Rumus Analisa Perhitungan Pegas Tekan
1. Gaya tekan pegas ( F )
F= 4
D22 D12 Pa
......................................... .............................................(lih.1 ....(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 ( W l ) Wl =
F n
............................................ .................................................................. .....................................pers ...............pers 1.10
Dimana : n = jumlah pegas
3. Tegangan geser ( g ) g = 0,8 x a…..……..……………….............………….... a…..……..……………….............…………....….pers ….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, minyak, kelas B 9. kawat baja Cr-V ditemper dengan minyak, untuk pegas katup 10. baja 10. baja paduan 11. baja 11. baja pegas ( SUP4 ) 12. kawat baja karbon ditemper dengan minyak, kelas A
4. Konstanta tegangan Wahl ( K ) K=
4.c 1 4.c
4
0,615
c
....................................... ....................................... (lih.2 Hal.316) pers 1.12
Dimana : c = fungsi indeks pegas c = D/d………………..………................ D/d………………..………................................………...p ................………...pers ers 1.13
Gbr 2.19 faktor tegangan dari Wahl
5. Diameter kawat pegas ( d )
g = K .
8 D W l ...........................................(lih.2 Hal.315) pers 1.14 . . 2 ...........................................(lih.2
d d
Maka : d2 = K .
8
.c.
W l g
........................................... ................................................................. .............................pers .......pers 1.15
6. Diameter lingkaran pegas ( D ) D = 8 x d ........................................................ .............................................................................. .........................pers ...pers 1.16 7. Lendutan pegas ( ) 3
=
8.n ' D W l
d 4 .G
........................................... .................................................. ....... (lih.1 hal,318) pers.1.17
Dimana : G = modulus geser n’ =jumlah lilitan yang bekerja
8. Konstanta pegas ( k ) k=
G.d 4 8.n'. D 3
........................................... ...................................................... ........... 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 )
SUP4, SUP6, SUP7, SUP, SUP10, SUP11
Pegas biasa ( dibentuk dingin )
SW, SWP, SUS, BsW, NSWS, PBW, BeCuW, kawat ditemper dg minyak
Pegas tumpan kendaraan
SUP4, SUP6, SUP7, SP9, SUP11
Pegas utk katup keamanan ketel
SWP, SP6, SP7, SUP9, SUP10
Pegas utk governor kecepatan
SWP, SUP4, SUP6, SUP7, kawat ditemper dg minyak
Pegas untuk katup
SWPV,kawat ditemper dg minyak untuk pegas katup
Pegas untuk pemutar telpon, pegas utk
SWP
penutup (shutter) kamera Pegas untuk dudukan,pegas utk mainan
SW
Pegas yang dialiri arus listrik
BsW, NSWS, PBW, BeCuW
Pegas anti magnit
SUS, BsW, NSWS, PBW, BeCuW
Pegas tahan panas
SUS
Pegas tahan korosi
SUS, BsW, NSWS, PBW, BeCuW
TABEL 2.7 Harga modulus geser G Bahan
Lambang
Harga G( kg/mm 2 )
Baja pegas
SUP
8
x 103
Kawat baja pegas
SW
8
x 103
SWP
8
x 103
-
8
x 103
Kawat piano Kawat ditemper dg minyak Kawat baja tahan karat
SUS
7,5 x 10 3
BsW
4
x 103
NSWS
4
x 103
( SUS 27, 32, 40 ) Kawat kuningan Kawat perak nikel Kawat perunggu fosfor
PBW
Kawat tembaga berilium
BeCuW
4,5 x 10 3 5
x 103
3. Paku Keling
Paku keling adalah untuk menyambung 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 =
b
sf 1
sf 2
…………………..……......……...(lih.1 hal.8) pers 1.20
Dimana: b = kekuatan tarik paku keling ( kg/mm kg/mm 2) 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 …….............……………….…...…..…………....…pers 2.1 Maka : P = T/U (kg)........………..…......... (kg)........………..…............……………………..…pers ...……………………..…pers 2.2 Dimana :
P = Gaya tekan (kg) T = momen puntir (kg .mm) U = Jarak paku keling keling (mm)
4. Harga p tiap paku keling p =
P n pk
…........…………............……………….......…......…pers …........………….......... ..……………….......…......…pers 2.3
Dimana : n pk = jumlah paku keling 5. Diameter paku keling ( D ) D2 =
………………………...….................................pers ..................pers 2.4 ( )………………………...…...............
4. Pasak
Pasak adalah suatu elemen mesin yang dipakai untuk menetapkan bagian bagian mesin seperti roda gigi, sproket, puli, kopling, 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/mm 2), 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)……………............……………. (mm)……………............……………. lih.1 hal. 9 Gbr 2.14
2. Kedalaman pasak (t) t
=
ds 8
(mm)……….............………………… lih.1 hal.10 tab. 1.8
3. Fillet pasak (c) c =.............………...............……………….... lih.1 hal.10 tab. 1.8 1. Tinggi pasak (h)…………....... (h)………….......…………….......... …………….......... ....lih.1 hal.10 tab. 1.8 Dimana : ds = diameter poros t = alur pasak c = jari – jari – jari jari filet pasak b = lebar pasak r = jari – jari – jari jari filet dari poros bertangga.
Gbr 2.16 faktor konsentrasi tegangan
Gbr 2.17 faktor konsentrasi tegangan
5. Tegangan geser pasak ( ( )
T
=
ds
=
3
5,1 T ds 3
...……….............…....... (lih 1 hal 7) pers 1.22
16
6. Perbandingan tegangan geser yang terjadi selama mengalami faktor konsentrasi tegangan dari poros : t a . Sf 2
> .C b.K t…………………............…....(lih.1 hal.8) pers 1.23
2.5 Rumus-Rumus Rumus-Rumus Yang Digunakan Dalam Perencanaan Perencanaan Kopling Gesek
2.5.1 Rumus Analisa Perhitungan Plat Gesek
1. Momen puntir yang diteruskan ( T ) T = 9,74 .10
5
fc P n1
(mm)………………......... (mm)………………...........(lih. ..(lih. 1 hal. 59) pers 1.24
2. Besar tekanan pada permukaan bidang gesek ( F ) F=
( D22 - D12 )P (kg)………...……….....… (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/mm kg/mm2 )
3. Luas plat gesek ( A ) A=
4
x ( D2 2 - D12 ) (mm2)………….. …………..….….(lih. ….….(lih. 1 Hal.59) pers 1.26
4. Jari-jari rata-rata ( r m ) r m =
D1
D2 4
(mm)…………………..………. (mm)…………………..……….(lih.1Hal.59) (lih.1Hal.59) pers 1.27
maka : D2 dapat dicari dengan persamaan T = . F . r m .............................................. .................................................................... .......................lih .lih 1 hal 62 Dimana: = koefisien gesekan
D1/ D2 jarang lebih rendah dari 0,5...................................lih 0,5...................................lih 1 hal 62 Maka : D1 = (0,5 - 0,8) D2 ........................................... ................................................................. .......................pers .pers 1.28 Dimana 0,6 - 0,8 dipilih. TABEL 2.3 Harga koefisien koefisien gesek ( ) dan tekanan rata-rata ( Pa ). Pa ( kg/mm2 )
Bahan permukaan kontak Kering
Dilumasi
Besi cor dan besi cor
0,10 - 0,20
0,08 - 0,12
0,09 - 0,17
Besi cor dan perunggu
0,10 - 0,20
0,10 - 0,20
0,05 - 0,08
Besi cor dan asbes
0,35 - 0,65
-
0,007 - 0,07
Besi cor dan serat
0,05 - 0,10
0,05 - 0,10
0,005 - 0,03
Besi cor dan kayu
-
0,10 - 0,35
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 . P n1
(kg.m)…............……......... (lih. 1 Hal. 65) pers 1.29
Dimana : f c = faktor koreksi P = Daya penggerak 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 ( T a ) Ta =
GD 2 . n1 375 . t e
T 11 …....………………….......(lih. 1 Hal. 67) pers1.31
Dimana : GD2 = Efek total gaya gaya terhadap poros kopling kopling ( kg.m2 ) te
= Waktu penghubungan rencana ( s )
TL1 = momen beban beban saat start ( kg.m )
4. Kapasitas momen gesek dinamis ( Tdo ) Tdo Ta . f ……………………...............……(lih.1Hal. ……………………...............……(lih.1Hal. 67) pers 1.32 Dimana : f
= faktor keamanan
Tdo = momen gesek dinamis ( kg.m ) 5. Momen beban saat start ( T l1) TL1 T ...................................................... ................................................................(lih ..........(lih 1 hal 65) pers 1.33 6. Kerja penghubung ( E ) 2
E=
2
GD . nr 7160
.
Tdo T do - T
................................ ................................ (lih. 1 Hla.70) pers 1.34
7. Kerja penghubungan yang diizinkan ( Ea ) E Ea............................................. Ea........................................................... .............. (lih. 1 Hal. 70) pers 1.35 8. Waktu penghubungan yang sesungguhnya ( t ae ) tae =
GD 2 . nr 375 (Tdo - T)
........................................ ........................................ (lih. 1 Hal. 70) pers 1.36
9. Waktu penghubungan penghubungan tae < te................................................ ............................................................ ............ (lih. 1 Hal. 70) pers 1.37 10. Umur plat gesek dalam jumlah penghubungan ( N ml ) Nml =
L3 E . w
............................................ .................................................. ...... (lih. 1 Hal. 72) pers 1.38
Dimana : L3 = volume keausan yang diizinkan dari plat gesek (cm 3) w = laju keausan permukaan bidang gesek ( cm2/kg.m ) E = kerja penghubung penghubung untuk satu hari ( kg.m/hb )
11.Umur plat dalam hari atau tahun (N md ) Nl
= N . 60 . td (hari)............................................... (hari)............................................................pers .............pers 2.5
N2 = N . 60 . t d . th (tahun)..................................... (tahun).....................................................pers ................pers 2.6
Nmd =
N ml N2
.(tahun)........................................ .(tahun)............................................ .... .................... pers 2.7
Dimana : Nl = umur plat dalam hari N2 = umur plat dalam tahun N = frekuensi penghubungan penghubungan ( hb/min ) td = jumlah jam kerja dalam sehari. th = jumlah hari kerja dalam setahun
TABEL 2.4 laju keausan permukaan plat gesek w [ cm3/(kg.m)]
Bahan permukaan Paduan tembaga sinter
(3-6) x 10-7
Paduan sinter besi
(4-8) x 10-7
Setengah logam
(5-10) x 10-7
Damar cetak
(6-12) x 10-7
lih.1 Hal 72 TABEL 2.5 batas keausan kopling Nomor kopling/rem Batas keausan permukaan ( mm )
1,2
2,5
5
10
20
40
70
100
2,0
2,0
2,5
2,5
3,0
3,0
3,5
3,5
7,4
10,8
22,5
33,5
63,5
91,0
150
210
Volume total pada batas keausan ( cm3)
lih.1 Hal 72
