Conto Perhitungan Screw

BAB II PERENCANAAN DAYA

BAB II PERHITUNGAN

2.1

PERE ERENCAN NCANA AAN DAY DAYA

2.1. .1.1

Peng engujia ujian n Kela Kelapa

Pengujian dilakukan dengan alat parut manual Data Kelapa: 

Jenis

: Kelapa Dalam



Berat total

: 1,825 gram



Berat sabut

: 64 gram



!empurung

: 25" gram



Daging kelapa

: 58 gram



Dimensi Kelapa

: Pa Panjang # p$ p$ % 6" mm, lebar #l # l $ % 5" mm

p

l

Data &asil pengujian: 'o

(assa kelapa #kg$ ",""5 ",""5 ",""5

1 2 

)uasan #m2$  .1" /5  .1" /5  .1" /5

*aktu *aktu #detik$ 166 155 158

+olume #m$ ,1 1" /5 ,2 1" /5 ,1 1" /5

Debit #m-det$ 1,0 .1" / 2,"6 .1" / 1,06 .1" /

Keepatam #m-det$ 6,4 .1"/ 6,8 .1"/ 6,5 .1"/

Diperole& masa jenis kelapa #ρ$ % 150 kg-m  sumsi: tenaga 3anita sebesar "," &p dan ang digunakan digunakan &ana 1  saja (aka gaa ang diberikan sebesar: F τ

= =

P v F A

= =

1.

×

","

6,566.1"

hp

−

= ,56 lbf = ,0 N

,0 N 5"mm . × 6"mm

=

1,1 N - mm 2

dima dimana na::  % ga gaa gese geserr kela kelapa pa P % daa daa ang ang digu diguna naka kan n

v % keepatan rata/rata

τ%

tegangan geser kelapa

 % luas luas kela kelapa pa ang ang di parut parut

4


2.1. 2.1.2 2

Pene Penent ntua uan n Day Daya a Mot Motor or

Data/data peralatan: Dimensi parut: 

Diameter # D$ D$

: 14" mm



Panjang # L$ L$

: 4"" mm



Jarak antara mata pisau # x$ x$

:



Keliling

: 44" mm



Jumla& gigi dalam baris # b$ b$

:



Jumla& gigi dakan kolom # ! $

:



Jumla& gigi total # t $

: 5 × 6 % 501 gigi

 mm

! x

=

4""mm

=

44"mm

L x

 mm mm

= 5 = 6

Dimensi pisau pemarut: 

!inggi #t #t $

: 2 mm



)ebar #b #b$

: 1 mm



)uas satu pisau pemarut # At $

: 1 mm2

t

b

 %: Kapa"ita" peren#anaan peren#anaan $ m $ m %: 8"" kg-jam  Laju volume peren#anaan peren#anaan $ & %: p %:   m 8"" !g m  & = = 5,1 m  jam p %

150 jam !g

ρ

'olume yang (ipin(ah!an gigi per putaran $&% : &

% )t × At × * % 501 × 1 mm2 × 11 mm % 05"1 mm -putaran

 Laju volume perhitungan perhitungan $ & %: h %:  &h % & × ω % 05"1 mm-put × 1 m-1"0mm × ω % ,05 ,05 1"/5 ω m-put

Putaran yang (i(apat (i(apat :   &h % & p se&ingga

ω

=

5,1

m

,05.1" −5 jam

×

put m

×

jam 6"" det

=

6 rp"

5


n

× 6" = 2 × π

ω

=

6 × 6" 6, 28

=

6

45 rpm

Ke#epatan potong parut :

=

' p

ω × +

=

×  ".1" − m =

6 rp"

2,52 m (et

,aya yang (iberi!an pemarut : Diasumsikan luasan ang terkena kelapa ada  baris se&ingga luasan kontakna # A$ adala& 180 mm 2, maka gaa ang diberikan ole& pemarut:

=

F p

τ × A

% 1,1

N mm

2

× 180 mm 2 =

21,5 N ×

lbf 4,448 N

=

48,"2 lbf

-or"i pa(a pemarut : -

= Fp × + =

48,"2 lbf

Daya pemarut : Pp

2.1./

=

-

×

n

6"""

=

" .1" − m

× ×

12 lbf .in

45

6"""

rpm

×

0, in m

= ",2 hp ×

Penentuan Daya 0#re onveyor

7ambar 2.1 re3 on9eor

Perhitungan Diameter 0#re $D%: 2

 p m

 p × ρ = 6" . π . D . 0 . n .ϕ . 2 . # = : 4

dimana:  & p

% laju aliran 9olume  p % laju aliran massa ampa" ; air % 0"" kg-jam m ρ % berat jenis #bulk 3eig&t$ dari kelapa % 150 kg-m 0

% "#re pit#h #m$, umumna digunakan % ",8D

=

12 in . lbf

46  hp

= 50,4 *att


D

% diameter sre3

ϕ

% e


%
n

% putaran sre3 on9eor % 4,5 rpm

!abel ϕ : ϕ

!pe material

",125

(aterial abrasi<, bergerak lambat

",25

(aterial semi abrasi<, bergerak lambat

",2

(aterialsemi abrasi<,bergerak bebas

",4

(aterial non abrasi<, bergerak bebas

!abel : 1 =

" 1

5 ",0

1" ",8

15 ",

2" ",65

maka diameter sre3 adala&:  4 ×m  D

=

D

=

6" × π × ",8 × n

× ϕ × ρ ×  4 × 0"" kg-jam

6" × π × ",8 × 4,5 put-s × ",125 × 150 kg-m



×1

=

5,8"56.1"− 4 m 

maka D % ","84 m % 8,4 m ≈ 0 m dan

0 % ",8 D % ",8 > 0 m % ,2 m

Daya yang (ibutuh!an $P%:  × L × 3o m P = 6

 dimana: m

% laju aliran massa #ton-jam$

L % panjang sre3 on9eor % ",2 m ω o %
2,5 4

(aterial ir dr bro3n oal, 'ut oal, ?ok salt aundr sand, ulp&ut, =ement, s&, )ime grained, (oulding sand

ω o diambil nilai 2 karena kelapa lebi& ringan -or"i $-%:




- =

1"2 × P

ω

=

1"2

×

1 aat n

2 × π ×

1"2

=

,46

= 2,1

Nm

6"

,aya ma!"imum "epanjang "#re $F "# %: -

=

F "#

r tan #α

+ φ $

dimana: r % jari/jari sre3 % ",45 m

α % sudut &elik % "° φ % sudut gesek material % 4"° maka F "#

2,1 Nm

=

",45

×

tan ( "

+

4" )

= 40,84

N

Ke#epatan (ari !elapa:

=

' !

2.1.4

0 × n

=

6"

,2.1" −2 m

× " rpm

6"

=

","6 m "

Penentuan ,eometri Noel

s

D

1

D

2

l

Ø L

7ambar 2.2 kema penampang no@el

Dimensi no@el: D1 % 0 m

L % 1" m

D2 %  m Direnanakan diameter lubang % ",5 mm 0u(ut pa(a noel $ φ° %: tan φ % maka

( D1 − D2 ) L

2

=

φ % 16,°

)uas % n × D) ; #n ; 1 $ × l

( 0 − ) 1"

2

=

",

8


1"" % 4 × ",5 ; #4 ; 1$ × l didapat: l 5

1" − 2

=

5

1,6

dimana: n % jumla& lubang per baris l % jarak antar lubang D L % diameter lubang Panjang "elimut noel $"%: "



%

sin φ

=

 sin 16,

Lua" "elimut $A"%: π A" % × " × ( D1 2



= 1",44

#m

+ D2 ) = 106,#m 2

Direnanakan jumla& lubang adala& 16 lubang-m 2, maka total jumla& lubang: -" % 16

lubang m

2

× 106, m 2 = 16 lubang

Daya total : P tot

=

P pemarut η pulley

+

P "#re η g 1

",2 hp ×

= =

×

η g 2

46  hp

",06

+

1"" att ",08 × ",08

=

561,8 att

666, 2 att

Motor yang (iguna!an: !ipe

: !A=, Cndution (otor tandar

Frame "ie no : D1"") Daa

: 1 &p : ",5 3att

Putaran

: 60" rpm

terima kasi& a lla&.

+

1"4,1 att

0


2.2

PERENCANAAN BELT DAN PULLEY a

α

n1

n

Pulley I

r

2

α

Pulley 2

690 rpm

345 rpm

Data/data: 

Ba&an belt

: 0oli( *oven otton



Jarak antar poros ##$

: 56 mm



Daa motor # P $

: 1 &p



Putaran motor #n$

: 60" rpm



Diameter pulle 2 # D2$

: 2"" mm

Diameter poro" 1: n1 = #1 + δ $ n2

×

D2 D1

δ % koe
=

D1

n2 n1

(1 + δ ) × D2 =

45 60"

(1 + ","2) × 2"" mm = 1"2 mm

Ke#epatan !eliling $' p1 %: ' p1

=

=

π ×

6" π ×

D1 ×

×

n1

1"""

1"2 mm 6"

×

×

60" rpm

1"""

=

,68 m - "

cr

1"


2.2.1

11

Penentuan -ipe Pulley

Menghitung ,aya !eliling rata6rata $F rate %:

× P

1"2

=

F rate

1"2

=

' p

×

",5 !att

,68 m - "

=

2",8 !g

Karena adana over loa( atau tarikan a3al ang besar, seara umum diambil 5"  dari F rate na.

F ma> = 15"  1,5

=

×

F rate

×

2",5 !g = 1,1 !g

Penampang belt dipili& berdasarkan tegangan ang timbul dan tegangan akibat beban mula. K

=

ϕ

× σ "

dimana: ϕ %
σ % tegangan mula/mula, untuk +/belt % 12 kg-m 2 K % 2 × ", × 12 kg-m2 % 16,8 kg-m 2

maka

Dari tegangan ang timbul karena beban tersebut, maka dapat diari luasan penampang belt )

×

A

=

F ma> K

=

1,1 !g 16,8 !g - #m

2

=

1,856 #m 2

Pemilihan lua"an: dari E >  % 1,856 m 2, dari tabel /5 tidak memenu&i standar ang ada - tidak pas, maka dipili&:  %2, #m 2

!pe : =

E%1

&%10mm

Menghitung panjang pulley: l

×

2

=

2 × 56 mm +

a

+

π

=

2

×

# D

π

2

+ D1 $ +

# D2

− D1 $ 4a

× #2"" + 1"2$ mm +

l % 110,88 mm ≅ 1104 mm

#2"" − 1"2$ 2 mm 2 4 × 56 mm


12

Panjang tersebut ada pada standar belt pada table F.se&ingga panjang ini ang dipakai. +ariasi jarak poros bertujuan untuk mengatur ketegangan dan kekenduran belt.

= a − 2 × h = 56 mm − 2 10 mm = 8 a ma> = 1,"5 × a = 1,"5 × 56 mm = ,8 mm a min

2.2.2 

mm

-egangan 7ang -erja(i Pa(a 8elt

!egangan akibat sentripetal # σ v $ σ v

γ

=

×

#' p $ 2

1"

×

g

= beratjeni" = ",5 − 1,"5!g - (m  g = gravita"i = 0,81m - " 2 1,"5 !g - (m  × #,68 m - " $ 2 = = ",145 1" × 0,8 m - " 2 γ

σ v



!egangan bending # σ b $ σ b

= 9 b × 9 b D1

σ b 

h D min

= modulus elastisitas belt = "" − 6""!g - #m 2 , = diameter pulle penggerak = 1"2mm

= 5"

!g - #m 2

×

10 mm 1"2 mm

= 65,2

tabel  − 4, hal 162

!g - #m 2

!egangan karena daa # K $ K =



!g - #m 2

F ma> A × )

=

1,1 !g 2,#m

2

×1

= 1,56

!g - #m2

tegangan ma>simun # σ ma> $ σ ma>

2.2./ ;

= σ " + K - 2 + σ v + σ b 1,56 = 12 + + ",145 + 2 

 

65,2 !g - #m 2

= 84,2

!g - #m 2

Penentuan :mur 8elt $;%

=

6""

m

 σ  ×  fat  × : × <  σ ma>  

N ba"e

diketa&ui: N ba"e % 1" σ fat

% 0" kg-m2 untuk +/belt

m % 8 untuk +/belt < % 2 untuk pulle ang bergerak


G

+ p

=

,68 m-s

=

)

1,044 m

=

,"82 rps

maka:

=

;

2.2.4

1" 

×

6""

,"82

×

2

 0" ×   84,2

!g - #n 2 !g - #m

   = 

661,5 jam kerja

Dimen"i6Dimen"i Pulley

Data/data pulle table /5 tpe = untuk +/belt 

= 21

ϕ

=

4 − 4"

= %6

t = 26

 % 1

Diameter pulley: Dout= 1 5 D1 > 2 .

5 1?2 > 2 × @

5 114 mm

Dout= 2 5 D2 > 2 .

5 2?? > 2 × @

5 212 mm

Din= 1 5 Dout= 1  2 .



5 2?? > 2 × 21

5 B2 mm

Din= 2 5 Dout= 2 > 2 .



5 2?? > 2 × 21

5 1B? mm

Lebar pulley $8%: lebar pulley penggera! 5 lebar pulley yang (igera!!an maka: B1 % B2 % #E  1$ t ; 2 . % #1  1$ 26 ; 2 > 1 % 4 mm 0u(ut !onta! α #table /$:

α

=

18"° −

= 18"° −

2.2.C 



# D2

− D1 $

a # 2"" − 1"2$ 56

× 6"° × 6"° = 16,5°

,aya 7ang 8e!erja Pa(a Poro"

F +

=

F +

=

F o

=

F rate

ϕ

× sin α = 2

2 F o

× sin α

1,1 !g 16,5 × sin ", 2 F rate

2 ϕ

=

1,1 !g 2

×

",

=

2

=

44,"8 !g

22, !g

1






F 1

=

F 2

=

2.2.@

+

F o

F o

F rate

−

2 F rate 2

=

22, !g +

=

22, !g −

1,1 !g 2 1,1 !g 2

=

=

,85 !g 6,615 !g

8erat Pulley 1 Dan 2

pesi
% Forge( arbon 0tell

Berat jenis % 845,4 Kg-m 'olume total #v$: v v

π  =   × Do × b  − ( π × h)  4  π  =   × 114.1" − × 4.1" −  − (π × 1,5.1" − × 2,.1" − )  4 

m v % , 1"/2 m maka: Berat pulle C % ρ × 9 × g % 845,4 kg-m × ,.1"/2 m × 0,81 m-s 2 % 44 kg< Dengan ara ang sama didapat: Berat pulle CC% 01,52 kg<

2.3

PERENCANAAN RODAGIGI gear 5 poros 4 gear 3 poros 3 pinion 4

poros 1 pinion 1 7ambar 2. kematis reduser

Pertimbangan pemakaian roda gigi lurus: 

Kedua poros pararel



Bekerja pada putaran renda&

14


2./.1

15

Peren#anaan Pinion 1 Dan ,ear /

pesi
Daa motor # P $

: 1 &p



Putaran poros 1 #n p1$

: 60" rpm



Perbandingan keepatan #r v$

: 1-5



Diameter pinion # D p1$

: 2,5 in& ( p1

diketa&ui: r v

=

n

n

=

n1 × r v

=

( p1 ×

1

maka:

( g 

=

n1

=

( g 

=

r v 

1

×

60" rpm

2,5 in#h

5

=

115 rpm

×5 =

12,5 in#h

ara! #enter $%: 1

=

+ ( g 

( p1

2

2,5 in + 12,5 in

=

2

Ke#epatan !eliling $' p %: π × n p1 × ( p1 ' p

=

-or"i $-%: -

=

12

6""" × hp n

=

=

=

,5 in#h

π × 2,5 in × 60" rpm 12

6""" × 1 hp 60" rpm

=

= 451,4 ft

menit

01, lb.in

,aya tangen"ial $F %: t F t

=

2- ( p1

=

2 × 01, lb.in 2,5 in

=

,"4 lb

,aya (inami" $F ( %: 7aa dinamis ditentukan berdasarkan keepatan kelilingna, aitu untuk "

≤ + ≤ 2"""
F (

=

#6"" + ' p $ 6""

× F =

#6"" + 451,4$ 6""

× ,"4 lb =

-ebal ro(a gigi $b%: Ditentukan berdasarkan beban keausan Buking&am: F 

=

( p

× b × & × !

12,00 lb


2( g 

=

&

( p1

=

+ ( g 

2 × 12,5

( 2,5 + 12,5)

=

16

1,6

k % ear loa( fa#tor , diari dari sudut tekan # ϕ % 2"°D$ dan data material. Pinion dan gear digunakan dari ba&an ang sama, aitu: A 1"2" a"e har(ene( E *&- #tabel 1"/1$ dengan data/data sebagai berikut:

•

o % 18""" Psi

•

Kekerasan ba&an % 15" BH'

Dari tabel 1"/11 didapat ear loa( fa#tor #k$ % 45,"8 #interpolasi$ 7aa dinamis d % 3 e&ingga

b

F (

=

( p

=

× & × !

tebal

7igi:

12,00 lb 2,5 in × 1,6 × 45,"8 lb - in 2

=

",68 in

Diametral Pit#h $P%: 0

P

1

P

, didapat nilai P aitu 16

umlah gigi $N%:

= =

Nt p1

Nt g 

2./.2 F b

( p1 × P

= ( 0 × P =

× 16 = 12,5 × 16 =

2,5

4" buah gigi

2"" buah gigi

Penge#e!an +o(agigi 1 (an / Dengan Meto(e Lei"

=

0 × b ×

7 P

dimana: 0 % 0 o % tegangan ijin tarik % 18""" Psi 7 %
maka 7 % ",80

untuk N g/ % 2"" bua& gigi maka 7 % ",46 maka: F b , pinion F b , gear

=

18""" P"i

× ",68 in ×

=

18""" P"i

× ",68 in ×

F b I F (, maka perenanan roda gigi aman

",80 16 ",46 16

=

20,585 lb

=

54,105 lb


2././ 0 a(

1

Penge#e!an +o(agigi 1 (an / Dengan Meto(e A,MA

=

0 at × K l K - × K r

dimana: 0 a( % tegangan ijin maksimum 0 at % tegangan ijin dari ba&an % 282"" Psi Diperole& dari tabel 1"/ dengan kekerasan 156 BH' K L %
282"" P"i × 1,1 1 × 1,

=

22, P"i

-egangan pa(a a!ar gigi: σ t

=

F t × K " × P × K 0 × K m K v

× b × 

dimana: F t % gaa tangensial % ,"4 lb. K o % koreksi beban lebi& % 1,25 Diperole& dari tabel 1"/4 dengan kondisi light "ho#! dan beban merata K " %
%

maka: σ t

=

,"4 × 1,25 × 16 × 1 × 1, ",0 × ",68 × ", 4

=

18

.216 ,20 P"i

0 a( I σ t, maka perenanaan gear aman dari kerusakan.

2./.4

Penge#e!an Keau"an +o(agigi 1 (an / Dengan Meto(e A,MA

=

σ #

1 p

×

F t × 1 o

× 1 " × 1 m × 1 f 1 v × ( × b × 

dimana:  o %
%
 f %
,"4 × 1, 25 × 1, 25 × 4,8 × 1, 25 1 × 2,5 × ",68 × ",15

=

26 .""8, 4 P"i

Kondisi ang &arus dipenu&i untuk e9aluasi: 1L × 1;  ≤ 0 a#   1- × 1+ 

σ #

dimana: 0 a# % tegangan kontak ang di jinkan % 05""" Psi # tabel 1"/14 $ L %

- %
σ #

≤

 1× 1  05"""  1 × 1,25 

σ #

≤

6"""

⇒

26""8, 4

≤ 6"""

Dengan kondisi tersebut maka perenanaan roda gigi aman dari keausan

2./.C

Peren#anaan +o(agigi 4 (an C

pesi
putaran poros  ng % n p4

: 115 rpm



perbandingan keepatan #r9$

: 1-4

diameter pinion #D p4$

: 2,5 in&



r v

=

( g 5

=

diketa&ui:

n g 5 n p 4

( p 4

( p 4

=

×

( g 5

1 r v

=

2,5 in#h

×4 =

1" in#h

ara! #enter $%: 1

=

( p 4

+ ( g 5

=

2

2,5 in + 1" in

=

2

6,25 in#h

Ke#epatan !eliling $' p %: ' p

=

π × n p 4

× ( p 4

12

=

π × 2,5 in × 115 rpm 12

= 5, ft

menit

-or"i pa(a poro" tiga: - 

=

F t 2

×

( g  2

=

,"4 lb

×

12,5 in 2

=

,aya tangen"ial $F %: t F t

=

2-  ( p 4

=

2 × 456,5 lb.in 2,5 in

=

65,2 lb

456,5 lb.in

10


2"

,aya (inami" $F ( %: 7aa dinamis ditentukan berdasarkan keepatan kelilingna, aitu untuk "

≤ + ≤ 2"""
#6"" + ' p $

=

F (

6""

× F =

#6"" + 5,$ 6""

× 65,2 lb =

411," lb

-ebal ro(a gigi $b%: Ditentukan berdasarkan beban keausan Buking&am: F 

=

&

=

( p

× b × & × !

2( g 5 ( p 4

+ ( g 5

=

2 × 1"

( 2,5 + 1")

=

1,6

k % ear loa( fa#tor , diari dari sudut tekan # ϕ % 2"°D$ dan data material. Pinion dan gear digunakan dari ba&an ang sama, aitu: A 22" a"e har(ene( E *&- #tabel 1"/1$ dengan data/data sebagai berikut:

•

o % 5"""" Psi

•

Kekerasan ba&an % 225 BH'

Dari tabel 1"/11 didapat ear loa( fa#tor #k$ % 1" #interpolasi$ 7aa dinamis d % 3 e&ingga tebal 7igi: b

=

F ( ( p

× & × !

=

411," lb 2,5 in × 1,6 × 1" lb - in 2

Diamitral Pit#h $P%: 0

P

1

P

, didapat nilai P aitu 1"

umlah gigi $N%: Nt p1 Nt g 

= =

× P = 2,5 × 1" = ( 05 × P = 1" × 1" =

( p 4

25 buah gigi 1"" buah gigi

=

",00 in


21

Keterangan: P % diametral pit& p % irular pit& d % diameter o< pit& irle 't % jumla& gigi = % jarak antara 2 gigi #poros$ r 9 % 9eloit ratio 7ambar 2.4 Dimensi roda gigi

2./.@ F b

Penge#e!an +o(agigi 4 (an C Dengan Meto(e Lei"

=

0 × b ×

7 P

dimana: 0 % 0 o % tegangan ijin tarik % 5"""" Psi 7 %
maka 7 % ",4

untuk N g/ % 1"" bua& gigi maka 7 % ",446 maka: F b, pinion F b , gear

=

5"""" P"i

× ",00 in ×

=

5"""" P"i

× ",00 in ×

F b I F (, maka perenanan roda gigi aman

",4 1" ",446 1"

= =

1604,0 lb 222, lb


2./.B 0 a(

22

Penge#e!an +o(agigi 4 (an C Dengan Meto(e A,MA

=

0 at × K l K - × K r

dimana: 0 a( % tegangan ijin maksimum 0 at % tegangan ijin dari ba&an % 825" Psi Diperole& dari tabel 1"/ dengan kekerasan 225 BH' K L %
825" P"i × 1,1 1 × 1,

=

165,4 P"i

-egangan pa(a a!ar gigi: σ t

=

F t 4 × K " × P × K 0 × K m K v

× b × 

F t4 % gaa tangensial % 65,2 lb. K o % koreksi beban lebi& % 1,25 Diperole& dari tabel 1"/4 dengan kondisi light "ho#! dan beban merata K " %
%
maka: σ t

=

65, 2 × 1, 25 × 1" × 1 × 1, ",0 × ",00 × ",8

=

105,"2 P"i


2

0 a( I σ t, maka perenanaan gear aman dari kerusakan.

2./.G

Penge#e!an !eau"an +o(agigi 4 (an C (engan meto(e A,MA

=

σ #

1 p

×

F t × 1 o

× 1 " × 1 m × 1 f 1 v × ( × b × 

 o %
%
 f %
65,2 × 1,25 × 1,25 ×  × 1,25 1 × 2,5 × ",00 × ",11

=

2"101, 2 P"i

Kondisi ang &arus dipenu&i untuk e9aluasi: 1L × 1;  ≤ 0 a#   1- × 1+ 

σ #

dimana: 0 a# % tegangan kontak ang di jinkan % 11"""" Psi # tabel 1"/14 $ L %

karena bekerja pada temperatur 25"° + %
σ #

σ #

≤

 1× 1  11""""  1 × 1,25 

≤

88""""

⇒

2"101,2

≤

88""""

Dengan kondisi tersebut maka perenanaan roda gigi aman dari keausan

2./.H

8erat +o(agigi



Ba&an

: A 1"2" #a"e har(ene( E *&- $#arbon "teel%



(asa jenis # ρ $

: ",28 )b- in 



Diameter pit& #( 1$ : 2,5 in&



)ebar #b$

: ",68 in&



+olume #v$

: π-4 × d1 × b % π - 4 × 2,5 in × ",68 in % ,625 in 

(aka:  p1 =

ρ

× v × g

% ",28 lb-in  × ,625 in  × 0,81 m-s 2 × Dengan ara ang sama akan diperole&: 

Berat gear 



Berat pinion 4 % 21,8 kg<



Berat gear 5

2.4

% 1"4,86 kg<

% 08,5 kg<

PERENCANAAN POROS

!g 2,2"46 Lb

= 4,2 !gf

24


2.4.1

Peren#anaan Poro" 1 F

F

"

n

D

F

!

R

'



p1

30% $5#9mm

A

&

Pinion 1

40#5 mm

p1

54#5mm

Pulley 1 7ambar 2.5 kematik komponen untuk poros 1

ree bod diagram: F

A(

F

F

A)

A

"(

 54#5m m

&

p)

D

! 40#m m

F

F

$5#9 m m (

)

&

p

F

F

F

D(

D)

n*

Dari per&itungan +/belt dan roda gigi diperole& &arga/&arga: F r % gaa tangensial pada 9 belt F A; % gaa tangensial pada 9 belt pada bidang &ori@ontal ? × sin " % 44 ' × sin " % 22 ' F A' % gaa tangensial pada 9 belt pada bidang 9ertikal ? × os " % 44 ' × os " % 8,1"5 ' * p % gaa berat pada pulle 1 % 25,82 ' F n % gaa radial-normal pada roda gigi pada bidang 9ertikal % 25 × tgn 2" % 118,20 ' F - % gaa tangensial pinion % 25 '

Pada Bidang Horizona!"

?eaksi tumpuan pada titik B dan D

25


∑(B % " H × 54,5 mm ;  ! × 4",5 mm /  DH × 126,4 mm % " DH %

25 N × 4",5 mm + 22 N × 54,5 mm 126,4 mm

= 11,6 N

∑ % " BH % !  DH  H % #25  11,6 / 22$ ' % 180,4 ' (omen Bending: F

A)

C

CC

A



D

!

54#5m m

40#5m m

C

F

$5#9 m m

&

CC

)

p

F

F

D)

n*

(1/1 % H × 1

" L 1 L 5,45 m

% 22 ' × 5,45 m % 110,0 '.m (2/2 % H × 2 ; BH #2  B$

5,45 m L  2 L 0,5 m

% 22 ' × 0,5 m ; 180,4 ' #0,5  2,8$ m % 06," '.m 9+6#0+

119#9 

A 5#45cm

D

! 4#05cm

$#59cm

gambar 2.6 Bidang moment

,aya Lintang : 211#4

22 

A 5#4 5cm

! 4#0 5cm

$#59cm

133#6

gambar 2. Bidang lintang

26


Pada Bidang #$ri%a!"

?eaksi tumpuan pada titik B dan D

∑ (B % " #+  * p1$ × 54,5 mm ; #* pi ; n$ × 4",5 mm   D+ × 126,4 mm % " #8,1 − 26 $ N × 54,5 mm + # 4,2 + 118,$ N × 4",5 mm 126 ,4 mm

D+

%

∑

% "

B+

% * p9 ; * p1 ; n  + /D+

= 44, N

% #26 ; 4,2 ; 118,  8,1 / 44,$ ' % 65,8 ' Momen 8en(ingI (1/1 % #+  * p$ × 1

" L 1 L 5,45 m

% #8,1  26$ ' × 5,45 m % 65,05 '.m (2/2 % #+  * p$ × 2 ; B+ #2  B$

5,45 m L  2 L 0,5 m

% #8,1  26$ ' × 0,5 m ; 0,4 ' #0,5  5,45$ m % 81 '.m 3$1 65#95 

A

D

!

5#45cm

4#0 5cm

$#59cm

7ambar 2.8 Bidang moment

,aya LintangI ++#9 12#1 

A 5#4 5cm

4#05cm

$#5 9cm

44#3

7ambar 2.0 Bidang lintang

&$n$n'%an Dia($$r Poro) I"

(omen bending terbesar di titik =

D

!

2


M 

+ M 1; 2 %

2

+ 06," 2

%

M 1'

%

1"4,8 '.m % 02,6 lb<.in

!orsi pada poros C

2

81

28

% 01, lb<

Gntuk menentukan diameter suatu poros dengan persamaan:

  ( ≥    dimana,

1

16 π . ",5 0yp

N

   ×   

M 2

  + - 2   

N %
% torsi maksimal

Ba&an poros diambil CC = 1"1" =D dengan: "yp % 48 ksi N % 2," untuk kondisi &ig& ?eliabilit se&ingga, D1

  16 ≥   π . × ",5 × 48."""  2. "

D1

≥ ",26 in

1

   ×   

02,6 2

  + 01, 2   

direnanakan diameter poros D 1 : 1,1811 in % " mm &$n$n'%an Dia($$r Poro) *ada Bana!an"

Karena gaa pada bearing B lebi& besar daripada di bearing D maka diambil titik di B untuk mendapatkan diameter bearing B %

,0

+ 211,4 2

% 225, ' % 5",65 lb<

Gntuk menentukan diameter bearing digunakan persamaan: F 8

π 4

D

≤ 2

0"yp N

× N × 4 ≥ 0"yp π ×

Db

≥

F 8

D b

≥

","54 in

5",65 × 1,25 × 4 π × ",58 × 48"""

Direnanakan diameter poros untuk bantalan Db % ",84 in % 2" mm


2.4.2

Peren#anaan Poro" 2 !

 A 455m m

20% 54#5mm

F

R

Pulley 2 7ambar skematis komponen untuk poros CC

reebod diagram: F

F

A)

F

A

!)

!(



!

54#5 cm

455cm

c

&

p2

F

A(

F

)

F

(

Dari per&itungan + belt dan roda gigi diperole& &arga/&arga: ? % gaa tangensial pada 9 belt

% 44 '

H % gaa tangensial pada 9 belt pada bidang &ori@ontal ? sin 2" % 44 ' × sin 2" % 15 ' + % gaa tangensial pada 9 belt pada bidang 9ertikal ? os 2" % 44 ' × os 2" % 41,5 ' *p % gaa berat pada pulle 1 % 01,5 '

20

Conto Perhitungan Screw

Recommend Documents