Laporan Putaran Kritis Faisal

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM FENOMENA DASAR MESIN

PUTARAN KRITIS

Oleh:

NAMA NIM KELOMPOK

: MUHAMMAD FAIZAL S : 1007135523 : 15

LABORATORIUM KONSTRUKSI DAN PERANCANGAN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU

OKTOBER,2013

2

KATA PENGANTAR Puji Puji syukur syukur penuli penuliss ucapka ucapkan n atas atas kehadi kehadirat rat ALLAH ALLAH SWT yang yang telah telah melimpahkan melimpahkan rahmat dan karunia-Nya karunia-Nya kepada kepada penulis, penulis, sehingga sehingga penulis penulis dapat menyelesaikan laporan praktikum ’’Putaran Kritis” ini tepat pada waktunya. Shalawat beriring salam kita hadiahkan kepada junjungan nabi besar Muhammad SAW, karena beliaulah yang membawa kita dari alam kebodohan ke alam yang penuh dengan ilmu pengetahuan pengetahuan seperti yang kita rasakan saat ini. Penuli Penuliss

menguc mengucapk apkan an terima kasih kasih kepada kepada seluruh seluruh pihak yang telah telah

membantu penulis dalam menyelesaikan laporan ini tepat pada waktunya. Penulis menyadari masih banyaknya kekurangan dalam laporan ini. Untuk itu, itu, penu penuli liss

meng mengha hara rapk pkan an kriti kritik k dan dan saran saran dari pemb pembac acaa yang yang bersi bersifa fatt

membangun demi kesempurnaan laporan ini untuk masa yang akan datang.

Pekanbaru, 10 Oktober 2013

Penulis

i

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR.............................. PENGANTAR..................................................... .............................................................. ....................................... ..i DAFTAR ISI............................................. ISI.................................................................... .............................................. ........................................ii .................ii DAFTAR GAMBAR..................................... GAMBAR............................................................ .........................................................iii ..................................iii DAFTAR TABEL..................................... TABEL............................................................ .............................................. .......................................iii ................iii BAB I.......................................... I................................................................. .............................................. ................................................... ............................ ...1 PENDAHULUAN............................ PENDAHULUAN................................................... .............................................. .............................................. ..........................1 ...1 1.1Latar Belakang.......................................... Belakang................................................................. ................................................... ............................ ...1 1.2Tujuan.............................................................................................................1 1.3Manfaat...........................................................................................................2 BAB II........................................... II.................................................................. .............................................. ....................................................3 .............................3 TINJAUAN PUSTAKA.................................. PUSTAKA......................................................... .............................................. ..................................3 ...........3 2.1Teori Dasar................................................ Dasar....................................................................... ......................................................3 ...............................3 2.1.1Definisi Putaran Kritis................................................ Kritis....................................................................... ..............................3 .......3 2.2Aplikasi...........................................................................................................8 BAB III............................................. III.................................................................... .............................................. ...............................................10 ........................10 METODOLOGI.....................................................................................................10 3.1Peralatan........................................... 3.1Peralatan.................... .............................................. .............................................. ...................................... ...............10 10 3.2Prosedur Praktikum..................................... Praktikum............................................................ ..................................................12 ...........................12 3.3Asumsi-Asumsi.............................................................................................12 BAB IV.......................................... IV................................................................. .............................................. ..................................... .......................... ............13 13 DATA DAN PEMBAHASAN........................................ PEMBAHASAN................................................................... ........................... ...........13 ........... 13 4.1Data...............................................................................................................13 4.2Perhitungan...................................................................................................13 4.3Grafik Perhitungan.................................. Perhitungan......................................................... ......................................................22 ...............................22 4.4Pembahasan................................... 4.4Pembahasan............ .............................................. .............................................. .........................................23 ..................23 BAB V......................................... V................................................................ .............................................. .............................................. .............................25 ......25 KESIMPULAN DAN SARAN........................................ SARAN............................................................... ......................................25 ...............25 5.1 Kesimpulan ....................................................... ......................................................................................... .................................. ........25 ........ 25 DAFTAR PUSTAKA................................... PUSTAKA.......................................................... .................................................. ........................... .......26

ii

DAFTAR GAMBAR

DAFTAR TABEL

iii

BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Dalam Dalam bidang bidang konstru konstruksi ksi sifat sifat material material yang yang dapat dapat terdefl terdefleks eksii merupakan suatu hal yantg sangat menakutkan karena bila saja hal tersebut terjadi maka struktur struktur yang dibangun dibangun baik itu struktur statis maupun maupun dinamis dinamis akan roboh atau mengalami kegagalan. kegagalan. Hal tersebut tentu saja akan membahayakan membahayakan jika itu merupakan merupakan alat

yang berfungsi berfungsi untuk

mengangku mengangkutt orang atu ditempati ditempati banyak banyak orang, orang, oleh karena itu perlu perencanaan yang sangat matang untuk membangun suatu struktur tert entu. Begitu Begitu juga dengan poros, seperti poros poros turbin pada pembangkit pembangkit daya ( powerplant powerplant ) pada pada saat operasi operasi dengan dengan putaran putaran tertent tertentu u poros poros akan akan terdefleksi akibat berat rotor ataupun berat dia sendiri. Defleksi yang paling besar terjadi pada putaran operasi itulah yang disebut dengan putaran

kritis,

yang

dapat

membuat struktur poros tersebut gagal

sehingga dalam operasi dihindari kecepatan putar yang demikian. Oleh karena itu perlu pengetahuan yang dalam mengenai putaran kritis ini.

1.2

Tujuan Adapun tujuan dari praktikum ini adalah:

1. Untu Untuk k meng menget etah ahui ui kara karakt kter erist istik ik poro poross deng dengan an memb membua uatt grafi grafik k yang yang menyatakan hubungan defleksi yang terjadi dengan posisi rotor untuk berbagai tegangan. 2. Untuk Untuk mencari mencari fenome fenomena na yang terjadi terjadi dengan dengan berputa berputarny rnyaa poros poros pada pada tegangan yang telah ditentukan. 3. Menc Mencari ari puta putaran ran krit kritis is yang yang terja terjadi di deng dengan an berp berput utar arny nyaa poro poross pada pada variasi tegangan.

1

1.3

Manfaat Adapun Adapun manfaat manfaat yang diperoleh diperoleh dari praktikum putaran kritis kali ini yaitu: Mahasiswa dapat mengetahui karakteristik poros, fenomena yang

terjadi terjadi pada poros pada berbagai berbagai tegangan dan putaran putaran kritis yang terjadi pada poros.

2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Teori Teori Dasar Dasar 2.1. 2.1.1 1

Defi Defini nisi si Puta Putara ran n Kr Krit itis is Puta Putara ran n krit kritis is adal adalah ah bata batass anta antara ra puta putaran ran mesi mesin n yang yang

memi memili liki ki juml jumlah ah puta putaran ran norm normal al deng dengan an putar putaran an mesi mesin n yang yang menimbulkan getaran yang tinggi. Hal ini dapat terjadi pada turbin, motor motor bakar, bakar, motor motor listik listik dan lain-lai lain-lain. n. Selain Selain itu, itu, timbul timbulnya nya getaran yang tinggi dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagian-bagian lainnya. Jadi dalam perancangan poros perlu mempertimb mempertimbangka angkan n putaran putaran kerja dari poros poros tersebut tersebut agar lebih rendah dari putaran kritisnya. Bila Bila puta putaran ran mesin mesin dina dinaik ikan an maka maka akan akan meni menimb mbul ulka kan n getaran (vibration (vibration)) pada mesin tersebut. Batas antara putaran mesin yang mempunyai mempunyai jumlah putaran normal dengan dengan putaran putaran mesin yang menimbulkan menimbulkan getaran yang tinggi disebut putaran putaran kritis. Hal ini dapat terjadi pada turbin, motor bakar, motor listrik, dll. Selain ain

itu,

timbulnya

getaran ran

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 Suatu fenome fenomena na yang yang terjad terjadii dengan dengan berput berputarn arnya ya poros poros pada kecepatankecepatan tertentu adalah getaran yang sangat besar, meskipun poros dapat berputar dengan sangat mulus pada kecepatan-kecepatan lainnya Pada Pada kecepa kecepatan tan-kec -kecepa epatan tan semacam semacam ini dimana dimana getaran getaran menjad menjadii sangat sangat besar, besar, dapat dapat terjad terjadii

kegaga kegagalan lan

diporo dipoross

atau

bantalan-bantalan. Atau getaran dapat mengakibatkan kegagalan karena karena tidak tidak bekerja bekerjanya nya kompon komponen-k en-komp ompone onen n sesuai sesuai dengan dengan fungsinya, seperti yang terdapat pada sebuah turbin uap dimana ruang bebas antara rotor dan rumah sangat sangat kecil. Getaran semacam ini dapat mengakibat mengakibatkan kan apa yang disebut disebut dengan dengan

3

olakan poros atau mungkin mungkin mengakibat mengakibatkan kan suatu osilasi puntir puntir pada suatu poros, atau kombinasi keduanya. keduanya. Mungkin kedua peristiwa tersebut berbeda, namun akan dapat dapat

ditun ditunjuk jukkan kan bahwa bahwa

masing masing-mas -masing ing

dapat dapat

ditang ditangani ani

dengan cara serupa dengan memperhatikan frekuensi-frekuensi pribadi dari osilasi. Karena poros-poros pada dasarnya elastic, dan menunjukk menunjukkan an karakteristik karakteristik-karakt -karakteristik eristik pegas, maka untuk mengil mengilust ustrasi rasikan kan pendek pendekata atan n dan untuk untuk menjel menjelask askan an konsep konsep-konsep dari suku-suku dasar yang dipakai dan digunakan analisa sebuah sistem massa dan pegas yang sederhana. 2.1.2 2.1.2

Massa Massa ber berger gerak ak di bidang bidang horizo horizonta ntall 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. Mass Massaa

dipin ipinda dah hkan kan

seja sejauh uh

x

dari dari

posis osisii

keseimangan keseimangannya, nya, dan kemudian kemudian dilepaskan. dilepaskan. Ingin ditentukan ditentukan tipe tipe

dari dari

geraka gerakan n

maa

dapat dapat

menggu menggunak nakan an persam persamaan aan--

persamaan Newton dengan persamaan energi.

Gambar 2. 1 Massa Bergerak di Bidang Horizontal

4

2.1.3 2.1.3

Massa Massa ber berget getar ar di di suatu suatu bidan bidang g vert vertica icall Gambar dibawah memperlihatkan massa yang digantung

dengan dengan sebuah

pegas

vertical. vertical.

Bobot Bobot

menyebabka menyebabkan n

pegas

melendut sejauh xo. Bayangkan massa ditarik kebawah pada suatu jarak x o dari posisi keseimban keseimbanganny gannyaa dan kemudian dilepaskan dilepaskan dan ingin diketahui geraknya sebagai efek gravitasi.

Gambar 2. 2 Massa Bergerak di Bidang Vertikal

Massa Massa frek frekua uans nsii horiz orizon onta tal, l,

yang yang

yang yang

berget bergetar ar

sama sama

den dengan gan

secara secara

vertica verticall

mempun mempunyai yai

sepe sepert rtii massa massa yang yang berg bergeta etarr secar secaraa

osil osilas asii

yang ang

terj terjad adii

dise disek kitar itar

posi posisi si

keseimbangan. 2.1.4

Olakan Po Poros Akan Akan diba dibaha hass

olak olakan an

poro poross

untu untuk k

meng mengil ilus ustr tras asik ikan an

mengap mengapaa poros poros menunj menunjukk ukkan an lendut lendutan an yang yang sangat sangat besar besar pada pada suatu kecepatan kecepatan dari operasi, operasi, meskipun meskipun poros dapat berputar berputar secara mulus mulus pada kecepatanke kecepatankecepatan cepatan yang lebih rendah atau lebih tinggi. Gamb Gambar ar diba dibawa wah h menu menunj njuk ukka kan n sebua sebuah h poro poross deng dengan an panjang L cm ditumpu oleh

bantalan

pada

ujung-ujungnya,

sebuah sebuah piringan piringan yang dipandang dipandang sebagai sebagai sebuah sebuah massa massa terpusat terpusat dan beratnya W Newton, aksi giroskop dari massa akan diabaikan, dan selanjutnya akan diasumsikan poros bergerak melalui sebuah

5

kopling kopling yang bekerja bekerja tanpa menahan menahan lendutan lendutan poros. Poros Poros dipand dipandang ang

vertic vertical al

sehingg sehinggaa

gravit gravitasi asi

dapat dapat

diabai diabaikan kan,,

meskip meskipun un hasilhasil-hasi hasill yang yang didapa didapatka tkan n akan akan sama apakah apakah poros poros vertikal atau horizontal. Apabila titik berat dari massa ada disumbu punter, maka tida tidak k akan akan ada ada keta ketaks ksei eimb mban anga gan n maca macam m apap apapun un yang yang dapa dapatt menyeb menyebabk abkan an poros poros berput berputard ardisu isuatu atu sumbu sumbu lain diluar diluar sumbu 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 le ndutan pusat poros dinyatakan dengan r pada gambar gambar dibawah : 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 : W g

(r + e)ω 2

Gaya pegas dari poros dapat dinyatakan dengan Kr, dimana k adalah laju pegas poros, yakni gaya yang diperlukan per cm lendutan lendutan poros pada piringan. piringan. Dengan menyamakan menyamakan jumlah gayagaya pada gambar dengan nol, dengan termasuk gaya inersia, maka didapatkan W g

(r + e)ω 2 − kr = 0

Dengan menata kembali suku-sukunya: W r e

=

g W

k −

2

ω

2

ω

g

6

Kecepatan berbahaya dari operasi suatu poros tertentu dinyatakan dengan kecepatan putaran kritis atau kecepatan olakan, yakn yaknii kecep kecepat atan an dima dimana na perb perban andi ding ngan an r/e adal adalah ah tah hing hingga ga.. Operasi Operasi pada suatu kecepatan kecepatan yang mendekati mendekati kecepatan kecepatan kritis kritis juga

tak

dikehendaki

karena

besarnya perpindahan

pusat

piringan dari sumbu putar. Kecepatan kritis dapat diperoleh untuk kondisi dimana persamaan diatas sama dengan nol : k −

W

2

ω

g

=

0

Sebuah Sebuah metode metode altern alternativ ativee adalah adalah dengan dengan menuli menuliss laju laju pegas k dalam suku-suku suatu beban spesifik dan lendutan spesifi spesifik, k, beban beban yang yang sama sama dengan dengan berat berat piring piringan, an, yaitu yaitu P=W. P=W. Lend Lendut utan an resu result ltan an akan akan beru berupa pa lend lendut utan an stat static ic dari dari poro poross horizontal, dibawah aksi beban piringan, lendutan static tersebut dinamakan xst. k =

P r

=

W X

st

Fenomena ini dapat digambarkan sebagai berikut:

Gambar 2. 3 Olakan Poros

Dimana: k : konstanta kekakuan poros (N/m) δ : Defleksi (m) m : massa (kg) Defleks Defleksii (δ) merupa merupakan kan keadaa keadaan n dimana dimana sebuah sebuah batang batang deng dengan an panj panjan ang g L yang yang dike dikena naii beba beban n sebes sebesar ar P maka maka akan akan mengalami pelendutan sejauh X (mm).

7

Besar Besarny nyaa defl deflek eksi si untu untuk k setia setiap p mater materia iall berb berbed eda-b a-bed edaa bergantung pada posisi pembebanan, modulus modulus elastisitas bahan (E), Inersia penampang (I), serta panjang batang (L). Bentuk-bentuk defleksi yang diakibatkan oleh pemberian beban pada batang dalam berbagai posisi dapat dilihat pada lampiran. Defleksi dipengaruhi oleh Momen Inersia poros, dimana besarnya momen inersia poros dapat ditentukan dengan persamaan berikut :

Dimana : I = momen inersia d = diameter penampang poros (mm) Sehingga besarnya putaran kritis dapat ditentukan dengan persamaan berikut :

= Dimana : k = konstanta kekakuan pegas (N/m) m = massa rotor

Bila Bila terda terdapa patt bebe bebera rapa pa bend bendaa yang yang berp berput utar ar pada pada satu satu poros, maka dihitung terlebih dahulu putaran-putaran kritis Nc1, Nc2, Nc3, …, dari masing-masing benda tersebut yang seolah-olah s eolah-olah berada sendiri pada poros, maka putaran kritis total dari sistem Nc,tot dapat ditentukan dengan persamaan berikut :

2.2 Aplika Aplikasi si Apabila suatu poros dengan diameter D dan panjang L diberi beban

massa sebesar M, kemudian diputar dengan kecepatan melebihi putaran

8

maksimumnya akan menimbulkan getaran. jika keadaan tersebut dibiarkan terus menerusnya maka poros dapat mengalami kegagalan (fatigue), inilah yang dinamakan putaran kritis. kritis. Analisis Analisis pembebanan pembebanan dalam perancangan perancangan poros atau komponen mesin sangatlah penting, karena jika beban telah diketahui maka dimensi, kekuatan, material, serta variabel design lainnya dapat ditentukan sehingga menghasilkan suatu produk yang berkualitas dan tahan lama.

9

BAB III METODOLOGI

3.1 Peralatan Adapun peralatan yang digunakan pada praktikum putaran kritis ini yaitu:

1. Seperan Seperangka gkatt alat alat uji putara putaran n kriti kritis. s. 2. Beba Beban n (2 (2 var varia iasi si)) 3. Tachomete eter Berfungsi untuk mengukur kecepatan poros.

Gambar 3. 1 Tachometer

4. Mistar Berfungsi untuk mengukur jarak massa.

Gambar 3. 2 Mistar

10

5. Kunci 14 Berfungsi untuk membuka bantalan pada alat putaran kritis

11

3.2

Prose rosed dur Prakt raktik iku um Adapun langkah-langkah praktikum putaran krisi ini yaitu:

1.

Pasa Pasang ng alat alat uji uji seper seperti ti gamb gambar ar diba dibawa wah h ini. ini.

Gambar 3. 3 Alat Uji Putaran Kritis

2.

Pasang Pasang semua semua peralat peralatan an seperti seperti pengat pengatur ur putaran putaran rotor rotor,, motor, motor, bantala bantalan, n, dan peralatan lain dalam keadaan baik.

3.

Posi Posisi sika kan n leta letak k roto rotor. r.

4.

Hidupk Hidupkan an motor motor dan atur atur tega teganga ngan n deng dengan an Slide regulator .

5.

Hitung Hitung juml jumlah ah putar putaran an rotor rotor meng menggun gunaka akan n Tachom Tachometer eter..

6.

Ulangi Ulangi percob percobaan aan diat diatas as untuk untuk posi posisi si rotor rotor yang yang berb berbeda eda..

7.

Catat atat dat dataa pen penguji gujian an..

8.

Laku Lakuka kan n pen pengo gola laha han n dat data. a.

9.

Buat Buat graf grafik ik hasi hasill peng pengol olah ahan an dat data. a.

10. Lakukan Lakukan pembahasan pembahasan dan analisa analisa dari hasil hasil pengolahan pengolahan data serta grafik grafik yang telah diperoleh. 11. 11. Tari Tarik k kesi kesimp mpul ulan an..

3.3

Asumsi-Asumsi 1. Pertam Pertambah bahan an putar putaran an slide slide regul regulato atorr diangg dianggap ap konst konstan. an.

2.

Panj Panjan ang g bat batan ang g poro poross teta tetap. p.

3.

Batang Batang penyan penyangga gga rotor rotor tidak tidak melend melendut. ut.

4.

Percepatan Gr Gravitasi 9, 9,81 m/ m/

.

12

BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 4.1 Data Data No 1 2 3 4 5 6 7 8 9

L (mm)

m (kg)

a (mm)

b(mm)

640

1.625

160

480

640

1.625

200

440

640

1.625

400

240

Nc (rpm) 1162 1468 1482 1408 1453 1470 1150 1462 1477

V(Volt) 75 100 125 75 100 125 75 100 125

Nc (rpm) 1167 1464 1484 1166 1457 1475 1165 1454 1472

V(Volt) 75 100 125 75 100 125 75 100 125

Tabel 4. 1 Data Poros Satu Beban

No

L (mm)

m (kg)

a (mm)

b(mm)

640

1.625

265

265

640

1.625

245

245

640

1.625

205

205

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Tabel 4. 2 Data Poros Dua Beban

Diameter Poros = 20 mm Modulus Elastisitas (E) = 190 GPa = 190.000 MPa

4.2 Perhitun Perhitungan gan Contoh perhitungan untuk poros yang beri satu beban dengan tegangan 75 V:

Perhitungan untuk a = 160 dan b = 480 Perhitungan inersia

I =

D π ×

4

64

13

I

=

π ×20

4

=

64

7850mm 4

Perhitungan gaya pada poros

P = m ×g P = 1, 62 625kg ×9, 81 81m / s 2

=

15, 94 9413 N

Perhitungan defleksi δ

δ

=

P ×a ×b 6 × E ×I ×L

( L2 − a 2 − b 2 )

7850 7850 ×160 ×480 480

=

(6402 − 160 2

−

480 2 )

6 ×190000 190000 ×7850 ×640 ,0328337 3738 38mm = 0,00003 ,0000328 2833 3373 7378 785 5m δ = 0,03283 Perhitungan konstanta kekakuan poros

k = k =

P δ

15,9413 N 0,00003283373 0, 00003283373785 785 m

=

485514, 32 3229 N / m

=

5222,349669 rpm

Perhitungan putaran kritis

Nc =

Nc =

60

k

2 ×π

m

60

485514,3229

2 ×π

1, 625

Contoh perhitungan untuk poros yang beri satu beban dengan tegangan 75 V: Perhitungan untuk a = 200 mm dan da n b = 440 mm Perhitungan inersia

I =

D π ×

4

64

14

I

=

π ×20

4

=

64

7850mm 4


P = m ×g P = 1, 62 625kg ×9, 81 81m / s 2

=

15, 94 9413 N


δ

=

P ×a ×b 6 × E ×I ×L

( L2 − a 2 − b 2 )

7850 ×200 ×440

=

(640 2 − 200 2 − 440 2 )

6 ×190000 ×78 50 ×640 043108532 mm = 0, 00 00004310853168 m δ = 0, 04 Perhitungan konstanta kekakuan poros

k = k =

P δ

15,9413 N 0,00004310853 0, 00004310853168 168 m

=

369793,38 ,3884 N / m

=

4557,686983rpm 4557,686983rpm


Nc =

Nc =

60

k

2 ×π

m

60

369793,3884

2 ×π

1, 625

Contoh perhitungan untuk poros yang beri satu beban dengan tegangan 75 V: Perhitungan untuk a = 400 mm mm da dan b = 240 mm mm Perhitungan inersia

15

I =

I

=

D π ×

4

64 π ×20

4

=

64

7850mm 4


P = m ×g P = 1, 62 625kg ×9, 81 81m / s 2

=

15, 94 9413 N


δ

=

P ×a ×b 6 × E ×I ×L

( L2 − a 2 − b 2 )

7850 ×400 ×240

=

(640 2 − 400 2 − 240 2 )


k = k =

P δ

15,9413 N 0,00005130271 0, 00005130271539 539 m

=

310729,1667 N / m

=

4177,879735rpm 4177,879735 rpm


Nc =

Nc =

60

k

2 ×π

m

60

310729,1667

2 ×π

1, 625

16

Contoh perhitungan untuk poros yang beri dua beban dengan tegangan 75 V:

17


I =

I

=

D π ×

4

64 π ×20

4

=

64

7850mm 4


P = m ×g P = 1, 62 625kg ×9, 81 81m / s 2

=

15, 94 9413 N


δ

=

P ×a ×b 6 × E ×I ×L

( L2 − a 2 − b 2 )

7850 ×265 ×265

=

(640 2 − 265 2 − 265 2 )

6 ×190000 ×78 50 ×640 00011186552637 m δ = 0,111865526 mm = 0, 00 Perhitungan konstanta kekakuan poros

k = k =

P δ

15,9413 N 0,00011186552 0, 00011186552637 637 m

=

142503,68 ,6874 N / m

=

2829, 2829, 293326 293326rpm rpm


Nc =

Nc =

60

k

2 ×π

m

60

142503,6874

2 ×π

1, 625


18


I =

I

=

D π ×

4

64 π ×20

4

=

64

7850mm 4


P = m ×g P = 1, 62 625kg ×9, 81 81m / s 2

=

15, 94 9413 N


δ

=

P ×a ×b 6 × E ×I ×L

( L2 − a 2 − b 2 )

7850 ×245 ×245

=

(640 2 − 245 2 − 245 2 )

6 ×190000 ×78 50 ×640 00010787442450 m δ = 0,107874424 mm = 0, 00 Perhitungan konstanta kekakuan poros

k = k =

P δ

15,9413 N 0,00010787442 0, 00010787442450 450 m

=

147775,99 ,9911 N / m

=

2881,156602rpm 2881,156602 rpm


Nc =

Nc =

60

k

2 ×π

m

60

147775,9911

2 ×π

1, 625


19


I =

I

=

D π ×

4

64 π ×20

4

=

64

7850mm 4


P = m ×g P = 1, 62 625kg ×9, 81 81m / s 2

=

15, 94 9413 N


δ

=

P ×a ×b 6 × E ×I ×L

( L2 − a 2 − b 2 )

7850 ×205 ×205

=

(640 2 − 205 2 − 205 2 )


k = k =

P δ

15,9413 N 0,00009683543 0, 00009683543397 397 m

=

164622, 07 0742 N / m

=

2881,156602rpm 2881,156602 rpm


Nc =

Nc =

60

k

2 ×π

m

60

147775,9911

2 ×π

1, 625

20

21

4.3 Grafik Grafik Perhitunga Perhitungan n

Grafik 4. 1 Grafik Hubungan Posisi Rotor dan Putaran Kritis Aktual Dua Beban

Grafik 4. 2 Grafik Hubungan Posisi Rotor dan Putaran Kritis Teoritik Dua Beban

22

Grafik 4. 3Grafik Hubungan Posisi Rotor dan Putaran Kritis Aktual Satu Beban

Grafik 4. 4 Grafik Hubungan Posisi Rotor dan Putaran Kritis Teoritik Satu Beban 4.4 Pembahas Pembahasan an Dari Dari prak prakti tiku kum m puta putaran ran krit kritis is yang yang telah telah dilak dilakuk ukan an,, dapa dapatt dili diliha hatt

fenomena-fenomena yang terjadi saat poros dengan diameter D=20 mm dan panjang 760 mm yang telah diberi beban rotor dengan massa m=1,625 kg diputar pada kecepatan tertentu. Mula-mula motor di putar dengan tegangan 75V dan berputar berputar dengan stabil stabil serta mengeluarkan mengeluarkan suara yang cukup cukup keras 23

namun getarannya kecil. Kemudian tegangan dinaikkan menjadi 100V dan 125V sehingga sehingga jumlah jumlah putaran putaran poros semakin semakin lama semakin besar. Suara Suara yang ditimbulkan ditimbulkan oleh poros poros semakin semakin mengecil mengecil namun tingkat getarannya getarannya semakin membesar. Dalam praktikum ini efek suara yang dihasilkan oleh gerakan poros dapat diabaikan. Fokus terhadap fenomena getaran yang ditimbulkan oleh putaran poros yang semakin besar seiring dengan banyaknya jumlah putaran poros, poros, hal inilah yang disebut dengan putaran kritis. Selain dipengaruhi oleh jumlah putaran, Putaran kritis juga dipengaruhi oleh posisi beban rotor. Seperti yang terlihat pada tabel pengolahan data, dimana semakin ketepi posisi beban rotor pada poros, maka semakin besar putaran kritis yang terjadi. Sebaliknya, semakin ke tengah posisi beban rotor pada poros, maka semakin kecil putaran kritis yang terjadi. Hal ini berlaku pada poros yang dikenai satu beban maupun maupun dua beban. 1. Grafik Perbanding Perbandingan an Posisi Posisi Rotor Terhadap Terhadap Nc Nc Percobaan Percobaan Dari grafik ini dapat dilihat bahwasannya untuk dua beban dengan jarak yang sama, semakin jauh posisi rotor dengan tumpuan, maka semaki semakin n besar besar nilai nilai putaran putaran kritis kritis yang yang terjad terjadi. i. Sedang Sedangkan kan untuk untuk satu beban dengan jarak yang berbeda nilai putaran kritis untuk berbagai tegangan akan berbeda nilainya. 2. Grafik Perbanding Perbandingan an Posisi Posisi Rotor Terhadap Terhadap Nc Nc Teoritis Teoritis Dari grafik perbanding perbandingan an Posisi Rotor Terhadap Nc Percobaan, Percobaan, menjelaskan bahwasannya semakin dekat posisi rotor dengan tumpuan, maka semakin besar pula nilai putaran kritis yang terjadi. Hal ini berlaku untuk untuk poros yang dikenai dikenai satu beban beban rotor dan juga poros poros yang di kenai dua beban rotor dengan jarak yang sama.

24

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimp Kesimpula ulan n Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari praktikum ini adalah:

1. Dari Dari grafik grafik menyatak menyatakan an hubungan hubungan defleks defleksii yang yang terjadi terjadi dengan dengan posisi posisi rotor untuk berbagai tegangan bahwasanya untuk dua beban dengan jarak a dan b sama semakin dekat jarak rotor dengan tumpuan(a) maka nilai defleksinya semakin kecil, sedangkan untuk satu beban dengan nilai a dan b berbeda sama dengan dua beban dengan jarak a dan b sama yaitu semakin dekat jarak rotor dengan tumpuan (a) maka nilai defleksinya kecil. 2. Feno Fenome mena na yang yang terjad terjadii adalah adalah semak semakin in

keci kecill deflek defleksi si,, maka maka akan

semakin semakin besar konstanta kekakuan poros. Semakin Semakin besar konstanta konstanta kekakuan poros, maka akan semakin besar putaran kritis. 3. Nila Nilaii puta putara ran n krit kritis is anta antara ra teori teoriti tik k deng dengan an aktu aktual al perb perbed edaan aan nilai nilai putaran kritisnya besar.

5.2 Saran Adapun saran yang dapat diberikan antara lain: 1. Perh Perhat atik ikan an moto motorr apab apabil ilaa suda sudah h sampa sampaii pada pada putar putaran an kriti kritis, s, jang jangan an terlalu terlalu lama lama dibiar dibiarkan kan karena karena dapat dapat menyeb menyebabk abkan an alat alat uji menjad menjadii rusak. 2. Amati hasil hasil yang yang ditunjuka ditunjukan n oleh alat alat ukur ukur dengan dengan teliti teliti sehingga sehingga hasil hasil yang diperoleh akurat. 3. Perhatikan Perhatikan SOP SOP (Standar (Standar Operasi Operasional onal Procedu Procedure) re) penggun penggunaan aan alat alat agar tidak terjadi kesalahan dan kerusakan.

25

DAFTAR PUSTAKA 

William T. Thomsun. 1998. Thori of Vibration with Application Practice. Practice . Hall int :London



Team Penyusun LKM. 2013. Modul Praktikum Fenomena Dasar Mesin Bidang Konstruksi dan Perancangan Perancangan.. Jurusan Mesin FT-UR : Pekanbaru



WWW.SCRIBD.COM

26

LAMPIRAN

27

28

29

Laporan Putaran Kritis Faisal

Recommend Documents