BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar B Beelakang
Manu Manusi siaa
dida didala lam m
kehi kehidu dupa pann nnya ya
akan akan
sela selalu lu
beru berusa saha ha
untu untuk k
mendapatkan kemudahan dalam mengatasi setiap masalah yang dihadapinya. Tiap tahun selalu bermunculan penemuan demi penemuan penting dari para ahli akan adanya mesin-mesin berteknologi canggih. Apalagi sekarang ini, saat teknologi mengalami lompatan yang begitu tinggi dibandingkan setengah abad
yang
lalu
saat
industri
mulai
menunjukkan
diri
dengan
dike dikemb mban angka gkann nnya ya mesi mesin n mesi mesin n yang yang mamp mampu u mena menang ngani ani sega segala la jeni jeniss pekerjaan yang tidak mampu ditangani oleh manusia, dari peralatan yang memb membut utuhk uhkan an kete keteli liti tian an yang yang tingg tinggii samp sampai ai denga dengan n peral peralat atan an denga dengan n pembebanan yang besar. Keberadaan mesin mesin berteknologi canggih itu senant senantias iasaa mering meringanka ankan n kerja kerja manusi manusia. a. Contoh Contohnya nya dahulu dahulu semua semua pekerj pekerjaa menggunakan tenaga manusia, seperti memecah batu menjadi batu kerikil dahul dahulu u meng menggun gunak akan an palu palu seba sebaga gaii alat alat untu untuk k peme pemeca cahn hnya ya agar agar dapa dapatt dijadi dijadikan kan batu batu keriki kerikil, l, tetapi tetapi karena karena semaki semakin n pesatn pesatnya ya teknol teknologi ogi saat saat ini dibuatlah “Mesin Pemecah Batu untuk Krikil”. Ini merupakan bagian dari alternatif manusia untuk memudahkan mereka dalam bekerja sehingga lebih cepat mengomset batu kerikil kepada konsumen. Kini mesin Pemecah batu ini dapat dilakukan dengan teknik konveyer yang dapat menghemat waktu dan tenaga. Mesin pemecah batu ini secara otomatis tak terlepas dari peran komponen-komponen elemen mesin seperti poros, motor listrik,bantalan, poros, pasak, puli dan sabuk-V dan lain-lain. Dimana keuntungan mesin ini adalah: 1. Meng Menghe hema matt wakt waktu u dan dan tenag tenagaa bila bila diba dibandi ndingk ngkan an denga dengan n konvensional (alat tradisional) yang akan memakan waktu lebih lama dan tenaga lebih banyak. 2.
Lebi Lebih h prak prakti tiss dan dan efis efisie ien. n.
Deng Dengan an
ditu ditunj njan ang g
perkem perkemba banga ngan n
tekn teknol olog ogii
komuni komunika kasi si,,
maka maka
penyebaran akan adanya mesin ini dengan begitu cepatnya diketahui banyak orang sehingga penggunaannya sudah mulai menyebar. Hal ini disebabkan juga karena mesin ini memang benar-benar meringankan kerja manusia.
1.2
Tujuan 1.2. .2.1
Tujuan Um Umum
Adapun tujuan umum perencanaan ini adalah: 1.
Menambah
wawasan
mahasiswa
mengenai
mesin-mesin
produksi yang dapat menunjang perkuliahan. 2.
Mengetahui dan memahami cara kerja mesin peme emecah batu atu (Stone Hammer).
1.2.2 .2.2
Tuju ujuan Khusus sus
Adapun tujuan khusus perencanaan ini adalah: 1.
Untu Untuk k mer meren enca cana naka kan n tra trans nsmi misi si daya daya dari dari mesi mesin n pem pemec ecah ah bat batu u sehingga dihasilkan mesin yang dapat bekerja secara efektif dan efisien dengan kapasitas dan efisiensi yang maksimal.
1.3
Manfaat
Manfaat yang diharapkan dari tulisan ini adalah: 1. Maha Mahasi sisw swaa mamp mampu u mene menera rapk pkan an dan dan mneg mnegap apli lika kasi sika kan n teor teorii dari dari mata mata kuliah elemen mesin yang telah didapatkan dalam perkuliahan. 2. Mahasi Mahasiswa swa mampu mampu merencen merencenakan akan setiap setiap elemen elemen mesin dan bagian bagian utama dari mesin. 3. Membuka Membuka pola pola pikir mahasis mahasiswa wa dalam dalam merenc merencana anakan kan suatu suatu mesin yang mampu membantu pekerjaan menjadi lebih mudah. 4. Menjadikan Menjadikan mahasi mahasiswa swa lebih lebih mandiri mandiri,, kreatif kreatif dan inovatif. inovatif.
1.4
Batasan masalah
Adapun Batasan masalah dalam perencanaan elemen mesin ini adalah hanya merencanakan sistem transmisi dari mesin pemecah batu yang terdiri dari: 1. Poros 2. Bantalan 3. Pasak 4. Puli 5. Sabuk-V
Gambar 1.1 Mesin penepung
BAB II LANDASAN TEORI
2.1
POROS
Poros Poros merupak merupakan an salah salah satu satu bagian bagian terpen terpentin ting g dari dari setiap setiap mesin, mesin, karena pada hampir semua mesin, poros memegang peranan utama di dalam meneru meneruska skan n tenaga tenaga bersam bersama-s a-sama ama dengan dengan putara putaran n transm transmisi isi dalam dalam setiap setiap mesin.
2.1. 2.1.1 1
Maca Macamm-ma maca cam m poro poross
Poros
untuk
meneruskan kan
daya
dikla klasifikasikan kan
menur nurut
pembebanannya sebagai berikut: 1. Poros Transmisi
Poros Poros ini mendapat mendapat beban beban puntir puntir murni murni atau atau puntir puntir dan lentur lentur,, disini daya yang ditransmisikan harus melalui kopling, roda gigi, sabuk dan sproket rantai. 2. Spindel
Poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin perkakas di mana beban utamanya berupa puntiran. 3. Gandar
Poros Poros sepert sepertii yang dipasa dipasang ng dianta diantara ra roda roda roda roda kereta kereta barang, barang, dimana tidak mendapat beban puntir bahkan kadang kadang tidak boleh berputar. Menuru Menurutt bentukny bentuknya, a, poros poros dapat dapat digolo digolongka ngkan n atas atas poros poros lurus lurus umum, poros engkol sebagai poros utama dari mesin totak dan lain lain lain.. Poro Poross luwe luwess untu untuk k tran transm smis isii daya daya keci kecill agar agar terd terdap apat at kebebasan bagi perubahan arah dan lain lain.
2.1.2
Hal-hal Hal-hal yang yang penti penting ng dalam dalam peren perencana canaan an poros poros transm transmisi isi 1. Ke Keku kuat atan an poro poross
Suatu poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau lentur atau gabungan antara puntir dan lentur. Selain itu ada juga poros yang mendapat beban tarik atau tekan seperti poros baling-baling kapal atau turbin. Kelelahan, tumbukan atau pengaruh konsentrasi tegangan bila diameter poros diperkecil juga perlu diperhatikan. 2. Ke Keka kaku kuan an poro poross
Meskip Meskipun un sebuah sebuah poros poros mempuny mempunyai ai kekuata kekuatan n yang cukup, cukup, tapi tapi jika
lenturan
atau
defleksi
puntirnya
terlalu
besar
akan
mengakibatkan ketidak telitian karena untuk mencapai ketelitian yang maksim maksimum, um, kekakua kekakuan n juga juga perlu perlu diperh diperhati atikan. kan. Kekaku Kekakuan an poros itu sendiri juga berfungsi untuk mencegah lenturan atau defleksi puntir. 3. Puta Putara ran n kri kriti tiss
Bila putaran suatu mesin dinaikkan maka pada suatu harga putaran tertentu dapat terjadi getaran yang luat biasa besarnya, putaran ini sering disebut dengan putaran kritis. Akibat dari putaran kritis ini akan akan dapat dapat meng mengak akib ibat atkan kan keru kerusa sakan kan pada pada poros poros dan bagia bagian n bagian lainnya sehingga dalam perencanaan putaran kerja poros harus lebih rendah dari putaran kritis. 4. korosi
Bahan bahan tahan korosi harus dipilih untuk poros propeller dan pompa bila terjadi kontak dengan fluida yang korosif. Sedangkan untuk poros poros yang terancam korosi dan poros poros mesin yang yang seri sering ng berhen berhenti ti lama lama samp sampai ai batas batas tert terten entu tu dapat dapat pula pula dilakukan perlindungan terhadap korosi. 5. Bahan han poro oros
Poros untuk mesin biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik dingin dan difinis, baja karbon konstruksi mesin (Bahan S–C) yang
dihasi dihasilka lkan n dari dari ingot ingot dan di-kil di-killl (baja (baja yang yang dioksi dioksidas dasii dengan dengan ferosilicon dan dicor, kadar karbon terjamin). Meskipun demikian, bahan ini kelurusannya agak kurang tetap dan dapat mengalami deformasi karena tegangan yang kurang seimbang (misalnya diberi alur alur pasak, pasak, karena karena ada tegang tegangan an sisa sisa didala didalam m terasn terasnya) ya) tetapi tetapi penarikan dingin membuat permukaan poros menjadi keras dan keku kekuat atan anny nyaa
bert bertam amba bah h
besa besar. r.
Poro Poross
yang yang
dipa dipaka kaii
untu untuk k
meneruskan putaran tinggi dan beban berat umumnya dibuat dari baja paduan dengan pengerasan yang sangat tahan terhadap keausan.
2.1. 2.1.3 3
Poro Poross deng dengan an beb beban an pun punti tirr
Jika diketahui bahwa poros yang direncanakan tidak mendapat beban lain kecuali torsi, maka diameter poros tersebut dapat lebih kecil dari yang dibayangkan. Mes Meskipu kipun n
dem demikian kian,,
jika
dipe diperrkir kirakan akan
akan akan
ter terjadi jadi
pembebanan berupa lenturan, tarikan, atau tekanan, misalnya jika sebuah sabuk, rantai atau roda gigi dipasangkan pada poros motor, maka maka kemung kemungkin kinan an adanya adanya pembeb pembebanan anan tambah tambahan an terseb tersebut ut perlu perlu diperhitungkan dalam faktor keamanan yang diambil. (Sularso hal. 7 tabel 1.6).
Tabel 1.6 Faktor faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan, ditransmisikan, fc fc.. Daya yang akan ditransmisikan
fc
Daya rata rata yang diperlukan
1,2-2,0
Daya maksimum yang diperlukan
0,8-1,2
Daya normal
1,0-1,5
Jika P Jika P adalah adalah daya nominal output dari motor penggerak, maka berbagai macam faktor keamanan biasanya dapat diambil dalam perencanaan, sehinga koreksi pertama dapat diambil kecil. k ecil. Jika faktor koreksi adalah f adalah f c maka daya rencana rencana P d d (kW) sebagai patokan adalah: (Sularso hal. 7)
(
Pd = f c
× P kW
) ....................................................................1
Jika Jika daya daya dibe diberi rika kan n dala dalam m daya daya kuda kuda (PS) (PS),, maka maka haru haruss dikalikan dengan 0,735 untuk mendapatkan daya dalam kW. Jika Jika momen momen puntir puntir (diseb (disebut ut juga juga sebaga sebagaii momen momen rencana rencana)) adalah:
T (kg.mm) T (kg.mm) T = 9,74 ×10 5
×
Pd n
(kg .mm) ..................................................2
Bila momen rencana dibebankan pada suatu diameter poros (ds) maka tegangan geser τ (kg/mm2) yang terjadi terjadi adalah: adalah: (Sularso (Sularso hal. 7) τ
=
T
(
ds
π
3
T kg = 5,13 mm 2 ...............................................3 ds 16 )
untu untuk k sela selanj njut utny nya, a, tegan teganga gan n gese geserr yang yang diij diijin inka kan n (τ d d ) dihi dihitu tung ng berdasarkan kekuatan tarik (σ (σ B) dengan hasil kali antara faktor koreksi Sf 1 dan Sf 2. Harga Sf 1 adalah 5,6 untuk bahan SF dengan kekuatan yang dijamin, dan 6,0 untuk bahan S-C dengan pengaruh masa, dan baja paduan. Harga Sf 2 adalah 1,3 sampai 3,0. Harga σB dapat dilihat dari tabel (Sularso hal. 3 tabel 1.1 dan tabel 1.2)
Tabel 1.1 Baja Karbon untuk konstruksi mesin dan baja difinis dingin untuk poros. No.
1.
2.
Jenis
Lambang
Perlakuan Panas
Baja Karbon konstruksi mesin ( JIS G 4501 )
S30C S35C S40C S45C S50C S55C S35C-D S45C-D S55C-D
Penormalan Penormalan Penormalan Penormalan Penormalan Penormalan Penormalan Penormalan Penormalan
Batang baja Yang difinis dingin
Kekuatan Tarik Kg/mm2 48 52 55 58 62 66 53 60 72
Keterangan
-
Ditarik dingin, gerinda dan bubut
Dari hal hal di atas, maka besarnya τ d d dapat dihitung dengan: (Sularso hal. 8) τ d
=
σ B
sf 1 × sf 2
kg mm2 ..........................................................4
Kemu Kemudi dian an,, kead keadaan aan mome momen n punt puntir ir itu itu send sendir irii juga juga haru haruss ditinjau, faktor koreksi K t t dipilih sebesar 1,0 jika beban dikenakan secara halus, 1,0-1,5 jika terjadi sedikit kejutan atau tumbukan, dan 1,5-3,0 jika beban dikenakan dengan kejutan atau tumbukan besar (Sularso hal. 8). Dari persamaan untuk mencari tegangan geser diperoleh rumus untuk menghitung diameter poros (d (d s) sebagai berikut: (Sularso hal. 8) 1
ds
5,1 3 = Kt .Cb.T ( mm ) ........................................................ τ d
.5 harga faktor koreksi Cb = 1,2 – 2,3, jika diperkirakan akan terjadi pemakaian dengan beban lentur. (jika diperkirakan tidak akan terjadi pembebanan lentur maka C b diambil 1,0): (Sularso hal. 8). Dalam pengujian perhitungan, apakah sudah aman atau tidak yang yang berpen berpengar garuh uh disini disini adalah adalah harga harga faktor faktor konsent konsentras rasii teganga tegangan n dengan alur pasak (α) dan poros bertangga (β). Harga α diperoleh dari gambar 1.2 (Sularso hal. 9 gambar 1.2)
Gambar 1.2 faktor konsentrasi tegangan
α
Terlebih Terlebih dahulu kita menentuk menentukan an besarnya besarnya
r ds
(mm) (Sularso
hal 11). Dimana r disini adalah harga jari jari untuk ukuran alur pasak. Selanjutnya ukuran pasak dan alur pasak dapat ditentukan dari tabel 1.8 (Sularso hal. 10). Tabel 1.8 ukuran pasak
Dengan ukuran alur pasak dimana r sudah diketahui, diketahui, maka kita dapat mencari β mencari β dari dari gambar 1.3: (Sularso hal.11 gambar 1.3)
Gambar 1.3 Faktor konsentrasi tegangan
Sebelumnya Sebelumnya digunakan digunakan rumus
D ds
dan
r ds
(mm). Dimana D
adalah diameter bagian yang menjadi tempat bantalan, dan r disini adalah harga dari jari- jari fillet dengan rumus: (Sularso hal. 11) Jari jari fillet (r) =
D − d s 2
........................................................6
Dalam pengujian perhitungan, apakah sudah aman atau tidak maka digunakan ketentuan sebagai berikut: (Sularso hal. 12) syarat
aman
=
τ d ×
sf 2 α
> τ × Cb × Kt
.......................................7 dimana
2.2
τ
=
5,1 × T
d s
3
...................................................................8
PASAK 2.2. 2.2.1 1
Maca Macamm-ma maca cam m Pasa Pasak k
Pasa Pasak k adal adalah ah suat suatu u elem elemen en mesi mesin n yang yang dipa dipaka kaii untu untuk k meneta menetapka pkan n bagian bagian bagian bagian mesin mesin sepert sepertii roda roda gigi, gigi, sproket sproket,, puli, puli, kopling dan lain lain pada poros. Momen diteeruskan dari poros ke naf atau dari naf ke poros. Pasak pada umumnya pasak dapat digolongkan atas beberapa macam sebagai berikut :
Menuru Menurutt letakn letaknya ya pada pada poros poros dapat dapat dibedak dibedakan an antara antara pasak pasak pelana, pasak rata, pasak benam, dan pasak singgung, singgung , yang umumnya persegi empat. Dalam arah memanjang dapat berbentuk prismatis atau berbentuk tirus. Pasak benam prismatis ada yang khusus dipakai sebagai sebagai pasak luncur. luncur. Di sampin samping g macam macam di atas atas ada pula pasak pasak tembereng dan pasak jarum. Pasak luncur memungkinkan pergeseran aksial roda gigi, dan lain lain lain lain pada pada porosn porosnya, ya, sepert sepertii pada pada seplai seplain. n. Yang Yang paling paling umum umum dipakai dipakai adalah adalah pasak pasak benam benam yang dapat dapat meneru meneruska skan n momen momen yang yang besar. Untuk momen dengan tumbukan, dapat dipakai pasak singgung.
2.2.2
Hal-hal Hal-hal pen penting ting dan tata cara pere perencan ncanaan aan pasak pasak
Pasak Pasak benam benam mempuny mempunyai ai bentuk bentuk penampa penampang ng segi segi empat empat di mana terdapat bentuk prismatis dan tirus yang kadang kadang diberi kepala kepala untuk memudahkan pencabutannya. pencabutannya. Kemiringan Kemiringan pada pasak tirus tirus umumnya umumnya sebesar sebesar 1/100, dan pengerjaannya pengerjaannya harus hati hati agar naf tidak menjadi eksentrik. Pada pasak yang rata, sisi sampingnya harus pas dengan alur pasak agar pasak tidak menjadi goyah dan rusa rusak. k. Untu Untuk k pasa pasak, k, umum umumny nyaa dipi dipili lih h bahan bahan yang yang memp mempuny unyai ai kekuat kekuatan an tarik tarik lebih lebih dari dari 60 (kg/mm (kg/mm2), lebih lebih kuat dari porosn porosnya. ya. Kadang kadang sengaja dipilih bahan yang lebih lemah untuk pasak, sehingga pasak akan lebih dahulu rusak dari pada poros atau nafnya. Ini disebabkan harga pasak yang murah serta mudah menggantinya. Jika Jika mome momen n renc rencana ana dari dari poros poros adal adalah ah T (kg.mm (kg.mm), ), dan diameter poros adalah d s (mm), maka gaya tangensial F (kg) pada permukaan poros adalah: (Sularso hal. 25) F =
T
.................................................................................9
d s 2
Menuru Menurutt lamban lambang g pasak pasak yang yang diperl diperliha ihatka tkan n dalam dalam gambar gambar (Sularso hal. 25 gambar 1.5), gaya geser bekerja pada penampang mendatar b mendatar b x l (mm l (mm2) oleh gaya F gaya F (kg). (kg).
Gambar 1.11 Gaya Gesek Pada Pasak
Deng Dengan an
demi demiki kian an
tega tegang ngan an
gese geser r τ k k
(kg/mm2)
yang
ditimbulkan adalah: (Sularso hal. 25) τ k
=
F bl
......................................................................10
2 Dari tegangan geser yang diijinkan τ ka ka (kg/mm ), panjang pasak
l 1 (mm) yang diperlukan dapat diperoleh: (Sularso hal. 25) τ ka
≥
F b × l 1
................................................................11
Harga τ ka adalah h harga harga yang yang diper diperol oleh eh denga dengan n memb membag agii ka adala kekuatan kekuatan tarik σ B dengan faktor keamanan keamanan Sf k1 Hargaa Sf k1 k1 x Sf k2 k2. Harg k1 umumnya diambil 6, dan Sf k2 k2 dipilih antara 1-1,5 jika beban dikenakan secara perlahan lahan, antara 1,5-3 jika dikenakan dengan tumbukan ringan, dan antara 2-5 jika dikenakan secara tiba tiba dan dengan tumbukan berat. Gaya keliling keliling F (kg) (kg) yang yang sama sama seper seperti ti ters tersebu ebutt di atas atas dikenakan pada luas permukaan samping pasak. Kedalaman alur pasak pada poros dinyatakan dengan t 1, dan kedalaman alur pasak pada naf dengan t 2. Abaikan Abaikan pengura penguranga ngan n luas luas permuk permukaan aan oleh oleh pembul pembulata atan n sudut pasak. Dalam hal ini tekanan permukaan p (kg/mm2) adalah: (Sularso hal. 27)
p
=
F l × ( t 1ataut 2 )
....................................................................12
dari dari harga harga tekana tekanan n permuk permukaan aan yang diijin diijinkan kan pa (kg/mm2), panjang pasak yang diperlukan dapat dihitung dari: (Sularso hal. 27) pa
≥
F
..................................................................13
l × ( t 1ataut 2 )
Harga pa adalah sebesar 8 (kg/mm2) untuk poros berdiameter kecil, 10 (kg/mm2) untuk poros berdiameter besar, dan setengah dari harga harga di atas untuk poros berputaran tinggi. Perlu diperhatikan bahwa lebar pasak sebaiknya 25-35% dari diam diamet eter er poros poros,, dan dan panj panjan ang g pasak pasak ( l k k ) jangan jangan terlal terlalu u panjang panjang dibandi dibandingka ngkan n dengan dengan diamet diameter er poros poros (antar (antaraa 0,75 0,75 sampai sampai 1,5 d s). Karena lebar dan tinggi pasak sudah distandarkan, maka beban yang ditimb ditimbulka ulkan n oleh oleh gaya gaya F yang yang besa besarr henda hendakn knya ya diat diatas asii denga dengan n menyesuaikan panjang pasak. Dalam pengujian perhitungan, apakah sudah aman atau tidak maka digunakan ketentuan sebagai berikut: (Sularso hal. 26) b
=
d s l k
( 0,25 − 0,35 ) ....................................................................1
=
d s
( 0,75 − 1,5)
4
1. SABUK
Jarak
yan yang
jauh
antara
kedua poro oros
sering
tidak
memungk memungkink inkan an trasmi trasmisi si langsu langsung ng dengan dengan roda roda gigi. gigi. Dalam Dalam hal demi demiki kian an,, cara cara tran transm smis isii puta putara ran n atau atau daya daya yang yang lain lain dapat dapat ditera diterapka pkan, n, dimana dimana sebuaah sebuaah sabuk sabuk luwes luwes atau atau rantai rantai dibeli dibelitka tkan n sekeliling puli atau sproket pada poras. Tran Transm smis isii deng dengan an elem elemen en mesi mesin n yang yang luwe luwess dapa dapatt digolongkan digolongkan atas transmisi transmisi sabuk, trasmisi trasmisi rantai, rantai, dan transmisi transmisi
kabel kabel atau atau tali. tali. Dari Dari macammacam-mac macam am transm transmis isii dibagi dibagi atas atas tiga tiga kelompok. Dalam kelompok pertama, sabuk rata dipasang pada puli silinder dan meneruskan momen antara dua poros yang jaraknya dapat sampai 10 (m) dengan perbandingan putaran antara 1/1 sampai 7/1. Kelompok terakhir terakhir terdiri dari atas sabuk dengan gigi gigi yang yang digera digerakkan kkan dengan dengan sproket sproket pada jarak jarak pusat pusat sampai sampai mencap mencapai ai 2 (m), (m), dan meneru meneruska skan n putara putaran n secara secara tepat tepat dengan dengan perbandingan antara 1/1 sampai 6/1. sabuk rata yang banyak ditulis dalam buku-buku lama belakangan ini pemakainnya tidak seberapa luas lagi. Sebagia Sebagian n besar besar trans transmis misii sabuk sabuk menggun menggunakan akan sabuksabuk-V V karena mudah penanganannya dan harganyapun murah. Kecepatan sabuk direncanakan untuk 10 sampai 20 (m/s) pada umumnya, dan maksimum sampai 25 (m/s).
2.3.1 Transmisi Sabuk-V
Sabuk Sabuk-V -V terb terbua uatt dari dari karet karet dan dan memp mempuny unyai ai penam penampa pang ng trapesium. Tenunan tetoron atau semacamnya dipergunakan sebagai inti inti sabu sabuk. k. Bagi Bagian an sabu sabuk k yang yang seda sedang ng memb membel elit it pada pada puli puli ini ini meng mengal alam amii leng lengku kung ngan an sehi sehing ngga ga leba lebarr bagi bagian an dala dalamn mnya ya akan akan bertambah besar. Gaya gesekan juga akan bertambah karena pengaruh bentuk baji, yang akan menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah. Hal ini merupakan salah satu keunggulan sabuk-V dibandingkan dengan sabuk rata. Dalam gambar.... diberikan berbagai proporsi penampang sabuk-V yang umum dipakai.
Transmisi sabuk-V hanya dapat menghubungkan poros -poros yang yang sejaja sejajarr dengan dengan arah arah putara putaran n yang yang sama. sama. Diband Dibanding ingkan kan dalam dalam transmisi roda gigi atau rantai, sabuk-V bekerja lebih halus dan tidah bersuara. Untuk mempertinggi daya yang ditransmisikan dapat dipakai beberapa sabuk-V dipasang sebelah-menyebelah. Jarak sumbu poros harus sebesar 1.5 sampai 2 kali diameter pully besar. Nomor nominal sabuk-V dinyatakan panjang kelilingnya dalam inci.
Gambar 5.3 Diagram pemilihan sabuk-V
Gambar 5.4. Profil alur sabuk-V
Atas Atas dasa dasarr daya daya renc rencan anaa dan dan puta putara ran n poro poross peng pengge gera rak, k, penampang sabuk-V yang sesuai dapat d apat diperoleh dari gambar (Sularso hal. 168 gambar 5.3 (b)). Daya rencana dihitung dengan mengalikan daya yang akan diteruskan dengan faktor koreksi dalam tabel (Sularso (Sularso hal. 165 tabel 5.1).
Jarak sumbu poros harus sebesar 1,5 sampai 2 kali diameter puli besar. Di dalam perdagangan terdapat berbagai pnjang sabuk-V. Nomor nominal sabuk dinyatakan dalam panjang kelilingnya dalam inch. inch. Diamet Diameter er puli puli yang yang terlal terlalu u kecil kecil akan akan memper memperpen pendek dek umur umur sabuk. Dalam tabel (Sularso hal. 169 tabel 5.4) diberikan diameter puli minimum yang diijinkan dan dianjurkan menurut jenis sabuk yang bersangkutan.
Kare Karena na sabuk sabuk-V -V bias biasan anya ya digu diguna nakan kan untu untuk k menur menurunk unkan an putaran, maka perbandingan yang umum dipakai ialah perbandingan reduksi i (i > 1), dimana: (Sularso hal. 166) i
=
n1 n2
......................................................................................15
Kecepatan linier sabuk-V (m/s) adalah: (Sularso hal. 166) π ×
v
=
d p × n1
60 ×1000
.........................................................................1
6 Jarak sumbu poros dan panjang keliling sabuk berturut turut adalah C (mm) C (mm) dan L dan L (mm) : (Sularso hal. 170) L
=
C =
2C +
π
2
b+ b
( D
p +
2
d p ) +
(
( D
− 8 D p − d p
p −
d p )
4C
)
2
.........................................17
2
......................................................18
8
Dimana: b
= 2 L − π D p + d p
Untu Untuk k
................................................................19
meng menghi hitu tung ng diam diamet eter er ling lingka kara ran n
jara jarak k
bagi bagi puli puli
digunakan rumus sebagai berikut: (Sularso hal. 177) d p = diameter minimum puli yang dianjurkan dalam tabel. D p = i x d p.................................................................................20 Diameter luar puli dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut: (Sularso hal. 177) d k k = d p + (K t x K).....................................................................21 Dk = D p + (K t x K)....................................................................22
dima dimana na:: K adal adalah ah fakt faktor or korek koreksi si yang yang dapa dapatt dili diliha hatt dala dalam m tabe tabell (Sularso hal. 166 tabel 5.2).
Untuk perbandingan reduksi yang besar dan sudut kontak lebih kecil dari 180° menurut perhitungan dengan rumus 23, kapasitas daya yang yang
dipe dipero role leh h
haru haruss
dika dikali lika kan n
deng dengan an
fakt faktor or kore koreks ksii
yang yang
bersangkutan K θ θ seperti diperlihatkan dalam tabel (Sularso hal. 174 tabel 5.7). Besarnya sudut kontak diberikan oleh: (Sularso hal. 173) θ
= 180 −
57 D p
− d p
C
.........................................................23
Untuk dapat memelihara tegangan yang cukup dan sesuai pada sabuk, jarak poros puli harus dapat disetel ke dalam maupun ke luar (Sularso hal. 174 gambar 5.10).
Daerah Daerah penyete penyetelan lan untuk untuk masing masing masing masing penampa penampang ng sabuk sabuk diberikan dalam tabel (Sularso hal. 174 tabel 5.8).
Pemb Pembat atas asan an ukur ukuran an puli puli seri sering ng dike dikena nakan kan pada pada panj panjan ang g susunan puli atau lebar puli. Panjang maksimum susunan puli Lmax adalah perlu untuk memenuhi persamaan berikut ini: (Sularso hal. 177). Lmax C =
=
1 2
1 2
( d
p
+ D p
( d k + Dk )
) ≥ C ............................................................24
>
0
Jika d b dan D dan Db berturut turut adalah diameter naf puli kecil dan puli besar, d s1 dan d s2 berturut berturut turut adalah diameter poros penggerak penggerak dan yang yang digerakkan, maka (Sularso hal. 177)
5
d s1 +10( mm ) 3 ...............................................................25 5 D B ≥ d s 2 +10( mm ) 3 d B
≥
Dalam pengujian perhitungan, apakah sudah aman atau tidak maka digunakan ketentuan sebagai berikut: (Sularso hal. 176) v ≤ 30 m/s...............................................................................26 C >
d k + Dk 2
...........................................................................27
Gaya gesekan yang akan bertambah karena pengaruh bantuan baji, yang akan menghasilkan transmisi daya yang besar pada tega tegang ngan an yang yang rela relati tive ve rend rendah ah.. Hal Hal ini ini meru merupa paka kan n sala salah h satu satu keunggulan sabuk-V dibandingkan dengan sabuk rata. Hal-hal penting dalam perencanaan sabuk-V 1.
Perbandingan re reduksi (i (i) Karena sabuk-V biasanya dipakai untuk menurunkan putaran, maka perbandingan yang umum dipakai ialah perbandingan reduksi i (i > 1) dimana:
n1
=
n2
i
=
D p d p
=
1
U
;U=
Dimana :
1 i
(Sularso, hal 166 )
n1 = putaran poros penggerak (rpm) .n2 = putaran poros yang digerakkan (rpm) .d p = diameter puli penggerak (mm) D p = diameter puli yang digerakkan (mm) U = perbandingan putaran
2.
Pemilihan pe penampang sa sabuk – V Atas daya rencana dan putaran poros penggerak, penampang sabuk – V yang sesuai dapat diperoleh dari Gb.5.3 (Sularso, (Sularso, hal 164) 164) Gb.5.3 Diagram pemilihan sabuk – V
3.
Diam Diamet eter er mini minim mum pul puli yang yang dian dianjjurka urkan n (m (mm)
Diameter minimum puli yang dianjurkan dapat diperoleh dari table 5.4 (Sularso, (Sularso, hal 169) sesuai dengan penampang sabuk – v Tabel 5.4 Diameter puli yang diizinkan dan dianjurkan (mm) 4.
Diameter puli Penggerak (d p) Diam Diamet eter er puli puli peng pengger gerak ak dapa dapatt dipe dipero role leh h dari dari tabe tabell 5.2 5.2 (Sularso, hal 166 ) sesuai dengan penampang sabuk –V Tabel 5.2 Ukuran puli sabuk – V
5.
Diameter pu puli yang di digerakkan (D (D p) Diameter puli yang digerakkan (D p) dapat diperoleh dengan rumus : D p = i . d p (Sularso, hal 166 )
6.
Diameter luar puli penggerak (dk ) Dapat diperoleh dengan rumus : dk = D p + 2 . k (Sularso, (Sularso, hal 177 ) Dimana nilai k dapat diperoleh dari tabel 5.2 (sularso, hal 166) sesuai dengan penampang sabuk – V
7.
Diameter lu luar pul puli yang digerakka kkan (D (Dk ) Dk = D p + 2k ( Sularso, hal 177 )
8.
Diameter bos atau naf puli pengge ggerak (dB) DB ≥ 5/3 ds1 + 10 (mm) (Sularso, (Sularso, hal 177 )
9.
Diam Diamet eter er bos bos at atau naf naf pul pulii yan yang g di digera gerakk kkan an (DB) DB ≥ 5/3 ds2 + 10 (mm) (Sularso, (Sularso, hal 177 )
10. 10.
Kece Kecepa pata tan n kel keliiling ling sabu sabuk k – V (v) (v) .v =
.d p .n1
π
60.1000
(m/s) (Sularso, (Sularso, hal 166 )
Dengan syarat aman U < 30 m/s (Sularso, (Sularso, hal 176 ) 11.
Jarak sumbu poros (C ) Jarak sumbu poros harus sebesar 1,5 sampai 2 kali diameter puli yang digerakkan (D p) (Sularso, hal 166 )
12.
Cek konstruksi sabuk – V konstruksi belt dinyatakan baik bila memenuhi syarat sebagai berikut: C – ½ (dk + Dk ) > 0 (Sularso, hal 177 )
13.
Panjang sabuk (L) L = 2C +
2.4
π
2
( D
p
)
+ d p +
1 4C
( D
p
− d p
)
2
(Sularso, hal 170) 170)
BANTALAN
Bant Bantal alan an adal adalah ah elem elemen en mesi mesin n yang yang menu menump mpu u poros poros berb berbeb eban an,, sehing sehingga ga putara putaran n atau atau geraka gerakan n bolak bolak balikn baliknya ya dapat dapat berlan berlangsu gsung ng dengan dengan halu halus, s, aman aman dan dan panj panjan ang g umur umur.. Bant Bantal alan an haru haruss cuku cukup p koko kokoh h untu untuk k memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh sistem akan menuru menurun n atau atau tak dapat dapat bekerja bekerja secara secara semest semestiny inya. a. Jadi, Jadi, bantala bantalan n dalam dalam permesinan dapat disamakan peranannya dengan pondasi pada ged ung.
2.4. 2.4.1 1
Klas Klasif ifik ikas asii Bant Bantal alan an
Bantalan dapat diklasifikasikan sebagai berikut: 1.
Atas Atas Dasa Dasarr Gerak erakan an Bant Bantal alan an Terha erhada dap p Poro Poross
a. Bantalan luncur. Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan
bantala bantalan n kare karena na permuk permukaan aan poros poros ditump ditumpu u oleh oleh
permukaan bantalan dengan perantaraan lapisan pelumas. b. Bantalan gelinding. gelinding. Pada Pada bantala bantalan n ini terjad terjadii geseka gesekan n gelind gelinding ing antara antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola (peluru), rol atau rol jarum, dan rol bulat. 2.
Atas Dasar Arah Beban ban Terhad hadap Poros
a. Bant Bantal alan an radi radial al.. Arah Arah beban beban yang yang ditump ditumpu u bantala bantalan n ini adalah tegak tegak lurus sumbu poros. b. Bantalan aksial. Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah sejajar dengan sumbu poros. c. Bant Bantal alan an geli gelindi nding ng khus khusus us.. Bant Bantal alan an ini ini dapat dapat menum menumpu pu beban beban yang yang arah arahnya nya sejajar dan tegak lurus dengan sumbu poros.
2.4.2 2.4.2
Jeni Jenis-j s-jen enis is Banta Bantalan lan Ge Geli lindi nding ng
Gambar 4.15 Macam macam bantalan gelinding
Bant Bantal alan an gelin gelindi ding ng memp mempuny unyai ai keunt keuntun ungan gan dari dari gese geseka kan n gelind gelinding ing yang sangat sangat kecil kecil diband dibanding ingkan kan dengan dengan bantala bantalan n luncur luncur.. Seperti diperlihatkan dalam gambar (Sularso hal. 129 gambar 4.15), elemen elemen gelinding seperti seperti bola atau rol, dipasang dipasang di antara cincin cincin luar dan cincin dalam. Dengan memutar salah satu cincin tersebut, bola atau atau rol rol akan akan memb membuat uat gerak gerakan an geli gelindi nding ng sehi sehingg nggaa gese geseka kan n di antaranya akan jauh lebih kecil. Untuk bola atau rol, ketelitian tinggi
dalam bentuk bentuk dan ukuran merupakan merupakan keharusan. keharusan. Karena luas bidang bidang kont kontak ak anta antara ra bola bola atau atau rol rol deng dengan an cinc cincin inny nyaa sang sangat at kecil kecil maka maka besarnya beban per pe r satuan luas atau tekanannya menjadi sangat tinggi. Dengan demikian bahan yang dipakai harus mempunyai ketahanan dan kekerasan yang tinggi. Bant Bantal alan an gelin gelindi ding ng,, seper seperti ti pada pada bant bantal alan an lunc luncur ur,, dapa dapatt diklasifikasikan atas : bantalan radial, yang terutama membawa beban radial dan sedikit beban aksial, dan bantalan aksial yang membawa beban
yang
sejajar
sumbu
poros.
Menurut
bentuk
elemen
gelindingnya, dapat pula dibagi atas bantalan bola dan bantalan rol. Demi Demiki kian an pula pula dapat dapat dibe dibeda dakan kan menur menurut ut banya banyakn knya ya baris baris dan konstruksi dalamnya. Bantalan yang cincin dalam dan cincin luarnya dapat saling dipisahkan disebut macam pisah. Dalam praktek, bantalan gelinding gelinding standar standar dipilih dipilih dari katalog bantalan, seperti yang terlihat pada tabel di atas (Sularso hal 143). Ukuran Ukuran utama bantalan gelinding adalah diameter diameter lubang, diameter diameter luar, lebar, dan lengkungan sudut. Pada umumnya diameter lubang diam diambi bill deba debagai gai patoka patokan, n, denga dengan n mana mana diam diamet eter er luar luar dan dan leba lebar r digabungkan. Nomor nominal bantalan gelinding terdiri dari nomor dasar dan pelengkap. Nomor dasar yang terdapat merupakan lambang jenis, lambang ukuran (lambang lebar, diameter luar), nomor diameter lubang, lubang, dan lambang lambang sudut sudut kontak kontak.. Lambang Lambang lamban lambang g pelengk pelengkap ap mencaku mencakup p lambang lambang sangka sangkar, r, lamban lambang g sekat sekat (sil), (sil), bentuk bentuk cincin cincin,, pemasangan, kelonggaran, dan kelas. Jika hal hal tersebut tidak diperinci, maka lambang lambang di atas tidak dituliskan. Lambang jenis menyatakan jenis bantalan. Lambang ukuran menyatakan lebar untuk untuk bantala bantalan n radial radial dan tinggi tinggi untuk untuk bantala bantalan n aksial aksial;; dapat dapat juga juga menyat menyataka akan n diamet diameter er luar luar dari dari bantal bantalan an bantal bantalan an terseb tersebut. ut. Nomor Nomor diameter lubang dinyatakan dengan dua angka.
Ada dua macam kapasitas nominal, yaitu kapasitas nominal dinami dinamiss spesif spesifik ik dan kapasi kapasitas tas nomina nominall statis statis spesif spesifik. ik. Misal Misalkan kan sejumlah bantalan membawa beban tanpa variasi dalam arah yang tetap. Jika bantalan tersebut adalah bantalan radial, maka bebannya adalah radial murni, cincin luar diam dan cincin dalam berputar. Jika bantalan tersebut adalah bantalan aksial, maka kondisi bebannya adalah aksial murni, satu cincin diam dan cincin yang lain berputar. Jumlah putaran adalah 1.000.000 (atau 33,3 rpm selama 500 jam). Setela Setelah h menjal menjalani ani putara putaran n terseb tersebut, ut, jika jika 90% dari dari jumlah jumlah bantala bantalan n tersebut tidak menunjukkan kerusakan karena kelelahan oleh beban gelinding pada cincin atau elemen gelindingnya, maka besarnya beban tersebut dinamakan kapasitas nominal dinamis spesifik (C (C ), ), dan umur yang bersangkutan bersangkutan disebut disebut umur nominal. Jika bantalan bantalan membawa membawa beban dalam keadaan diam dan pada titik kontak yang menerima teganga tegangan n maksi maksimum mum besarn besarnya ya deform deformasi asi perman permanen en pada elemen elemen gelinding gelinding ditambah besarnya deformasi cincin menjadi 0,0001 kali diameter elemen gelinding, maka beban tersebut dinamakan kapasitas nominal statis spesifik (C (C o).
Tabel 4.14 Ukuran luar bantalan gelinding
Nomor Bantalan
Ukuran Luar (mm)
Jenis terbuka
Dua Sekat
Dua sekat tanpa kontak
D
D
B
r
Kapasitas Nominal Dinamis Spesifik C ( Kg )
6000 6001 6002 6003 6004 6005 6006 6007 6008 6009 6010 6200 6201 6202 6203 6204 6205 6206 6207 6208 6209 6210
6001ZZ 6001ZZ 6002ZZ 6003ZZ 6004ZZ 6005ZZ 6006ZZ 6007ZZ 6008ZZ 6009ZZ 6010ZZ 6200ZZ 6201ZZ 6202ZZ 6203ZZ 6204ZZ 6205ZZ 6206ZZ 6207ZZ 6208ZZ 6209ZZ 6210ZZ
6000VV 6001VV 6002VV 6003VV 6004VV 6005VV 6006VV 6007VV 6008VV 6009VV 6010VV 6200VV 6201VV 6202VV 6203VV 6204VV 6205VV 6206VV 6207VV 6208VV 6209VV 6210VV
10 12 15 17 20 25 30 35 40 45 50 10 12 15 17 20 25 30 35 40 45 50
26 28 32 35 42 47 55 62 68 75 80 30 32 35 40 47 52 62 72 80 85 90
8 8 9 10 12 12 13 14 15 16 16 9 10 11 12 14 15 16 17 18 19 20
0,5 0,5 0,5 0,5 1 1 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1 1 1 1 1,5 1,5 1,5 2 2 2 2
360 400 440 470 735 790 1030 1250 1310 1640 1710 400 535 600 750 1000 1100 1530 2010 2380 2570 2750
Kapasit as Nominal Statis Spesifik Co ( Kg )
196 229 263 296 465 530 740 915 1010 1320 1430 236 305 360 460 635 730 1050 1430 1650 1880 2100
Sebuah bantalan membawa beban radial F radial F r r (kg) dan beban aksial F a (kg), (kg), maka maka beban beban ekival ekivalen en dinami dinamiss P r r (kg) (kg) untuk untuk bantal bantalan an radial radial adalah adalah sebagai berikut: (Sularso hal. 135) P r r = X.V.Fr + Y.Fa..................................................................28 Y.Fa..................................................................28 Dimana faktor-faktor X, faktor-faktor X, V, Y terdapat terdapat dalam tabel: tabel: (Sularso (Sularso hal. hal. 135 tabel tabel 4.9).
Jika C (kg) menyatakan beban nominal dinamis spesifik dan P (kg) menyat menyataka akan n beban beban ekival ekivalen en dinami dinamis, s, maka maka faktor faktor kecepa kecepatan tan f n adalah: (Sularso hal. 136) 1
f n
33,3 3 = ..........................................................................29 n
Faktor umur adalah: (Sularso hal. 136) f h
= f n ×
C Pr
.............................................................................30
Umur nominal L nominal Lh adalah: (Sularso hal. 136) Lh
=
3
500 ( f h ) ...........................................................................31
BAB III PEMBAHASAN
3.1 Perencanaan Poros 1. Poros pada motor/poros penggerak
Mesin penggerak penggerak yang digunakan digunakan adalah adalah Honda jenis GX 160 160 dengan daya ( P P ) yang ditransmisikan sebesar 5,5 PK. Untuk mengubah PK kedalam bentuk kW, maka harus dikalikan dengan 0,735. Sehingga 5,5 x 0,735 = 4,0425 kW Putaran motor n1 = 2000 rpm (diasumsikan) a. menen menentu tuka kan n day dayaa ren renca cana na P (P d d ) Karena daya yang tersedia berupa daya maksimum, maka faktor koreksi ( f f c), penulis mengambil 1,2 dimana intervalnya (0,8 – 1,2). Tabel 1.6 (Sularso hal 7), maka daya rencana ( P P d d) adalah P d d = f c . P = 1,2 . 4,0425 = 4,8 kW b. Menentukan momen rencana T 1 = 9,74 x 105
Pd n1
4,8 T 1 = 9,74 x 105 2000
T 1 = 2338 kg.mm c. Bahan poros yang digunakan digunakan adalah baja batang yang difinis difinis dingin (S 35 C-D) dengan kekuatan tarik (σB) = 53 kg/mm2 untuk faktor koreksi Sf 1 adalah 6 (untuk bahan SC) dan untuk pengaruh konsentrasi tegangan yang cukup besar, perlu diambil faktor yang dinyatakan sebagai Sf 2 dengan harga sebesar (1,3 – 3,0), maka penulis mengambil 3 (Sularso hal 8) d. Tegang Tegangan an gese geserr yang yang dii diizin zinkan kan (τa1) τa1 =
σ B Sf 1 .Sf 2
=
53 6. 3
=
2,94 kg / mm 2
e. Mene Menent ntuk ukan an dia diame mete terr poro poross (d (d s1)
1
d s1
1
5.1 3 5,1 3 Kt .Cb.T = = .1,5.2.2338 = 20 mm 2,94 τ a1
Dimana : Kt = Kt = Faktor koreksi karena terjadi sedikit kejutan dan tumbukan (1,0 - 1,5) Cb = Faktor koreksi karena terjadi sedikit beban lentur (1,2 - 2,3) f. Anggapl Anggaplah ah diamet diameter er bagian bagian yang yang menjad menjadii tempat tempat banta bantalan lan = 25mm Jari-jari filet (r (r ) =
D − d s 2
=
25 − 20 2
2,5mm
Alur pasak = b x h x filet (r (r ) Dari tabel 1.8 (Sularso hal 10) didapat alur pasak = 6 x 6 x 0,4 g. Konsen Konsentra trasi si tegang tegangan an pada poros poros bertan bertangga gga adalah adalah r
2,5
=
D
= 0,125
20
d s =
25 20
d s
= 1, 25
Untuk nilai. β = β = 1,4 Gambar 1.2 (Sularso hal 11) h. Konsentrasi Konsentrasi tegangan tegangan pada poros dengan alur pasak adalah r
=
0,4 20
d s
= 0,02
Untuk nilai α = 1,8 Gambar 1.1 (Sularso hal 9) i.
Tega Tegang ngan an ges geser er yan yang g ter terja jadi di (τ ) τ =
τa .
5,1.T
( d s1 )
Sf 2
β
=
3
=
5,1.2338
2,94
( 20) 3 1,8
3
=
= 1,5kg /
mm
2
2
4,9kg / mm 2
τ . Cb Kt = Kt = 1,5.2.1,5 = 4,5kg/mm 4,5kg/mm2 j.
Suatu poros akan aman digunakan apabila τa . hal Karena 4,9 > 4,5, maka (BAIK)
Sf 1 α
> τ . Cb Kt (Sularso Kt (Sularso
Kesimpulan : 1) Diam Diamet eter er por poros os (d s1) = 20mm 20mm 2) Baha Bahan n por poros os S 35 35 C-D C-D 3) Perlak Perlakuan uan : baja baja batang batang difini difiniss dingin dingin
2. Poros yang digerakkan
Diketahui : Daya ( P P ) = 4,0425 kW Putaran pully (n2) = 1800 rpm a. menen menentu tuka kan n day dayaa ren renca cana na P (P d d ) Karena daya yang tersedia berupa daya maksimum, maka faktor koreksi ( f f c), penuli penuliss mengam mengambil bil 1,2 dimana dimana interv intervaln alnya ya (0,8 (0,8 – 1,2). 1,2). Tabel Tabel 1.6 (Sularso hal 7), maka daya rencana ( P P d d) adalah P d d = f c . P = 1,2 . 4,0425 = 4,8 kW b. Menentukan momen rencana T 2 = 9,74 x 105
Pd n2 4,8
T 2 = 9,74 x 105 1800 T 2 = 2597kg.mm 2597kg.mm c. Bahan Bahan poros poros yang digunak digunakan an dalam dalam perenca perencanaan naan adalah adalah baja baja batang batang yang difinis dingin (S 35 C-D) dengan kekuatan tarik (σB) = 53 kg/mm2 untuk faktor faktor koreksi koreksi Sf 1 adal adalah ah 6 (unt (untuk uk baha bahan n SC) SC) dan untu untuk k penga pengaru ruh h kons konsen entr tras asii tega teganga ngan n yang yang cukup cukup besa besar, r, perl perlu u diam diambi bill fakt faktor or yang yang dinyatakan dinyatakan sebagai sebagai Sf 2 dengan harga sebesar (1,3 – 3,0), maka penulis mengambil 3 (Sularso hal 8) d. Tegang Tegangan an gese geserr yang yang dii diizin zinkan kan (τa2)
σ B
τa2 =
53
=
Sf 1 .Sf 2
=
6. 3
2,94 kg / mm 2
e. Mene Menent ntuk ukan an dia diame mete terr poro poross (d (d s2) 1
. d s 2
1
5 .1 3 5,1 3 = . Kt .Cb.T = .1,5.2.2599 = 23,8mm ≈ 24 mm 2,94 τ a 2
Dimana : Kt = Faktor koreksi karena terjadi sedikit kejutan dan tumbukan (1,0 – 1,5) Cb =Faktor koreksi karena terjadi sedikit beban lentur (1,2-2,3) f. Anggapl Anggaplah ah diamet diameter er bagian bagian yang yang menjad menjadii tempat tempat banta bantalan lan = 30mm Jari-jari filet (r (r ) =
D − d s 2
=
30 − 24 2
= 3mm
Alur pasak = b x h x filet (r (r ) Dari tabel 1.8 (Sularso hal 10) didapat alur pasak = 7 x 7 x 0,4 g. Konsen Konsentra trasi si tegang tegangan an pada poros poros bertan bertangga gga adalah adalah r
=
24
d s D
3
=
30 24
d s
= 0,125
= 1, 25
Untuk nilai β nilai β = = 1,4 Gambar 1.2 (Sularso hal 11) h. Konsentrasi Konsentrasi tegangan tegangan pada poros dengan alur pasak adalah r d s
=
0,4 24
= 0,016
Untuk nilai α = 2,8 Gambar 1.1 (Sularso hal 9) i. Tega Tegang ngan an ges geser (τ )
τ
=
τa .
5,1.T
( d s 2 ) Sf 2
α
3
=
=
5,1.2597
2,94
( 24 ) 3 2,8
3
= 0,95 Kg / mm2
= 3,15kg /
mm 2
τ . Cb.Kt = Cb.Kt = 0,95.2.1,5 = 2,85kg/mm 2,85kg/mm2 j.
Suatu poros akan aman digunakan apabila .τa .
Sf 1 α
> τ . Cb Kt (Sularso Kt (Sularso
hal Karena 3,15 > 2,85, maka (BAIK) Kesimpulan : 1) Diam Diamet eter er por poros os (d s2) = 24mm 24mm 2) Baha Bahan n por poros os S 35 35 C-D C-D 3) Perl Perlaku akuan an : baj bajaa bata batang ng
3.2 Perencanaan Pasak 1. Pasak pada poros penggerak
Daya ( P P ) = 4,0425 kW Fakto Faktorr kore koreks ksii ( f f c) diam diambi bill 1,2 1,2 dima dimana na inte interv rval alnya nya (0,8 (0,8-1 -1,2 ,2). ). Tabe Tabell 1.6 1.6 (Sularso
hal 7)
Putaran poros (n1) = 2000 rpm Daya rencana ( p pd ) = 4,8 kW T 1 = 2338kg.mm 2338kg.mm Diameter poros (d (d s1) = 20mm 20mm Bahan poros (S 35 C-D) dengan σB = 53 kg/mm2, Sf 1 = 6, Sf 2 = 3 τa = 2,94kg/mm 2,94kg/mm2 Kt = Kt = 1,5 ; Cb = 2 a. Gaya Gaya tang tangen enssial F al F ((kg ) T
F = F =
=
2338
d s1 20 2 2
= 233,8kg
b. Penampang pasak : b x h = 6 x 6 Kedalaman alur pasak pada poros t 1 = 3,5mm 3,5mm Kedalaman alur pasak pada naf t naf t 2 = 2,8mm 2,8mm Didapat dari tabel 1.8 (Sularso hal 10) c. Baha Bahan n pasa pasak k S 45 C dice dicellup ding dingin in dan dan dilu diluna nakk kkan an,, deng dengan an σ B = 58kg/mm 58kg/mm2 Tabel 1.1 (Sularso hal 3)
Sf k1 k1 = 6 ; Sf k2 k2 = 3 (Sularso hal 25) d. Tegang Tegangan an geser geser yang yang dii diizin zinkan kan σ B
τ ka =
58
=
Sf k 1 .Sf k 2
6.3
= 3,2 kg /
mm
2
e. Teka Tekana nan n perm permuk ukaa aan n yang yang diiz diiziinkan nkan P (P a) = 8kg/mm2, untu untuk k poro poross berdiameter kecil (Sularso hal 27) f.
Panjang pa pasak (l (l ) τ ka
≥
F b.l 1 233,8
=
≤ 3,2
6.l 1
∴l 1 ≥ 12mm
Ditinjau dari tekanan permukaan ( P P a) P a
≥
F l 2 .( t 1 ataut 2 )
=
233,8 l 2 .2,8
≤8
; diambil t 2 ∴l 2 ≥ 10, 4 mm
g. l =10,4 =10,4mm mm h. l k k = 17mm 17mm b
i.
=
6 20
d s1
=
0,3
Penamp Penampang ang pasak pasak dapat dapat dikata dikatakan kan baik, baik, apabila apabila 0,25 0,25 <
b d s1
< 0,35
(Sularso hal 28). Karena 0,25 < 0,3 < 0,35 maka (BAIK) l k
j.
d s1
=
17 20
= 0,85
Panjang pasak dianggap sesuai, apabila 0,75 < 28). Karena 0,75 < 0,85 < 1,5 maka (BAIK) Kesimpulan : 1) Ukur Ukuran an pasak pasak : b x h = 6 x 6
l k d s1
< 1,5 (Sularso hal
2) Panj Panjan ang g pasa pasak k = 17 17mm 3) bahan pasak pasak : S45C, S45C, dicelupd dicelupdingin ingin,, dan dilunakkan. dilunakkan. 2. Pasak pada poros yang digerakkan
Daya ( P P ) = 4,0425 kW Faktor koreksi ( f f c) = 1,2 Putaran pully (n (n2) = 1800 rpm Daya rencana ( P P d d) = 4,8 kW T = 2597 kg.mm2 Dimeter poros (d (d s2) = 24mm 24mm Bahan poros (S 35 C-D) dengan σB = 53 kg/mm2, Sf 1 = 6, Sf 2 = 3 τa = 2,94kg/mm 2,94kg/mm2 Kt = Kt = 1,5 ; Cb = 2 a. Gaya Gaya tang tangen enssial F ( F (kg ) F =
T
=
2597
d s 2 24 2 2
= 216,4kg
b. Penampang pasak = b x h = 7 x 7 Kedalaman alur pasak pada poros t 1 = 4,0 mm Kedalaman alur pasak pada naf t naf t 2 = 3,5 mm Didapat dari tabel 1.8 (Sularso hal 10) c. Baha Bahan n pasa pasak k S 45 C dice dicellup ding dingin in dan dan dilu diluna nakk kkan an,, deng dengan an σ B = 58kg/mm 58kg/mm2 Tabel 1.1 (Sularso hal 3) Sf k1 k1 = 6 ; Sf k2 k2 = 3 (Sularso hal 25) d. Tegang Tegangan an geser geser yang yang dii diizin zinkan kan τ ka =
σ B
Sfk 1 .Sfk 2
=
58 6 .3
= 3, 2 kg /mm2
e. Teka Tekana nan n perm permuk ukaa aan n yang yang dii diizink zinkan an P (P a) = 8kg/mm2, unt untuk poro poross berdiameter kecil (Sularso hal 27) f.
Panjag pasak (l )
τ ka
F b.l 1
≥ =
216,4 8.l 1
≤ 3, 2
∴l 1 ≥ 101,4 mm
Ditinjau dari tekanan permukaan ( P P a) p a
≥
F l 2 .( t 1 ataut 2 )
=
2597 l 2 .3,3
≤8
; diambil t 2 ∴l 2 ≥ 93mm
g. l = 93mm 93mm h. l k k = 20mm 20mm i.
b
=
7 25
d s 2
= 0,29
Penamp Penampang ang pasak pasak dapat dapat dkatak dkatakan an baik, baik, apabila apabila 0,25 <
b d s 2
< 0,35
(Sularso hal 28). Karena 0,25 < 0,29 < 0,35 maka (BAIK) j.
l k d s 2
=
20 24
= 0,83
Panjang pasak dianggap sesuai, apabila 0,75 <
l k d s 2
< 1,5 (Sularso hal 28)
Karena 0,75 < 0,83 < 1,5 maka (BAIK) Kesimpulan : 1) Ukur Ukuran an pas pasak = b x h = 7 x 7 2) Panj Panjan ang g pasa pasak k = 20 20mm 3) Bahan pasak : S45C, S45C, dicelup dicelup dingin, dingin, dan dilunakkan. dilunakkan.
3.3 Perencanaan Pully dan V-belt
1. P = 5,5 5,5 PK PK = 4,04 4,0425 25 kW .n1 2000 rpm , n2 = 1800 rpm
i
=
n1 n2
=
2000 1800
= 1,1
.i adalah faktor reduksi, dimana i > 1 (Sularso hal 66) 2. karna karna mesin mesin bekerja bekerja selam selamaa 6 – 8 jam, maka maka diambil diambil faktor faktor koreks koreksii f (f c) = 1,2 3. P d d = f c . P = 1,2 . 4,0425 = 4,8 kW 4. T 1 = 2338kg.mm 2338kg.mm T 2 = 2597kg.mm 2597kg.mm 5. Bahan Bahan poros poros S 35 35 C-D, C-D, denga dengan n kekuat kekuatan an tarik tarik (σ B) = 53kg/mm 53kg/mm2 Sf 1 = 6, Sf 2 = 3 (dengan alur pasak) .τ a = 2,94kg/mm 2,94kg/mm2 6. Diam Diamet eter er por poros os pen pengg gger erak ak (ds1 (ds1)) = 20mm 20mm Diameter poros yang digerakkan (d (d s2) = 24mm 24mm Kt = Kt = 1,5 untuk beban tumbukan Cb = 2 untuk beban lenturan 7. Pemi Pemili liha han n penam penampa pang ng sabu sabuk k –V Dari gambar 5.3 diagram pemilihan sabuk-V (Sularso hal 164). Untuk daya rencan ( p pd ) = 4,8 kW dan kW dan putaran poros penggerak (n (n1) = 2000 rpm, maka didapat jenis sabuk type A dengan tebal (t (t ) = 9mm. mm. Gambar 5.2 (Sularso hal 164) 8. Untuk Untuk penampan penampang g sabuk tipe A, diamete diameterr minimum minimum puli yang diizin diizinkan kan (dmin) = 65mm 65mm,, dimeter minimum puli yang dianjurkan = 95mm 95mm.. Tabel 5.4 (Sularso hal 169). 9. Diam Diamet eter er nomin nominal al puli puli pengge penggera rak k (d (d p) untuk penampang sabuk –V tipe A diambil 100mm. 100mm. Tabel 5.2 (Sularso hal 166) Diameter nominal puli yang digerakkan ( D D p) i
=
n1 n2
=
D p d p
D p = i . d p = 1,1 . 100 = 110mm 110mm Diameter luar puli penggerak (d (d k k ) .d k k = d p + 2 k Dimana k = k = 4,5 untuk V-belt tipe A, tabel 5.2 (Sularso hal 166) sehingga : .d k k = d p + 2 . k = 100 + 2 . 4,5 = 109mm 109mm Diameter luar puli yang digerakkan ( D Dk ) Dk = D p + 2 . k =110 + 2 . 4,5 =119mm =119mm Diameter bos atau naf puli penggerak (d (d B) d B
≥
d B
≥
5
d s1
3 5
+ 10
20 + 10
3
dB ≥ 43,3mm 43,3mm Diameter bos atau naf puli yang digerakkan ( D D B) D B
≥
D B
≥
5 3
5 3
d s 2
+ 10
24 + 10
D B ≥ 50mm 50mm 10. Kecepatan Kecepatan keliling keliling sabuk sabuk –V (v (v) v
=
.d .n1
π
60.1000
=
.100.2000
π
60000
= 10,5m / s
Kecepatan keliling sabuk bisa dikatakan sesuai, apabila v < 30 m/s Karena 10 m/s < 30 m/s maka (BAIK) 11. Pengecekan Pengecekan jarak jarak sumbu poros poros
Jarak sumbu poros harus sebesar 1,5 sampai 2 kali diameter puly yang digerakkan ( D D p), penulis mengambil 2 kali diameter puly yang digerakkan (Sularso hal 166) C = 2 . D . D p = 2 . 110 = 220mm 220mm Untuk mengetahui apakah konstruksi ko nstruksi belt sudah sesuai dengan persyaratan C −
1 2
220 −
( d k + Dk ) > 0
(109 + 119) 2
>0
= 106mm 106mm ; karna 106mm 106mm > 0 (BAIK) 12. Kapasitas Kapasitas daya yang ditransmisi ditransmisikan kan ( P P o) P o = 4,8kW 4,8kW 13. Panjang Panjang keliling keliling sabuk sabuk ( L) L) L = 2C +
L
=
π
2
( D + d ) + p
2.220 +
3,14
p
+
2
1 4C
( D − d ) p
(110 + 100 ) +
2
p
1 4.220
(110 −100 ) 2
= 769,8mm ≈ 770mm
14. Nomor nominal nominal sabuk sabuk Berdasarkan panjang keliling sabuk ( L), L), maka pada tabel 5.3 (Sularso (Sularso hal 168) 168) panj panjan ang g sabu sabukk-V V stan standa darr dida didapat pat No 30 denga dengan n panj panjan ang g L) (L) = 770mm 770mm 15. Jarak sumbu poros C =
b + b2
− 8( D p − d p ) 2 8
Dimana b : b = 2 L – 3,14 ( D D p - d p) = 2 . 770 – 3,14 (110 - 100) =880,6mm =880,6mm
Maka : C =
880,6 + 880,6 2
− 8(110 −100)
8
2
=
220mm
16. sudut sudut kontak kontak O=
O= D p
180
0
− 57( D p − d p ) C
180
0
− 57
(110 −100 )
220
− d p C
=
(110 − 100)
0
= 0,04
220
Berdasarkan harga
= 177
− d p
D p
C
didapat sudut kontak puli kecil (O (O) = 1800,
dan faktor koreksi ( K o) = 1. Tabel 5.7 (Sularso hal 174) 17. Jumlah Jumlah sabuk sabuk ( N N ) N =
P d
=
P o . K o
4,8 4,8.1
=1
N = N = 1 buah 18. Daerah penyetela penyetelan n jarak sumbu poros Dari tabel 5.8 (Sularso hal 174), utuk sabuk dengan No 30 dan panjang ( L) L) = 770mm 770mm didapat : ∆Ci = 20 mm, (penyetelan kesebelah dalam dari letak standar) ∆Ct = 25mm, (penyetelan kesebelah luar dari letak standar)
Kesimpulan : a. Sabuk Sabuk yang yang diguna digunaka kan n adalah adalah type type A deng dengan an No 30 dan dan panjan panjang g ( L) L) = 770mm 770mm b. Jumlah sabuk ( N N ) = 1 buah c. Diam Diamet eter er pul puli : 1. Diamet Diameter er nomi nominal nal puli puli pengg penggera erak k (d (d p) = 100mm 100mm 2. Dimete Dimeterr nomina nominall puli puli yang yang digera digerakka kkan n D (D p) = 110mm 110mm 3. Diamet Diameter er luar luar puli puli pengger penggerak ak (d k k) = 109mm 109mm
4. Diamet Diameter er luar luar puli puli yang yang diger digerakk akkan an D (Dk ) = 119mm 119mm 5. Diamet Diameter er bos bos atau atau naf naf puli puli peng pengger gerak ak (d (d B) = 43mm 43mm 6. Diamet Diameter er bos atau atau naf puli puli yang yang diger digerakka akkan n D (D B) = 50mm 50mm
3.4 Perencanaan Bantalan 1. Banta Bantalan lan pada pada por poros os pengg pengger erak ak
a. Diam Diamet eter er poro poross (d (d s1) = 20mm 20mm b. Putaran poros (n (n1) = 2000 rpm c. Diamet Diameter er yang yang menja menjadi di tempa tempatt bantal bantalan an = 25mm 25mm Berdasarkan bentuk poros yang memerlukan gesekan yang sangat kecil, maka direncanakan bantalan gelinding bola radial alur dalam baris tunggal. Tabel 4.14 (Sularso hal 143), dangan data : a. Nomo Nomorr ban banta tala lan n : 600 6005 5 b. Diameter dalam (d (d ) : 25mm 25mm c. Diam Diamet eter er luar uar ( D) D) : 47mm 47mm d. Lebar ( B) B) : 12mm 12mm e. Jari-jari (r ) : 1mm 1mm f. Kapasi Kapasitas tas nomina nominall dina dinamis mis spesif spesifik ik (C ) = 790kg 790kg g. Kapasi Kapasitas tas nomi nominal nal stat statis is spes spesifi ifik k (C (C o) = 530kg 530kg Umur bantalan rencana didapat dari tabel 4.11 (Sularso hal 137), karna pemakaian yang terus menerus, maka diambil umur bantalan Lh (Lha) = 30000 jam dengan interval (20000 - 30000) Perhitungan perencanaan bantalan sbb : a. mene menent ntuk ukan an fakt faktor or kec kecepa epata tan n ( f f n) 1
1
33,3 3 33,3 3 fn = = 2000 = 0,25 n1 b. Menentukan beban ekivalen dinamis ( P P r r) P r r = X . V . F r r + Y . F a
Dimana F Dimana F a adalah beban aksial yang dialami oleh poros dan besarnya besarnya sama sama denga dengan n nol. nol. F r r adal adalah ah gaya gaya radi radial al yang yang dise disebab babka kan n oleh oleh perputaran poros. Dari hubungan antara daya yang ditransmisikan P ditransmisikan P (kW ), ), gaya keliling ( F F t t ) dan kecepatan keliling (v (v) maka gaya radial dapat dicari dengan persamaan :
=
F t
102 . P v
=
102 .4,0425 10,5
= 39 ,3kg
Sehingga : F t t = F r r tan α ; diasumsikan α = 200 , gaya radial F radial F r r adalah :
F r
=
F t tan α
=
39,3 tan 20
0
=
108kg
Untuk beban putar pada cincin cincin dalam v = 1. Faktor X = X = 1, dan Y = Y = 0,
(untuk baris tunggal, bila
F a
≤
vF r
e ). Tabel 4.9 (Sularso hal 135)
Maka : P r r = X . V . F r r + Y . F a = 1 . 1 . 108 + 0 = 108kg 108kg c. Menen Menentu tukan kan fakt faktor or umur umur ( f f h) .
f h
= f n
C
=
P r
0,25
790 108
= 1,83
d. Menentukan umur nominal Lh = 500 ( f f h)3 = 500 (1,83)3 = 3064,2 jam
2. Bantalan Bantalan pada poros poros yang yang digerak digerakkan kan
a. Diam Diamet eter er poro poross (d (d s2) = 24mm 24mm b. Putaran poros (n (n2) = 1800 rpm c. Diamet Diameter er yang yang menja menjadi di tempa tempatt bantal bantalan an = 30mm 30mm
Berdasarkan bentuk poros yang memerlukan gesekan yang sangat kecil, maka direncanakan bantalan gelinding bola radial alur dalam baris tunggal. Tabel 4.14 (Sularso hal 143), dengan data : a. Nomo Nomorr ban banta tala lan n : 600 6006 6 b. Diameter dalam (d (d ) : 30mm 30mm c. Diam Diamet eter er luar uar ( D) D) : 55mm 55mm d. Lebar ( B) B) : 13mm 13mm e. Jari ari – jari ari : 1,5 1,5mm mm f. Kapasi Kapasitas tas nomina nominall dina dinamis mis spesif spesifik ik (C ) = 1030kg 1030kg g. Kapasi Kapasitas tas nomi nominal nal stat statis is spes spesifi ifik k (C (C o) = 740kg 740kg Umur bantalan rencana didapat dari tabel 4.11 (Sularso hal 137), karna pemakaian yang terus menerus, maka diambul umur bantalan Lh (Lha) = 30000 jam dengan interval (20000 - 30000). Perhitungan perencanaan bantalan sbb : a. Menen Menentu tukan kan fak fakto torr kecep kecepat atan an f (f n) 1
fn
1
33,3 3 33,3 3 = = 1800 = 0,264 n2
b. Menentukan beban ekivalen dinamis ( P P r r) P r r = X . V . F r r + Y . F a Dimana F Dimana F a adalah beban aksial yang dialami oleh poros dan besarnya besarnya sama sama denga dengan n nol. nol. F r r adal adalah ah gaya gaya radi radial al yang yang dise disebab babka kan n oleh oleh perputaran poros. Dari hubungan antara daya yang ditransmisikan P ditransmisikan P (kW ), ), gaya keliling ( F t t ) dan kecepatan keliling (v (v), maka gaya radial dapat dicari dengan persamaan : F t
=
102 . P v
=
102 .4,0425 10,5
= 39 ,3kg
Sehingga : F t t = F r r tan α ; diasumsikan α = 200 , gaya radial F r r adalah :
F r
=
F t tan α
=
39,3 tan 20
0
=
108kg
Untuk beban putar pada cincin dalam v = 1. Faktor X Faktor X = = 1, dan Y = Y = 0, (untuk (untuk baris baris tungga tunggal, l, bila bila
F a vF r
≤
e ). Tabel Tabel 4.9 4.9 (Sul (Sular arso so hal 135) 135)
sehingga : P r r = X . V . F r r + Y . F a = 1 .1 .108 + 0 = 108kg 108kg c. Menentukan faktor umur ( f f h) f h
= f n
C P r
= 0,26
1030 108
=
2,5
d. Menentukan umur nominal Lh= 500 ( f f h)3 = 500 (2,5)3 = 7812,5 jam
Dari hasil perhitungan perencanaan diatas,maka didapatkan data seperti pada tabel berikut :
1. POROS
NO
NAMA BAGIAN
BAHAN
1.
Poros penggerak
S 35 C-D
2.
Poros yang digerakkan
S 35 C-D
2. PASAK
DIAMETER ds1 (mm)
ds2 (mm)
20 24
NO 1
NAMA BAGIAN Pasak pada poros
UKURAN
PANJANG
PASAK b PASAK b x h
PASAK
(mm)
(mm)
S 45 C
6x6
17
S 45 C
7x7
20
BAHAN
penggerak 2
Pasak pada poros yang digerakkan
3. PULLY
DIAMETER NO
NAMA BAGIAN
BAHAN
1
Pully penggerk
Besi tuang
2
Pully yang digerakkan
Besi tuang
d p
D p
d k k
Dk
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
100
109 110
119
4. SABUK
NO
1
NAMA BAGIAN
Sabuk – V
BAHAN
R. Canvas
Panjang
Type
No
Sabuk
Sabuk
A
30
5. BANTALAN
NO
NAMA BAGIAN
BAHAN
DIAMETER
Sabuk (mm) 770
d (mm) d (mm)
D (mm)
B (mm)
1
Bantalan penggerak
Perunggu
25
47
12
2
Bantalan yang
Perunggu
30
55
13
digerakkan
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN
4.1 Kesimpulan
Kesimpulan dari perencanaan mesin penepung diatas adalah : 1. Poro Poross peng pengge gera rak k
Berdasarkan Berdasarkan daya 4,0425 kW dan putaran poros (n (n1) 2000 rpm, serta menggunakan bahan poros S 35 C-D maka dapat disimpulkan : a. Daya re rencan cana P ( P d d)
: 4,8 kW
b. Momen rencana (T (T )
: 2338 kg.mm
c. Tega Teganga ngan n geser geser yang yang dii diizi zinka nkan n (τ (τ a1 a1)
: 2,94 kg/mm2
d. Diam Diamet eter er poro poross (ds1)
: 20 mm
e. Tega Tegang ngan an gese geserr (τ (τ )
: 1,5 kg/mm2
2. Poro Poross yang yang dig diger erak akka kan n
Berdasarkan Berdasarkan daya 4,0425 kW dan putaran poros (n (n2) 1800 rpm, serta menggunakan bahan poros S 35 C-D, maka dapat disimpulkan : a. Daya re rencan cana ( p pd )
: 4,8 kW
b. Momen rencana (T (T )
: 2597 kg.mm
c. Tega Teganga ngan n geser geser yang yang dii diizi zinka nkan n (τ (τ a2 a2)
: 2,94 kg/mm
d. Diam Diamet eter er poro poross (ds2)
: 24 mm
e. Tega Tegang ngan an gese geserr (τ (τ )
: 0,95 kg/mm2
3. Pasak Pasak pada pada por poros os pen pengge ggera rak k
Berdasarkan diameter poros (d (d s1) 20 mm,sert mm,sertaa menggunakan menggunakan bahan pasak S 45 C, dan dengan mengambil ukuran pasak 6 x 6, maka dapat dapa t disimpulkan : a. Gaya Gaya tan tange gens nsia iall ( F F )
: 233,8 kg
b. Tegangan geser yang diizinkan (τ ka )
: 3,2 kg/mm2
c. Tekanan Tekanan permuk permukaan aan yang diizin diizinkan kan Pa) (Pa) : 8 kg/mm2 d. Panj Panjan ang g pasa pasak k
: 17
4. Pasak Pasak pada pada por poros os yang yang diger digerak akkan kan
Berdasarkan diameter poros (d (d s2) 24 mm, mm, serta menggunakan bahan pasak S 45 C, dan dengan mengambil ukuran pasak 7 x 7, maka dapat disimpulkan : a. Gaya Gaya tan tange gens nsia iall ( F F )
: 216,4 kg
b. Tegangan geser yang diizinkan (τ ka )
: 3,2 kg/mm2
c. Tekanan Tekanan permuk permukaan aan yang diizin diizinkan kan Pa) (Pa) : 8 kg/mm2 d. Panj Panjan ang g pasak pasak yang yang aktif aktif
: 20 mm
5. Bant Bantal alan an peng pengge gera rak k
Berdasarkan putaran poros (n (n1), dan diameter poros (d (d s1) 20 mm, mm, maka dapat disimpulkan : a. Nomo Nomorr bant bantal alan an
: 6005 6005
b. Diameter dalam (d (d )
: 25 mm
c. Diam Diamet eter er luar uar ( D) D)
: 47 mm
d. Leba Lebarr bant bantal alan an ( B) B)
: 12 mm
e. Jari-jari (r )
: 1 mm
f. Baha Bahan n bant bantal alan an
: peru perung nggu gu
6. Banta Bantala lan n yan yang g dige digera rakk kkan an
Berdasarkan putaran poros (n (n2), dan diameter poros (d (d s2 ) ) 24 mm, mm, maka dapat disimpulkan : a. Nomo Nomorr bant bantal alan an
: 6006 6006
b. Diameter dalam (d (d )
: 30 mm
c. Diam Diamet eter er luar uar ( D) D)
: 55 mm
d. Leba Lebarr bant bantal alan an ( B) B)
: 13 mm
e. Jari-jari (r )
: 1,5 mm
f. Baha Bahan n bant bantal alan an
: peru perung nggu gu
7. Pull Pully y dan dan V – Be Belt lt
Berdasarkan daya 4,0425 kW , dan putaran antar kedua poros (n (n1) 2000 rpm, (n (n2) 1800 rpm, serta mengambil nomor sabuk 30 dengan type-A, maka dapat disimpulkan : a. Diam Diamet eter er puly puly peng pengger gerak ak (d p)
: 100 mm
b. Diameter luar puly penggerak (d (d k k)
: 109 mm
c. Diam Diamet eter er puly puly yan yang g dige digera rakk kkan an D (D p)
: 110 mm
d. Diamet Diameter er luar luar puly puly yang yang diger digerakk akkan an D (Dk ) : 119 mm e. Kece Kecepat patan an kel kelil ilin ing g sab sabuk uk (v (v)
: 10,5 m/s
f.
: 770 mm
Panja njang sa sabuk L) (L)
4.2 Sara Saran n
Sebagai mata kuliah yang bersifat aplikasi, maka kuliah perencanaan mesin akan sangat sangat membant membantu u para para mahasi mahasiswa swa untuk untuk lebih lebih memaham memahamii mata mata kuliah kuliah yang menjadi persyaratan serta memberikan kesempatan bagi para mahasiswa untuk
berfikir kreatif dalam memikirkan hal-hal yang perlu direncanakan pada suatu mesin. Mengingat pentingan mata kuliah ini maka, kami mengharapkan semua pihak yang berkepentingan dalam mata kuliah ini agar bisa mengoptimalkan semua aspek dalam mata kuliah ini sehingga dapat bermanfaat bagi semua pihak sesuai dengan yang diharapkan.
DAFTAR PUSTAKA
Ir. Ohan Juhana, M. Suratman, S.pd, Menggambar Teknik Mesin, Pustaka Grafika Sularso, Sularso, Kiyokatsu Kiyokatsu Suga, 1991, Dasar 1991, Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin, Mesin, PT Pradnya Paramita, Jakarta
LAMPIRAN – LAMPIRAN
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN UNTUK POROS DAN PASAK
LAMPIRAN 1 TABEL 1.6 FAKTOR KOREKSI................................................
55
LAMPIRAN 2 TABEL 1.1BAJA KONSTRUKSI MESIN..................................
55
LAMPIRAN 3 GAMBAR 1.1 FAKTOR KONSENTRASI LAMPIRAN 4 GAMBAR 1.2 FAKTOR KONSENTRASI
α
............................
56
............................
56 LAMPIRAN 5 TABEL 1.8 UKURAN PASAK................................................. PASAK................................................... ..
57
LAMPIRAN UNTUK SABUK DAN PULY
LAMPIRAN 6 TABEL 5.2 UKURAN PULY......................................................
58
LAMPIRAN 7 TABEL 5.3 (b) PANJANG SABUK............................................
59
LAMPIRAN 8 TABEL 5.4 DIAMETER PULY...................................................
60
LAMPIRAN 9 TABEL 5.7 FAKTOR KOREKSI.................................................
60
LAMPIRAN UNTUK BANTALAN
LAMPIRAN 10 TABEL 4.9 FAKTOR V, FAKTOR V, X, Y ..................................................... .....................................................
61
LAMPIRAN 11 TABEL 4.11 UMUR BANTALAN.............................................
61
LAMPIRAN 12 TABEL 4.14 UKURAN BANTALAN........................................
62
LAMPIRAN UNTUK POROS DAN PASAK
Lampiran 1 Tabel 1.6 Faktor-faktor koreksi daya yang akan akan ditransmisikan (Sularso hal 7)
Daya yang akan ditransmisikan Daya rata-rata yang diperlukan
f c 1.2 – 2.0
Daya maksimum yang diperlukan
0.8 – 1.2
Daya normal
1.0 – 1.5
Lampiran 2 Tabel 1.1 Baja karbon untuk konstruksi mesin dan baja batang yang difinis dingin untuk poros (Sularso hal 3)
Standar dan
Kekuatan tarik
Lambang
Perlakuan panas
S30C
Penormalan
48
Baja karbon
S35C
Penormalan
52
konstruksi
S40C
Penormalan
55
mesin
S45C
Penormalan
58
(JIS G 4501)
S50C
Penormalan
62
S55C
Penormalan
66
macam
(kg/mm2)
Keterangan
Ditarik dingin,
Batang baja
S35C-D
-
53
digerinda,
yang difinis
S45C-D
-
60
dibubut, atau
dingin
S55C-D
-
72
gabungan antara hal-hal tersebut.
Lampiran 3
Gbr. 1.1
faktor konsentrasi tegangan α untuk pembebanan puntir statis dari suatu poros bulat dengan alur pasak persegi yang diberi filet (Sularso hal 9)
Lampiran 4
Gbr. 1.2
Lampiran 5 Table 1.8 ukuran pasak
faktor konsentrasi tegangan β tegangan β untuk pembebanan punter statis dari suatu poros bulat dengan pengecilan diameter yang diberi filet (Sularso hal 11)
(Sularso hal 10)
Ukuran standar h
Ukuran nominal pasak b x h
Ukuran standar b, b1, b2
2x2 3x3 4x4 5x5 6x6
2 3 4 5 6
(7 x 7)
7
8x7
8
10 x 8 12 x 8 14 x 9
10 12 14
(15 x 10)
15
16 x 10 18 x 11
16 18
20 x 12 22 x 14
20 20
(24 x 16)
24
25 x 14 28 x 16 32 x 18
25 28 32
Ukuran standar t 2 I*
Ukuran Standar t1
6-20 6-36 8-45 10-56 14-70
1.2 1.8 2.5 3.0 3.5
16-80
4.0
7
18-90
4.0
3.3
8 8 9
22-110 28-140 36-160
5.0 5.0 5.5
3.3 3.3 3.8
40-180
5.0
10 11
45-180 50-200
6.0 7.0
4.3 4.4
12 14
56-220 63-250
7.5 9.0
4.9 5.4
70-280
8.0
70-280 80-320 90-360
9.0 10.0 11.0
Pasak prismatis Pasak luncur
Pasak tirus
2 3 4 5 6 7
0.160.25
7.2
10
10.2
16
C
0.250.40
0.400.60
16.2 14 16 18
0.600.80
Pasak prismati s
Pasak luncur
1.0 1.4 1.8 2.3 2.8 3.0
5.5
8.0
8.5 5.4 6.4 7.4
Pasak tirus 0.5 0.9 1.2 1.7 2.2
3.5
5.0
Referensi R 1 dan r 2
Diameter poros yang dapat dipakai d** Lebih dari -
6-8 8-10 10-12 12-17 17-22
-
20-25
2.4
-
22-30
2.4 2.4 2.9
-
30-38 38-44 44-50
-
50-55
3.4 3.4
-
50-58 58-65
3.9 4.4
-
65-75 75-85
3.0
5.0
8.0 4.4 5.4 6.4
0.080.16
0.160.25
0.250.40
0.400.60
-
80-90 85-95 95-110 110130
*/ harus dipilih dari angka-angka berikut sesuai dengan daerah yang bersangkutan dalam tabel. 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 140, 160, 180, 200, 220, 250, 280, 320, 360, 400.
(Sumber : Sularso,1979
LAMPIRAN UNTUK SABUK DAN PULLY
Lampiran 6 Tabel 5.2 Ukuran puly- V (Sularso hal 166)
Penampang sabuk V
A
B
C
Diameter nominal ( Diameter lingkaran jarak bagi, dp) 71 – 100 1011 – 125 >126 125 – 160 161 – 200 >201 200 – 250 251 – 315 >316
D
355 – 450 >451
E
500 – 630 > 631
αo
W*
34 36 38
11,95 12,12 12,30
34 36 38 34 36 38 34 36
15,86 16,07 16,29 21,18 21,45 21,72
34 36
Lo
K
Ko
E
f
9 ,2
4 ,5
8, 0
15,0
10,0
12,5
5,5
9, 5
19,0
12,5
16,9
7,0
12,0
25,5
17,0
30,77 31,14
24,6
9 ,5
15,5
37,0
24,0
36,95 37,45
28,7
12,7
19,3
44,5
29,0
Lampiran 7 Tabel 5.3 (b) Panjang Sabuk V Standar
(Sularso hal 168) Nomor Nominal Inch mm 10 254 11 279 12 305 13 330 14 356 15 381 16 406 17 432 18 457 19 483 20 508 21 533 22 559 23 584 24 610 25 635 26 660 27 686 28 711 29 737 30 762 31 787 32 813 33 838 34 864 35 889 36 914 37 940 38 965 39 991 40 1016 41 1041 42 1067 43 1092 44 1118
Nomor No Nominal Inch mm 45 1143 46 1168 47 1194 48 1219 49 1245 50 1270 51 1295 52 1321 53 1346 54 1372 55 1397 56 1422 57 1448 58 1473 59 1499 60 1524 61 1549 62 1575 63 1600 64 1626 65 1651 66 1676 67 1702 68 1727 69 1753 70 1778 71 1803 72 1829 73 1854 74 1880 75 1905 76 1930 77 1956 78 1981 79 2007
Nomor Nominal Inch mm 80 2032 81 2057 82 2083 83 2108 84 2134 85 2159 86 2184 87 2210 88 2235 89 2261 90 2286 91 2311 92 2337 93 2362 94 2388 95 2413 96 2438 97 2464 98 2489 99 2515 100 2540 101 2565 102 2591 103 2616 104 2642 105 2667 106 2692 107 2718 108 2743 109 2769 110 2794 111 2819 112 2845 113 2870 114 2896
Lampiran 8
Nomor No Nominal Inch mm 115 2921 116 2946 117 2972 118 2997 119 3023 120 3048 121 3073 122 3099 123 3124 124 3150 125 3175 126 3200 127 3226 128 3251 129 3277 130 3302 131 3327 132 3353 133 3378 134 3404 135 3429 136 3454 137 3480 138 3505 139 3531 140 3556 141 3581 142 3607 143 3632 144 3658 145 3683 146 3708 147 3734 148 3759 149 3785
Tabel 5.4 Diameter minimum puli yang diijinkan dan dianjurkan dalam (mm). (Sularso hal 169)
Penampang
A
B
C
D
E
Diameter yang diijinkan
65
115
175
300
450
Diameter yang dianjurkan
95
145
225
350
550
Lampiran 9
Tabel 5.7 Faktor koreksi
K
(Sularso hal 174 )
Dp – dp C
0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50
Sudut kontak puli kecil θ
Faktor koreksi K θ
180 174 169 163 157 151 145 139 133 127 120 113 106 99 91 83
1,00 0,99 0,97 0,96 0,94 0,93 0,91 0,89 0,87 0,85 0,82 0,80 0,77 0,73 0,70 0,65
LAMPIRAN UNTUK BANTALAN
Lampiran 10 , Y 0 Tabel 4.9 Faktor-faktor V, X, Y, dan X 0 ,
(Sularso hal 135) Beban putar pada cicin dalam
Jenis Bantalan
Beban putar pada cicin luar
Baris tunggal
Baris ganda
Fa/VFr >e >e
Fa/VFr e >e
V Fa/C0 = 0,014 = 0,028 = 0,056 Bantalan = 0,084 bola alur = 0,11 dalam = 0,17 = 0,28 = 0,42 = 0,56 0 α = 20 Bantala = 250 n bola = 300 sudut = 350 = 400
1
1
X
1,2
0,56
1,2
0,43 0,41 0,39 0,37 0,35
Y 2,30 1,99 1,71 1,55 1,45 1,31 1,15 1,04 1,00 1,00 0,87 0,76 0,66 0,57
X
Y
X
1
0
0,56
1
1,09 0,92 0,78 0,66 0,55
0,70 0,67 0,63 0,60 0,57
Y 2,30 1,90 1,71 1,55 1,45 1,31 1,15 1,04 1,00 1,63 1,41 1,24 1,07 0,93
Baris tunggal
e
0,19 0,22 0,26 0,28 0,30 0,34 0,38 0,42 0,44 0,57 0,68 0,80 0,95 1,14
Baris ganda
X0
Y0
X0
0,6
0,5
0,6
0,5
1
0,84 0,76 0,66 0,58 0,52
0,42 0,38 0,5 0,33 0,29 0,26
Lampiran 11 Tabel 4.11 Bantalan untuk permesinan serta umurnya (Sularso hal 137) Umur Lh Faktor beban f w
2000 - 4000 (jam) Pemakaian jarang
1-1,1
Alat listrik rumah tangga, sepeda
Kerja halus tanpa tumbukan
5000 - 15000 (jam) Pemakaian sebentarsebentar (tidak terus menerus) Konveyor, mesin pengangkat, lift,tangga jalan
20000 - 30000 (jam) Pemakaian terus-menerus
40000 - 60000 (jam) Pemakaian terus menerus dengan keandalan Tinggi
Pompa, poros transmisi, separator, pengayak,mesin perkakas, pres putar, aeparator aeparator sentrifugal, sentrifuspemurni gula,motorlistrik
Poros transmisi utama yang memegang perananpenting, motor-motor listrik yang penting
Y0
1.11.3
Kerja biasa
1.21.5
Kerja dengan getaran atau tumbukan
Mesin pertanian gerinda tangan
Otomobi, mesin jahit
Motor kecil, roda meja, pemegang pinyon, roda gigi reduksi, kereta rel
Alat-alat besar, unit roda gigi denan getaran besar, rolling mill
Penggerak, penghancur
Pompa penguras,mesin pabrik kertas, rol kalender, kipasangin,kran, penggilingbola, motor utama kereta rel listrik
Lampiran 12 Tabel 4.14 ukuran bantalan gelinding (Sularso hal 143) Nomor bantalan Jenis terbuka
Dua sekat
Dua sekat tanpa kontak
Ukuran luar (mm) d
D
B
r
26 28 32 35 42 47 55 62 68 75 80
8 8 9 10 12 12 13 14 15 16 16
30
9
0. 5 0. 5 0. 5 0. 5 1 1 1. 5 1. 5 1. 5 1. 5 1. 5 1
6000 6001 6002 6003 6004 6005 6006 6007 6008 6009 6010
6001ZZ 02ZZ 6003ZZ 04ZZ 05ZZ 6006ZZ 07ZZ 08ZZ 6009ZZ 10ZZ
6001VV 02VV 6003VV 04VV 05VV 6006VV 07VV 08VV 6009VV 10VV
10 12 15 17 20 25 30 35 40 45 50
6200
6200ZZ
6200VV
10
Kapasitas nominal dinamis spesifikC(kg ) 360 400 440 470 735 790 1030 1250 1310 1640 1710
Kapasitas nominal statis SpesifikCa (kg) 196 229 263 296 465 530 740 915 1010 1320 1430
400
236
6201 6202 6203 6204 6205 6206 6207 2608 2609 6210
01ZZ 02ZZ 6203ZZ 04ZZ 05ZZ 6206ZZ 07ZZ 08ZZ 6209ZZ 10ZZ
01VV 02VV 6203VV 04VV 05VV 6206VV 07VV 08VV 6209VV 10VV
12 15 17 20 25 30 35 40 45 50
32 35 40 47 52 62 72 80 85 90
10 11 12 14 15 16 17 18 19 20
6300 6301 6302 6303 6304 6305 6306 6307 6308 6309 6310
6300ZZ 01ZZ 02ZZ 6303ZZ 04ZZ 05ZZ 6306ZZ 07ZZ 08ZZ 6309ZZ 10ZZ
6300VV 01VV 02VV 6303VV 04VV 05VV 6306VV 07VV 08VV 6309VV 10VV
10 12 15 17 20 25 30 35 40 45 50
35 37 42 47 52 62 72 80 90 100 110
11 12 13 14 15 17 19 20 23 25 27
1 1 1 1. 5 1. 5 1. 5 2 2 2 2 1 1. 5 1. 5 1. 5 2 2 2 2. 5 2. 5 2. 5 3
535 600 750 1000 1100 1530 2010 2380 2570 2750
305 360 460 635 730 1050 1430 1650 1880 2100
635 760 895 1070 1250 1610 2090 2620 3200 4150 4850
365 450 545 660 785 1080 1440 1840 2300 3100 3650
