POROS dengan BEBAN PUNTIR
“ jika diperkirakan akan terjadi pembebanan berupa lenturan, tarikan atau tekanan, misalnya jika sebuah sabuk, rantai atau roda gigi dipasangkan pada poros, maka kemungkinan adanya pembebanan tambahan tersebut perlu diperhitungkan dalam faktor keamanan yang diambil “
DIAGRAM ALIR UNTUK MERENCAKAN POROS DENGAN BEBAN PUNTIR
Mulai
1. Daya yang ditransmisikan: P (kW) Putaran poros : n1 (rpm)
2. Faktor koreksi fc
3. Daya rencana Pd (kW)
4. Momen puntir rencana T (kg mm) 5. Bahan Poros, perlakuan panas, kekuatan tarik σB (kg/mm2) Apakah poros bertangga atau beralur pasak ? Faktor keamanan Sf1, Sf2 A
A 6. Tegangan geser yang diijinkan τa (kg/mm2) 7. Faktor koreksi untuk momen puntir Kt Faktor lenturan Cb 8. Diameter poros ds (mm) 9. Jari-jari filet dari poros bertangga r (mm) Ukuran pasak dan alur pasak
10. Faktor konsentrasi tegangan pada poros bertangga β, pada pasak α 11. Tegangan geser τ (kg/mm2) B
5
B
8 9 12. No
τ a Sf2 ≥ cb Ktτ α atauβ
Ya 13. Diameter poros ds (mm) Bahan poros, Perlakuan panas Jari-jari filet dari poros bertangga Ukuran pasak dan alur pasak
Selesai
Pertama kali, ambillah suatu kasus dimana daya P (kW) harus ditransmisikan dan putaran poros n1 (rpm) diberikan.
Pd = f c P (kW ) Daya yang harus ditransmisikan Daya rata-rata yang diperlukan Daya maksimum yang diperlukan Daya normal
Pd adalah daya rencana
fc 1,2 – 2,0 0,8 – 1,2 1,0 – 1,5
Jika momen puntir adalah T (kg.mm), maka : Pd
Sehingga
( T / 1000)(2πn1 / 60) = 102
Pd T = 9,74 x 10 n1 5
Bila momen puntir T dibebankan pada suatu diameter poros ds (mm),maka tegangan geser τ (kg/mm2) yang terjadi adalah : T 5,1T = 3 τ= 3 πd s / 16 d s
Tegangan geser yang diijinkan τa (kg/mm2) untuk pemakaian umum pada poros dapat diperoleh dengan berbagai cara, salah satunya τa dihitung atas dasar batas kelelahan puntir adalah 18% dari kekuatan tarik σB (sesuai standar ASME)
•
Untuk harga 18% ini faktor keamanan diambil sebesar 1/0,18 = 5,6. Harga 5,6 ini diambil untuk bahan SF dan 6,0 untuk bahan S-C dan baja paduan. Faktor ini dinyatakan dengan Sf1.
•
Selanjutnya perlu ditinjau apakah poros tersebut akan diberi alur pasak atau dibuat bertangga, karena pengaruh konsentrasi tegangan cukup besar. Pengaruh kekasaran permukaan juga harus diperhatikan. Faktor-faktor ini dinyatakan dengan Sf2 dengan harga sebesar 1,3 sampai 3,0
•
Dari hal-hal diatas maka besarnya τa dapat dihitung dengan : Τa = σB / (Sf1 x Sf2)
Faktor Koreksi Momen Puntir, Kt (Standar ASME) • Kt = 1,0 jika beban dikenakan secara halus • Kt = 1,0 – 1,5 jika terjadi sedikit tumbukan atau kejutan • Kt = 1,5 – 3,0 jika beban dikenakan dengan kejutan atau tumbukan besar • Meskipun dalam perkiraan sementara bahwa beban hanya puntiran saja, perlu ditinjau pula apakah ada kemungkinan pemakaian dengan beban lentur dimasa mendatang. Jika memang diperkirakan akan terjadi pemakaian dengan beban lentur, maka dapat dipertimbangkan pemakaian faktor Cb yang harganya 1,2 sampai 2,3. (Cb = 1,0 jika tidak ada beban lentur).
Diperoleh rumus untuk menghitung diameter poros ds (mm) :
5,1 d s = K t CbT τ a
1/ 3
• Diameter poros dapat dipilih dari tabel. Pada tempat dimana akan dipasang bantalan gelinding, pilihlah suatu diameter yang lebih besar dari harga yang cocok didalam tabel untuk menyesuaikannya dengan diameter dalam dari bantalan. • Selanjutnya ukuran pasak dan alur pasak dapat ditentukan dari tabel. • Harga faktor konsentrasi tegangan untuk alur pasak α dan untuk poros bertangga β dapat diperoleh dari diagram Peterson.
Periksalah perhitungan tegangan, mengingat diameter yang dipilih dari tabel lebih besar dari ds yang diperoleh dari perhitungan.
• Bandingkan σ dan β , dan pilihlah yang lebih besar. • Lakukan koreksi pada Sf2 yang dipilih sebelumnya untuk konsentrasi tegangan, dengan mengambil τa.Sf2 / (σ atau β ) sebagai tegangan yang diijinkan yang dikoreksi. Bandingkan harga ini dengan τ.Cb.Kt dari tegangan geser yang dihitung atas dasar poros tanpa alur pasak, faktor lenturan Cb, dan faktor koreksi tumbukan Kt, dan tentukan masing-masing harganya jika hasil yang terdahulu lebih besar, serta lakukan penyesuaian jika lebih kecil.
Tabel Diameter Poros
Ukuran Pasak dan Alur Pasak
Ukuran Pasak dan Alur Pasak
Diagram Peterson
Menentukan α
Menentukan β
Contoh Soal Poros dengan beban puntir
Contoh Soal Poros dengan beban puntir
Selamat berlatih Thankyou
