaran kerja dari poros

tersebut agar lebih rendah dari putaran kritisnya.

2.1.2 Poros Yang Digunakan PadaPutaran Kritis

Poros adalah suatu bagian stasioner yang beputar, biasanya

berpenampang bulat dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi

(gear), pulley, flywheel, engkol, sprocket dan elemen pemindah lainnya.

Poros bias menerima beban lenturan, beban tarikan, beban tekan atau beban

puntiran yang bekerja sendiri-sendiri atau berupa gabungan satu dengan

lainnya.

Ada beberapa pengklasifikasian poros yaitu :

1. Berdasarkan Pembebanan

a. Poros transmisi (transmission shafts)Poros transmisi lebih

dikenal dengan sebutan shaft. Shaft akan mengalami beban

puntir berulang, beban lentur berganti ataupun kedua-duanya.

Pada shaft, daya dapat ditransmisikan melalui gear, belt pulley,

procket rantai, dll.

b. Poros gandar merupakan poros yang dipasang diantara roda-

roda kereta barang. Poros gandar tidak menerima beban puntir

dan hanya mendapat beban lentur. Bahkan kadang-kadang

tidak boleh berputar.

c. Poros spindle merupakan poros transmisi yang relatip pendek,

seperti poros utama mesin perkakas dimana beban utamanya

berupa beban puntiran. Syarat yang harus dipenuhi poros ini

adalah deformasinya harus kecil dan bentuk serta ukurannya

harus teliti.

2. Bedasarkan Bentuk

a. Poros Lurus.

Poros ini dapat digolongkan atas poros lurus umum.

b. Poros Engkol.

6

Poros ini berbeda dengna poros diatas, poros ini digunakan

sebagai poros utama pada mesin torak.

3. Hal-hal penting dalam perencanaan poros

a. Kekuatan Poros.

b. Kekakuan Poros.

c. Korosi.

d. Material poros

Karena poros-poros pada dasarnya elastis, dan menunjukkan

karakteristik-karakteristik pegas, maka untuk mengilustrasikan pendekatan

dan untuk menjelaskan konsep-konsep dari suku-suku dasar yang dipakai dan

digunakan analisa sebuah sistem massa dan pegas yang sederhana.

a. Massa Bergerak di Bidang Horizontal

Gambar dibawah memperlihatkan suatu massa dengan berat W

pound yang diam atas suatu permukaan licin tanpa gesekan dan diikatkan

ke rangka stationer melalui sebuah pegas. Dalam analisa, massa pegas

akan diabaikan.

Massa dipindahkan sejauh x dari posisi keseimangannya, dan

kemudian dilepaskan. Ingin ditentukan tipe dari gerakan maa dapat

menggunakan persamaan-persamaan Newton dengan persamaan energi.

Gambar 2. Massa Bergerak di Bidang Horizontal

b. Massa Bergetar di Suatu Bidang Vertical

Gambar dibawah memperlihatkan massa yang digantung

dengan sebuah pegas vertical. Bobot menyebabkan pegas melendut

sejauh xo.

7

Bayangkan massa ditarik kebawah pada suatu jarak xo dari

posisi keseimbangannya dan kemudian dilepaskan dan ingin diketahui

geraknya sebagai efek gravitasi.

Gambar 3. Massa Bergetar di Suatu Bidang Vertical

Massa yang bergetar secara vertical mempunyai frekuansi

yang sama seperti massa yang bergetar secara horizontal, dengan osilasi

yang terjadi disekitar posisi keseimbangan.

c. Olakan Poros

Akan dibahas olakan poros untuk mengilustrasikan mengapa poros

menunjukkan lendutan yang sangat besar pada suatu kecepatan dari

operasi, meskipun poros dapat berputar secara mulus pada

kecepatankecepatan yang lebih rendah atau lebih tinggi.

Gambar dibawah menunjukkan sebuah poros dengan panjang L cm

ditumpu oleh bantalan pada ujung-ujungnya, sebuah piringan yang

dipandang sebagai sebuah massa terpusat dan beratnya W Newton, aksi

giroskop dari massa akan diabaikan, dan selanjutnya akan diasumsikan

poros bergerak melalui sebuah kopling yang bekerja tanpa menahan

lendutan poros. Poros dipandang vertical sehingga gravitasi dapat

diabaikan, meskipun hasil-hasil yang didapatkan akan sama apakah poros

vertikal atau horizontal.

Apabila titik berat dari massa ada disumbu punter, maka tidak akan

ada ketakseimbangan macam apapun yang dapat menyebabkan poros

8

berputardisuatu sumbu lain diluar sumbu poros. Namun dalam prakteknya,

kondisi semacam ini tidak dapat dicapai, dan titik berat piringan ada

disuatu jarak e yang boleh dikatakan kecil, dari pusat geometri piringan.

Dengan titik berat yang diluar sumbu putar atau sumbu bantalan, terdapat

suatu gaya inersia yang mengakibatkan poros melendut, dimana

lendutan pusat poros dinyatakan dengan r pada gambar dibawah :

Gambar 4. Olakan Poros

Pusat geometri dari piringan , O adalah sama dengan pusat poros

pada piringan. Ketika poros berputar, titik tinggi T akan berputar terhadap

sumbu bantalan S. Gaya inersia piringan diseimbangkan oleh apa

yang dapat disebut dengan gaya pegas dari poros ketika poros berputar.

Gaya inersia,untuk sebuah massa yang berpuatr terhadap satu pusat tetap,

adalah :

Gaya pegas dari poros dapat dinyatakan dengan Kr, dimana k

adalah laju pegas poros, yakni gaya yang diperlukan per cm lendutan

9

poros pada piringan. Dengan menyamakan jumlah gaya-gaya pada gambar

dengan nol, dengan termasuk gaya inersia, maka didapatkan

Dengan menata kembali suku-sukunya:

Kecepatan berbahaya dari operasi suatu poros tertentu

dinyatakan dengan kecepatan putaran kritis atau kecepatan olakan, yakni

kecepatan dimana perbandingan r/e adalah tah hingga. Operasi pada suatu

kecepatan yang mendekati kecepatan kritis juga tak dikehendaki

karena besarnya perpindahan pusat piringan dari sumbu putar.

Kecepatan kritis dapat diperoleh untuk kondisi dimana persamaan diatas

sama dengan nol :

Sebuah metode alternative adalah dengan menulis laju pegas k

dalam suku-suku suatu beban spesifik dan lendutan spesifik, beban yang

sama dengan berat piringan, yaitu P=W. Lendutan resultan akan berupa

lendutan static dari poros horizontal, dibawah aksi beban piringan,

lendutan static tersebut dinamakan xst.

d. Efek Gesekan Terhadap Kecepatan Kritis

Meskipun persamaan teoritik yang diturunkan sebelumnya

menunjukkan suatu putaran dengan jari-jari yang besarnya tak hingga pada

kecepatan kritis, namun kondisi semacam ini secara praktek tidak

mungkin. Menurut hasil-hasil yang diperoleh dari persamaan teoritik,

poros yang berputar pada putaran kritis tentu saja akan patah atau

terdistorsi. Tetapi, kitatahu bahwa poros-poros yang berjalan pada

10

kecepatan kritis tidak perlu patah, dan mungkin berjalan dengan sangat

kasar tetapi tanpa distorsi permanent.

Gambar 5. Efek Gesekan Terhadap Kecepatan Kritis

Dari analisa didapatkan hubungan perbandingan maksimum dari

r/e tidak tak hingga apabila gesekan diperhitungkan. Tetapi terdapat satu

daerah pada suatu kecepatan yang tidak jauh dari kecepatan yang dihitung

dengan tanpa gesekan. Juga, harga r/e pada kecepatan-kecepatan yang

agak jauh dari kecepatan olakan tidak terlalu banyak berbeda dengan atau

tanpa gesekan. Dalam praktek, biasanya gesekan diabaikan dan kecepatan

olakan dihitung dengan tanpa gesekan, dengan kesalahan yang sangat

kecil.

Gambar 6. Grafik Kecepatan Olakan/Kecepatan Poros

11

2.1.3 Kondisi Yang Dapat Diterapkan Pada Percobaan

Respon amplitudo menunjukkan besaran tanpa dimensi

(dimensionless ratio) dari perbandingan amplitudo output dan input. Setiap

redaman, ditunjukkan dengan perbandingan redaman, akan mengurangi rasio

amplitudo resonansi. Frekuensi pribadi disebut juga frekuensi kritis atau

kecepatan kritis.

Gambar 7. Model Fisik Poros Dengan Beban Ditengah

Gambar 8. Model Fisik Poros Dengan Beban Sembarang

Dimana :

m = Massa beban (kg)

g = Percepatan gravitasi bumi (m/s2

= Defleksi (mm)

k = Konstanta kekakuan poros (N/mm)

Nc = Putaran kritis poros (rpm)

Bila terdapat beberapa benda berputar pada satu poros, maka dihitung

lebih dahulu putarn-putaran kritis Nc1, Nc2, Nc3,…, dari masing-masing benda

tersebut yang seolah-olah berada sendiri pada poros, maka putaran kritis

keseluruhan dari sistem Nc0 dapat ditentukan oleh :

12

Sumbu suatu poros akan terdefleksi (melentur) dari kedudukannya

semula bila dikenai beban. Poros harus kuat untuk menahan defleksi yang

berlebihan, sehingga mencegah ketidak-sebarisan dan mempertahankan

ketelitian dimensional terhadap pengaruh beban. Persamaan-persamaan

diferensial untuk menentukan defleksi poros dicari dengan asumsi defleksi

kecil dibandingkan dengan panjang poros.

Gambar 9. Getaran Pada Poros

Diagram benda bebas struktur/poros yang dikenai beban, F dapat

dilihat pada gambar berikut :

Gambar 10. Struktur Yang Dikenai 1 Beban

Gambar 11. Struktur Yang Dikenai 2 Beban

13

Gambar 12. Struktur Yang Dikenai 3 Beban

Defleksi maksimum pada poros yang dikenai 1 beban dapat dihitung

menggunakan persamaan berikut :

Defleksi maksimumpada poros yang dikenai 2 beban dan 3 beban

ditentukan dengan metode superposisi.

2.2 APLIKASI

Putaran kritis dapat terjadi pada semua benda berputar, khususnya

poros. Contoh penggunaan teori putaran kritis adalah poros engkol pada mesin

mobil dan poros pada turbin gas. Dimana putaran kritis sangat dihindari disini.

14

BAB III

METODOLOGI

3.1 PERALATAN

1. Seperangkat alat uji putaran kritis.

Gambar 13. Seperangkat Alat Uji Putaran Kritis

2. Beban (2 Variasi)

Gambar 14. Beban

3. Tachometer

Berfungsi untuk mengukur kecepatan poros.

Gambar 15. Tachometer

15

4. Mistar

Gambar 16. Mistar

5. Kunci 14

Berfungsi untuk membuka bantalan pada alat putaran kritis

Gambar 17. Kunci 14

6. Kunci L

Gambar 18. Kunci L

16

7. Palu

Gambar 19. Palu

8. Slide Regulator

Berfungsi untuk mengatur tegangan yang diingikan.

Gambar 20. Slide Regular

17

3.2 PROSEDUR PRAKTIKUM

1. Pasang alat uji seperti gambar dibawah ini. (dibantu asisten)

Gambar 21. Alat Uji Putaran Kritis

2. Pasang semua peralatan seperti pengatur putaran rotor, motor, bantalan,

dan peralatan lain dalam keadaan baik.

3. Posisikan letak rotor.

4. Hidupkan motor dan atur tegangan dengan Slide regulator.

5. Hitung jumlah putaran rotor menggunakan Tachometer.

6. Ulangi percobaan diatas untuk posisi rotor yang berbeda.

7. Catat data pengujian.

8. Lakukan pengolahan data.

9. Buat grafik hasil pengolahan data yang digunakan.

10. Lakukan pembahasan dan analisa dari hasil pengolahan data serta grafik

yang telah diperoleh.

11. Buat kesimpulan yang didapat.

3.3 ASUMSI-ASUMSI

1. Pertambahan putaran slide regulator dianggap konstan.

2. Panjang batang poros tetap.

3. Batang penyangga rotor tidak melendut.

4. Percepatan gravitasi 9,81 m/s2.

18

BAB IV

DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 DATA

Tabel 1. Data Pengujian Putaran Kritis

Tabel 2. Tabel Pengolahan Data Putaran Kritis

19

4.2 PERHITUNGAN

4.2.1 Dengan 1 Beban (a dan b Berbeda)

Posisi 1

Panjang a = 0,21 m

Panjang b = 0,43 m

d = 0,02 m

E = 190000 Mpa

V = 100 volt, 125 volt, dan 150 volt

Posisi 2

Panjang a = 0,28 m

Panjang b = 0,36 m

d = 0,02 m

E = 190000 Mpa

V = 100 volt, 125 volt, dan 150 volt

20

Posisi 3

Panjang a = 0,41 m

Panjang b = 0,23 m

d = 0,02 m

E = 190000 Mpa

V = 100 volt, 125 volt, dan 150 volt

21

4.2.2 Dengan 2 Beban (a dan b Sama)

Posisi 1

Panjang a = 0,17 m

Panjang b = 0,17 m

d = 0,02 m

E = 190000 Mpa

V = 100 volt, 125 volt, dan 150 volt

Posisi 2

Panjang a = 0,20 m

Panjang b = 0,20 m

d = 0,02 m

E = 190000 Mpa

V = 100 volt, 125 volt, dan 150 volt

22

Posisi 3

Panjang a = 0,23 m

Panjang b = 0,23 m

d = 0,02 m

E = 190000 Mpa

V = 100 volt, 125 volt, dan 150 volt

23

4.3 PEMBAHASAN

Pada percobaan yang telah dilakukan dapat dilihat fenomena-

fenomena yang terjadi dengan berputarnya poros pada kecepatan tertentu.

Pada kecepatan mula-mula poros berputar dengan stabil dan mengeluarkan

getaran dan suara yang kecil. Kemudian kecepatan terus ditingkatkan secara

perlahan dari 100 rpm, 125 rpm, hingga 150 rpm sehingga poros berputar

semakin kencang, Adapun data-data atau nilai-nilai pada peralatan percobaan

adalah :

Diameter poros =20 mm

E = 190.000 N/mm2

m = 1 beban =1,625 kg dan 2 beban = 3,25 kg

Beban 1,625 kg adalah beban rotor dengan panjang poros adalah

640 mm dengan rotor yang bisa dipindah-pindahkan posisinya. Putaran

kritis pada poros tidak hanya dipengaruhi oleh kecepatan putarnya saja, tetapi

juga dipengaruhi oleh posisi rotor pada batang poros, ini dikarenakan rotor

memiliki beban yang mempengaruhi batang poros.

Jadi nilai kecepatan teoritis semakin besar bila posisi rotor semakin

jauh dari posisi tengahnya, ini disebabkan karena bila posisi rotor tak

ditengah maka defleksi akan semakin besar dan putaran semakin tak imbang.

Perhitungan untuk kecepatan teoritis tidak selalu sama dengan

kecepatan kritis dari hasil percobaan yang menggunakan Tachometer.

Defleksi yang lebih besar terjadi yaitu pada pembebanan 2 beban

dan Nc teoritisnya pun lebih kecil dibandingkan dengan pembeban 1 beban.

24

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN

1. Putaran kritis maksimum terjadi pada saat rotor berada pada posisi terjauh

dari rotor.

2. Kekakuan maksimum terjadi pada saat pembebanan terletak di dekat

motor.

3. Frekuensi pribadi pada pembebanan yang jauh dari frekuensi pribadi pada

pembebanan pada tengah-tengah batang.

4. Defleksi maksimum terjadi pada saat rotor berada pada posisi terjauh dari

motor dan tumpuan.

5.2 SARAN

1. Lakukanlah percobaan dengan hati-hati.

2. Lakukan percobaan sesuai dengan arahan dari asisten.

3. Perhatikan motor apabila sudah sampai pada putaran kritis, jangan terlalu

lama perputaran tersebut terjadi karena akan menyebabkan alat jadi rusak.

4. Amati hasil yang ditunjukan oleh alat ukur Tachometer dengan teliti

sehingga hasil yang diperoleh akurat.

5. Lakukan perhitungan data dengan cermat karena sedikit saja kesalahan

dapat mempengaruhi nilai perhitungan yang lain.

6. Setelah selesai melaukan percobaan, segera kembalikan alat-alat yang

telah dipinjam ketempat semula.

-

25

DAFTAR PUSTAKA

Badri, Muftil.,Nazaruddin.2012.Panduan Praktikum Fenomena Dasar

Mesin.Pekanbaru.

http://www.scribd.com/doc/46582157/PUTARAN-KRITIS

http://blogmechanical.blogspot.com/2011/08/putaran-kritis-pada-poros

whirling.html

http://yefrichan.wordpress.com/2010/08/12/cara-menentukan-putaran-

kritis-pada-poros/

26