bab lima
Post on 04-Jan-2016
147 views
Embed Size (px)
DESCRIPTION
perencangan elemen mesinTRANSCRIPT
BAB V
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
BAB V
PERENCANAAN POROS
Poros (shaft) adalah suatu bagian stationare yang berputar, dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi, pulley, bantalan , sproket, engkol dan elemen elemen pemindah daya lainnya.
Pada perencanaan mesin perontok padi ini , menggunakan 4 buah poros. Maka langkah-langkah perhitungannya sebagai berikut:
5.1 Perencanaan Poros I
Pada poros I terdapat 1 buah roda gigi dan mendukung beban dari perontok padi.
Untuk roda gigi:
( = sudut kontak roda gigi = 200 full depth
w1= 17,8 kg = 39,216 lb
Fr = 25,2 lb tg 200 = 9,172 lb
Untuk perontok padi:
Ftp (gaya tekan) = 115,57 N
= 25,98 lb
Berat perontok:
Bahan AISI 304 Steel = 7900 kg/m3
Wp1 = x v x g
=
= 684 ,76 N
= 153,94 lb
AvBvFt Fr
AH BH C 55 cm 5 cm w1 Pada bidang horizontal
Reaksi tumpuan
(MA = 0
Ft.60 - BH.55 + Ftp .27,5 = 0
25,2 .60 + 25,98 .27,5 = BH .55
BH= 40,48 lb
( FH = 0
Ft1 + Ftp- AH- BH=0
25,2 + 25,98 AH 40,48 = 0
AH =10,7 lb
Ftp = 25,98 lb
AH = 10,7 lb
Ft1 = 25,2 lb
BH = 40,48 lb
Load diagram
25,2 lb
10,7 lb
25,98 lb40,48 lb
Diagram shear
Momen Bending
Mp = AH x (a-b)
= 10,7 lb x 27,5 cm
= 294,25 lb cm
Mb = Ft1 x (b-c)
= 25,2 lb x 5 cm
= 126 lb cm
294,25 lb cm
126 lb cm
Diagram Momen
Pada bidang Vertikal
Reaksi tumpuan
( MA = 0
( Fr1 + w1 ) . 60 Bv.55 +Wp.27,5 =0
(9,172 + 39,216) . 60 Bv.55 + 153,94 . 27,5 = 0
Bv = 129,76 lb
( Fv = 0
(Fr1 +w1) - Av Bv + Wp = 0
(9,172 + 39,216) Av 129,76 +153,94 = 0
Av = 72,568 lb
Wp = 153,94 lb
AV = 72,528 lb
Fr = 48,388 lb
BV =129,76 lb
Load diagram
72,528 lb48,388 lb
153,94 lb129,76 lb
Diagram shear
Momen Bending:
Mp = Av x (a-b)
= 72,568 lb x 27,5 cm
=1995,62 lb cm
Mb = (Fr + w1) x b-c
= 48,388 lb x 5cm1995,62 lb cm
= 241,94 lb cm
241,94 lb cm
Diagram momenDari diagram momen arah horizontal dan vertikal didapat momen terbesar di tengah perontok, sehingga momen total:
Mp =
=
= 2010,23 lb cm = 791,43 lb in
Torsi =
Sehingga tegangan maksimum untuk poros pejal :
(max =
=
D3 (
Dimana : SSyp = 0,5 Syp
= tegangan geser yang diijinkan dari bahan (psi)
N = faktor keamanan = 2
Dari table A-2 machine design direncanakan poros type 1010 HR dengan data sebagai berikut :; Syp = 42000 psi
Ssyp = 0,5 Syp = 0,5 x 42000 = 21000 psi
Sehingga: D3 (
D3 ( 0,386 in3
D ( 0,73 in
Jadi diameter minimal poros = 0,73 in
Kami rencanakan diameter poros = 1 in
Menetukan diameter poros pada bantalan :
Karena gaya pada bearing B lebih besar daripada di bearing A, maka diambil titik di B untuk mendapatkan diameter bearing
FB =
=
= 135,93 lb
untuk menentukan diameter bearing digunakan persamaan :
Db 0,128 in
Kami rencanakan diameter poros untuk bantalan Db = 0,75 in
Perencanaan Poros II
Ft2 Fr2 AH BH
Fr1 AvBVW2
W1
6 cm 55 cm 5 cm
Poros II terdapat 1 buah pulley, 1 buah roda gigi, dan sudut kontak antara pulley penggerak dan yang digerakkan dibentuk adalah 450Untuk roda gigi:
Ft2 =25,2 lb
Fr2 = Ft2 tg 200 = 25,2 tg 200 = 9,172 lb
W2 = 4,44 kg = 9,782 lb
Untuk pulley:
W1 = 38,16 kg = 84,07 lb
Fr1 = 9,176 kg = 20,2 lb
Pada bidang horisontal:
Reaksi tumpuan( MA = 0
Ft2 .60 - Fr1 sin 45 x 6 - BH.55 = 0
25,2 x 60 - (20,2 sin 45 x 6) =BH . 55
BH = 25,93 lb
( FH = 0
Ft2 + Fr1 sin 45 BH - AH = 0
25,2 + 14,284 25,93-AH=0
AH = 13,853 lb
BH = 25,93 lb
AH = 13,853 lb
Fr1 = 14,284 lb
Ft2 = 25,2 lb
Load diagram
25,93 lb25,2 lb
14,284 lb13,853 lb
Diagram shear
Momen bending :
Ma = Fr1 x (a-1)
=14,284 lb x 6 cm = 85,704 lb cm
Mb = Ft2 x (b-2)
= 25,2 lb x 5 cm = 126 lb cm
85,704 lb cm 126 lb cm
Diagram momen Pada bidang vertikal
Reaksi tumpuan(MA = 0
(W2 +Fr2 ) x 60 - (W1 + Fr1 cos 45) x 6 Bv.55 = 0
(9,782 + 25,2 ) x 60 - ( 84,07 + 20,2 cos 45) . 6 = Bv .55
2098,92 590,12 =Bv . 55
Bv = 27,43 lb
(Fv = 0
(Fr2 +W2) + (W1 + Fr1 cos 45) Bv-Av = 0(9,782 + 25,2) + (84,07 + 20,2 cos 45) 27,43 = Av
Av = 105,9 lb
AV = 105,9 lb
BV = 27,43 lb
34,98 lb
98,35 lb Load diagram
27,43 lb34,98 lb
98,35 lb 105,9 lb Diagram shearMomen bending :
Mb = (Fr2 +W2) x (b-2)
= 34,982 lb x 5 cm = 174,91 lb cm
Ma = ( W1 + Fr1 cos 45 ) x (a-1)
= 98,35 lb x 6 cm = 590,1 lb cm
174,91 lb cm
590,1 lb cm
Diagram Momen
Dari diagram momen arah horisontal dan vertikal didapat momen terbesar di A, sehingga momen total:
Ma =
=
Ma = 596,29 lb cm = 234,76 lb in
Torsi(T) = 37,8 lb in
Dari table A-2 machine design direncanakan poros type 1010 HR dengan data sebagai berikut :; Syp = 42000 psi
Ssyp = 0,5 Syp = 0,5 x 42000 = 21000 psi
Sehingga: D3 (
D3 (
D3 ( 0,115 in3
D ( 0,486 in
Jadi diameter minimal poros = 0,486 in
Kami rencanakan diameter poros = 1 in
Menentukan diameter poros pada bantalan :
Karena gaya pada bearing A lebih besar daripada di bearing B, maka diambil titik di A untuk mendapatkan diameter bearing
FA =
=
= 106,8 lb
untuk menentukan diameter bearing digunakan persamaan :
Db 0,114 in
Kami rencanakan diameter poros untuk bantalan Db = 0,75 in
Perencanaan Poros III
Pada poros III terdapat 1 buah roda gigi
Dari data ( = sudut kontak roda gigi , ( = 200 full depth
Ft = 10,08 lb
Fr = Ft tg 200 = 10,08 tg 200 = 3,67 lb
w1= 12,36 kg = 27,23 lb
Ft Fr
Av Bv
C C
AH BH
55 cm5cmW1 Pada bidang horisontal
Reaksi tumpuan