BAB Lima PERENCANAAN.doc

Download BAB Lima  PERENCANAAN.doc

Post on 04-Jan-2016

137 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

perencangan elemen mesin

TRANSCRIPT

<p>BAB V</p> <p> INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER</p> <p>BAB V</p> <p>PERENCANAAN POROS</p> <p>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. </p> <p>Pada perencanaan mesin perontok padi ini , menggunakan 4 buah poros. Maka langkah-langkah perhitungannya sebagai berikut:</p> <p>5.1 Perencanaan Poros I</p> <p>Pada poros I terdapat 1 buah roda gigi dan mendukung beban dari perontok padi.</p> <p>Untuk roda gigi:</p> <p>( = sudut kontak roda gigi = 200 full depth</p> <p>w1= 17,8 kg = 39,216 lb </p> <p>Fr = 25,2 lb tg 200 = 9,172 lb</p> <p>Untuk perontok padi: </p> <p>Ftp (gaya tekan) = 115,57 N</p> <p> = 25,98 lb</p> <p>Berat perontok:</p> <p>Bahan AISI 304 Steel = 7900 kg/m3</p> <p>Wp1 = x v x g </p> <p> = </p> <p> = 684 ,76 N</p> <p> = 153,94 lb </p> <p> AvBvFt Fr</p> <p> AH BH C 55 cm 5 cm w1 Pada bidang horizontal</p> <p>Reaksi tumpuan</p> <p>(MA = 0</p> <p>Ft.60 - BH.55 + Ftp .27,5 = 0</p> <p>25,2 .60 + 25,98 .27,5 = BH .55</p> <p>BH= 40,48 lb</p> <p> ( FH = 0</p> <p>Ft1 + Ftp- AH- BH=0</p> <p>25,2 + 25,98 AH 40,48 = 0</p> <p>AH =10,7 lb</p> <p> Ftp = 25,98 lb</p> <p>AH = 10,7 lb </p> <p> Ft1 = 25,2 lb</p> <p> BH = 40,48 lb </p> <p> Load diagram</p> <p>25,2 lb</p> <p> 10,7 lb</p> <p> 25,98 lb40,48 lb</p> <p> Diagram shear</p> <p>Momen Bending</p> <p>Mp = AH x (a-b) </p> <p> = 10,7 lb x 27,5 cm</p> <p> = 294,25 lb cm</p> <p>Mb = Ft1 x (b-c)</p> <p> = 25,2 lb x 5 cm</p> <p> = 126 lb cm</p> <p>294,25 lb cm</p> <p> 126 lb cm</p> <p> Diagram Momen</p> <p> Pada bidang Vertikal</p> <p>Reaksi tumpuan</p> <p>( MA = 0</p> <p>( Fr1 + w1 ) . 60 Bv.55 +Wp.27,5 =0</p> <p>(9,172 + 39,216) . 60 Bv.55 + 153,94 . 27,5 = 0</p> <p>Bv = 129,76 lb</p> <p> ( Fv = 0</p> <p>(Fr1 +w1) - Av Bv + Wp = 0</p> <p>(9,172 + 39,216) Av 129,76 +153,94 = 0</p> <p>Av = 72,568 lb</p> <p> Wp = 153,94 lb</p> <p> AV = 72,528 lb</p> <p> Fr = 48,388 lb</p> <p> BV =129,76 lb</p> <p> Load diagram</p> <p> 72,528 lb48,388 lb</p> <p> 153,94 lb129,76 lb</p> <p> Diagram shear</p> <p>Momen Bending:</p> <p>Mp = Av x (a-b)</p> <p> = 72,568 lb x 27,5 cm </p> <p> =1995,62 lb cm</p> <p>Mb = (Fr + w1) x b-c</p> <p> = 48,388 lb x 5cm1995,62 lb cm</p> <p> = 241,94 lb cm</p> <p> 241,94 lb cm</p> <p> Diagram momenDari diagram momen arah horizontal dan vertikal didapat momen terbesar di tengah perontok, sehingga momen total:</p> <p>Mp = </p> <p> = </p> <p> = 2010,23 lb cm = 791,43 lb in</p> <p>Torsi = </p> <p>Sehingga tegangan maksimum untuk poros pejal :</p> <p>(max = </p> <p> = </p> <p>D3 ( </p> <p>Dimana : SSyp = 0,5 Syp</p> <p> = tegangan geser yang diijinkan dari bahan (psi)</p> <p> N = faktor keamanan = 2</p> <p>Dari table A-2 machine design direncanakan poros type 1010 HR dengan data sebagai berikut :; Syp = 42000 psi </p> <p> Ssyp = 0,5 Syp = 0,5 x 42000 = 21000 psi</p> <p>Sehingga: D3 ( </p> <p>D3 ( 0,386 in3</p> <p>D ( 0,73 in </p> <p>Jadi diameter minimal poros = 0,73 in </p> <p>Kami rencanakan diameter poros = 1 in</p> <p>Menetukan diameter poros pada bantalan :</p> <p>Karena gaya pada bearing B lebih besar daripada di bearing A, maka diambil titik di B untuk mendapatkan diameter bearing</p> <p>FB =</p> <p> =</p> <p> = 135,93 lb</p> <p>untuk menentukan diameter bearing digunakan persamaan :</p> <p>Db 0,128 in</p> <p>Kami rencanakan diameter poros untuk bantalan Db = 0,75 in</p> <p>Perencanaan Poros II </p> <p>Ft2 Fr2 AH BH</p> <p> Fr1 AvBVW2</p> <p> W1 </p> <p>6 cm 55 cm 5 cm</p> <p>Poros II terdapat 1 buah pulley, 1 buah roda gigi, dan sudut kontak antara pulley penggerak dan yang digerakkan dibentuk adalah 450Untuk roda gigi:</p> <p>Ft2 =25,2 lb</p> <p>Fr2 = Ft2 tg 200 = 25,2 tg 200 = 9,172 lb</p> <p>W2 = 4,44 kg = 9,782 lb</p> <p>Untuk pulley:</p> <p>W1 = 38,16 kg = 84,07 lb</p> <p>Fr1 = 9,176 kg = 20,2 lb</p> <p> Pada bidang horisontal:</p> <p>Reaksi tumpuan( MA = 0 </p> <p>Ft2 .60 - Fr1 sin 45 x 6 - BH.55 = 0</p> <p>25,2 x 60 - (20,2 sin 45 x 6) =BH . 55 </p> <p>BH = 25,93 lb</p> <p> ( FH = 0 </p> <p>Ft2 + Fr1 sin 45 BH - AH = 0</p> <p>25,2 + 14,284 25,93-AH=0</p> <p>AH = 13,853 lb</p> <p> BH = 25,93 lb </p> <p>AH = 13,853 lb </p> <p> Fr1 = 14,284 lb </p> <p> Ft2 = 25,2 lb</p> <p>Load diagram</p> <p> 25,93 lb25,2 lb</p> <p>14,284 lb13,853 lb</p> <p> Diagram shear</p> <p>Momen bending :</p> <p>Ma = Fr1 x (a-1)</p> <p> =14,284 lb x 6 cm = 85,704 lb cm</p> <p>Mb = Ft2 x (b-2)</p> <p> = 25,2 lb x 5 cm = 126 lb cm</p> <p> 85,704 lb cm 126 lb cm</p> <p>Diagram momen Pada bidang vertikal</p> <p>Reaksi tumpuan(MA = 0 </p> <p>(W2 +Fr2 ) x 60 - (W1 + Fr1 cos 45) x 6 Bv.55 = 0</p> <p>(9,782 + 25,2 ) x 60 - ( 84,07 + 20,2 cos 45) . 6 = Bv .55</p> <p>2098,92 590,12 =Bv . 55</p> <p>Bv = 27,43 lb</p> <p> (Fv = 0</p> <p>(Fr2 +W2) + (W1 + Fr1 cos 45) Bv-Av = 0(9,782 + 25,2) + (84,07 + 20,2 cos 45) 27,43 = Av</p> <p>Av = 105,9 lb</p> <p>AV = 105,9 lb</p> <p> BV = 27,43 lb</p> <p> 34,98 lb </p> <p> 98,35 lb Load diagram</p> <p> 27,43 lb34,98 lb</p> <p> 98,35 lb 105,9 lb Diagram shearMomen bending :</p> <p>Mb = (Fr2 +W2) x (b-2)</p> <p> = 34,982 lb x 5 cm = 174,91 lb cm</p> <p>Ma = ( W1 + Fr1 cos 45 ) x (a-1)</p> <p> = 98,35 lb x 6 cm = 590,1 lb cm</p> <p> 174,91 lb cm</p> <p> 590,1 lb cm </p> <p> Diagram Momen</p> <p>Dari diagram momen arah horisontal dan vertikal didapat momen terbesar di A, sehingga momen total:</p> <p>Ma = </p> <p> = </p> <p>Ma = 596,29 lb cm = 234,76 lb in</p> <p>Torsi(T) = 37,8 lb in</p> <p>Dari table A-2 machine design direncanakan poros type 1010 HR dengan data sebagai berikut :; Syp = 42000 psi </p> <p> Ssyp = 0,5 Syp = 0,5 x 42000 = 21000 psi</p> <p>Sehingga: D3 (</p> <p>D3 ( </p> <p> D3 ( 0,115 in3</p> <p> D ( 0,486 in </p> <p>Jadi diameter minimal poros = 0,486 in </p> <p>Kami rencanakan diameter poros = 1 in</p> <p>Menentukan diameter poros pada bantalan :</p> <p>Karena gaya pada bearing A lebih besar daripada di bearing B, maka diambil titik di A untuk mendapatkan diameter bearing</p> <p>FA =</p> <p> =</p> <p> = 106,8 lb </p> <p>untuk menentukan diameter bearing digunakan persamaan :</p> <p>Db 0,114 in</p> <p>Kami rencanakan diameter poros untuk bantalan Db = 0,75 in</p> <p>Perencanaan Poros III</p> <p>Pada poros III terdapat 1 buah roda gigi</p> <p>Dari data ( = sudut kontak roda gigi , ( = 200 full depth</p> <p>Ft = 10,08 lb </p> <p>Fr = Ft tg 200 = 10,08 tg 200 = 3,67 lb</p> <p>w1= 12,36 kg = 27,23 lb </p> <p> Ft Fr</p> <p> Av Bv</p> <p> C C</p> <p> AH BH </p> <p>55 cm5cmW1 Pada bidang horisontal</p> <p>Reaksi tumpuan</p> <p>(MA = 0 </p> <p>Ft.60 BH.55=0</p> <p>10.08 x 60 = BH.55</p> <p>BH = 10,996 lb</p> <p> (FH = 0 </p> <p>Ft - BH - AH = 0</p> <p>10,08 10,996 - AH = 0 </p> <p>AH = - 0,916 lb (arah berlawanan) BH = 10,996 lb</p> <p> AH = 0,916 lb Ft = 10,08 lb</p> <p> Load diagram</p> <p> 10,996 lb</p> <p> 10,08 lb</p> <p> 0,916 lb</p> <p> Diagram shear</p> <p>Momen bending</p> <p>Mb = Ft x (b-c)</p> <p> = 10,08 lb x 5 cm = 50,4 lb cm</p> <p>50,4 lb cm</p> <p> Diagram Momen</p> <p> Pada bidang vertikal</p> <p>Reaksi tumpuan</p> <p>(MA = 0 </p> <p>( Fr +W) . 60 Bv .55 = 0</p> <p>(3,67 +27,23). 60 = Bv.55</p> <p>Bv = 33,71 lb</p> <p> (Fv = 0 </p> <p>Fr + W Bv Av = 0</p> <p>(3,67 + 27,23 ) 33,71 = Av 30,9 lb</p> <p>Av = -2,81 lb (arah berlawanan) </p> <p> Av = 2,81 lb</p> <p> Bv = 33,71 lb</p> <p> Load Diagram</p> <p> 33,71 lb 30,9 lb</p> <p> 2,81 lb</p> <p>Diagram shear</p> <p>Momen bending</p> <p>Mb = ( Fr +W) x (b-c)</p> <p> = 30,9 lb x 5 cm = 154,5 lb cm</p> <p>154,5 lb cm</p> <p> Diagram momen</p> <p>Dari diagram momen arah horisontal dan vertikal didapat momen terbesar di B, sehingga momen total:</p> <p>Mb =</p> <p> = </p> <p>Mb = 162,51 lb cm = 63,98 lb in</p> <p>Torsi (T) = </p> <p>Dari table A-2 machine design direncanakan poros type 1010 HR dengan data sebagai berikut :; Syp = 42000 psi </p> <p> Ssyp = 0,5 Syp = 0,5 x 42000 = 21000 psi</p> <p>Sehingga:</p> <p>D3 ( </p> <p>D3 ( </p> <p> D3 ( 0,0388 in3</p> <p> D ( 0,34 in </p> <p>Jadi diameter minimal poros = 0,34 in</p> <p>Kita rencanakan diameter poros = 1 in</p> <p>Menentukan diameter poros pada bantalan :</p> <p>Karena gaya pada bearing B lebih besar daripada di bearing A, maka diambil titik di B untuk mendapatkan diameter bearing</p> <p>FB =</p> <p> =</p> <p> = 35,46 lb </p> <p>untuk menentukan diameter bearing digunakan persamaan :</p> <p>Db 0,066 in</p> <p>Kami rencanakan diameter poros untuk bantalan Db = 0,75 in</p> <p>Perencanaan Poros IV</p> <p> Ft2 Fr2</p> <p> AH BH</p> <p> Fr1 Av Bv</p> <p>W1</p> <p> W2</p> <p> 6 cm 55 cm 5 cm Poros IV terdapat 1 buah pulley, 1 buah roda gigi, dan sudut kontak antara pulley penggerak dan yang digerakkan dibentuk adalah 450Untuk roda gigi:</p> <p>Ft2 = 10,08 lb</p> <p>Fr2 = Ft2 tg 200 = 10,08 tg 200 = 3,67 lb</p> <p>W2 = 7,91 kg = 17,43 lb</p> <p>Untuk pulley:</p> <p>W1 = 10,62 kg = 23,4 lb</p> <p>Fr1 = 9,228 kg = 20,33 lb</p> <p> Pada bidang horisontal</p> <p>( MA = 0 </p> <p>Ft2 x 60 - Fr1 sin 45 x 6 BH.55 = 0</p> <p>10,08 x 60 (20,33 sin 45) x 6 = BH x 55</p> <p>BH = 9,43 lb</p> <p> (FH = 0 </p> <p>Ft2 + Fr1 sin 45 BH - AH = 0</p> <p>10,08 + 20,33 sin 45 9,43 - AH = 0</p> <p>AH = 15,02 lb</p> <p> AH = 15,02 lb</p> <p> BH = 9,43 lb</p> <p> Ft = 10,08 lb</p> <p> Fr = 14,375 lb</p> <p>Load Diagram</p> <p> 9,43 lb</p> <p> 15,02 lb 10,08 lb</p> <p> 14,375 lb</p> <p>Diagram shear</p> <p>Momen bending</p> <p>Ma = Fr1 x (a-1)</p> <p> = 14,375 lb x 6 cm = 86,25 lb cm</p> <p>Mb = Ft2 x (b-2)</p> <p> = 10,08 lb x 5 cm = 50,4 lb cm</p> <p>50,4 lb cm</p> <p> 86,25 lb cm</p> <p> Diagram momen </p> <p> Pada bidang vertikal</p> <p>Reaksi tumpuan</p> <p>(MA = 0 </p> <p>(Fr2 + W2) x 60 - (Fr1 cos 7 + W1) x 6 Bv.55 = 0</p> <p>(17,43+ 3,67) x 60 - (20,33 cos 45 +23,4) x 6 = Bv .55</p> <p>1266 lb 226,653 lb = Bv.55</p> <p>Bv = 18,9 lb </p> <p> (Fv = 0 </p> <p>(W2 + Fr2 ) + (W1 + Fr1cos 45) Bv Av = 0</p> <p>21.1 + (23,4 + 20,33 cos 45) 18,9 = Av</p> <p>Av = 39,975 lb </p> <p> Av = 39,975 lb Bv = 18,9 lb</p> <p> 21,1 lb</p> <p> 37,78 lb </p> <p>Load Diagram</p> <p> 18,9 lb</p> <p> 39,975 lb 21,1 lb</p> <p> 37,78 lb</p> <p> Diagram shear</p> <p>Momen bending :</p> <p>Mb = (W2 + Fr2 ) x (b-2)</p> <p> = 21,1 lb x 5 cm =105,5 lb cm</p> <p>Ma = (W1 + Fr1cos 45) x (a-2)</p> <p> = 37,78 lb x 6 cm = 226,68 lb cm</p> <p> 105,5 lb cm</p> <p> 226,68 lb cm</p> <p> Diagram momen</p> <p>Dari diagram momen arah horisontal dan vertikal didapat momen terbesar di A, sehingga momen total:</p> <p> MA = </p>...