22 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1Perhitungan Perancangan Poros Putaran mesin diperoleh dari data spesifikasi kendaraan Toyota kijang 5K yaitu sebesar 8500 rpm dan daya yang dihasilkan sebesar 8,45 kW. Poros yangdikenakanbebanpuntirdanbebanlentursekaligus,makapada permukaanporosakanterjaditegangangeserkarenamomenpuntirdan teganganlenturkarenamomenlengkung,makadayarencanaporosdapat ditentukan denan rumus: Sulaiso Dimana Pd= daya rencana (kW) fc= faktor koreksi P= daya nominal motor penggerak (kW) Jikamomenpuntir(disebutjugamomenrencana)adalahT (kg.mm) maka:

15110 74 , 910260 / 2 1000 /nPx Tsehinggan TPdd!!T (Sularso, 1994: 7) 23 BilamomenrencanaT(kg.mm)dibebankanpadasuatudiameter poros d (mm), maka tegangan geser (kg.mm2) yang terjadi adalah: 3 31 , 516 / dTdT! !TX Karena terdapat beban pada poros, maka diperoleh: (+)F C A B (-) a b 40 60 MA = 0 MB = 0 Harga-harga momen lentur horizontal dan vertical (Sularso, 1994: 7) 24 Momen lentur gabungan: Meskipundalamperkiraansementaraditetapkanbahwabeban hanyaterdiriatasmomenpuntirsaja,perluditinjaupulaapakahada kemungkinanpemakaiandenganbebanlenturdimasamendatang.Jika memangdiperkirakanakanterjadipemakaiandenganbebanlenturmaka dapatdipertimbangkanpemakaianfaktorCbyangharganyaantara1,2-2,3.(jikatidakdiperkirakanakanterjadipembebananlenturmakaCb diambil = 1,0). Dari persamaan diatas diperoleh rumus untuk menghitung diameter poros: Sulaiso Tabel4.1 Bajakarbonuntukkonstruksimesindanbajabatangyangdifinis dingin untuk poros. Standar dan Macam Lambang Perlakuan Panas Kekuatan Tarik (kg/mm2) Keterangan Baja karbon kons-truksi mesin (JIS G 4501) S30C S35C S40C S45C S50C S55C Penormalan Penormalan Penormalan Penormalan Penormalan Penormalan 48 52 55 58 62 66 Batang baja yang difinis dingin S35C-D S45C-D S55C-D - - - 53 60 72 Ditarikdingin, digerinda, dibubut,atau gabunganantara hal-hal tersebut. (Sumber: Sularso, 1994: 8) 25 Tabel 4.2 Faktor keamanan Nilai koreksiKeterangan Sf1 5,6 6,0 Dipakai untuk bahan SF Dipakai untuk bahan SC Sf21,3 3,0Mengantisipasi pengaruh pasak (Sularso, 1994: 8) ana tegangan lentui yang nkan Tabel 4.3Faktor koreksi untuk momen puntir (Kt) danpembebanan lentur (Km) Nilai koreksiKeterangan Kt 0,1 1,0 1,0 1,5 1,5 3,0 Jika bahan yang dikenakan lentur,Jika terjadi kejutan dan tumbukan sedang Jika terjadi kejutan dan tumbukan besar Km 1,0 1,2 2,3 Tidak ada beban lentur Ada beban lentur maka: 26 Konsentrasitegangandialurpasakadalahlebihbesardaripada tangga poros. Dapat dilihat dari tabel berikut ini: Tabel 4.4 Ukuran-ukuran utama (Sumber: Sularso, 1994: 10) Didapat: ai ai let Dilihat pada gambar 2.5 faktor konsentrasi tegangan . Sulaiso 27 Gambar. 4.1 Faktor konsentrasi tegangan Faktor konsentrasi = 0,005 diperoleh = 2,8 Maka tegangan geser yang diperoleh: Sulaiso Jikadibandingkandengan dengan adalah berarti sesuaidenganlandasan teorimaka poros dengan diameter 19mmdapat digunakandengan aman. Perhitungan defleksi puntiran Sulaiso 28 Dimana G untuk baja = 8,3 x 103 kg/mm2

Untukporosyangdipasangpadamesin,padaumumnyadalam kondisi normal dan besarnya lebih kecil dari defleksi puntiran yang diizinkan berkisar 0,250-0,30

aka Karena (0,0230 < 0,250)maka poros aman digunakan,maka dipilih diameter poros ds = 19 mm. Tabel 4.5 Diameter poros (Sumber, Sularso, 1994: 9) 29 4.2Bantalan Padaperencanaanmesininidigunakanbantalangelindingyang memakaibantalanpeluru(bola)baristunggal,yaitusuatubantalanpeluru yang terdiri dari dua buah cincin jalan (cincin dalam dan cincin luar), terdapat diantaranya peluru dan sangkarnya. Bahanbantalanadalahumumnyacincindanelemengelindingdibuat daribajakarbon tinggi.Bajabantalaninidapatmemberikanefek stabilpada perlakuan panas dan memberikan umur panjang serta keausan singkat. Padaperancanganinidigunakanbantalangelindingdengandata-data sebagai berikut (spesifikasi ini dapat dilihat pada, tabel berikut ini)Tabel 4.6 Data spesifikasi bantalan (Sumber: Sularso, 1994: 143) 30 Dikarenakandalamtabeltidakadahargauntukdiameter19,maka penulis mengambil d = 20 mm. -Nomor bantalan : 6004 -Diameter lubang (d) : 20 mm -Diameter luar (D) : 42 mm -Lebar bantalan (B) : 12 mm -Radius ( r ) : 1 -Kapasitas nominal dinamis spesifik (c) : 735 -Kapasitas nominal statis spesifik : 465 yBeban ekivalen dinamis Sulaiso Gayaradialyangtimbuladalahgayayangterbesaryaitugayaakibat beratpuliyaitutotalsebesar=25(kg).Sedangkanuntukgaya aksialyangtimbulakibatpembebanandianggaptidakada.Faktor yang mempengaruhi perhitungan beban ekivalen dinamis dapat dilihat pada tabel Faktor-faktor V,X,Y dan Xo,Yo. (Sumber: Sularso, 1994: 135) Dari tabel didapat : V = 1X = 1 Y = 0 Xo = 0,6 Yo = 0,5 31 Maka: yFaktor kecepatan bantalan (Sularso, 1994: 136) yFaktor Umur (Sularso, 1994: 136) yUmur bantalan (Sularso, 1994: 136) 4.3Puli dan Sabuk Data yang diperoleh dari spesifikasi toyota kijang 5K yaitu: -Daya = 8,45 (kW) -Putaran mesin = 8500 (rpm) Untukmengurangikesalahandalamperancanganmakaditemukan faktorkoreksifcdimanadalammenentukanfaktorkoreksiiniharus diperhatikanjamkerjaataupemakaianmesintersebutdalamsehariyang dapat dilihat pada table 4.1 di bawah ini. 32 Tabel 4.5 Faktor koreksi (Sumber: Sularso, 1994: 165) Padaperancanganinidiambiljamkerja8-10jamdenganvariasi bebansedang,makafaktorkoreksiyangdiambiladalahfc=1,4.Daridata tersebut maka dapat dihitung daya rencana sebagai berikut : Sulaiso y Momen punter rencana, Pada poros penggerak = 8500 rpm Sulaiso 33 Pada poros yang digerakan = 1400 (rpm) yTegangan geser yang terjadi Bahan poros yang digunkan adalah S40C dengan kekuatan tarik 55 kg/mm2 . Tabel 4.2 Baja karbon untuk kontruksi mesin dan baja batangyang ditarik dingin untuk poros Standar dan macamLambang Perlakuan panas Kekuatan tarik(kg/mm2) Keterangan Baja karbon konstruksi mesin (JIS G 4501) S30C S35C S40C S45C S50C S55C Penormalan 48 52 55 58 62 66 Batang baja yang difinis dingin S35C-D S45C-D S55C-D - - - 53 60 72 Ditarik dingin, digerinda, dibubut, atau gabungan antara hal-hal tersebut (Sumber: Sularso,1994: 3) = faktor kelelahan = 6 untuk bahan S-C = faktor konsentrasi tegangan = 3 Maka: Sulaiso 34 yDiameter poros rencana Sulaiso Tabel 4.3Faktor koreksi untuk momen puntir (Kt) danpembebanan lentur (Cb) Nilai koreksiKeterangan Kt 0,1 1,0 1,0 1,5 1,5 3,0 Jika bahan yang dikenakan lentur,Jika terjadi kejutan dan tumbukan sedang Jika terjadi kejutan dan tumbukan besar Cb 1,0 1,2 2,3 Tidak ada beban lentur Ada beban lentur (Sumber; Sularso,194: 8) Kt = faktor koreksi = 1,5 Cb = faktor lenturan = 2,0 Hasil perencanaan poros sesuai dengan diameter poros. 35 yPerbandingan reduksi ( i ) Sulaiso Pemilihan penampang sabuk-V Dengan daya rencana 8,45 (kW), putaran poros penggerak 8500 (rpm) didapatkan penampang sabuk-V adalah tipe A (dapat dilihat pada gambar 4.1 di bawah ini) Gambar 4.2 Diagram pemilihan sabuk-V (Sumber: Sularso, 1994: 164) Ukuran penampang sabuk dapat dilihat pada gambar 4.2 dibawah ini. Gambar.4.3 Ukuran penampang sabuk-V (Sumber: Sularso, 1994: 164) 36 yDiameter lingkaran jarak bagi puli Untuk penampang sabuk tipe A, diameter minimum puli kecil yang dianjurkan dapat dilihat pada tabel 4.4 dibawah ini. Tabel. 4.4 Diameter minimum puli yang diizinkan dan dianjurkan (mm) PenampangABCDE Diameter minimum yangDiizinkan 65115175300450 Diameter minimum yang dianjurkan 95145225350550 (Sularso, 1994: 169) yDiameter lingkaran jarak bagi puli penggerak (dp) dp = 95 yDiameter lingkaran jarak bagi puli yang digerakan yDiameter luar puli Diameter luar puli penggerak 37 Dimana harga K yaitu : Tabel ukuran puli-V 4.5 berikut ini: (Sumber: Sularso, 1994: 166) yDiameter luar puli yang digerakan yKecepatan linier sabuk V Sulaiso Sesuai dengan landasan teori bahwa v harus < 30 m/s. 38 yPanjang keliling sabuk V (L) Jarak sumbu poros yaitu harus 1,5 sampai 2 kali diameter puli yang digerakan, jadi: Maka panjang keliling sabuk adalah: Sulaiso 39 Tabel 4.6 Panjang sabuk V standar (Sumber: Sularso, 1994: 168) DalamperdaganganterdapatberbagaipanjangsabukVdari tabel4.6didapatnomornominalsabukyangdigunakanyaituNo.133 dengan panjang 3378. 40 yJarak sumbu poros Jarak sumbu poros yang sebenarnya adalah: Sulaiso ana Sulaiso Maka: y Daerah penyetelan jarak sumbu poros Dari table 4.7 daerah penyetelan jarak sumbu poros, maka didapat untuk sabuk-V tipe A dengan L = 3378 mm, adalah: Tabel 4.7 Daerah penyetelan jarak sumbu poros (Sumber: Sularso, 1994: 174) Kesebelah dalam dari letak standar Ci = 20 mm Kesebelahan luar dari letak standar Ct = 75 mm 41 yMenentukan sudut kontak puli Sulaiso Untukdapatmemeliharateganganyangcukupdansesuaipadasabuk, jarakporospuliharusdapatdistelkedalammaupunkeluar.daerah penyetelanuntukmasing-masingpenampangsabukdiberikandalam tabel 4.8 faktor koreksi. Tabel 4.8 faktor koreksi

(Sumber: Sularso, 1994: 174) 42 yLuas penampang sabuk tipe A tan Untuk mencari a menggunakan perbandingan: Jadi: yMencari luas trapezium 43 Berat sabuk untuk tipe sabuk A gaya tegang sabuk sebagai fungsi massa dan kecepatan sabuk dinyatakan dengan rumus: Tabel 4.9 Dimensi standar sabuk V Type of belt Horse power range Minimum pitch diameter of pulley (D) mm Top width (b) mm Thickness (t) mm Weight per meter length in kg A B C D E 1-5 3-20 10-100 30-200 40-500 75 125 200 355 500 13 17 22 32 38 8 11 14 19 23 0,106 0,189 0,343 0,596 - (Sumber: R.S Khurmi, 1982: 680) ana sabuk R S Khui F gaya tegang sentiugal kg W beiat sabukkg

anang g giatas

et v keceatan lnei

et 44 yGaya tegangan maksimum yang diizinkan: R S Khui Dimana: = 21 kg/mm2 (tegangan tarik yang diijinkan dari bahan sabuk) Tegangan pada tight side : R S Khui Dimana: = 0,3 (koefisien gesek karet dengan logam) sn sn log yGaya yang bekerja pada puli (Fp) R S Khui 45 Gambar 4.4 Mesin APVV Keterangan: 1.Poros yang dipasang puli 2.Bantalan 3.Rotor 4.Kipas/ sudu 5.Stator 6.Lubang keluar udara 7.Lubang masuk udara 1 2 3 4 5 6 7 46 in out Gambar 4.5 Stator dan rotor Gambar 4.6 Rumah bantalan Seal karet