BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Berbicara mengenai kendaraan bermotor, kita tidak akan lepas dari suatu komponen vital yang namanya kopling. Kopling adalah komponen yang berfungsi untuk untuk meneruskan meneruskan putaran dan daya dari poros poros pengerak pengerak (driving shaft) ke shaft) ke poros yang digerakkan atau sebagai sambungan poros dengan elemen mesin tertentu secara terus menerus dan ikut berputar dengan poros penggerak. Seiring dengan kebutuhan manusia akan kendaraan dan semakin majunya ilmu teknologi, maka dituntutlah kendaraan yang nyaman, ekonomis, aman, serta umur pakai yang panjang. Berumur pakai yang panjang yaitu umur pengoperasian normal normal dari komponen - komponen komponen kendaraan seperti mesin penggerak, penggerak, rangka, rangka, pemindahan daya termasuk kopling, hingga ke perawatan dan perbaikan dimana kompon komponen en - kompon komponen en terseb tersebut ut telah telah mengal mengalami ami penuru penurunan nan kemamp kemampuan uan operasionalnya. Tulisan ini dibuat untuk dapat mengetahui bagaimana cara prinsip kerja pada kopling. !erencanan kopling ini diambil dari data kopling mobil Su"uki #rtiga. #rtiga. $an ini merupakan merupakan salah satu kewajiban kewajiban yang harus dipenuhi oleh setiap mahasiswa fakultas teknik program studi teknik mesin %&S% untuk mencapai gelar sarjana teknik.
'dapun kegunaan dari kopling antara lain ( ). &emind &emindahk ahkan an putaran putaran poros poros engkol engkol ke poros sistem sistem roda gigi gigi yang sedang sedang berhenti atau pada putaran rendah tanpa terjadi gesekan. *. &emindahka &emindahkan n torsi maksimum maksimum untuk untuk mengop mengopelnya elnya ke transmis transmisii tanpa terjadi terjadi pengurangan kecepatan. +. &emisah &emisahkan kan hubunga hubungan n mesin mesin dengan dengan transmisin transmisinya ya pada saat kecepa kecepatan tan satu atau duanya sedang berputar untuk mengganti gigi ataupun sewaktu berhenti secara tiba - tiba.
1.2. Tujuan Perencanaan
'dapun tujuan dari perencanaan kopling ini adalah ). &engetahui &engetahui tegangan tegangan yang terjadi terjadi pada pada kopling. kopling. *. 'gar dapat dapat memilih memilih mengetah mengetahui ui bahan - bahan dan dan jenis bahan bahan bila bila ingin ingin merencanakan sebuah kopling. +. 'gar dapat dapat menghi menghitung tung perband perbandinan inan putaran putaran pada sistem sistem kopling kopling.. . %ntuk %ntuk memenuh memenuhii kewajiban kewajiban sebagai sebagai mahasis mahasiswa wa jurusan jurusan teknik teknik mesin mesin di %niversitas &uhammadiyah Sumatera %tara.
1.3. Batasan Masalah Perencanaan
!ada !ada pera peranc ncan anga gan n ini ini yang yang diba dibaha hass adal adalah ah desa desain in suat suatu u kopl koplin ing g kendar kendaraan aan bermot bermotor or,, yakni yakni tipe tipe S%%K S%%K #/T0 #/T0' ' yang yang diguna digunakan kan untuk untuk memindahkan dan memutuskan putaran dan daya antara poros input dan poros output dengan daya dan putaran sebagai berikut ( $aya
1
23 !S
!utaran
1
4555 rpm
1.4. Sste!atka Penulsan
'dapun sistematika penulisan meliputi !endahuluan, yang berisikan latar belakang dilakukannya perencanaan kopling, tujuan perencanaan, batasan masalah, sistematika penulisan 6bab. )7. Tinjauan pustaka berisikan uraian tentang defen defenisi isi kopl koplin ing, g, klasi klasifi fika kasi si kopl koplin ing g dan dan pemb pembah ahas asan an kopl koplin ing g 6bab 6bab.. *7. *7. !erhitungan bagian utama kopling yang berisikan !oros, !erhitungan Spline dan 8aaf, !lat 0esek, !erencanaan !egas, !erencanaan Bantalan, !erencanaan Baut dan &ur, !aku Keling 6bab. +7. Kesimpulan yang berisikan tentang, hal - hal yang dapat dapat disimp disimpulk ulkan an dari dari perenc perencana ana penuli penuliss koplin kopling g terseb tersebut ut 6bab. 6bab. 7, daftar daftar pustaka, lampiran, serta sketsa gambar utuh dan bagian - bagiannya.
1.2. Tujuan Perencanaan
'dapun tujuan dari perencanaan kopling ini adalah ). &engetahui &engetahui tegangan tegangan yang terjadi terjadi pada pada kopling. kopling. *. 'gar dapat dapat memilih memilih mengetah mengetahui ui bahan - bahan dan dan jenis bahan bahan bila bila ingin ingin merencanakan sebuah kopling. +. 'gar dapat dapat menghi menghitung tung perband perbandinan inan putaran putaran pada sistem sistem kopling kopling.. . %ntuk %ntuk memenuh memenuhii kewajiban kewajiban sebagai sebagai mahasis mahasiswa wa jurusan jurusan teknik teknik mesin mesin di %niversitas &uhammadiyah Sumatera %tara.
1.3. Batasan Masalah Perencanaan
!ada !ada pera peranc ncan anga gan n ini ini yang yang diba dibaha hass adal adalah ah desa desain in suat suatu u kopl koplin ing g kendar kendaraan aan bermot bermotor or,, yakni yakni tipe tipe S%%K S%%K #/T0 #/T0' ' yang yang diguna digunakan kan untuk untuk memindahkan dan memutuskan putaran dan daya antara poros input dan poros output dengan daya dan putaran sebagai berikut ( $aya
1
23 !S
!utaran
1
4555 rpm
1.4. Sste!atka Penulsan
'dapun sistematika penulisan meliputi !endahuluan, yang berisikan latar belakang dilakukannya perencanaan kopling, tujuan perencanaan, batasan masalah, sistematika penulisan 6bab. )7. Tinjauan pustaka berisikan uraian tentang defen defenisi isi kopl koplin ing, g, klasi klasifi fika kasi si kopl koplin ing g dan dan pemb pembah ahas asan an kopl koplin ing g 6bab 6bab.. *7. *7. !erhitungan bagian utama kopling yang berisikan !oros, !erhitungan Spline dan 8aaf, !lat 0esek, !erencanaan !egas, !erencanaan Bantalan, !erencanaan Baut dan &ur, !aku Keling 6bab. +7. Kesimpulan yang berisikan tentang, hal - hal yang dapat dapat disimp disimpulk ulkan an dari dari perenc perencana ana penuli penuliss koplin kopling g terseb tersebut ut 6bab. 6bab. 7, daftar daftar pustaka, lampiran, serta sketsa gambar utuh dan bagian - bagiannya.
BAB 2 T"N#AUAN PUSTA$A
Kopl Koplin ing g
adal adalah ah suat suatu u
komp kompon onen en mesi mesin n
yang yang digu diguna naka kan n
untu untuk k
menghubungkan dua bagian konstruksi mesin yaitu antara poros penggerak dan poros yang digerakkan. Kopli Kopling ng ini berfun berfungsi gsi untuk untuk memind memindahk ahkan an tenaga tenaga mesin mesin dan putara putaran n mesin ke roda belakang secara perlahan - lahan sehingga dapat bergerak dengan lembut pada saat tenaga mesin dipindahkan ke transmisi. Kopling ini ditempatkan dianta diantara ra roda roda peneru peneruss dan transm transmisi isi dengan dengan demiki demikian an jelasla jelaslah h bahwa bahwa koplin kopling g merupakan komponen yang utama dalam suatu mesin yaitu menghubungkan dan melepaskan hubungan antara putaran mesin dan transmisi.
2.1. $las%kas $&'lng
Kopli Kopling ng merupa merupakan kan kompon komponen en mesin mesin yang yang banyak banyak sekali sekali diguna digunakan kan dalam dalam
kons konstr truk uksi si
mesin mesin,,
sehin sehingg ggaa
untu untuk k
meren merencan canak akan an
diperhatikan hal - hal sebagai berikut (
!emasangan yang mudah dan cepat.
'man pada putaran tinggi, getaran dan tumbukan kecil.
Konstruksinya yang baik dan praktis.
&aterial kopling harus tahan terhadap ( *
Temperatur yang tinggi tinggi dan sifat penghantar arus.
*
Keausan dan goresan.
*
Koefisien gesek yang tinggi.
Sifat ductility yang baik. $apat mencegah pembebanan lebih. *
kopl koplin ing g
haru haruss
9ika ditinjau dari sistem pengoperasian dan cara kerjanya maka kopling dapat dibedakan atau diklasifikasikan menjadi sebagi berikut ( a. Kopling tet tetaap b. Kopling tidak tetap
a.
Kopling tetap Kopling tetap adalah suatu elemen mesin yang berfungsi sebagai penerus putaran dan daya dari poros penggerak ke poros yang digerakkan secara secara pasti pasti 6tanpa 6tanpa terjad terjadii slip7, slip7, dimana dimana sumbu sumbu kedua kedua poros poros tersebu tersebutt terl terleta etak k pada pada satu satu gari gariss luru luruss atau atau dapa dapatt sedik sedikit it berb berbed edaa sumb sumbun unya ya.. Berb Berbed edaa deng dengan an kopl koplin ing g tida tidak k teta tetap p yang yang dapa dapatt dile dilepa pask skan an dan dan dihubungkan bila diperlukan, maka kopling tetap selalu dalam keadaan terhubung.
b.
Kopling tidak tetap Kopling
tidak
tetap
adalah
suatu
elemen
mesin
yang
menghu menghubu bungk ngkan an poros poros yang yang digera digerakka kkan n dan poros poros pengge penggerak rak dengan dengan putaran yang sama dalam meneruskan daya. Serta dapat melepaskan hubu hubung ngan an kedu keduaa poro poross terse tersebu butt baik baik dala dalam m kead keadaa aan n diam diam maup maupun un berputar. berputar.
2.2. Maca! ( !aca! $&'lng
a.
Kopling Kaku Koplin Kopling g kaku kaku diguna digunakan kan bila bila kedua kedua poros poros dihub dihubung ungkan kan dengan dengan sumbu sumbu segaris segaris.. Koplin Kopling g ini banyak banyak diguna digunakan kan pada pada poros poros mesin mesin dan transmi transmisi si umum dipabrik - pabrik. :ang termasuk kedalam kopling kaku adalah (
Kopling Bus Kopling ini digunakan apabila dua buah poros saling disambungkan sentrik dengan teliti. !ada konstruksinya ujung poros pada kopling ini harus dirapikan dan distel satu terhadap yang lainnya dengan teliti,
juga pada arah memanjang. Kopling ini sering digunakan pada bubungan, baling - baling baling kapal dan juga pada poros baling - baling. baling. Kopling bus seperti terlihat pada gambar di bawah ini
0ambar *.) Kopling Bus
Kopling Flens Kaku Kopling flens kaku terdiri atas naaf dengan flens yang terbuat dari besi cor atau baja dan dipasang pada ujung dengan diberi pasak serta diikat diikat dengan dengan baut baut pada pada flensn flensnya. ya. $alam $alam beberap beberapaa hal naaf naaf dapat dapat dipasang pada poros dengan sumbu pres atau kerut. Kopling flens kaku seperti terlihat pada gambar di bawah ini.
0ambar *.* Kopling ;lens Kaku
Kopling Flens Tempa Tempa Kopling ini flensnya ditempa menjadi satu dengan poros pada ujung poros dan disebut poros flens tempa. Keuntungannya adalah diameter flen flenss dibu dibuat at keci kecill karen karenaa tida tidak k meme memerl rluk ukan an naaf. naaf. Kopl Koplin ing g ini ini digunakan untuk poros turbin air yang dihubungkan dengan generator sebagai pembangkit listrik. Kopling flens tempa seperti terlihat pada gambar di bawah ini.
0ambar *.+ Kopling ;lens Tempa
b.
Kopling
Kopling Karet Ban Kopling ini dihubungkan oleh suatu lapisan karet pada bagian luarnya. !ada lapisan karet ini diperkuat oleh rangkaian kawat dan dipasang oleh baut pada sekeliling poros. Kopling ini biasanya digunakan untuk meneruskan gaya yang besar misalnya pada mesin aduk beton. Kopling karet ban seperti terlihat pada gambar di bawah ini.
0ambar *. Kopling Karet Ban
Kopling Flens Luwes Kopling ini adalah kopling tetap yang menggunakan baut untuk menghubungkan kedua poros dimana dilengkapi dengan bus karet atau kulit sehingga memungkinkan poros tidak pada satu garis. Kopling ini digunakan untuk menghubungkan poros input dengan poros output untuk menghindari putaran yang merata, misalnya pada pabrik penggilas. Kopling flens luwes seperti terlihat pada gambar di bawah ini.
0ambar *.3 Kopling ;lens
Kopling Karet Bintang Kopling ini juga hampir sama kerjanya dimana digunakan karet sehingga memungkinkan poros ikut berputar tidak pada satu garis. Kopling ini biasanya digunakan untuk penyambungan daya yang besar, seperti pada turbin uap untuk menggerakkan generator. Kopling karet bintang seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini.
0ambar *.4 Kopling Karet Bintang
Kopling Rantai Sesuai dengan namanya kopling ini menggunakan rantai untuk menghubungkan kedua buah poros. Kopling rantai umumnya digunakan untuk memindahkan momen yang besar, seperti pada mesin gilas dan turbin uap. Kopling rantai seperti terlihat pada gambar di bawah ini.
0ambar *.= Kopling /antai
Kopling Gigi Kopling ini pada bagaian sillinder dalam terdapat gigi - gigi yang dihubungkan dengan silinder luar. Silinder luar ini dihubungkan dengan menggunakan baut. !ada kopling ini terdapat tempat untuk memasukkan minyak. Kopling ini digunakan pada mesin pengaduk beton. Kopling gigi seperti terlihat pada gambar di bawah ini.
0ambar *.> Kopling 0igi
.
Kopling %niversal Salah satu jenis kopling universal yaitu kopling universal hook. Kopling ini dirancang sedemikian rupa sehingga mampu memindahkan putaran walaupun poros tidak sejenis. Kopling ini digunakan pada mesin frais. Kopling universal seperti terlihat pada gambar di bawah ini.
0ambar *.2 Kopling %niversal ?ook
d.
Kopling @akar Kopling ini meneruskan momen dengan kontak positif6tidak dengan perantaraan gesekan7 hingga tidak dapat slip. 'da dua bentuk kopling cakar, yaitu kopling cakar persegi dan kopling cakar spiral. Kopling cakar persegi dapat meneruskan momen dalam dua arah putaran, tetapi tidak dapat dihubungkan dalam keadaan berputar sebaliknya, kopling cakar spiral dapat dihubungkan dalam keadaan berputar tetapi hanya baik untuk satu putaran saja. Kopling cakar seperti terlihat dalam gambar di bawah ini.
0ambar *.)5 Kopling @akar
e.
Kopling !lat Kopling ini meneruskan momen dengan perantaraan gesekan. $engan demikikan pembebanan yang berlebihan pada poros penggerak pada waktu dihubungkan dapat dihindari. Selain itu, karena dapat terjadi slip maka kopling ini sekaligus juga dapat berfungsi sebagai pembatas momen. &enurut jumlah platnya, kopling ini dibagi atas kopling plat tunggal dan kopling plat banyak, dan menurut cara pelayanannya dapat dibagi atas cara manual, hidrolik dan magnetik. Kopling disebut kering bila plat - plat gesek tersebut bekerja dalam keadaan kering dan disebut basah bila terendam atau dilumasi dengan minyak. Kopling ini sering digunakan pada kendaraan bermotor.
0ambar *.)) Kopling !lat
f.
Kopling Kerucut ( !one !luth ) Kopling ini menggunakan bidang gesek yang berbentuk kerucut. Kopling ini mempunyai keuntungan dimana dengan gaya aksial yang kecil dapat ditransmisikan momen yang besar. Kelemahannya adalah daya yang diteruskan tidak seragam. Kopling kerucut sepeti terlihat pada gambar di bawah ini.
0ambar *.)* Kopling Kerucut
g.
Kopling ;riwil $alam permesinan sering diperlukan kopling yang dapat lepas dengan sendirinya bila poros penggerak mulai berputar lebih lambat atau dalam arah berlawanan arah dari poros yang digerakkan. Kopling friwil seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini.
0ambar *.)+ Kopling ;riwil
2.3. Dasar Pe!lhan $&'lng
$alam merencanakan kopling untuk kendaraaan bermotor, maka yang sering dipakai adalah jenis kopling tidak tetap, yaitu kopling cakar, kopling plat, kopling kerucut dan juga kopling friwil. !erhatikan tabel *.) berikut ini.
Tabel *.) !erbandingan Kelebihan dan Kekurangan Kopling 8o ).
8ama Kopling Kopling @akar
$apat
Kelebihan meneruskan
momen
dalam dua arah putaran
Tidak
Kekurangan dapat dihubungkan
dalam keadaan berputar ?anya dapat memutar sekitar 35 rpm
*.
Kopling !lat
$apat
dihubungkan
dalam
keadaan berputar Terjadinya slip sangat kecil Kopling Kerucut +.
0aya
aksial
menghasilkan
momen
kecil torsi
$ayanya tidak seragam
besar Kopling ;riwil .
Kopling
ini
dapat
lepas
Tidak
dengan sendirinya bila poros
dalam
penggerak mulai lambat
kencang.
dapat
dihubungkan
keadaan
berputar
$engan pertimbangan diatas, maka dalam perancangan ini yang dipilih adalah kopling plat. Berikut ini hal - hal yang harus diperhatikan yaitu (
0aya yang dibutuhkan kopling untuk memisahkan hubungan mesin ke transmisi tidak terlampau besar.
Koefisien gesekan dapat dipertahankan dibawah kondisi kerja.
!ermukaaan gesek harus cukup keras untuk menahan keausan.
Konduktifitas panas untuk permukaan dapat dipertanggung jawabkan dan juga dapat menghindari perubahan struktur dari komponennya.
&aterial tidak hancur pada temperatur dan beban apit kerja.
BAB 3 PE)H"TUN*AN U$U)AN UTAMA $+PL"N*
3.1. P&r&s
Komponen ini merupakan yang terpenting dari beberapa elemen mesin yang biasa dihubungkan dengan putaran dan daya. !oros merupakan komponen stasioner yang berputar, biasanya yang berpenampang bulat yang akan mengalami beban puntir dan lentur atau gabungannya. Kadang poros ini dapat mengalami tegangan tarik, kelelahan, tumbukan atau pengaruh konsentrasi tegangan yang akan terjadi pada diameter poros yang terkecil atau pada poros yang terpasang alur pasak, hal ini biasanya dilakukan pada penyambungan atau penghubungan antar komponen agar tidak terjadi pergeseran.
ds
0ambar +.). !oros
!ada perencanaan ini poros memindahkan $aya 687 sebesar 23 !S dan !utaran 6n7 sebesar 4555 rpm. 9ika daya di berikan dalam daya kuda 6!S7 maka harus dikalikan 5,=+3 untuk mendapatkan daya dalam 6kA7. $aya
687 1 )5
!S
!utaran 6n7 1 4555 rpm
$imana (
) !s 1 5,=+3 kA "
1 )5 5,=+3 kA
"
1 =4, kA
9ika " adalah daya nominal output dari motor penggerak, maka faktor keamanan dapat diambil dalam perencanaan. 9ika faktor koreksi adalah f 6Tabel +.)7 maka daya rencana "d 6kA7 sebagai berikut( "d f " 6k# 7
$imana (
"d
1 $aya rencana
f 1 faktor koreksi
" 1 $aya
Ta,el 3.1. -akt&r k&reks a/a /ang akan trans!skan (fc)
$aya yang di transmisikan
F
$aya rata-rata yang diperlukan
),* - *,5
$aya maksimum yang diperlukan
5,> - ),*
$aya normal
),5 - ),3
Sumber ( lit. ) hal =, $asar !erencanaan dan !emilihan #lemen &esin, Sularso dan Kiyokatsu Suga
;aktor koreksi (f) daya maksimum yang diperlukan 5,> - ),*. diambil f $ ),5 &aka daya rencana "d adalah ( "d f " ),5
=4,
=4 , k#
9ika momen puntir 6torsi7 adalah T (kg.mm)% maka torsi untuk daya maksimum ( T 2,= &)5 3
"d
3 T 2,= &)5
n
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( Lit 1, hal 7 )
=4, 4555
T )*5>,=4 kg mm
Ta,el 3.2. Stanart ,ahan '&r&s
Standard dan &acam
Ba'a karbon konstruksi mesin (* G +,-)
*/-! */,! *+-! *+,! *,-! *,,!
Batang ba'a 4ang difinis dingin
!erlakuan panas "enormalan 0 0 0 0 0
*/,!56 *+,!56 *,,!56
-
Kekuatan tarik 6kgmm*7 +1 ,2 ,, ,1 32 33
,/ 372
Keterangan
$itarik dingin, digerinda, dibubut, atau gabungan antara hal-hal tersebut
Sumber ( lit. ) hal +, $asar !erencanaan dan !emilihan #lemen &esin, Sularso dan Kiyokatsu Suga
Tegangan geser yang di i"inkan
a
B
sf ) sf *
dimana ( a B
1 tegangan geser yang dii"inkan poros 6kgmmC7 1 kekuatan tarik bahan poros 6kgmmC7
sf ) 1 faktor keamanan akibat pengaruh massa untuk bahan S-@ 6baja karbon7 diambil 4,5 sesuai dengan standart 'S&#
6 lit ) hal > 7
sf * 1 faktor keamanan akibat pengaruh bentuk poros atau daya
spline pada poros, harga sebesar ),+ - +,5 maka di ambil *,3
6 lit ) hal > 7
Bahan poros di pilih baja karbon konstruksi mesin S+3@ dengan kekuatan tarik
B
3* kg mm *
maka (
a
B
sf ) sf * 3*
=
1
4,5 *,3 +,= kg mm *
!ertimbangan untuk momen diameter poros (
3,) d s K t ! b T a
) +
( Lit 1, hal 8 )
. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . .
dimana ( d s 1 a
diameter poros 6mm7
1 tegangan geser yang dii"inkan poros 6kgmmC7 1 momen torsi rencana 6kg.mm7
T
! b 1 faktor keamanan terhadap beban lentur harganya ),* - *,+
6diambil ),*7. K t 1 faktor bila terjadi kejutan dan tumbukan besar atau kasar ),3 - +,5
6diambil ),37
maka ( 3,) ),3 ),* )*5>,=4 d s +,=
*= , 4
) +
mm +5 mm 6 sesuai dengan tabel +.+.7
Ta,el 3.3. Da!eter '&r&s 4,5
5
*5,6 6
*11,2 12 *12,5
14 (15) 16
28 30 *31,5 32
45
35 *35,5
55 56
38
60
48 50
*112 120 125 130
280 300 *315 320 340
450 460 480 500 530
140 150 160
*355 360 380
560 600
Sumber ( lit. ) hal 2, $asar !erencanaan dan !emilihan #lemen &esin, Sularso dan Kiyokatsu Suga
Keterangan 8
).
Tanda D menyatakan bahwa bilangan yang bersangkutan dipilih dari bilangan standar.
*.
Bilangan di dalam kurung hanya dipakai untuk bagian dimana akan dipasang bantalan gelinding.
!ada diameter poros di atas +3 mm, maka tegangan geser yang terjadi pada poros adalah (
3,) T +
d s
.........................
( Lit 1, hal 7 )
dimana ( 1 tegangan geser 6kgmm*7
T
1 momen torsi rencana 6kg.mm7
d s
1 diameter poros 6mm7 ST'/T
maka (
3,) )*5>,=4 + ). +5 $aya yang ditransmisikan ( " 1 42,>+ kA !utaran poros ( n 1 4555 rpm
4+*>,4=4 3>=*
*. ;aktor koreksi ( f 1 ),5
),)3 kg mm * +. $aya rencana ( " d 1 42,>*3 kA
Berdasarkan perhitungan di atas maka poros tersebut aman di pakai karena . &omen puntir rencana ( T 1 ))++,2*3 kg.mm
tegangan geser yang terjadi lebih kecil dari tegangan geser yang dii"inkan yaitu ( ),)3 E +,= kgmm * 6 aman 7. 3. Bahan poros S+3@, baja karbon kekuatan tarik ( 9 B 1 3*
+,= F ),)3
kgmm* ;aktor keamanan *f 1 4, *f 2 1 *,3 4. Tegangan geser yang dii"inkan ( : a 1 +,= kgmm*
=. ;aktor koreksi untuk momen puntir K t 1 ),3 ;aktor lenturan ( ! b 1 ),* >. $iameter poros ( d s 1 +5 mm
2. Tegangan geser ( : 1 *,) kgmm*
Dagra! alran '&r&s )5.
STG!
#8$
E
3.2. S'lne an Naa%
!ada dasarnya fungsi spline adalah sama dengan pasak, yaitu meneruskan daya dan putaran dari poros ke komponen - komponen lain yang
terhubung dengannya, ataupun sebaliknya. !erbedaannya adalah spline menyatu atau menjadi bagian dari poros sedangkan pasak merupakan komponen yang terpisah dari poros dan memerlukan alur pada poros untuk pemasangannya. Selain itu jumlah spline pada suatu konstruksi telah tertentu 6berdasarkan standar S'#7, sedangkan jumlah pasak ditentukan sendiri oleh perancangnya. ?al ini menyebabkan pemakaian spline lebih menguntungkan dilihat dari segi penggunaannya karena sambungannya lebih kuat dan beban puntirnya merata diseluruh
bagian poros dibandingkan dengan pasak yang menimbulkan
konsentrasi tegangan pada daerah dimana pasak dipasang.
0ambar. +.*.). Spline
!ada perhitungan ini telah diperoleh ukuran diameter porosnya 6 d s 7 sebesar 6+5 mm7 bahan yang digunakan yaitu S+3@ dengan kekuatan tarik 3* kgmm*, untuk spline pada kendaraan dapat diambil menurut $8 34* sampai 34. $alam perencanaan ini diambil $8 34+ untuk beban menengah. Seperti yang terdapat pada tabel dibawah ini (
Ta,el 3.4. $8 34* H $8 34 $iameter dalam d) 6mm7 )) )+
/ingan $8 34* Banyaknya Baji 67 d* 6mm7 b 6mm7 -
&enengah $8 34+ Banyaknya Baji 67 d* 6mm7 b 6mm7 4 ) + 4 )4 +,3
Berat $8 34 Banyaknya Baji 67 d* 6mm7 -
b 6mm7 -
)4 )> *) *+ *4 *> +* +4 * 4
4 4 4 > > > >
*4 +5 +* +4 5 4 35
4 4 = 4 = > 2
4 4 4 4 4 4 0 > > >
*5 ** *3 *> +* + 30 * > 3
3 3 4 4 = = > 2
)5 )5 )5 )5 )5 )5 )5 )5 )5 )5
*5 *+ *4 *2 +* +3 5 3 3* 34
$iameter maksimum 6 diambil d s 1 +5 mm 7 $imana ( d s 5,>) d * d * d *
d s 5,>) +5 5,>)
+= ,5
mm +> mm
Spline yang direncanakan atau ketentuan ukurannya 6dari tabel +..7 antara lain ( 9umlah 6 i 7
1 > buah
1 4 mm
$iameter luar 6 d* 7
1 +> mm
3.2.1. Perhtungan S'lne an Naa%
Tinggi 6 ? 7
1 1
!anjang 6 < 7
1
1
9ari - jari 6 /m 7
1 1
9arak antara spline 6 w 7
1
d * d s * +> +5 *
d *
+
d s
*
+> + +5 * d *
1
1
mm
45,2=
d s
+> +5 5,3 d *
1 )=
mm
mm
*,3 + + 3 3 4 =
1
5,3 +>
mm 1 )2 mm
Besar gaya yang bekerja pada Spline ( F
T Rm
dimana (
F 1 gaya yang bekerja pada spline 6kg7
T
1 momen puntir yang bekerja pada poros sebesar )*5>,=4
kg.mm Rm 1 jari - jari spline 6mm7
maka ( )*5>,=4
F
)=
=*2,2* kg
Tegangan geser pada poros spline adalah (
g
F
i w L
dimana (
g
1 tegangan geser yang terjadi pada spline 6kgmm*7
F 1 gaya yang bekerja pada spline 6kg7 i
1 jumlah gigi spline
w
1 jarak antar spline 6mm7
L
1 panjang spline 6mm7
maka ( g
=*2,2* > )2 45,2=
5,5=>2 kg mm *
Sedangkan tegangan tumbuk yang terjadi adalah ( F
"
i ; L
=*2,2* > 45,2=
5,+= kg mm *
Kekuatan tarik dari bahan yang direncanakan adalah 3* kgmm* dengan faktor keamanan untuk pembebanan dinamis 6> H )57 diambil )5 untuk meredam getaran yang terjadi.
Tegangan geser yang dii"inkan ( gi 5,> trk
dimana ( trk
3* )5
3, * kg mm *
maka ( 5,> 3,*
gi
,)4 kg mm *
&aka spline dan naaf aman terhadap tegangan geser yang terjadi. $imana dapat dibuktikan (
gi
,)4
g
5,5=>
Tegangan geser yang terjadi lebih kecil dari tegangan geser yang dii"inkan Dagra! alran s'lne an naa%
ST'/T
). $iameter poros ( d s 1 +5 mm
a
>. ;aktor keamanan 1 )5
*. 9umlah spline dan naaf ( i 1 > buah, mm
+. Tinggi ( ; 1 mm, jari-jari ( Rm 1 )= mm
. 0aya pada spline ( F 1 =2*,2* kg
2. Tegangan geser yang dii"inkan ( : gi 1 ,)4 kgmm*
)5.
STG!
3. Tegangan geser( : g 1 5,5=> kgmm*
#8$ 4. Tegangan tumbukan ( " 1 5,+* kgmm *
=. Kekuatan tarik bahan yang direncanakan 1 3* kgmm *
a
3.3. Plat *esek
!lat gesek berfungsi untuk meneruskan daya dan putaran poros penggerak dengan poros yang digerakkan akibat terjadinya gesekan pada plat, sekaligus juga sebagai penahan dan penghindar dari adanya pembebanan yang berlebihan.
Syarat plat gesek yaitu ( ). Tahan pada suhu tinggi *. Tahan pada gesekan
0ambar. +.+. !lat 0esek
!ada perencanaan ini bahan yang digunakan ialah besi cor dan asbes. $engan asumsi material sangat baik untuk menghantar panas serta tahan pada temperatur tinggi yaitu sampai sekitar *55 o@. Seperti yang terdapat pada tabel di bawah ini (
Ta,el 3.. Harga µ an pa Bahan !ermukaan Kontak Kering $ilumasi
p a 6kgmm*7
Bahan cor dan besi cor
5,)5 H 5,*5
5,5> H 5,)*
5,52 H 5,)=
Besi cor dan perunggu
5,)5 H 5,*5
5,)5 H 5,*5
5,53 H 5,5>
Besi cor dan asbes 6ditenun7
5,+3 H 5,43
-
5,55= H 5,5=
Besi cor dan serat
5,53 H 5,)5
5,53 H 5,)5
5,553 H 5,5+
Besi cor dan kayu
-
5,)5 H 5,+3
5,5* H 5,5+
Sumber ( lit. ) hal 4+, $asar !erencanaan dan !emilihan #lemen &esin, Sularso dan Kiyokatsu Suga
$iketahui (
p 1 )5 !S n 1 4555 rpm d s 1 +5 mm 6 diameter poros 7
$aya yang ditransmisikan " (
$aya di berikan dalam daya kuda 6!S7 maka harus diubah untuk mendapatkan daya dalam 6kA7. $imana (
) !S 1 5,=+3 kA
&aka ( !
1 )5 5,=+3 kA
!
1 =4, kA
!utaran poros n 1 4555 rpm ;aktor koreksi (f) $ ),5
$aya rencana "d ( "d f " ),5
=4,
=4 , k#
&omen puntir rencana T ( T 2,= &)5 3
"d
T 2,= &)5 3
n =4, 4555
T )*5>,=4 kg mm
!erbandingan diameter dalam bidang gesek 6) dan diameter luar bidang gesek
6* F 5,3. &aka direncanakan perbandingan diameter 6
)
0aya tekanan gesekan F (
6* 5,>
Berdasarkan tabel +.3 dari bahan Besi cor dan asbes 6ditenun7, harga tekanan permukaan yang dii"inkan pada bidang ges ek " a 5,5* kg mm * maka ( F
6
6)* " a
* *
+,)
)
*
.....................
( Lit 1, hal 62 )
5,> * 6** 5,5*
5,55343 6**
rm 6)
6*
5,> ) 6*
5, 3 6*
Berdasarkan tabel +.3 dari bahan Besi cor dan asbes 6ditenun7, harga koefisien gesekan kering 6 5,+3 - 5,43 7 diambil
5,
maka ( T F rm
.....................
))++,2*3 5, 5,55343 6* 5,36* *
))++ ,2*3 5,55535>3 6 *+
6* +
)*5>,=4 35>,3 )5
4
35>,3 )5
4
6 *+
+ *5*4=,3+
6 * *25,53 *25
mm
&aka diameter luar bidang gesek 6* 1 *25 mm
$iameter dalam kopling ( 6) 5,> 6*
5,> *25 *+* mm
( Lit 1, hal 62 )
Ta,el 3.. M&!en 'untr gesek stats k&'lng 'lat tunggal kerng 8omor Kopling &omen gesek statis
),*
*,3
3
)5
*5
5
=5
)55
6kg.m7 * 0$ sisi rotor 6kg.m*7
),*
*,3
3
)5
*5
5
=5
)55
5,55)+
5,55+
5,55>2
5,5**)
5,5>>*
5,*)2*
5,)*
),)*3=
0$* sisi stator 6kg.m*7 $iameter lubang
5,55** )3
5,553* *5
5,5)35 *3
5,5+** +5
5,)55 5
5,*+)3 35
5,35+4 45
),5>3* =5
'lur pasak
3*
3*
=+
=+
)5 +,3
)3 3
)3 3
)> 4
Sumber ( lit. ) hal 4>, $asar !erencanaan dan !emilihan #lemen &esin, Sularso dan Kiyokatsu Suga
0$* pada sisi rotor diambil berdasarkan diameter lubang 1 +5 dari tabel di atas. maka ( +5 *5 5,*)2* 5,5>>* 5 *5
G6 5,5>>* *
5,5>>* 5,3 5,)+)
5,)3+= kg m *
!utaran relatif nr 1 4555 rpm Aaktu penghubung rencana t e 1 5,+ s ;aktor keamanan kopling f 1 *,) &omen start ( T l ) T ))++,2*3 kg mm 1 )),++2*3 kg m
T a
G6 * n r +=3 t e
T l )
....................
( Lit 1, hal 67 )
dimana ( T a
G6 *
1 momen start 6kg.m7 1 efek total roda gaya terhadap poros kopling 6kg.m*7
n r 1 kecepatan putaran relatif 6rpm7 t e T l )
1 waktu penghubungan rencana 6s7 1 momen beban pada saat start 6kg.m7
maka ( T a
5,)3+= 4555
)),++2*3
+=3 5,+ )2,3+ kg m
Aaktu penghubungan yang sesungguhnya (
t ae
G6 * n r +=3 T a
5,)3+= 4555 +=3 )2,3+ )),++2*3
5,+
s
t ae 5,+
T l )
s
t e
5,+
s , baik
Ta,el 3.. Laju keausan 'er!ukaan 'elat gesek
w 1 Icm+6kg.m7J
Bahan !ermukaan !aduan tembaga sinter
6+ - 47 )5 -=
!aduan sinter besi
6 - >7 )5 -=
Setengah logam
63 - )57 )5 -=
$amar cetak
64 - )*7 )5 -=
Sumber ( lit. ) hal =*, $asar !erencanaan dan !emilihan #lemen &esin, Sularso dan Kiyokatsu Suga
Ta,el 3.0. Batas keausan re! an k&'lng 'elat tunggal kerng 8omor kopling rem
),*
*,3
3
)5
*5
5
=5
)55
Batas keausan permukaan 6mm7
*,5
*,5
*,3
*,3
+,5
+,5
+,3
+,3
olume total pada batas keausan 6cm+7
=,
)5,>
**,3
++,3
4+,3
2),5
)35
*)5
Sumber ( lit. ) hal =*, $asar !erencanaan dan !emilihan #lemen &esin, Sularso dan Kiyokatsu Suga
Bahan gesek paduan tembaga sinter
Berdasarkan tabel +.=. dengan bahan paduan tembaga sinter maka( w )5 = m + kg m
olume keausan yang dii"inkan 6 L/ 7 ( $engan mengambil nomor tipe kopling +5, maka dapat diambil volume keausan yang dii"inkan dari tabel +.>. sebesar (
+5 *5 2),5 4+,3 L+ 4+,3 5 *5 ST'/T b
a
4+,3 5,3 *=,3
== , *3
+
$aya yang ditransmisikan ( " 1 42,>+m kA !uratan poros ( n 1 4555 rpm
*. ;aktor koreksi ( f 1 ),5
)5. !emilihan tipe kopling 8omor tipe kopling +5 &omen gesekan statis ( T so 1 +5 kg.m
)). Aaktu penghubungan sesungguhnya( t ae 1 5,+ s
+. $aya rencana ( " d 1 42,>*3 kA
F
)*.
. &omen puntir rencana ( T 1 ))++,2*3 kg.mm
E 3. $iameter dalam ( 6 1 **4 mm $iameter luar ( 62 1 *>* mm 9ari - jari ( rm 1 5,3 $*
Dagra! alran k&'lng 'lat gesek 4. 0aya tekanan gesekan ( F 1 5,55343 $**
=. 0$* pada poros kopling 1 5,)3+= * kgmm !uratan relatif ( nr 1 4555 rpm
)+. Bahan gesek paduan tembaga sinter olume keausan yang dii"inkan ( L/ 1 ==,*3 cm+
). 8omor kopling +5 Bahan gesek paduan tembaga sinter
>. Aaktu penghubungan rencana ( t e 1 5,+ s ;aktor keamanan kopling ( f 1 *,)
2. &omen start ( T a 1 )2,3+ kg.m
b
a
STG!
#8$
3.4. Pegas
!egas kendaraan dapat berfungsi sebagai pelunak tumbukan atau kejutan dan meredam getaran yang terjadi. !egas yang dimaksudkan disini adalah pegas kejut pada plat gesek. !egas kejut ini berfungsi untuk mengontrol gerakan dan menyimpan energi. !egas kejut ini dibuat dari kawat baja tarik keras yang dibentuk dingin atau kawat yang ditemper dengan minyak.
H
f
0ambar. +.. !egas Kejut
Ta,el 3.. Harga !&ulus geser *
?arga G 6 kgmm* 7
Baja pegas
S%!
> )5+
Kawat baja keras
SA
> )5+
SA!
> )5+
---
> )5+
S%S
=,3 )5 +
BsA
)5+
8SAS
)5+
Kawat perunggu fosfor
!BA
,3 )5 +
Kawat tembaga berilium
Be@uA
3 )5+
Bahan
Kawat piano Kawat distemper dengan minyak Kawat baja tahan karat 6S%S *=, +*, 57 Kawat kuningan Kawat perak nikel
Sumber ( lit. ) hal +)+, $asar !erencanaan dan !emilihan #lemen &esin, Sularso dan Kiyokatsu Suga
&omen punter 6torsi7 adalah T ))++,2*3 kg mm , jumlah pegas kejut direncanakan buah dan direncanakan diameter rata - rata pegas 6 $ 7 1 *> mm, harga perbandingan
6 6 berkisar antara - >. $alam rancangan ini, harga d d
diambil , sehingga diperoleh (
6 d *>
d
d =
# l (
Beban maksimum
T 6 * # l
.....................
( Lit 1, hal 72 )
maka ( # l
T
6 * ))++ ,2*3
>52,4 kg
*> *
1 6)> H *57 mm, diambil *5 mm
ndeks pegas ( c 1 $d c1
;aktor tegangan ( )
K
)
5,4)3
.....................
( Lit 1, hal 316 )
5,4)3
), 5
Tegangan geser (
T
T
4 d
+
))++ ,2*3
+,) 4 = + 4+,)3 kg mm *
Bahan pegas S%! 6 Baja pegas 7 dengan tegangan
geser maksimum yang
dii"inkan a 43 kg mm * , &odulus geser G >555 kg mm * 6berdasarkan tabel +.2.7
Tegangan rencana ( a 5,>
d
43 5,> 3* kg mm *
k
# l >52,4 *5
5,> kg mm
9umlah lilitan yang bekerja ( k
G d
>n 6 +
5,> >n
>555 = >n *>
+
*),4*
n *,= +
*5
) +
4,4=
mm
Tinggi bebas ; f ( ; n ),3 d
),3 = +>,3
mm
@l 1 5,* H 5,4 mm, diambil 5, mm
! l
; l ; n ),3
5, ; l +>,3 ),3 ; l +>,3 *, *
; l 5,=
mm
&aka ( ; f ; l *5 ; f 5,=
; f 5,= *5 45,=
mm
Tinggi awal terpasang ; s ( @s 1 ),5 H *,5 mm, diambil ),3 mm
! s
; s
;
n ),3
),3 ; s +>,3 ),3 ; s +>,3 >,*3 ; s 4,=3
mm
45,= 4,=3
)+,23
Beban awal terpasang # o
# o
mm (
; f ; s
k
45,= 4,=3 5,>
34,= kg
*5 )+,23
4,53
mm
Tinggi pada lendutan maksimum ; l 5,=
mm
9umlah lilitan mati pada setiap ujung ) Tinggi mampat ; +>,3
; l 5,=
mm
mm
;
+>,3
mm , baik
Kelonggaran kawat pada awal terpasang antara ),5 H *,5 mm, maka diambil ! s ),3
mm
Kelonggaran kawat pada awal terpasang antara 5,* H 5,4 mm, maka diambil ! l 5,
mm
; f 6
3
45,= *> 3 *,)=
$iameter kawat d =
E
3
mm
Bahan pegas *=" 6 Baja pegas 7 perlakuan panas 9umlah lilitan yang bekerja n +
mm
*5 mm
Tinggi tekan ; +>,3
mm
Beban awal terpasang # o 34,= kg
Dagra! alran 'egas
ST'/T ). Beban maksimum ( # l 1 **4>,5> kg 1 )> H *5 mm Tarik atau tekan $iameter rata-rata ( 6 1*> mm
b
a )). Beban awal terpasang ( # o 1 34,= kg
)*. 9umlah lilitan mati pada setiap ujung ) *. Taksiran awal ( ndeks pegas ( 1 $iameter kawat ( d 1 = mm
)+. Tinggi mampat ( ; 1 +>,3 mm
+. ;aktor tegangan ( K 1 ),5
F
).
. Tegangan geser ( : 1 4+,)3 kgmm * E 3. Bahan pegas S%! 6Baja pegas7 Tegangan geser maksimum yang dii"inkan ( : a 1 43 kgmm *
)3. Kelonggaran kawat pada awal terpasang ( ! s 1 ),3 mm Kelonggaran kawat pada lendutan maksimum ( ! l 1 5, mm
&odulus geser ( G 1 >555 kgmm * Tegangan rencana ( : d 1 3* kgmm *
T
=. 9umlah lilitan yang bekerja ( n 1 +
)4.
>. t 1 4,4= mm
2. Konstanta pegas ( k 1 5,> kgmm
)5.
Tinggi bebas ( ; f 1 45,= mm Tinggi awal terpasang ( ; s 1
4,=3 mm o 1 )+,23
)=. $iameter kawat ( d 1 = mm Bahan pegas S%! 6Baja pegas7 !erlakuan panas 9umlah lilitan yang bekerja ( n 1 + t 1 4,4= mm Tinggi tekan ( ; 1 +>,3 mm Beban awal ( # o 1 34,= kg
a
STG! #8$
3.. Bantalan
Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros yang berbeban sehingga putaran dan getaran bolak - balik dapat berputar secara halus, dan tahan lama. Bantalan harus kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesinnya bekerja dengan baik, jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh sistem akan menurun atau tidak berkerja semestinya.
0ambar. +.3. Bantalan
&omen yang ditransmisikan dari poros T ))++ ,2*3 kg mm dan putaran 6n7 1 4555 rpm. Ta,el 3.15. Bantalan Bola
8omor Bantalan $ua sekat 9enis $ua tanpa terbuka sekat kontak 4555 455) 455) 455) 455* 455* 455* 455+ 455+ 455+ 455 455 455 4553 4553 4553 4554 4554 4554 455= 455= 455= 455> 455> 455> 4552 4552 4552 45)5 45)5 45)5
%kuran luar 6mm7 $
$
B
r
)5 )* )3 )= *5 *3 +5 +3 5 3 35
*4 *> +* +3 * = 33 4* 4> =3 >5
> > 2 )5 )* )* )+ ) )3 )4 )4
5,3 5,3 5,3 5,3 ) ) ),3 ),3 ),3 ),3 ),3
Kapasitas nominal dinamis spesifik ! 6kg7 +45 55 5 =5 =+3 =25 )5+5 )*35 )+)5 )45 )=)5
Kapasitas nominal statis spesifik ! o 6kg7 )24 **2 *4+ *24 43 3+5 =5 2)3 )5)5 )+*5 )+5
Sumber ( lit. ) hal )+, $asar !erencanaan dan !emilihan #lemen &esin, Sularso dan Kiyokatsu Suga
!ada perhitungan ini telah diperoleh ukuran diameter porosnya 6 d s 7 sebesar 6+5 mm7. Berdasarkan dari tabel +.)5. di atas maka ukuran - ukuran dari bantalan dapat ditentukan sebagai berikut (
8omor bantalan 4554, $iameter bantalan (
6 33
mm
B )+
mm
(
Kapasitas nominal dinamis spesifik (
! )5+5 kg
Kapasitas nominal statis spesifik
! o =5 kg
%ntuk bantalan bola alur dalam bawah ini (
(
F a
! o
5,5) 6direncanakan7 dari tabel +.)). di
Ta,el 3.11. -akt&r ( %akt&r 67 87 9 an 8 57 95 Beban Beban Baris putar pd putar pd tunggal cincin cincin F a ? @F r A e dalam luar
9enis bantalan
@
C
D
Baris ganda F a ?@F r e F a ?@F r A e C
D
C
e
D
F a ?! - 1 5,5) 1 5,5*> 1 5,534
*,+5 ),22 ),=)
*,+5 ),22 ),=)
5,)2 5,** 5,*4
1 5,5> 1 5,)) 1 5,)= 1 5,*> 1 5,* 1 5,34
),33 ),3 ),+) ),)3 ),5 ),55
),33 ),3 ),+) ),)3 ),5 ),55
5,*> 5,+5 5,+ 5,+> 5,* 5,
),4+ ),) ),* ),5= 5,2+
5,3= 5,4> 5,>5 5,23 ),)
Bantalan bola alur dalam
Bantalan bola sudut
)
L 1 *5o 1 *3o 1 +5o 1 +3o 1 5o
)
),*
5,34
),*
5,+ 5,) 5,+2 5,+= 5,+3
),55 5,>= 5,=4 5,44 5,3=
)
5
5,34
)
),52 5,2* 5,=> 5,44 5,33
5,=5 5,4= 5,4+ 5,45 5,3=
Baris tunggal C-
D -
C -
D -
5,4
5,3
5,4
5,3
5,3
5,* 5,+> 5,++ 5,*2 5,*4
)
5,> 5,=4 5,44 5,3> 5,3*
Sumber ( lit. ) hal )+3, $asar !erencanaan dan !emilihan #lemen &esin, Sularso dan Kiyokatsu Suga
Beban aksial bantalan
F a
(
F a ! o 5,5)
=5 5,5) )5,+4 kg
$ari tabel di atas juga dapat diketahui harga beban radial F r dengan menggunakan persamaan ( F a
v F r
dimana (
e
v 1 beban putar pada cincin dalam e 1 5,)2
maka (
F r
F a ve )5,+4 ) 5,)2
3,3+ kg
Baris ganda
$engan demikian beban ekivalen dinamis " dapat diketahui melalui persamaan di bawah ini ( " C F r D F a
dimana (
"
1 beban ekivalen 6kg7
F r
1 beban radial 6kg7
F a
1 beban aksial 6kg7
C , D 1 harga - harga baris tunggal yang terdapat dalam tabel +.)). di atas
maka ( " 5,34 3,3+ *,+5 )5,+4
3 ,+= kg
9ika ! 6kg7 menyatakan beban nominal dinamis spesifik dan " 6kg7 beban ekivalen dinamis, maka faktor kecepatan f n bantalan adalah ( ++,+ f n n
) +
++,+ f n 4555
) +
5,)==
;aktor umur bantalan f h ( f h
f n
! "
5,)==
)5+5 3 ,+=
+,+3
%mur nominal dari bantalan Lh ( Lh
355 f h
+
+ 355 +,+3 )>=2=,4>> 'am
ST'/T
). &omen yang ditransmisikan ( T 1 ))++,2*3 kg.mm !utaran poros ( n 1 4555 rpm
Dagra! alran ,antalan
*. 8omor nominal yang diasumsikan. Kapasitas nominal dinamis gelnng spesifik ( ! 1 )5+5 kg Kapasitas nominal statis spesifik ( ! o 1 =5 kg
+. @incin yang berputar dalam E F a ? ! o 1 5,5), faktor e 1 5,)2 E F a ? @ . E F r ( faktor C 1 5,34 faktor : 1 *,+5 Beban ekivalen dinamis ( " 1 3,+= kg
. faktor kecepatan ( f n 1 5,)== ;aktor umur ( f h 1 +,+3
3. %mur ( Lh 1 )>=2=,4>> jam
4. Lh atau Ln ( Lha
E
=. 8omor nominal bantalan !asan, ketelitian, dan umur bantalan
STG!
#8$
3.. Baut an Mur
Baut dan mur merupakan alat pengikat yang sangat penting untuk mencegah kecelakaan atau kerusakan pada mesin. !emilihan baut dan mur sebagai alat pengikat harus dilakukan dengan seksama untuk mendapatkan ukuran yang sesuai. $i dalam perencanaan kopling ini. Baut dan mur berfungsi sebagai pengikat gear bo. %ntuk menentukan ukuran baut dan mur, berbagai faktor harus diperhatikan seperti sifat gaya yang bekerja pada baut, syarat kerja, kekuatan bahan, kelas ketelitian, dan lain-lain.
0ambar. +.4. Baut dan &ur
Beban yang diterima baut merupakan beban yang diterima bantalan
# " pada bantalan 3 ,+= kg
;aktor koreksi 6fc7 1 ),* &aka beban rencana # d ( # d f #
# d ), * 3,+=
43, * kg
Bahan baut dipakai baja liat dengan kadar karbon 5,** M Kekuatan tarik
(
;aktor keamanan (
B
* kg mm *
* f = dengan tegangan yang di i"inkan a 4 kg mm *
6difinis tinggi7
$iameter inti yang diperlukan d )
d )
# d
a
43,* +,) 4
d ) +,=*
mm
Ta,el 3.12. Ukuran stanar ulr kasar !etrs
%lir )
*
+
&4 &= &> &2 & )5 & )) & )* & )
9arak bagi p
Tinggi kaitan ;
) ) ),*3
%lir dalam $iameter $iameter luar 6 efektif 62
$iameter dalam 6
%lir luar $iameter luar d
$iameter efektif d 2
$iameter inti d
5,3) 5,3) 5,4==
4,555 =,555 >,555
3,+35 4,+35 =,)>>
,2)= 3,2)= 4,4=
),*3 ),3 ),3
5,4== 5,>)* 5,>)*
2,555 )5,555 )),555
>,)>> 2,5*4 )5,5*4
=,4= >,+=4 2,+=4
),=3 *
5,2= ),5>+
)*,555 ),555
)5,>4+ )*,=5)
)5,)54 )),>+3
& )4 & )> & *5 & ** & * & *= & +5 & ++ & +4 & +2
*
),5>+
)4,555
),=5)
)+,>+3
*,3 *,3 *,3
),+3+ ),+3+ ),+3+
)>,555 *5,555 **,555
)4,+=4 )>,+=4 *5,+=4
)3,*2 )=,*2 )2,*2
+ + +,3
),4* ),4* ),>2
*,555 *=,555 +5,555
**,53) *3,53) *=,=*=
*5,=3* *+,=3* *4,*))
+,3
),>2 *,)43 *,)43
++,555 +4,555 +2,555
+5,=*= +,5* +4,5*
*2,*)) +),4=5 +,4=5
Sumber ( lit. ) hal *25, $asar !erencanaan dan !emilihan #lemen &esin, Sularso dan Kiyokatsu Suga
$ipilih ulir metris kasar diameter inti d ) ,2)=
mm
+.)*. di atas.
&aka pemilihan ulir standar ulir luar
mm
diameter luar
d 4
diameter inti
d ) ,2)= p
jarak bagi
)
mm
mm
Tegangan geser yang dii"inkan a
65,3 5,=37 a
a
5,3 4 + kg mm *
diambil 5,3
maka (
dengan tekanan permukaan yang dii"inkan a + kg mm * 6 4
$iameter luar ulir dalam
mm
$iameter efektif ulir dalam
6* 3,+35
mm
Tinggi kaitan gigi dalam
; ) 5,3)
mm
9umlah ulir mur yang diperlukan # d
6* ; ) a
+,=*
mm dari tabel
43,* +,) 3,+35 5,3) +
G *,+2 +
Tinggi mur ; p
; + ) +
mm
9umlah ulir mur ; p
G N
+
N
)
+
Tegangan geser akar ulir baut
b
b
# d
d ) k p
6dimana k 5,> 7
43,* +,) ,2)= 5,> ) +
),4> kg mm *
Tegangan geser akar ulir mur n
# d
n
6 ' p
6dimana '
43,* +,) 4 5,=3 ) +
Tegangan geser akar ulir baut
5,=3 7
),3 kg mm *
b dan tegangan geser akar ulir mur n lebih
kecil dari tegangan geser yang dii"inkan
a ,
maka baut dan mur yang
direncanakan aman terhadap tegangan geser.
Bahan baut dan mur baja liat dengan kadar karbon 5,** M. $iameter nominal ulir ( Baut 1 & 4, &ur 1 & 4, tinggi mur 1 + mm.
Dagra! alran ,aut an !ur
ST'/T
).
b
a
2. 9umlah ulir mur yang diperlukan ( 1 +
Beban ( # 1 3,+= kg
)5. Tinggi mur ( ; 1 + mm
*. ;aktor koreksi ( f 1 ),* +. Beban rencana ( # d 1 43,* kg
.
)). 9umlah ulir mur ( H 1 + mm
Bahan baut ( baja liat Kekuatan tarik ( 9 B 1 *
)*. Tegangan geser akar ulir baut ( : b 1 ),4> kgmm* Tegangan geser akar ulir mur ( : n 1 ),3 kgmm*
kgmm* ;aktor keamanan ( * f 1 = Tegangan geser yang dii"inkan ( : a 1 + kgmm *
3. $iameter inti yang diperlukan ( d 1 ,2)= mm
F 4. !emilihan ulir standar $iameter luar ( d 1 4 mm $iameter inti ( d 1 ,2)= mm 9arak bagi ( p 1 ) mm
=.
Bahan mur ( baja liat Kekuatan tarik ( 9 B 1 * kgmm* Tegangan geser yang dii"inkan ( : a 1 +
kgmm* Tegangan permukaan yang dii"inkan ( a 1 + kgmm*
b
)+.
: b ( : a : n ( : a
O
). Bahan baut ( baja liat Bahan mur ( baja liat $iameter nominal ulir ( baut 1 & 4, mur 1 & 4 Tinggi mur ( ; 1 + mm
>.
$iameter luar ulir dalam ( 6 1 4 mm $iameter efektif ulir dalam ( 62 1 3,+35 mm Tinggi kaitan gigi dalam ( ; 1 5,3) mm
STG!
#8$
a
3.. Paku $elng
!aku keling merupakan alat penyambung tetap mati. $alam banyak kasus penggunaannya, sambungan paku keling digantikan dengan sambungan las karena sambungan paku keling memerlukan waktu lebih lama dari pada sambungan las yang lebih sederhana. !ada sisi lain sambungan paku keling terlihat jauh lebih aman dan mudah untuk dilakukan pengontrolan yang lebih baik 6dibunyikan dengan pukulan7. Khususnya untuk sambungan logam ringan orang lebih
menyukai
pengelingan,
untuk
menghindarkan
penuruna
kekuatan
disebabkan tingginya suhu seperti karena pengelasan 6pengaruh dari struktur pengelasan7. !aku keling yang dipasang pada plat gesek dan plat penghubung berfungsi untuk meneruskan putaran plat gesek ke plat penghubung dan selanjutnya ke poros.
0ambar. +.=. !aku Keling
9umlah paku keling dalam perencanaan ini sebanyak * buah. $iameter paku keling d 1 6*,+ H 47 mm, diambil 3 mm.
$iameter kepala paku keling ( 6 ),4 d
),4 3 >
mm
5,4 3 +
mm
Karena paku keling terletak di tengah - tengah kopling plat gesek, sehingga (
rm
6)
6*
dimana (
rm 1 jarak paku keling dari sumbu poros 6mm7 6)
1
diameter dalam plat gesek 6mm7
6 *
1
diameter luar plat gesek 6mm7
maka ( rm
**4 *>*
)*= mm
0aya yang bekerja pada paku keling (
T
F
rm
dimana (
F 1 gaya yang bekerja pada paku keling 6kg7
T
1
momen puntir yang bekerja pada poros sebesar ))++,2*3
kg.mm
rm 1 jarak antara paku keling 6mm7 maka ( ))++,2*3
F
)*=
>2,*3 kg
9adi seluruh paku keling mengalami gaya F 1 >2,*3 kg Sedangkan gaya yang berkerja pada masing - masing paku keling dapat di asumsikan dengan persamaan berikut ini ( F N
F n
dimana (
F N 1 gaya yang diterima setiap paku keling 6kg7 F 1 gaya yang diterima seluruh paku keling 6kg7
n 1 banyaknya paku keling yang direncanakan maka ( F N
>2,*3 *
+,=* kg
9adi setiap paku keling menerima gaya FH 1 +,=* kg
Bahan paku keling aluminium dengan tegangan tarik b += kg mm * faktor keamanan paku keling v > )5 , diambil 2
Tegangan i"in paku keling.
i
1
b
v +=
,)) kg mm *
2
+,)
+,)
d * 3 * )2,4*3 mm *
Tegangan geser yang terjadi ( g
F N I +,=* )2,4*3
5,)2 kg mm *
Tegangan geser yang dii"inkan ( gi 5,> i
5,> ,)) +, *> kg mm *
&aka paku keling aman terhadap tegangan geser yang terjadi. dimana dapat dibuktikan (
gi
+, *>
g
5,)2
Dagra! alran 'aku kelng
ST'/T ). *
Banyak paku keling ( n 1
*. $iameter paku keling ( d 1 3 mm
+. 0aya yang bekerja pada paku keling ( F 1 >2,*3 kg
. Bahan 'luminium
paku
keling
3. ;aktor keamanan 2
4. kgmm
Tegangan tarik ( : b 1 += *
=.
>. Tegangan geser yang terjadi ( : g 1 5,)2 kgmm*
2. Tegangan geser yang dii"inkan ( : gi 1 +,*> kgmm*
)5. : F : gi g
)). Bahan paku keling 'luminium $iameter paku keling ( d 1 3 mm Banyaknya paku keling ( n 1 *
STG!
#8$
BAB 4 $ES"MPULAN
$an dari hasil perhitungan rancangan Kopling untuk Su"uki #rtiga diperoleh data sebagai berikut (
).
*.
!erhitungan !oros &omen Torsi 6 T 7
1
+)=3+,)> kg.mm
Bahan !oros
1
S+3@
$iameter !oros
1
3 mm
Bahan spline dan naaf
1
S+3@
1
3 mm
9umlah spline dan naaf 6 i 7
1
)5
$iameter luar spline 6 $ 7
1
5 mm
9ari - jari spline dan naaf 6 /m 7
1
)> mm
Tinggi spline dan naaf 6 ? 7
1
+,> mm
!erhitungan Spline $an 8aaf
+.
.
3.
4.
!anjang spline dan naaf 6 < 7
1
4=,3 mm
0aya bekerja pada spline dan naaf
1
=5,+* kg
$iameter dalam 6 $) 7
1
+)> mm
$iameter luar 6 $* 7
1
+2= mm
&omen start 6 Ta 7
1
3,32 kg.m
olume keausan i"in 6 < + 7
1
2>,4= cm+
Bahan pegas
1
S%! 6 Baja pegas 7
Beban maksimum 6 A l 7
1
**4>,5> kg
$iameter pegas 6 d 7
1
= mm
$iameter rata - rata pegas 6 $ 7
1
*> mm
Tinggi bebas 6 ?f 7
1
45,= mm
$iameter bantalan 6 $ 7
1
=3 mm
1
)4 mm
!erhitungan !lat gesek
!erhitungan !egas
!erhitungan Bantalan
Beban ekivalen dinamis bantalan 6 ! 7 1
24,24 kg
%mur nominal bantalan 6 < h 7
1
)+4+3,3 jam
$iameter luar 6 $ 7
1
= mm
$iameter efektif 6 $* 7
1
4,+35 mm
$iameter dalam 6 $) 7
1
3,2)= mm
$iameter inti 6 d) 7
1
3,2)= mm
9arak bagi 6 p 7
1
) mm
!erhitungan Baut dan &ur
