BAB I

Tugas Perencanaan I

Jurusan Teknik Mesin

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dengan semakin pesatnya perkembangan dalam segala bentuk industri yang mempergunakan dan menghasilkan mesin di Indonesia, maka semakin banyak dibutuhkan tenaga terampil yang mampu mengatasi berbagai masalah perbaikan dan perencaan mesin. Namun justru dalam keadaan yang demikian itu akhir-akhir ini dirasakan adanya kelemahan-kelemahan pengetahuan dalam bidang perencanaan mesin oleh para teknisi atau Sarjana yang berkecimpung dalam bidang permesinan.

Bertolak dari pemikiran diatas, maka Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya, dalam rangka membekali para sarjana dalam bidang perencanaan permesinan serta merupakan syarat untuk menempuh jenjang Pendidikan S1, maka Mahasiswa diwajibkan untuk mengambil Tugas Perencanaan I.

Dalam Tugas Perencanaan I ini Mahasiswa diwajibkan untuk membuat laporan tentang perencanaan elemen-elemen mesin, sehingga nantinya para Sarjana tidak hanya pandai dalam kuliah dan dapat menerapkan ilmu yang telah didapatnya dibangku kuliah.

1.2 Perumusan Masalah

Yang menjadi permasalahan dalam perencanaan kopling pada mobil DAIHATSU XENIA, berapakah ukuran-ukuran atau dimensi dan bahan yang dipakai dari komponen utama kopling pada Mobil DAIHATSU XENIA dan bahan apa yang digunakan?

Dalam hal ini yang dimaksud dengan komponen utama kopling adalah poros, pasak, paku keling, pegas dan bidang gesek.

1.3 Batasan Masalah

Yang dimaksud dengan komponen utama kopling adalah elemen-elemen yang bekerja pada kopling tersebut yaitu poros, paku keling, pegas, pasak bintang, dan bidang gesek, sehingga penulis hannya menghitung dan merencanakan komponen tersebut dan tidak membahas yang lain.1.4 Tujuan dan Manfaat

1.4.2 Tujuan

Tujuan dari penulis adalah untuk mendapatkan ukuran atau dimensi dari komponen utama pada kopling tersebut dan jenis material apa yang sesuai dengan jenis beban yang diterima oleh elemen kopling tersebut sehingga dengan perencanaan ini kopling yang sekiranya terencana akan sesuai dan mampu untuk meneruskan daya dan putaran yang diberikan olah mesin.1.4.2 Manfaat

Dengan merencanakan kopling gesek ini, banyak manfaat yang dapat diperoleh. Diantaranya adalah memperbanyak pengetahuan kita tentang komponen-komponen, ukuran dan bahan yang terdapat pada kopling gesek. Hal ini berguna sebagai acuan terciptanya suatu pesawat kopling yang lebih baik1.5 Sistematika PenulisanAgar dalam penulisan laporan ini lebih mudah untuk dipahami oleh pembaca, maka penulis menyusun laporan dalam bentuk seperti dibawah ini:

HALAMAN JUDUL

LEMBAR PENGESAHAN

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN

Berisi : -Latar Belakang

-Perumusan masalah

-Batasan Perumusan Masalah

-Tujuan Dan Manfaat

-Sistematika Penulisan BAB IIDASAR TEORI

Berisi : - Kopling

-Kopling Plat

-Poros

-Pasak

-Paku Keling

-Pegas

BAB IIIPERENCANAAN DAN ANALISABerisi : - Perencanaan Poros

-Perencanaan Pasak

-Perencanaan Paku Keling

-Perencanaan Pegas

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN

Berisi :- Kesimpulan

- Saran

DAFTAR PUSTAKABAB II

DASAR TEORI2.1 KOPLING ( Pemindah Putaran )

Fungsi kopling adalah untuk meneruskan putaran dari poros (sumbu) ke poros lainnya, kopling dibagi menjadi dua tipe yakni kopling tetap dan kopling tidak tetap. Kopling tetap menghubungkan dua batang poros secara tetap, tetapi kopling tidak tetap dapat mudah menghubungkan dan memutuskan kembali hubungan tersebut antara dua batang poros dalam keadaan diam atau berputar.

Sebuah kopling tidak tetap adalah suatu komponen mesin yang menghubungkan poros yang digerakkan dengan poros penggerak, dengan putaran yang sama dalam meneruskan daya serta dapat melepaskan hubungan kedua poros tersebut baik dalam keadaan diam maupun berputar. Macam-macam kopling tak tetap seperti : kopling cakar, plat, kerucut, friwil, fluida kering, dan kopling serbuk.

Kopling yang baik harus mempunyai ketentuan sebagai berikut :

Gesekan antara masing-masing penghubung harus besar.

Hubungan ini harus dapat diputuskan dengan mudah dan jelas.

2.2 Kopling Plat

Kopling ini meneruskan momen dengan perantaraan gesekan. Dengan demikian pembebanan yang berlebihan pada poros pengerak pada waktu dihubungkan dapat dihindari. Selain itu karena dapat terjadi selip, maka kopling ini juga dapat berfungsi sebagai pembatas momen.

Kopling plat adalah suatu kopling yang menggunakan satu plat atau lebih yang dua pasang antara kedua poros tersebut sehingga terjadi penerusan daya melalui gesekan antara sesamanya. Konstruksi kopling ini cukup sederhana dan dapat dihubungkan dan dilepaskan dalam keadaan berputar, karena itu kopling ini banyak dipakai.

Kopling plat yang paling sederhana diperlihatkan dalam gambar dibawah ini. badan A dipasang tetap pada poros sebelah kiri, dan badan B dipasang pada poros sebelah kanan serta dapat bergeser secara aksial pada poros tersebut sepanjang pasak luncur. Bidang gesek C pada badan B didorong ke badan A hingga terjadi penerusan putaran dari poros penggerak di sebelah kirike poros yang digerakkan di sebelah kanan.

D1 adalah diameter dalam, dan D2 adalah diameter luar bidang gesek. Karena bagian bidang gesek yang terlalu dekat pada sumbu poros hanya mempunyai pengaruh yang kecil saja pada pemindahan momen, maka besarnya perbandingan D1/D2 jarang lebih rendah dari 0,5.

Besarnya tekanan pada permukaan bidan gesek adalah tidak terbagi rata pada seluruh permukaan tersebut, makin jauh dari sumbu poros, tekanan semakin kecil. Jika dalam gambar 3.4 besarnya tekanan rata-rata adalah P (Kg/mm2), maka besarnya gaya yang menimbulkan tekanan ini adalah

Jika koefisien gesek adalah , dan seluruh gaya gesekan dianggap bekerja pada keliling rata-rata bidang gesek, maka momen gesekan adalah :

2.2.1 Momen PuntirMomen yang dihitung dari daya penggerak mula. Jika daya penggerk mula adalah P (KW), faktor koreksi fc, dan putaran poros kopling n1 rpm, maka momen puntir P (Kg.m) pada poros kopling adalah

Jika P adalah daya nominal motor, fc = 1 dapat dipandang cukup karena sudah mencakup beberapa tambahan.

Momen yang dihitung dari beban. Jika gaya yang ditimbulakan adalah F (Kg), kecepatan beban V (m/min), putaran poros kopling adalah n1 (rpm), dan efisiensi mekanis adalah , maka momen beban T1 (Kg.m) dapat dinyatakan oleh

2.2.2 Kerja PenghubungSetelah pemilihan kapasitas momen perlu dibahas panas gesekan atau kerja penghubung oleh slip pada waktu berlangsung proses penghubungan. Untuk kopling dengan kapasitas momen yang dipilih, kerja penghubung yang diijinkan diberikan menurut jumlah penghubung dalam waktu tertentu. Jika kerja utuk sekali penghubung lebih kecil dari pada kerja penghubung yang diijinkan, maka dapat diterima.

Pada waktu percepatan. Sekarang akan dicari kerja yang dilakukan bila beban yang telah berputar dangan putaran n2 (rpm) dipercepat dengan n1 (rpm) setelah dihubungkan dengan poros penggerak yang mempunyai putaran n1 (rpm) dalam arah yang sama. Kerja untuk satu kali hubungan dapat dinyatakan dengan satuan (Kg.m/hb).

Kerja yang dilakukan dalam jangka waktu penghubungan yang sesungguhnya tae (s) dari kecepatan sudut 2 (rad/s) menjadi 1 dengan

kapasitas momen Td0 (Kg.m) adalah perkalian antara sudut yang ditempuh oleh putaran poros dalam jangka waktu tae, sebesar

(1 2 ) / 2 kali tae, dengan Td0. setelah melalui beberapa substitusi maka didapat:

Jika sisi beban berputar berlawanan dengan arah putaran poros penggerak. Jika jangka waktu yang diperlukan untuk perlambatan dari n2(rpm) menjadi nol adalah fs(s) dan juga jangka waktu untuk percepatan dari nol menjadi n1 (rpm) adalah fz (s), maka persamaan gerak untuk benda yang berputar adalah,

Besarnya sudut yang ditempuh adalah ( 2/2)t1 + 1t1 + (1/2)t2, Jadi:Jadi kerja perhubungan yang diijinkan adalah Fa ( kg.m/hb) maka haruslah:

E < Ea

Jumlah perhubungan terhadap kerja perhubungan yang diijinkan untuk kopling elektromagnet plat tunggal kering.2.2.3 Waktu pelayanan dan penghubungan (waktu kerja )Pada permulaan perhitungan momen percepatan yang diperlukan waktu penghubungan tae, yang direncanakan dicari lebih dahulu dan momen kopling ditentukan. Kemudian momen percepatan oleh kopling dan waktu penghubungan yang sesungguhnya,tae dapat dihitung.

Karena Td0 menjadi lebih besar maka tae menjadi lebih kecil daripada te,.Meskipun demikian perlu diperiksa untuk meyakinkannya.

Rumus yang diperoleh dalam (z) dapat disusun sebagai berikut:

Pada percepatan

2.2.4 Penghitungan PanasKerja penghubung pada kopling akan menimbulkan panas akibat gesekan sehingga temperatur kopling akan naik. Temperatur permukaan gesek naik sampai 2000 (C) dalam sesaat. Tapi untuk seluruh kopling umumnya dijaga agar suhunya tidak lebih dari 800 (C).

Jika kerja penghubngan untuk satu kali pelayanan direncanakan lebih kecil dari harga penghubungan yang diijinkan. Pada dasarnya pemeriksaan temperatur tidak diperlukan lagi.2.2.5 Umur Plat gesekUmur plat gesek kering adalah lebih rendah dari separuh umur kopling plat basah. Karena laju keausan plat gesek sangat tergantung pada macam plat geseknya, tekanan kontak, kecepatan keliling, temperatur dan lain-lain, maka agak sukar untuk menentukan umur secara teliti. sekalipun demikian taksiran kasar dapat diperoleh dari rumus berikut :

Dimana : E = Kerja penghubung ntuk satu kali hubungan (Kg.m/hb)

W= Laju keausan bidang gesek (cm2/Kg.m)

L3= Volume yang diijinkan dari plat gesek (cm2).2.2.6 Perencanaan Ukuran Bidang GesekBahan dari bidang gesek ditentukan dari asbes (pressed asbestor) dari buku Machine Element oleh Dobro Volsky, diperoleh :

Koefisien gesek (f) = 0,35

Tegangan yang diijinkan (p) = 5 kg/cm2 Temperature operasi (t) = 1500 - 2500

Dimana :

=factor friction

Z=jumlah bidang gesek

Rm =jari-jari rata-rata

B=lebar bidang gesek (0,2-0,5)

Luas bidang gesek (sfr)

Tinjauan unit pressure (p) yaitu tekanan tiap plat gesekMft = f.p.Sfr . rm Dimana : Mft = P . Mtd

Sehingga : Dimana : Mfr = momen friction

Tekanan yang diterima oleh setiap plat

2.2.7 Perencanaan Tebal Bidang Gesek

untuk volume bidang gesek (v)

V=a.Sfr.z Dimana : Sfr = luas bidang gesek

A=tebal bidang gesek

Z=jumlah pasang bidang gesek

umur bidang gesek

Ld=

Afr= Dimana :

Av = tenaga yang diperlukan untuk mengauskan bidang gesek (5-8) Hp/cm2.

Nr = daya yang hilang karena gesekan

I = pengoplingan 30 kali/jam

Sehingga:p= Dimana : Mfr = momen friction

2.2.8 Penghitungan Temperatur Bidang Gesek

TU=

Dimana : TU; Temperature yang terjadi

Sfr;luas bidang gesek

Nr;kehilangan gaya akibat gesekan

k;koefisien pendinginan

k = 11 + 2,5 VK ; Vk =

2.3 POROSporos merupakan salah satu bagian yang terpenting dari dari setiap mesin. Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran utama dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros.

Poros ( Shaft )mengikuti putarn untuk memudahkan daya dari mesin ke mekanisme yang digerakkan. Poros ini mendapatkan beba puntiranmurni dan lentur.2.6.1 Macam macam Poros

Poros untuk meneruskan daya dapat diklasifikasikan menurut pembedaannya sebagai berikut :

1. Poros Tranmisi (Line Shaft)

Poros ini mendapat beban puntir dan lentur. Daya yang ditranmisikan kepada poros ini melalui kopling roda gigi, puli, sabuk, rantai dan lain-lain

2. Spindle

Poros yang pendek, seperti poros utama mesin perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran. Syarat yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti.

3. Gandar (Axle)

Poros ini dipasang diantara roda-roda kereta api, dimana tidak mendapat beban puntir dan tidak berputar. Gandar ini hanya mendapat beban lentur, kecuali jika digerakkan oleh penggerak mula dimana akan mengalami beban puntir juga.

4. Poros (Shaft)

Poros yang ikut berputar untuk memindahkan daya dari mesin ke mekanisme yang digerakkan. Poros ini mendapat beban puntir murni dan lentur.

5. Poros Luwes

Poros yang berfungsi untuk memindahkan daya dari dua mekanisme, dimana daya yang dipindahkan kecil.2.3.2 Perencanaan Poros

Hal-hal yang perlu diperhatikan didalam merencanakan sebuah poros adalah:

1. Kekuatan Poros

Suatu poros tranmisi dapat mengalami beban puntir atau lentur atau gabungan antara puntir dan lentur. Juga ada poros yang mendapat beban tarik atau akan seperti poros baling-baling kapal atau turbin.

2. Kekakuan Poros

Bila putaran suatu system dinaikkan maka pada suatu harga putaran tertentu dapat terjadi getaran yang luar biasa besarnya. Putaran ini disebut putaran kritis, hal ini dapat terjadi pada turbin, motor torak, motor listrik, dan lain-lain. Jika mungkin poros harus direncanakan sedemikian rupa hingga putaran kerjanya lebih rendah dari putaran kritisnya.

3. Korosi

Bahan-bahan tahan korosi harus dipilih untuk propeller dan pompa jika terjadi kontak dengan media yang korosif. Demikian pula untuk poros yang terancam kavitasi dan poros mesin yang sering berhenti lama.

2.3.3 Bahan Poros

Bahan yang digunakan untuk perencanaan poros adalah baja paduan yang memiliki bulatan yang tinggi dan baja paduan seperti nikel, nikel chromium.

Pengerjaan pembuatan poros dilakukan dengan mengerjaan panas dan untuk ukuran finishing dengan cold drawing atau bubut dan bor poros dengan pengerjaan dingin lebih kuat dari pengerjaan panas.2.3.4 Poros Dengan Beban Puntir

Sebuah poros yang mendapat pembebanan utama berupa momen puntir, seperti pada poros motor dengan kopling.

Momen puntir harus dihitung dari daya (Hp) yang ditranmisikan dengan putaran n (rpm) poros adalah:

Atau

Dimana :N = daya yang ditranmisikan (Hp)

Mt = momen torsi (lb in)

n = putaran poros (rpm)

F = gaya (lb)

V = kecepatan (rpm)

Kalau satuan yang dipakai adalah metris, rumus yang dipakai adalah :

Dimana :

N= daya (Hp)

n= putaran (rpm)

bila momen torsi Mt (lb in) dibedakan pada suatu diameter poros ds (inci), maka tegangan punter t (psi) yang terjadi adalah :

Syarat perencanaan

t t

Dimana t = tegangan puntir yang diijinkan dari bahan. Dari persamaan diperoleh rumus untuk menghitung diameter poros ds (mm) adalah :

2.4 PASAKPasak adalah elemen dari mesin yang digunakan untuk menyambung dan menjaga hubungan putaran relative antara poros dari mesin dengan elemen seperti roda gigi, puli, spoket, roda gila dan lain-lain, yang disambungkan dengan poros elemen tersebut. Pasak selalau dipasang paralel dengan pas atau poros yang digerakkan.2.6.1 Macam-macam Pasak

Pasak yang digunakan untuk menyambung diklasifikasikan menurut arah gayanya adalah :

1. pasak memanjang

pasak memanjang biasanya disebut dengan spie, dimana spie menerima gaya sepanjang pasak atau gaya-gaya yang terbagi merata sepanjang pasak. Dalam perencanaan, gaya-gaya yang bekerja sepanjang pasa mungkin tidak terjadi, karena kekakuan puntir dari poros akan lebih kecil dari pasak naf, yang menyebabkan gaya kecil pada ujung yang lain. Pasak memanjang dibedakan antara lain pasak baja, pasak kepala, pasak benam dan kapak tembereng.

2. pasak melintang

pasak melintang biasanya disebut dengan pena, dan pena tersebut menerima gaya melintang penampang pena. Kalau ditinjau dari gaya yang diterima oleh pen dapat dibedakan atas gaya tarik, gaya gesek, gaya tekan dan kadang-kadang ada juga gaya bending. Pena dibedakan menjadi dua jenis yaitu berbentuk pipih dan silindris.2.4.2 Pasak Bintang ( Spline )

Spline adalah suatu profil alur banyak yang biasa disebut pasak bintang. Pasak ini merupakan satu bagian dari poros. Bentuk pasak bintang ada tiga macam yaitu :

1. pasak bintang lurus

2. pasak bintang involut

3. pasak bintang tajam.

2.4.3 Pasak Bintang Lurus

Pasak bintang lurus adalah yang tertua dari ketiga bentuk pasa bintang. Dan secara umum sudah diganti dengan bentuk yang lebih baru dan kuat, yaitu bentuk involut. Tetapi pada beberapa mesin perkakas dan beberapa kendaraan bermotor, masih juga digunakan dan perancang masih juga menggunakan karena relative sederhana. Pada tabel untuk menentukan dimensi-dimensi maksimum dari pasak yang berdasarkan diameter nominal poros.

Terutama sekali dari kelas toleransi, dimensi poros dapat dirubah-rubah dan digambarkan sesuai dengan jenis bahan yang digunakan, yaitu dengan menggunakan metode perlakuan panas dan permesinan. Untuk toleransi pasak dengan dua toleransi tersebut, salah satunya adalah dengan proses gerinda yang diperlukan.

Menurut SAE, persamaan momen torsi toritis dari pasak bintang lurus dengan meluncur(berdasarkan tekanan pada pasak bintang 1000 psi) adalah :

Mt = 1000 Nt rm h l (lb in)Dimana : Nt= Jumlah bintang

rm=(D+d) / 4, jari-jari rata-rata (in)

h=tinggi bintang

l=panjang bintang yang berhubungan (in)

Akibat momen torsi akan terjadi gaya keliling pada diameter rata-rata sebesar :

Ft = (lb)

= Mt / rm

Sehingga gaya keliling tersebut akan menimbulkan tegangan geser dan tegangan tekan.

(a) Tegangan geser

(b) Tegangan tekan

2.5 PAKU KELING2.5.1 Macam Penggunaan Paku KelingSambungan paku keling dapat digunakan untuk beberapa macam keperluan yaitu :

1. sambungan kekuatan dalam kontruksi baja dan kontruksi logam ringan, kontruksi bertingkat, jembatan dan pesawat pengangkat.

2. sambungan kekuatan kedap dalam kontruksi ketel, yaitu ketel tangki dan pipa tekanan tinggi.

3. sambungan kedap untuk tangki, cerobong asap, pipa penurunan dan pipa aliran yang tidak bertekanan.

4. sambungan paku untuk pekat yaitu kontruksi kendaran dan pesawat udara.

2.5.2 Macam-macam Paku Keling

Paku keeling dibedakan sesuai dengan bentuknya, terdiri dari bebrapa macam bentuk, antara lain seperti yang dijtunjukkan pada tabel berikut ini :

2.5.3 Analisa Kekuatan Sambungan Paku KelingBila suatu gaya bekerja pada sambungan keeling dengan menggunakan beberapa paku keeling, maka :

Sehingga akibat gaya Fo tersebut, maka paku keling dan plat akan mengalami tegangan yang bisa mengalami kerusakan.

(a) Kegagalan akibat geser pada paku keling

(b) Kegagalan akibat dari gaya pada plat sepanjang paku keling

(c) Tegangan tekan akibat paku keling atau plat

(d) Tegangan geser pada dua bidang geser pada plat

2.6 PEGASPegas banyak dipakai untuk berbagai kontruksi mesin, yang harus memberikan gaya dan menyimpan energi agar bisa mengurangi getaran. Pegas merupakan elemen statis, dimana pegas tersebut dapat terdeformasi pada waktu pembebanan dengan menyimpan energi, bila beban dilepaskan pegas akan seperti sebelum dibebani.Pegas dapat berfungsi sebagai pelunak tumbukan atau kejutan seperti pada pegas kendaraan, sebagai penyimpan energi pada jam, untuk pengukur pada timbangan, sebagai pemegang atau penjepit, sebagai pembagi rata tekanan dll.

Pegas dapat digolongkan atas dasar jenis beban yang dapat diterimanya seperti berikut:

a. Pegas tekan atau kompresi

b. Pegas tarik

c. Pegas puntir

2.6.1 Fungsi Pegasa) Menyimpan energiPegas yang berfungsi utama untuk menyimpan energi, sebagai contoh penggerak dari jam, drum penggulung dan alat minum, sebagai pengaruh balik dari katub dan batang pengendali.b) Melunakkan Kejutan

Pegas yang berfungsi untuk melunakkan kejutan antara lain sebagai pegas roda, gandar dan pegas kejut pada kendaraan bermotor.c) Pendistribusian Gaya

Pegas yang berfungsi untuk mendistribusikan gaya, antara lain pada pembebanan roda pada kendaraan dan landasan mesin dan sebagainya.d) Elemen ayunPegas yang berfungsi untuk elemen ayun yaitu sebagai pagas pemberat dan penyekatan serta sebagai pembalik untuk menghentikan ayunan.2.6.2 Design Compression Spring Dengan Beban Statis

Defleksi yang terjadi ()

Dimana : L=panjang kawat pegas

R=jari-jari gulungan pegas

P=beban operasional

Jika jumlah gulungan aktif adalah Na, maka :

L = 2 R Na

=

EMBED Equation.3

Konstanta pegas (k)

P= k F = C x

K=

=

=

Untuk square dan ground and

Na= Nt 2

Untuk square and

Na=Nt1,5 Dimana : Na ; jumlah lilitan aktif

Nt ; jumlah lilitan total2.6.3 Compression Helical Spring

Defleksi solid ()

s=hfhs

Dimana : hf; tinggi bebas (sebelum dibebani)

Hs; tinggi solid (lilitan antara gulungan berhimpit)

Closhallowance (fc)

Untuk mengatasi beban lebih (over load) ukurannya berkisar 20 %

Rc=

Tegangan geser total yang terjadi ()

=

EMBED Equation.3

Untuk pegas helical terdapat factor koreksi kelengkungan yang besarnya :

c =

Dimana : d = diameter kawat pegas

R = jari-jari lingkaran koil

Sehingga tegangan geser total ()

=

EMBED Equation.3 Atau

=

EMBED Equation.3

Jumlah lilitan aktif Na

Na=

Untuk square and ground and

Nt = Na + 1,5

Tinggi solid (hs)

Hs = Nt . d

Untuk harga rc = 20 % , maka :

s= 1,2

Tinggi beban (hf)

Hf=hs+s

Jarak antara lilitan koil (p)

P=d+ BAB IIIPERENCANAAN DAN ANALISA3.1 Tahap PerencanaanTahap perencanaan dimulai dengan konsep-konsep yang baik,terencana dan sistematis seperti di bawah ini

3.2 Data PerencanaanSpesifikasi / Specification Mesin :

Merk

: Daihatsu Xenia Isi Silinder / Displacement: 989 cc

Model / Type

: Mi Tipe Mesin / Engine Type: EJ-VE DOHC VVT-i Daya Maxsimum

: 136/5600 ps/rpm

Torsi Maxsimum

: 9,2/3600 kgm/rpm

Transmisi / Transmission: Manual 5 Tingkat Kecepatan /

5 Speed Manual

Perbandingan Gigi / Gear Ratio:

Transmisi I (1st)

: 3.769

Transmisi II (2nd)

: 2.045

Transmisi III (3rd)

: 1.457

Transmisi IV (4th)

: 1,000

Tansmisi V (5th)

: 0.838

Transmisi Reverse

: 4,128

3.3Perencanaan Poros

Dari data didapatkan :

N = 136 Ps x = 133,95 Hp

N = 5.600

Akan direncanakan poros dari bahan besi tuang ASTM 20 dengan t 80.000 Psi = 56,3 Kg / mm2 dengan factor keamanan FK = 6 (beban dinamis)dari persamaan (3.2) didapatkan

Mt= 63.000 (lb in)

= 1506, 89 lb in x x mm

= 17361, 62 kg.mm

Mtd= V .Mt

= 1,5 . 17361,62 Kg.mm

= 26041.5 Kg.mm

Dimana V = factor beban lebih

Dari persamaan (3.5) didapatkan :

Ds

18.46 mm

Diameter yang direncanakan 20 m

Diameter tersebut diperoleh berdasarkan lubang poros sebesar

Hi = 1,75 mm

dsh = 20 + 2 (1,75) = 23,5 mm

Maka direncanakan dsh = 23,5 mm

3.4Perencanaan Pasak Bintang

Material yang digunakan untuk pasak bintang adalah Baja UNS G 10500 dengan nomor AISI 2330

- tegangan geser (s) = 137,24 kgf / mm2

- tegangan tarik (t) = 155,54 kgf / mm2

Dari data didapatkan

Mtd = 26042,5 kg.mm

Akan direncanakan pasak bintang lurus dengan

h= 0,05 . 20

= 1 mm

l = 10 mm

D1 = dsh = 23,5 mm

D0= d1 + (2 h)

= 23,5 + (2 . 1)

= 25,5 mm

Jari-jari rata-rata (rm)

Rm=

=

= 12,25 mm

Sehingga jumlah bintang yang didapat dari total (Nt) = 6 buah,

Gaya keliling yang terjadi (didapat dari persamaan 4.2)

Ft = = 2125,91 kgf

Gaya keliling dari tiap-tiap bintang (Ft)

Ft= ; n = jumlah bintang

= = 354,32 kgf

Akibat gaya Ft timbul tegangan pada pasak

Tegangan geser (s)

s = ; Fs = Ft

As = w . l

Lebar bintang (w) = 0,25 . D0

= 0,25 . 25,5

= 6,38 mm

s = = 55,5kgf / mm2

Maka didapat tegangan geser sebesar 55,5 kgf/ mm2 Tegangan kompresi (c)

= 1,5

= 1,5 . 55,5

= 8,33 kgf / mm2

s = ; Fc = Ft

Ac = h . l

= = 35,43 kgf / mm23.5Perencanaan Paku Keling

Material yang digunakan untuk paku keeling adalah :

ASTM 284 dengan tegangan tarik () = 70 kgf / mm2Akan direncamakan paku keeling pada plat kopling untuk menahan tegangan geser sebanyak 12 buah dengan gaya keliling = kgf = 427,63 kgf

Gaya yang bekerja (persamaan 5.1) adalah = 427,63 kgf

F0 = = 35,64 kg

= 0,82

= 0,82 . 70

= 57,4 kgf / mm2

Dari persamaan (5.2) didapat :D2

D 0,89 mm

Tebal plat yang akan direncanakan 1 mm

Dari persamaan (5.3) didapatkan

W d

W + 5,5

W 6,12 mm

Lebar bidang gesek (didapat pada persamaan 5.5) adalah

S +

0,31 + 2,75

3 mm

3.6Perencanaan Pegas

Direncanakan pegas pada plat kopling dengan jumlah 8 buah. Untuk menerima beban = 17361,62 kg

Fn = 100 rpm

Ssyp = 70.000 psi

G = 11,5 x 104 psi

Re = 20 %

N = 1,5

C = 3

Direncanakan pegas square and ground and

Tegangan geser total :

Syarat keamanan :

EMBED Equation.3

Jadi dari persamaan (6.8)

d

= 1,92 mm = 2 mm

Wn = 2 = ; m = ; g = 9800 mm/det2

= 2 = ; Fn dalam put / det = Fn / 60

K = x ; w = p =17361,62 kgf

= 109,6 = 194,16 kg / mm

Jumlah lilitan aktif (Na)

Na = ; r = . c . d

= .3 . 2

= 3

Na =

= = 7 lilitan

Jumlah lilitan total (Nt) dari persamaan (6.3)

Nt = 7 + 2 = 9 lilitan

Tinggi solid (hs) pada persamaan (6.10)

hs = 9 x 1.92 = 17,3 mm

defleksi solid (s) dari persamaan (6.10)

= 1,2 x

= 107,3 mm

Tinggi bebas (hf) dari persamaan (6.11)

Hf = 17,3 + 107,3

= 124,6 mm

Jarak antara lilitan koil (p) dari persamaan (6.12)

p = 1,92 +

= 17,24 mm

3.7 Perencanaan Bidang Gesek

3.7.1 Ukuran Bidang Gesek

Bidang gesek direncanakan dari bahan asbes (pressed asbestor) dengan :

Koefisien gesek (f) = 0,35

Tekanan yang diijinkan (p) = 0,05 kg / mm2 Temperature operasi (t) = 1500 2500 c

Jari-jari rata-rata (rm) dari persamaan (7.1) didapat :

Mtd =

rm3 =

rm3 =

rm3 =

rm =

rm = 65,75 mm

diameter rata-rata (dm)

dm = 2 x 65,75 = 131,5 mm

lebar bidang gesek (b)

b = 0,3 x 65,75

=19,7 mm

Jari-jari dalam bidang gesek (rin)

rin = rm (0,5 . b)

= 65,75 (0,5 . 19,7)

= 55,9 mm

Diameter dalam (din)

din = 2 x rin

= 2 x 55,9

= 111,8 mm

Jari-jari luar bidang gesek (rout)

Rout = rin +

= 65,8 mm

Dimeter luar bidang gesek (dout)

dout = 2x rout

= 2 x 65,8

= 131,5 mm

Luas bidang gesek (Sfr)

Sfr = 3,14 (65,82 55,92)

= 3783,17 mm

Tekanan yang diterima dari uap plat (p) dari persamaan 7.3

P =

= 0,35 kg / mm23.7.2 Perhitungan Temperatur Bidang Gesek

Kecepatan bidang gesek dari persamaan (7.9) adalah

Vk =

= 38538,27 mm / det

Koefisien pendinginan dari persamaan (7.9)

= 11 + (2,5 x 38538,27)

= 96356,7 mm / det

Beban friction akibat gesekan dari persamaan (7.6)

Afr = x 5600 x26042,43 x 5

= 38,16 x106 kg.mm / det2

Akibat kehilangan daya akibat gasekan dari persamaan (7.7)

Nr = x 60

= 8480,2 kg.mm/det

Temperature yang terjadi

Tu =

=

= 73,5 0C

3.7.3 Tebal Bidang Gesek

Volume bidang gesek (V) dari persamaan (7.4)

V = a.Sfr .z

Dimana AV = 0,0597 kg/mm2 Ld = 8 jam/harimaka kopling bekerja dalam setahun adalah selama 2928 jam

Dari persamaan (7.5) didapat

A =

=

= 27,6 mm

Karena terdapat dua bidang gesek maka

A2 =

=

= 13,8 mm

BAB IVKESIMPULAN Pada perencanaan kopling plat tunggal dengan pegas diafragma pada kendaraan bermotor DAIHATSU XENIA didapat beberapa hal yang sekiranya dapat membantu agar memperoleh nilai efisiensi dan ekonomis pada elemen kopling mobil tersebut.

Dari perencanaan yang telah dilakukan didapatkan nilai perencanaan dari elemen-elemen pada kopling yang meliputi perencanaan pada poros, pasak, pegas, paku keling dan kopling plat tunggal.

Nilai-nilai dari perencanaan pada elemen-elemen tersebut antara lain :

1. Poros

Diameter poros dengan daya 80 kW adalah lebih besar dari 34mm, sedang kan nilai ds untuk menerima beban yang berulang adalah 42-45 mm. Bahan poros adalah baja karbon difnis dingin S 35C-D.

2. Pasak

Ukuran pasak yang diambil adalah 10 x 8, dengan panjangpasak 30 mm.Bahan dari pasak adalah baja karbon difnis dingin S 35C-D.

3. Paku Keling

Material yang digunakan adalah besi tuang abu-abu ASTM A284 GD, direncanakan 10 paku keling.

4. Pegas

Bahan yang dipakai adalah baja pegas Sup 4 dengan d = 7 (mm), n = 5,5, = 9,7 (mm), Hc = 49 (mm)

5. Kopling Plat Tunggal

Bahan yang digunakan untuk plat gesek adalah paduan tembaga sinter, umur penggantian dari plat gesek adalah 1,5 (tahun).

Dengan perencanaan tersebut diharapkan dapat menjadikan nilai ekonomis dan efisien pada kendaraan bermotor.

DAFTAR PUSTAKA1. Sularso, penerbit Suga Kiyokatsu edisi ke II, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, Pradnya Paramitha, 2002.

2. Zainun Achmad,penerbit zainun achmad Elemen Mesin I edisi ke II, Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya, 2002.

3. Daihatsu.co.id/produk/xenia/price-list#

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

Mengenal apa yang akan direncanakan

Menentukan spesifikasi dan syarat yang di butuhkan

Studi kelayakan terhadap rencana

Kreatifitas akan desain yang akan dibuat dan mampu mengelompokkan serta menyusun

Perhitungan detail dari kontruksi

Pelaksanaan contoh produksi dari rencana dan pengadaan testing

Perencanaan untuk tahap produksi lanjutan

Hasil akhir

PAGE 4Fakultas Teknik

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya

_1190066318.unknown

_1194511529.unknown

_1194695838.unknown

_1231971198.unknown

_1231971400.unknown

_1232094565.unknown

_1232095024.unknown

_1232095258.unknown

_1232095318.unknown

_1232095183.unknown

_1232094652.unknown

_1231971430.unknown

_1231971467.unknown

_1232004249.unknown

_1231971451.unknown

_1231971415.unknown

_1231971319.unknown

_1231971364.unknown

_1231971384.unknown

_1231971336.unknown

_1231971236.unknown

_1231971253.unknown

_1231971216.unknown

_1231961028.unknown

_1231967230.unknown

_1231967904.unknown

_1231967663.unknown

_1231964271.unknown

_1231965965.unknown

_1231966995.unknown

_1231965599.unknown

_1231961127.unknown

_1231960710.unknown

_1231960777.unknown

_1231686603.unknown

_1231960654.unknown

_1194511537.unknown

_1194511541.unknown

_1194511563.unknown

_1194511565.unknown

_1194511544.unknown

_1194511539.unknown

_1194511540.unknown

_1194511538.unknown

_1194511533.unknown

_1194511535.unknown

_1194511536.unknown

_1194511534.unknown

_1194511531.unknown

_1194511532.unknown

_1194511530.unknown

_1190068106.unknown

_1194511510.unknown

_1194511525.unknown

_1194511527.unknown

_1194511528.unknown

_1194511526.unknown

_1194511521.unknown

_1194511523.unknown

_1194511524.unknown

_1194511522.unknown

_1194511512.unknown

_1194511519.unknown

_1194511520.unknown

_1194511516.unknown

_1194511518.unknown

_1194511511.unknown

_1190138996.unknown

_1190408298.unknown

_1190409078.unknown

_1190410132.unknown

_1190410316.unknown

_1190984256.unknown

_1194505494.unknown

_1194511509.unknown

_1190984918.unknown

_1190410332.unknown

_1190410180.unknown

_1190409240.unknown

_1190410010.unknown

_1190409176.unknown

_1190408796.unknown

_1190409004.unknown

_1190408630.unknown

_1190139703.unknown

_1190140466.unknown

_1190140780.unknown

_1190139851.unknown

_1190139528.unknown

_1190139600.unknown

_1190139408.unknown

_1190068888.unknown

_1190138170.unknown

_1190138705.unknown

_1190138746.unknown

_1190138642.unknown

_1190137974.unknown

_1190138077.unknown

_1190069036.unknown

_1190069123.unknown

_1190069006.unknown

_1190068619.unknown

_1190068762.unknown

_1190068809.unknown

_1190068653.unknown

_1190068349.unknown

_1190068506.unknown

_1190068590.unknown

_1190068115.unknown

_1190068184.unknown

_1190068018.unknown

_1190068027.unknown

_1190068062.unknown

_1190067388.unknown

_1190067460.unknown

_1190068006.unknown

_1190067043.unknown

_1190067068.unknown

_1190067374.unknown

_1190066449.unknown

_1190063263.unknown

_1190064787.unknown

_1190065233.unknown

_1190065968.unknown

_1190065987.unknown

_1190065858.unknown

_1190064905.unknown

_1190065084.unknown

_1190064876.unknown

_1190063982.unknown

_1190064567.unknown

_1190064624.unknown

_1190064226.unknown

_1190063664.unknown

_1190063747.unknown

_1190063523.unknown

_1190060749.unknown

_1190061765.unknown

_1190063161.unknown

_1190062045.unknown

_1190062473.unknown

_1190061062.unknown

_1190061627.unknown

_1190060952.unknown

_1190026145.unknown

_1190026883.unknown

_1190060618.unknown

_1190026835.unknown

_1189978626.unknown

_1189979127.unknown

_1189981392.unknown

_1190026079.unknown

_1189980592.unknown

_1189978695.unknown

_1189966774.unknown