bab lima perencanaan.doc

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

(MA = 0

Ft.60 BH.55=0

10.08 x 60 = BH.55

BH = 10,996 lb

(FH = 0

Ft - BH - AH = 0

10,08 10,996 - AH = 0

AH = - 0,916 lb (arah berlawanan) BH = 10,996 lb

AH = 0,916 lb Ft = 10,08 lb

Load diagram

10,996 lb

10,08 lb

0,916 lb

Diagram shear

Momen bending

Mb = Ft x (b-c)

= 10,08 lb x 5 cm = 50,4 lb cm

50,4 lb cm

Diagram Momen

Pada bidang vertikal

Reaksi tumpuan

(MA = 0

( Fr +W) . 60 Bv .55 = 0

(3,67 +27,23). 60 = Bv.55

Bv = 33,71 lb

(Fv = 0

Fr + W Bv Av = 0

(3,67 + 27,23 ) 33,71 = Av 30,9 lb

Av = -2,81 lb (arah berlawanan)

Av = 2,81 lb

Bv = 33,71 lb

Load Diagram

33,71 lb 30,9 lb

2,81 lb

Diagram shear

Momen bending

Mb = ( Fr +W) x (b-c)

= 30,9 lb x 5 cm = 154,5 lb cm

154,5 lb cm

Diagram momen

Dari diagram momen arah horisontal dan vertikal didapat momen terbesar di B, sehingga momen total:

Mb =

=

Mb = 162,51 lb cm = 63,98 lb in

Torsi (T) =

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 ( 0,0388 in3

D ( 0,34 in

Jadi diameter minimal poros = 0,34 in

Kita rencanakan diameter poros = 1 in

Menentukan 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 =

=

= 35,46 lb

untuk menentukan diameter bearing digunakan persamaan :

Db 0,066 in

Kami rencanakan diameter poros untuk bantalan Db = 0,75 in

Perencanaan Poros IV

Ft2 Fr2

AH BH

Fr1 Av Bv

W1

W2

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:

Ft2 = 10,08 lb

Fr2 = Ft2 tg 200 = 10,08 tg 200 = 3,67 lb

W2 = 7,91 kg = 17,43 lb

Untuk pulley:

W1 = 10,62 kg = 23,4 lb

Fr1 = 9,228 kg = 20,33 lb

Pada bidang horisontal

( MA = 0

Ft2 x 60 - Fr1 sin 45 x 6 BH.55 = 0

10,08 x 60 (20,33 sin 45) x 6 = BH x 55

BH = 9,43 lb

(FH = 0

Ft2 + Fr1 sin 45 BH - AH = 0

10,08 + 20,33 sin 45 9,43 - AH = 0

AH = 15,02 lb

AH = 15,02 lb

BH = 9,43 lb

Ft = 10,08 lb

Fr = 14,375 lb

Load Diagram

9,43 lb

15,02 lb 10,08 lb

14,375 lb

Diagram shear

Momen bending

Ma = Fr1 x (a-1)

= 14,375 lb x 6 cm = 86,25 lb cm

Mb = Ft2 x (b-2)

= 10,08 lb x 5 cm = 50,4 lb cm

50,4 lb cm

86,25 lb cm

Diagram momen

Pada bidang vertikal

Reaksi tumpuan

(MA = 0

(Fr2 + W2) x 60 - (Fr1 cos 7 + W1) x 6 Bv.55 = 0

(17,43+ 3,67) x 60 - (20,33 cos 45 +23,4) x 6 = Bv .55

1266 lb 226,653 lb = Bv.55

Bv = 18,9 lb

(Fv = 0

(W2 + Fr2 ) + (W1 + Fr1cos 45) Bv Av = 0

21.1 + (23,4 + 20,33 cos 45) 18,9 = Av

Av = 39,975 lb

Av = 39,975 lb Bv = 18,9 lb

21,1 lb

37,78 lb

Load Diagram

18,9 lb

39,975 lb 21,1 lb

37,78 lb

Diagram shear

Momen bending :

Mb = (W2 + Fr2 ) x (b-2)

= 21,1 lb x 5 cm =105,5 lb cm

Ma = (W1 + Fr1cos 45) x (a-2)

= 37,78 lb x 6 cm = 226,68 lb cm

105,5 lb cm

226,68 lb cm

Diagram momen

Dari diagram momen arah horisontal dan vertikal didapat momen terbesar di A, sehingga momen total:

MA =

=

MA = 242,53 lb cm = 95,49 lb in

Torsi (T) = 20,16 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 ( 0,047 in3

D ( 0,362 in

Jadi diameter minimal poros = 0,362 in

Kita 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 =

=

= 42,7 lb

untuk menentukan diameter bearing digunakan persamaan :

Db 0,072 in

Kami rencanakan diameter poros untuk bantalan Db = 0,75 in

PAGE 76Laporan Perencanaan Elemen Mesin

Mesin Perontok Padi dan sekaligus Proses Pembersihannya

_1113656056.unknown

_1113727487.unknown

_1113728467.unknown

_1113729285.unknown

_1113730824.unknown

_1113731092.unknown

_1113731332.unknown

_1113731412.unknown

_1113731073.unknown

_1113729364.unknown

_1113730802.unknown

_1113729348.unknown

_1113728822.unknown

_1113729249.unknown

_1113728700.unknown

_1113727839.unknown

_1113727797.unknown

_1113727826.unknown

_1113726909.unknown

_1113727235.unknown

_1113727466.unknown

_1113726933.unknown

_1113727157.unknown

_1113724123.unknown

_1113724733.unknown

_1113724014.unknown

_1113653857.unknown

_1113655652.unknown

_1113655812.unknown

_1113655557.unknown

_1038043708.unknown

_1113484579.unknown

_1038043846.unknown

_1038043629.unknown

_1037713389.unknown