ELEMEN MESIN(RI.1232)

Dosen:

Fahmi Mubarok, ST., MSc.

Metallurgy Laboratory

Mechanical Engineering

ITS- Surabaya

2008

-Pendahuluan dan Definisi

-Klasifikasi / Pembagian Elemen Mesin

-Faktor Keamanan / Safety Factor

-Sifat Mekanik Material

-Konsep Tegangan

LECTURE ILECTURE I

http://www.its.ac.id/personal/material.php?id=fahmi

Fahmi Mubarok

I ���� 2Mech. Eng. Dept. ITS Surabaya

Kontrak Kuliah

Tujuan :• Menjelasakan konsep dan dasar-dasar elemen

mesin• Mampu memahami konsep perancangan dalam

elemen mesin beserta faktor-faktor pendukungnya

• Mampu menganalisa secara mekanik pemilihan elemen-elemen mesin tersebut

Topik :• Pendahuluan (1)

� Klasifikasi elemen mesin� Faktor keamanan� Definisi sifat mekanik

• Konsep Tegangan (1&2)� Tegangan tarik & tekan� Tegangan bending� Tegangan geser dan puntir

• Sambungan (3-8)� Klasifikasi sambungan � Tipe-tipe pada sambungan� Analisa dan perhitungan sambungan

o Sambungan keling dan laso Sambungan baut dan muro Sambungan pen dan pasak

• Poros (11-12)� Jenis dan standard� Analisa beban dan tegangan

• Pegas (13)

� Jenis dan fungsi

� Tipe pegas dan analisa perhitungannya

• Bearing/Bantalan dan Pelumasan (14-15)

� Klasifikasi dan standard

� Perancangan bantalan

Buku Pegangan :

1. Deutschman,Aaron D. Machine Design, Theory and Practice, Collier Mc Millan, Int. Ed. London 1975

2. Dobrovolsky, V., Machine Element, 2nd Ed. Peace Publisher, Moskow, 1988

3. Mott Robert L, Machine Element in Mechanical Design, 4th Ed, Pearson Prentice Hall, New Jearsey, 2004.

Evaluasi :

Tugas : 15%

Quiz : 20%

UTS : 30%

UAS : 35%

Fahmi Mubarok

I ���� 3Mech. Eng. Dept. ITS Surabaya

Definition

mesin (machine):

kumpulan atau

rakitan dari beberapa

elemen-mesin yang

kompleks baik dari

segi desain dan segi

teknis, yang

membentuk satu

kesatuan unit yang

dapat berfungsi

sesuai dengan yang

diinginkan

Fahmi Mubarok

I ���� 4Mech. Eng. Dept. ITS Surabaya

Elemen Mesin pada

POMPA

SENTRIFUGAL

Example

Fahmi Mubarok

I ���� 5Mech. Eng. Dept. ITS Surabaya

Elemen Mesin yang Kita Pelajari

Fahmi Mubarok

I ���� 6Mech. Eng. Dept. ITS Surabaya

Klasifikasi Elemen Mesin

Sambungan Elemen Mesin ( Joints of Machine Elements )

• Sambungan Paku keling (Riveted Joints)

• Sambungan Mur dan Baut ( Bolt & Nut Joints )

• Sambungan Las dan Solder ( Welding & Brasing Joints )

• Sambungan Pasak dan Pasak bintang ( Key & Splined

Joints )

• Sambungan Pen ( Pin Joints ).

• Sambungan – sambungan lain.

Kopling ( Coupling and Clutch )

Kopling Tetap ( Permanent Couplings )

• Ragid Coupli : Box Coupling , Clamp Cloupling dan Flane

Coupling )

• Flexible Coupling : Gear and Jaw Coupling , Oldam

Coupling , Universal Joints Elastic Coupling

Kopling tidak tetap (Clutchs)

• Jaw and Toothed.

• Friction Clutchs : Disc. Clutch , Cone Clutch, Block Clutch ,

Band and Spring Clutch.

• Electromagneic Fluid and Power.

Pegas ( Spring )

• Pegas spiral tekan

• Pegas spiral tarik

Poros (Shaft & Exles ).

• Poros Transmisi.

• Poros Spindel.

• Gandar

Sistem Transmisi

• Belt

• Roda Gigi

• Rantai

• Dan lain-lain

Fahmi Mubarok

I ���� 7Mech. Eng. Dept. ITS Surabaya

Safety Factor

Safety factor adalah faktor yang digunakan untuk méngevaluasi agar perencanaan elemen mesinterjamin keamanannya dengan dimensi yang minimum

Joseph P Vidosic (“ Machine Design Projects”)

-> safety factor berdasarkan tegangan luluh

• sf = 1,25 – 1,5 : kondisi terkontrol dan tegangan yang bekerja dapat ditentukan dengan pasti

• sf = 1,5 – 2,0 : bahan yang sudah diketahui, kondisilingkungan beban dan tegangan yang tetap dan dapatditentukan dengan mudah.

• sf = 2,0 – 2,5 : bahan yang beroperasi secara rata-rata dengan batasan beban yang diketahui.

• sf = 2,5 – 3,0 : bahan yang diketahui tanpa mengalamites. Pada kondisi beban dan tegangan rata-rata.

• sf = 3,0 – 4,5 : bahan yang sudah diketahui. Kondisibeban, tegangan dan lingkungan yang tidak pasti.

• Beban berulang : Nomor 1 s/d 5

• Beban kejut : Nomor 3 – 5

• Bahan Getas : Nomor 2 – 5 dikalikan dengan 2

Dobrovolsky (“Machine element”)

-> safety factor berdasarkan jenis beban

• Beban Statis : 1,25 - 2

• Beban Dinamis : 2 - 3

• Beban Kejut : 3 - 5

Fahmi Mubarok

I ���� 8Mech. Eng. Dept. ITS Surabaya

Sifat Mekanik

Sifat Mekanik adalah sifat suatu material yang dikaitkan dengan kemampuan material untuk

menahan beban

1. Kekuatan (strength)

Strength is the ability of a material to resist deformation under load

2. Elastisitas (elasticity)

Elasticity is the ability of a material to return to its original shape after the load is removed

3. Plastisitas (plasticity)

Plasticity is the ability of a material to deform permanently under load.

4. Kekakuan (stiffness)

Stiffness is the ability of material to resist elastic deformation

5. Keuletan (ductility)

Ductility is the ability of a material to stretch, bend, or twist without cracking or breaking

6. Resilien (resilience)

Resilience is the ability of a material to absorb energy without being deform plastically

7. Ketangguhan (toughness)

Toughness is the ability of a material to absorb energy and deform plastically before rupturing

8. Kekerasan (hardness)

Hardness is the ability of a material to resist permanent indentation

9. Kelelahan (fatigue)

The characteristic of a material due to which is fail, at much lower stresses than the static stresses, when subjected to cyclic stresses.

10. Mulur (creep)

Creep is plastic deformation with time under constant load

Fahmi Mubarok

I ���� 9Mech. Eng. Dept. ITS Surabaya

Kurva Tegangan Regangan

Fahmi Mubarok

I ���� 10Mech. Eng. Dept. ITS Surabaya

3. Modulus Resilience

2. Keuletan (ductility)

- Persentase perpanjangan

ℓ f = panjang gauge length stlh putus

- Persentase pengurangan luas penampang

3. Ketangguhan (toughness)

- Untuk bahan ulet (ductile)

- Untuk bahan getas (brittle)

Sifat Mekanik [Kurva Tegangan – Regangan (σσσσ - εεεε)]

%1001 xA

AA

o

o −=ψ

oo

uu

A

P

A

P max==σ

Daerah Elastis

1.Kekuatan ElastikDinyatakan dengan σσσσy atau dengan mengukur titik

offset yaitu 0, 2% sejajar garis elastik

Titik offset

el

elEε

σ=

x

y

ε

εν −=

Daerah Plastis

1.Kekuatan tarik

%100%100 xxeoo

of

l

l

l

ll ∆=

−=

fUTU εσ .=

A1 = luas penampang batang uji pada patahan

2

).(1 yu

TUσσε +

=

fUTU εσ .3

2=EU el

elelR2

.2

12σ

εσ ==

2. Kekakuan (stiffness)- Modulus Elastisitas

(Modulus Young’s)

- Poisson ratio

ELEMEN MESIN(RI.1232)

Dosen:

Fahmi Mubarok, ST., MSc.

Metallurgy Laboratory

Mechanical Engineering

ITS- Surabaya

2008

LECTURE IILECTURE II

Tegangan-Konsep Tegangan

- Analisa dan Perhitungan

- Aplikasi dalam Elemen Mesin