BAB Lima PERENCANAAN.doc

Embed Size (px)

DESCRIPTION

perencangan elemen mesin

TRANSCRIPT

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 = ...

Documents