Download docx - elmes 2 ku

Tugas Elemen Mesin II - 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari-hari kendaraan merupakan sarana terpenting dalam

sistem transportasi. Pengembangan sistem transportasi ini semakin berkembang yang

ditunjukkan dengan adanya bukti nyata perubahan-perubahan-perubahan yang terjadi

pada sarana transportasi tersebut. Sarana transportasi tersebut sangat membantu

aktivitas manusia sebagai contoh kendaraan yang dahulunya mengandalkan tenaga

hewan kini telah berubah menjadi modern yang telah mengandalkan tenaga mesin.

Mobil sebagai salah satu sarana transportasi yang sering dipakai oleh

masyarakat, sehingga mobil dapat dikatakan memiliki kelebihan tersendiri

dibandingkan dengan kendaraan bermotor lainnya. Diantara kelebihan tersebut dapat

mengangkat beban yang besar, dapat dipakai untuk menempuh perjalanan yang jauh

sehingga dapat menghemat waktu, memiliki konstruksi yang kokoh serta kelebihan-

kelebihan lainnya.

Namun dibalik itu sering kali kita dihadapkan pada masalah-masalah teknis

permesinannya. Hal ini membuktikan bahwa mesin tersebut terdiri dari berbagai

macam elemen yang sangat penting. Salah satu elemen dari mesin yang mempunyai

peranan penting adalah kopling yang akan dibahas lebih jauh pada tugas

perencanaan ini.

1.2 Tujuan Perencanaan

Perencanaan suatu elemen mesin haruslah benar-benar teliti dan cermat,

maka khusus dalam perencanaan kopling ini terdapat beberapa tujuan yang hendak

dicapai agar kopling yang direncanakan sesuai dengan kebutuhan. Adapun tujuan

tersebut antara lain:

a. Pemasangan yang mudah dan cepat

b. Ringkas dan ringan

c. Aman pada putaran tinggi,getaran dan tumbukan kecil

d. Tidak ada atau sedikit mungkin yang menjorok

e. Dapat mencegah pembebanan lebih

f.Terdapat sedikit kemungkinan gerakan aksial pada poros sehingga terjadi

pemuaian karena panas dan lain-lain.


1.3 Batasan Masalah

Pada tugas elemen mesin ini akan direncanakan sebuah kopling flens tetap.

Adapun data sbb:

c. Daya poros = 15 DK

d. Putaran maksimum = 750 rpm

1. Banyaknya paku keling dan dimensi-dimensinya diabaikan

2. Jumlah pegas dan dimensinya diabaikan.


BAB II

TEORI DASAR

2.1 Pengertian Kopling

Kopling merupakan suatu bagian dari mesin yang berfungsi sebagai sambungan

poros dengan elemen mesin yang lain dengan terus menerus atau kadang-kadang

harus ikut berputar dengan poros tersebut. Elemen mesin serupa itu misalnya puli

sabuk, puli tali, puli rantai, roda gigi serta tromol.

Sehubungan dengan tujuannya, terdapat bermacam-macam prinsip kopling

tersebut antara lain:

a. Kalau kopling harus memperbolehkan gerakan poros yang satu terhadap poros

yang lain dalam arah memanjang sebagai akibat perubahan temperatur, dalam

arah radial sebagai akibat ketidaktelitian ketika memasang maka dipasang

kopling yang dapat bergerak atau fleksibel.

b. Suatu sambungan yang mengurangi tumbukan lewat akumulasi kerja dan lewat

pengubahan kerja menjadi kalor dan yang banyak atau sedikit meredam getaran,

dinamakan kopling elastis.

c. Apabila sambungan dapat dibuat bekerja hanya kalau sedang berhenti tetapi

dapat dilepaskan selama bekerja, maka kita sedang berhadapan dengan kopling

yang dapat dilepaskan misalnya pada kopling cakar.

d. Apabila sambungan sembarang waktu selama sedang bergerak harus dapat

dihubungkan dan dilepaskan maka dipergunakan kopling ynag dapat

dihubungkan misalnya kopling gesek, kopling hidrolik atau kopling induksi

elektromagnetik.

e. Untuk pekerjaan berat atau pekerjaan peka, dipergunakan kopling aman untuk

menghindari tumbukan dalam bagian yang peka dipergunakan perkakas yang

digerakkan atau beban yang terlampau besar dalam mesin penggerak, motor dan

sebagainya. Untuk itu dipergunakan koling stater.


Adapun hal-hal yang perlu diperhatikan dalam merencanakan sebuah kopling

adalah sebagai berikut:

a. Kopling harus ringan, sederhana dan semurah mungkin dan mempunyai garis tengah

sekecil mungkin.

b. Garis poros yang hendak disambung harus berderet dengan tepat terutama apabila

kopling tidak fleksibel atau elastis.

c. Titik berat kopling sebanyak mungkin harus terletak pada sumbu poros, tambahan

pula kopling harus disetimbangkan secara dinamik, kalau tidak telah

disetimbangkan).

d. Kopling harus dapat dipasang kopling akan berayun (apabila titik berat terletak

dalam garis sumbu kopling dan dilepaskan dengan mudah.

e. Bagian menonjol harus dicegah atau ditutupi sedemikian rupa sehingga tidak

menimbulkan bahaya.

f. Kopling pada ukuran-ukuran aksial dan radial harus ditentukan batas-batasnya.

2.2 Klasifikasi Kopling

Secara umum kopling dapat dibedakan atas 2 macam, yaitu :

a. Kopling Tetap

Kopling tetap yaitu elemen mesin yang berfungsi sebagai penerus putaran

dan daya poros penggerak ke poros yang digerakkan secara pasti (tanpa terjadi slip),

dimana sumbu poros penggerak tersebut terletak pada satu garis yang lurus. Yang

termasuk dalam kopling tetap adalah:


1. Kopling kaku

Kopling ini dipergunakan bila kedua poros harus dihubungkan dengan

sumbu segaris. Kopling ini dipakai pada mesin dan poros transmisi umumnya di

pabrik-pabrik. Kopling ini terbagi atas:

- Kopling box atau kotak digunakan apabila dua buah poros dan transmisi

harus dihubungkan dengan sebuah garis. Kopling ini dipakai pada poros

transmisi.

- Kopling flens kaku terdiri dari naf dan flens yang terbuat dari besi cor atau

baja cor, dan dipasang pada ujung poros dengan diberi pasak serta diikat oleh

baut pada flensnya. Dalam beberapa hal naf dipasang pada poros dengan


sambungan pres atau kerut. Kopling ini tidak mengizinkan ketidaklurusan

sumbu kedua poros serta tidak dapat mengurangi tumbukan dan getaran

transmisi. Pada waktu pemasangan, sumbu kedua poros harus terlebih dahulu

diusahakan segaris dengan tepat sebelum baut-baut flens dikeraskan. Untuk

dapat menyetel lurus kedua sumbu poros secara mudah, permukaan flens

yang satu dapat di bubut kedalam dan permukaan flens yang menjadi

pasangannya di bubut menonjol sehingga dapat saling mengepas. Bagian

yang harus diperiksa adalah baut. Jika antara ikatan kedua flens dilakukan

dengan baut-baut pas, dimana lubang-lubangnya dirim, maka meskipun di

usahakan ketelitian yang tinggi, distribusi tegangan geser pada semua baut

tetap tidak dapat dijamin seragam. Makin banyak jumlah baut yang dipakai,

makin sulit untuk menjamin keseragaman tersebut. Sebagai contoh dalam hal

kopling yang mempunyai ketelitian rendah, dapat terjadi bahwa hanya satu

baut saja yang menerima seluruh beban transmisi hingga dalam waktu

singkat akan putus. Jika setelah baut itu putus terjadi lagi pembebanan pada

satu baut, maka seluruh baut akan mengalami hal yang sama dan putus secara

bergantian.

- Kopling flens tempa.

2. Kopling luwes, kopling ini terbagi atas:

- Kopling fans lurus

- Kopling karet ban

- Kopling karet bintang

- Kopling rantai

- Kopling gigi

3. Kopling universal, kopling ini terbagi atas:

- Kopling universal hook

- Kopling universal


B. Bentuk dan ukuran Kopling flens Kaku

C. Diagram Alir

Sebelumnya telah menunjukkan bentuk dan ukuran kopling flens kaku

sedangkan diagram disamping merupakan pedoman tata cara perencanaan flens kaku

baik secara sederhana maupun secara lebih terperinci. Urutannya pun dapat dirubah.

(Untuk penjelasan proses yang lebih detail, silahkan melihat Buku “DASAR

PERENCANAAN DAN PEMILIHAN ELEMEN MESIN” – IR.Sularso. MSME pada

halaman 29-36.


Diagram alir pengerjaan flens kaku


D. Proses Perencanan




2.3 Rumus-Rumus Yang Digunakan

1. Momen Puntir (Mp)

Mp = 71620 N/n (Kg/mm2)………………………………………...1

Dimana : N = Daya maksimum mesin (Hp)

n = Putaran mesin (rpm)

2. Momen puntir yang direncanakan

Mtd = Mp x v………………………………………………………..2

3. Momen Gesek (Mfr)

Mfr = B x Mtd……………………………………………………….3

4. Tegangan tarik yang diizinkan

bol = td/s………………………………………………………….4

5. Tegangan geser yang diizinkan

bol = bol / s……………………………………………….……….5

6. Diameter Poros

Dp = [ 5 . Mfr/bolII]1/3………………………………………………6

7. Diameter Spline

Ds = dp/0.8…………………………………………………………..7

8. Tinggi spline

H = 0.1 x ds………………………………………………………….8

9. Lebar spline

W = 0.25 x ds………………………………………………………..9

10. Jari-jari rata-rata

rm = dp + ds…………………………………………………….…104

11. Tegangan geser yang terjadi pada poros

s = P / A…………………………………………………………..11

12. Tegangan geser yang terjadi pada spline

rg = Mg …………………………………………………….12


rm . F . z13. Perbandingan lebar permukaan gesek terhadap jari-jari rata-rata

b = r0 – r1 ………………………………………………………..13rm 0.5(r0+r1)

14. Perbandingan jari-jari dalam dengan jari-jari luar

r1/r0 = ( 0.6 – 0.8 )…………………………………………………….14

15. Momen Gesek

Mfr = f . P . Fm . rm…………………………………………………..15

16. Jari-jari dalam plat gesek

r1g = 0.6 r0g……………………………………………………………16

17. Diameter luar plat gesek

D0g = 2 . r0……………………………………………………………..17

18. Diameter dalam plat gesek

D1g = 2 . r1g……………………………………………………………18

19. Berat plat gesek

Gl = 2 . (D0g2 – D1g2) t . asbes / 4…………………………………..19

20. Perhitungan berat plat tengah

G2 = . (D0t – D1t) . t . plat…………………………………………...20

21. Perhitungan naf

G3 = .(D0n-D1n) . t . baja……………………………………….…..21

22. Perhitungan berat rumah kopling

G4 = . ((D0g + 2 . A . K)2 – D1n2) . t. plat……………………………22

23. Perhitungan berat poros

G5 = . dp2 . t . plat………………………………………………….23


24. Defleksi akibat beban poros

Y = 5 . q . l4 …………………………………………………………..24 EI . 348

25. Defleksi akibat berat kopling

Y = Pl3 ……………………………………………………………..25 EI. 48

26. Putaran Kritis

Ncr = 300 1 ……………………………………………………….26 Ytot

27. Akibat beban terpusat

ML1 = Pl/4……………………………………………………………..27

28. Akibat beban terbagi merata

Ml2 = gl2/8……………………………………………………………..28

29. Momen lentur yang terjadi

Mltot = Pl/4 + gl2/8……………………………………………….…….29

30. Diameter Kritis

Mrc = (ml)2 + A (mp)2………………………………………………..30

31. Diameter kritis yang terjadi pada poros

Dcr = Mred …………………………………………………….31bolIII

32. Energi yang dihilangkan karena gesekan

Wg = Mtd . W . t/2…………………………………………………….32

33. Kenaikan Suhu

Q = Wg = G . Cp . Dt………………………………………………….33

34. Umur Kopling

T = a . k. Am ………………………………………………………….34


Nfr

35. Efesiensi Kopling

N = Nm – Nfr X 100%……………………………………………..35Nm

BAB III

PERENCANAAN KOPLING


SPIRAL

Data perencanaan kopling, diambil data-data sebagai berikut:

1. Daya Maksimum (N) = 65 kW = 87.13 HP (Horse Power)

2. Putaran poros (n) = 20 rpm

I. Perhitungan Momen

1. Momen puntir pada poros (Mp)

M p=71620× Nn (kg.cm)

dimana : N = Daya

= 87.13HP

n = Banyaknya putaran

= 3300 rpm

Maka:

Mp = 71620 x 87.13/3300 = 1891 kg.cm

2. Momen puntir yang direncanakan (Mtd)

Mtd = V×M p (kg.cm)

dimana : V = factor kelebihan beban

= 1 – 6

= 3 (direncanakan)

Mtd = 3 x 1891

= 5673 kg.cm

3. Momen Gesek (Mfr)

M fr= β×M td (kg.cm)

dimana : = Faktor penyambungan

= 1,2 – 1,5

= 1,2 (direncanakan)

Mfr = 1,2 x 5673

= 6808 kg.cm


II. Pemilihan Bahan Poros

Bahan poros yang digunakan dalam perencanaan ini adalah ST 60. Ini berarti

bahwa tegangan tariknya adalah :

= 710 N/mm2 = 71 kg/mm2 = 7100 kg/cm2

1. Besarnya tegangan tarik yang diizinkan (bol II)

(bol II) =

σs

dimana : s = Faktor keamanan

= 5 – 8 = 7 (direncanakan)

(bol II) =

71007

= 1014.29 kg/cm2

2. Besarnya tegangan geser yang diizinkan (bol II)

(bol II) =

σ bol II

1,75

=1014 .291 .75 = 579.59 kg/cm2

3. Diameter poros (dp)

d p=3√ 5×M fr

τbol II

=3√ 5×6808579 . 59 = 3.89 cm

Karena pemakaian spie, maka diameter poros disesuaikan berdasarkan normalisasi N

161 (1930), maka dp yang direncanakan = 4 cm

Pemeriksaan tegangan geser pada poros.

Material poros dikatakan aman apabila :

σbol II > σt dan τbol II > τs

dapat dilihat dalam perhitungan sebagai berikut:

τs = P / A dimana : P = Mp / r r = 0,5 dp

= 1891/ 2 = 0,5 x 4 = 2 cm


= 945.5 kg

A = π/4 . (dp)²

= 3,14/4 . (4)²

= 12.56 cm2

τs =

945 . 512 .56

= 75.29 kg/cm²

Karena τbol II > τs yaitu 579.59 > 75.29 maka poros dianggap aman terhadap

tegangan geser.

III.Perhitungan Ukuran Kopling / Plat Gesek

Berdasarkan data-data yang dikemukakan diatas (untuk desain poros) dari V.

Dobrovolsky hal. 503 diperoleh data-data sebagai berikut :

Tabel 67 (V. Dobrovolsky), friction material in wide use

Material of

friction surface

Operation

condution

Coefficient

of friction

Unit

pressure

(kg / cm2)

Maximum

operation

temperatur (0C)

Pressed

asbestosDry 0,3 2 – 3 150 – 250

f = 0,3 (koefisien gesek)

Ps = 2 – 3 kg/cm2 (tekanan)

Top = (150 – 250)0 C (temperatur operasi)

Dari V. Dobrovolsky halaman 513 diketahui :

r in

rout = 0,6 – 0,8


brm = 0,2 – 0,5

= 0,2 dipilih


dimana : rin = jari-jari dalam bidang gesek

rout = jari-jari luar bidang gesek

rm = jari-jari rata-rata permukaan plat gesek

= 0,5 (rout + rin)

b = lebar disk

1. Momen gesek yang bekerja pada kopling (Mfr)

M fr=f ×P×rm

=f ×Ps×F fr×r m

dimana : Ffr = Luas permukaan gesek

= 2π . rm . b . z

Ps = 2 – 3 kg/cm2

= 3 kg/cm2 (direncanakan)

z = Jumlah plat gesek

= 2 (direncanakan)

M fr=f ×Ps×2π×r m×b×z×rm

=f ×Ps×2π×rm×0,2rm×z×rm

=f ×Ps×0,4π×z×r

m3

Jadi :rm=

3√ M fr

0,4π×f ×Ps×z

=3√68080,4×3,14×0,3×3×2

= 14.4 cm

Dari perbandingan

brm

=0,2

b = 0,2 rm

= 0,2 x 14.4

= 2.89 cm

rm = 0,5 (rout + rin)


= 0,5 (rout + 0,8 rout)

= 0,9 rout

rout=

2. 890,9

= 3.2 cm

rin = 0,8 rout

= 0,8 x 3.2

= 2.6 cm

Jadi :

Dout = 2 x rout

= 2 x 3.2

= 6.4 cm

Din = 2 x rin

= 2 x 2.6

= 5.2 cm

Dm = 2 x rm

= 2 x 2.89

= 5.78 cm


BAB III

PERENCANAAN SEPLAIN

I. Perencanaan Seplain

Seplain merupakan pasak yang dibuat menyatu dengan poros sesuai dengan

lubang alur pasaknya pada naf. Seplain poros berfungsi sebagai pengunci antara

poros dan naf sehingga momen puntir dari cakra dapat dipindahkan atau

ditransfusikan ke alur-alur seplain yang mengakibatkan poros tersebut berputar

bersama-sama cakra.

Direncanakan jumlah seplain 10 buah

Dari tabel 10, hand book kent formula untuk proporsi seplain

No ofSeplain

W for all fitPermanent fitt To slide underload

H D H dp

10 0.150 D 0.045 D 0.910 D 0.095 D 0.81 D

D = diameter seplain

=d p

0,81

= 40,81 = 5.78 cm

h = tinggi seplain

= 0,095 D

= 0,095 x 5.78= 0.47 cm

rms = Jadi jari-jari rata-rata seplain (rms):

=

D+dp4

=

5. 78+44 = 2.5 cm

Dms = Diameter rata-rata (Dm)

= 2 x rms

= 2 x 2.5 = 5 cm

W for all fit / lebar seplain = 0,150 x D

= 0,150 x 5.78 cm


= 0.87 cm

II. Pemeriksaan Kekuatan Seplain

Tegangan geser yang diterima oleh seplain:

τg =

M fr

rms×f ×z×μ

dimana: f = 0,8 . (Dms / z) . l

l = Panjang seplain

= 8 cm (direncanakan)

z = Jumlah seplain

= 10 (direncanakan)

f = 0,8 x (5 / 10) x 8

= 3.2 cm2

µ = Koefisien gesek

= 0,1 – 0,2 = 0,2 (direncanakan)

Maka:

τg =

68082.5×3 . 2×10×0,2

= 425.5 kg/cm2

Pemilihan bahan Seplain

Bahan seplain dipilih dari ST. 60 (tegangan tarik = 710000 kg/cm2) dengan faktor

keamanan (s) = 7

σ bol II=7100

7=1014 .29

kg/cm2

τ bol II=σ bol II

1,73=1014 .29

1,73=586 .29

kg/cm2

Karena g bol II yaitu 425.5 kg/cm2 586.29 kg/cm2 , maka seplain dianggap aman.

III.Pemeriksaan Hasil Perhitungan

1.Perhitungan berat kopling (plat dan kampas kopling)

a) Berat Asbes (G1)

G1=π4×¿ ¿

( Dout2 Din

2) . t .

dimana : t = tebal asbes


= 0,2 0,5


= berat jenis

= 2,1 2,8 (gram/cm3)

= 2,5 gr/cm3 (direncanakan)

maka :

G1=3 . 14

4×¿ ¿

((6.4)2 – (5.2)2) x 0,4 x 2,5

= 10.9 gram = 0.0109 kg

b) Berat plat tengah (G2)

G2=π4×¿ ¿

(Dout2 – Din

2) . t . ρ

dimana : t = tebal plat

= 0,2 0,5

= 0,3 cm (direncanakan)

ρ = berat jenis (besi tempa)

= 7,6 7,9 (gram/cm3)

= 7,8 gram/cm3 (direncanakan)

maka :

G2=3,14

4×¿ ¿

((6.4)2 – (5.2)2) x 0,3 x 7,8

= 25.57 gram = 0.0256 kg

c) Berat poros dan seplain (G3)

G3=π4×¿ ¿

dp2 . L . ρ L = Panjang poros= 20 cm (direncanakan)

=3 , 144

×¿ ¿ (4)2 x 20 x 7,8

= 1959 gram = 1.959 kg

d) Berat total kampas / kopling (Gtot)

x

½ ql½ ql

x

Mx

qx

½ qlx/2x/2


Gtot = G1 + G2 + G3

= 0.0109+ 0.0256 + 1.959

= 1.996 kg

2.Perhitungan lendutan

a) Lendutan akibat berat poros / beban terbagi merata (y1)

Mx = 0

= -½ qlx + ½ qx2

Karena

Mx = EI

d2 ydx2

Maka EI

d2 ydx2

= -½ qlx + ½ qx2


EI

dydx = -¼ ql x2 + 1/6 qx3 + c1

EI y = -1/12 ql x3 + 1/24 qx4 + c1x + c2

Syarat Batas :

Pada x = 0 ; y = 0 C2 = 0

x = ½ l ;

dydx = 0

-¼ ql (1/2 l)2 + 1/6 q(1/2 l)3 + c1 = 0

-1/16 ql3 + 1/48 ql3 + c1 = 0

c1 = 1/24 ql3

Sehingga persamaannya menjadi :

y1 =

1EI (−qlx3

12+qx4

24+ ql3 x

24 )Lendutan maximum terjadi pada pertengahan poros atau x = ½ l

Maka :

y1 =

1EI (− 1

12ql (1 2

l)3+ 124

q (12l )4+ 1

24ql3 (1

2l ))

y1 =

1EI (−ql4

96+ ql4

384+ ql4

48 )

y1 =

1EI ( 5.ql4

384 )dimana :

E = Modulus elastisitas untuk beban poros St 60

= 21500 kg/mm2 = 2,15 x 106 kg/cm2

I = Momen Inersia poros

~ 1/64..dp4

~ 1/64.3,14.(4)4 = 12.56 cm4

q = Beban terbagi merata

~ G3/l = 1.996/20 = 0.099 kg/cm

Sehingga lendutan akibat berat poros adalah :

Pb/l Pb/l

l

a bx

MxbGtot = P


y1 =

12,15 x 106 x12 .56 (5 x 0 .099 x 204

384 )

y1 = 7.6 x 10-6 cm

a) Beban akibat berat kopling / beban terpusat (y2)

Mx = 0 = −Pb

l. x

Karena :

Mx = EI

d2 ydx2

Maka :

EI

d2 ydx2

= −Pb

l. x

EI

dydx =

−Pbx2

2 .l+c1

EI y = −Pbx3

6 . l+c1 x+c2

Syarat batas :

x = 0 ; y = 0 C2 = 0

x = 1/2l dan

dydx = 0

Maka:

EI

dydx =

−Pbx2

2 .l+c1


C1 =

Pbx2

2 .l

C1 =

Pb l8

Sehingga :

y2 =

1EI

. (−Pb . x3

6 .l+Pb l . x

8 )dimana lendutan maximum terjadi pada x = 1/2 l dan b = 1/2 l

y2 =

1EI

. (−P . 12l . 1

2l3

6 .l+

P . 12l .l .1

2l

8 )

y2 =

1EI

. (P . l3

48 )dimana :

E = Modulus elastisitas kopling pada baja ST 60

= 21500 kg/mm2 = 2,15 x 106 kg/cm2

I = Momen inersia poros

= 1/64 .dp4 = 1/64.3,14.(4)4 = 12.56 cm4

P = Berat total kopling 1.996 kg

Sehingga lendutan akibat beban terpusat dari berat kopling adalah :

y2 =

1EI

. (P . l3

48 )

y2 =

12,15x106 x12 .56

.(1 . 996x203

48 )

y2 = 1.23 x 10-5 cm

Maka ytotal adalah :

ytot = (y1 + y2) cm

= (7.6 x 10-6 + 1.23 x 10-5) cm

= 1.99 x 10-5 cm

3.Pemeriksaan terhadap putaran kritis

x = l/2

ql/2 ql/2

1/4

A B

qx

Ml1

x=l/2

ql/2


ncr = 300√ 1

y tot

ncr = 300√ 1

1 .99 x 10−5

ncr = 67250 rpm

Putaran poros (n) dianggap cukup aman jika fluktuasinya berada diantara

(0,8n – 1,2n), dimana putaran poros n = 20 rpm. Sehingga interval putaran

maksimum adalah :

nopt = 1,2 x 20 rpm

= 24 rpm

Karena putaran optimum (nopt) lebih kecil dari putaran kritis (ncr) maka dapat

dikatakan bahwa kondisi putaran poros berjalan dengan stabil terhadap adanya

pembebanan.

nopt < ncr

24 < 67250 rpm

4.Perhitungan terhadap putaran momen lentur

a) Momen lentur akibat berat poros / beban terbagi merata (M1)

Pl/2

P/2P/2

A B

l

Ml1

P/2

A½.l


Ml1 + qx.(l/4) – ql/2.x = 0

Ml1 = – q.(l/2).(l/4) + q.(l/2) .(l/2)

= – ql2/8 + ql2/4

= ql2/8

dimana: q = Berat beban terbagi merata

= G3 / l = 1.996 / 20

= 0.099 kg/cm

l = Panjang poros

= 20 cm

Maka:

Ml1 = ql2/8

= 0.099 x (20)2 / 8

= 4.95 kg.cm

b) Momen lentur akibat berat kopling / beban terpusat (M2)

Momen lentur terjadi maximum pada l = 1/2

Ml2 –

P2

.12

l = 0

Ml2 =

Pl4

dimana: P = Berat total kopling


= 1.996 kg

l = Panjang poros

= 20 cm

Maka:

Ml2 =

Pl4

=

1. 996×204

= 9.98 kg.cm

5.Pemeriksaan diameter poros

Mred2 = Mtot

2 + ( Mp)2

dimana : Mred = Momen reduksi

Mtot = Ml1 + Ml2

= 4.95 + 9.98 = 14.93 kg.cm

Mp = Momen puntir yang direncanakan

= 1891 kg . cm

= Faktor koreksi

= 0,6 (untuk bahan poros ST. 60)

Sehingga :

M red=√Mtot

2+(α×M p )2

=√(14 . 93)2+(0,6×1891)2

= 1135 kg.cm

Diameter koreksi ( Dkoreksi)

Dkoreksi =

3√ M red

0,1×σbol III

dimana : bol III =

σ t

s t = 710 N/mm2 (untuk ST. 60)= 71 kg / mm2 = 7100 kg/cm2

s = faktor keamanan

= 5 – 8 = 7 (direncanakan)


bol III =

71007

= 1014.29 kg/cm2

Sehingga :

Dkoreksi =

3√11350,1×1014 . 29

= 2.24 cm

Poros dinyatakan aman karena diameter koreksi lebih kecil dari diameter poros

yaitu Dkoreksi < Dporos = (2.24 cm < 4 cm)


DAFTAR PUSTAKA

Perry, Robert,H. Engineering Manual. Mc, Graw Hill Book Company.

Sularso, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. 1987 . Jakarta. PT.Pradnya

Paramita.

V, Dobrovolsky. Machine Elements.

Stolk,J,Ir. Elemen Mesin Konstruksi dari Bangunan Mesin. 1993. Jakarta. Erlangga.

Ir Zaenab Ali Rune. Materi Kuliah Elemen Mesin II. 1997.

Prof, DR, Ir, Arifuddin Ressang. Materi Kuliah Mekanika Kekuatan Material. 1997

Sati, Moh. Taib, Sultan . Buku Politeknik.


NOMENKLATUR

Nama dan Lambang Satuan

Momen puntir yang terjadi (Mp) kg.mm

Momen puntir yang direncanakan (Mtd) kg.mm

Daya mesin maksimum (N) dk

Putaran Mesin (n) rpm

Faktor keamanan ( v,s,) -

Momen gesek (Mfr) kg.mm

Tegangan geser yang diizinkan (bol) kg/cm2

Tegangan tarik yang diizinkan (bol) kg/cm2

Diameter poros (dp) cm

Diameter spline (ds) cm

Tinggi spline (h) cm

Lebar spline (w) cm

Jari-jari rata-rata cm

Panjang (l) cm

Jumlah spline (z) -

Lebar permukaan gesek (b) cm

Luas penampang poros (A) cm2

Tekanan yang terjadi (P) kg/cm2

Gaya Tekan (F) kg.cm/s2

Jari-jari dalam (r1) cm

Jari-jari luar (r0) m

Berat kopling (G) kg

Defleksi yang terjadi (Y) cm

Putaran kritis (ncr) rpm

Diameter kritis cm

Energi yang hilang karena gesekan (Wg) watt

Putaran sudut (w) rad/s


Waktu (t) detik

Panas jenis spesifik (Cp) J/kg0C

Nama dan Lambang Satuan

Tebal plat gesek (a) cm

Umur kopling (Lt) jam/tahun

Kerja beban spesifik (k) wattjam/cm3

Daya yang hilang (Nfr) watt

Luas permukaan gesek (Am) cm2

Efesiensi kopling () %


DAFTAR ISI

Kata Pengantar…………………………………………………………………i

Daftar isi………………………………………………………………………iv

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Transmisi Daya………………………………………..…………..1

BAB II TEORI DASAR

1.1 Pengertian ……………………………………………..…..…….. 3

1.2 Terminologi…….………………………………………..………..4

1.3 Dimensi-dimensi Roda Gigi…..…………………………………… 6

BAB III PERENCANAAN POROS

1.1 Poros 1…………………………………………………...………8

1.2 Poros 2………………………………………………...…………9

1.3 Poros 3…………………………………………………..………10

1.4 Poros 4

BAB IV PERHITUNGAN GIGI

4.1 Ukuran-ukuran Roda gigi 1 tingkat satu (l) ………………………… 13

4.2 Ukuran roda gigi lll tingkat ll……………………… ……………... 16

4.3 Ukuran roda gigi lV tingkat ll……………………………………… 18

4.4 Ukuran roda gigi V tingkat lll……………………………………... 20

BAB V PERHITUNGAN GAYA-GAYA YANG TERJADI PADA RODA GIGI

5.1 Gaya-gaya yang terjadi pada roda gigi l tingkat l …………….…… 22

1.1 Gaya-gaya yang terjadi pada roda gigi ll tingkat l…………………… 23

1.2 Gaya-gaya bekerja pada roda gigi lll tingkat ll……………………… 24

1.3 Gaya-gaya yang bekerja pada roda gigi lV tingkat ll………………… 24

BAB VI PERHITUNGAN PEMERIKSAAN TERHADAP POROS

6.1 Pemeriksaan poros……………………………………………… 26

6.1.1 Poros l……………………………………………………….. 26

6.1.2 Poros II…………………………………………………….… 29


6.1.3 Poros III……………………………………………………… 32

6.1.4 Poros IV.. ……………………………………………………. 34

6.2 Pemeriksaan Roda Gigi. …………………………………………. 37

6.2.1 Roda Gigi I dan II………………………………………………. 37

6.2.2 Roda Gigi III dan IV…………………………………………….. 37

6.2.3 Roda Gigi V…………………………………………………… 38

BAB VII PUTARAN KRITIS

7.1 Poros I……………………………………………….………… 39

7.2 Poros II………………………………………………………… 40

7.3 Poros III………………………………………………………... 41

7.4 Poros IV………………………………………………….…….. 42

BAB VIII PERENCANAAN SPIE DAN BANTALAN

8.1 Perhitungan Spie (pasak)…………………………..……………… 44

8.1.1 Spie Poros I…………………………………….…………….. 44

8.1.2 Spie Poros II…………………………………….…………….45

8.1.3 Spie Poros III…………………………………………………. 46

8.1.4 Spie Poros IV………………………………………..………..47

8.2 Perhitungan

Bantalan………………………….………………. 48

8.2.1 Poros I…………………………………………….…………. 48

8.2.2 Poros II………………………………………………………. 49

8.2.3 Poros III……………………………………………………… 50

8.2.4 Poros IV……………………………………………..……….. 51


KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah, SWT karena dengan berkah dan

rahmat-Nyalah kami dapat menyelesaikan Tugas Elemen II ini. Sebagai salah satu

kewajiban mahasiswa teknik jurusan mesin.

Tugas ini berisikan teori dan contoh perhitungan perancangan kopling.

Disamping itu pula tugas ini kami buat untuk menambah wawasan tentang perancangan.

Kami menyadari sepenuhnya bahwa tugas elemen mesin ini masih memiliki

berbagai macam kekeurangan dan kelemahan. Oleh karena itu berbagai saran dan

kritikan yang bersifat membangun sangat kami harapkan.

Makassar, Oktober 2003

Penulis