Download - perhitungan
![Page 1: perhitungan](https://reader036.vdokumen.com/reader036/viewer/2022071714/577c7fdb1a28abe054a65f0f/html5/thumbnails/1.jpg)
3.2 Perhitungan untuk pulley dan belt .
3.1 . 1 Untuk pulley dab belt input.
Flat belt Pulley Input
210ͦͦ
Di ketahui : - wrap angle : 210∘- koefisinsi gesek flat belt f = 0,8- kecepatan linier pada flat belt 6 m/s- lebar flat belt b=127 mm- Daya yang di transmisikan p : 8 kw- 1 rad/s = 9,5 Rpm- 1 π rad = 180° nnn2 =60 rpm
Penyelesaian - P = 8 kw - Fc = 1,2- Pd = 1,2 . 8 kw = 9,6 kw = 96000 w
Kecepatan putaran pulley input ( w1 ) dg ( gr = 6 )
= 6 x 6,31 rad / s = 37,86 rad/s = 359,67 rad/s = 360 Rpm
Torsi pulley input
P = T1 . W1 T1 = pp P1W 1 =
96000W37,86
=569,43 nm
diameter pulley input ( D1 )
V1 = W1 . r1
D1 ¿2V 1W 1
=2×6 M
S37,86
= 0,31 m = 12,2 inchi
17
![Page 2: perhitungan](https://reader036.vdokumen.com/reader036/viewer/2022071714/577c7fdb1a28abe054a65f0f/html5/thumbnails/2.jpg)
Berdasarkan tabel polymide A5 maka diameter 13,5 in- Tebal = 0,25 in = 6,35 x 10 – 3 m- Tegangan yang di ijinkan persatuan unit lebar Fa = 275 lb/in = 48179,13 N/m- Lebar b = 127 mm = 0,127 m- Berat spesifik = 0,039 lb/in3 = 10582,3 N/m3
- W = y . b . t = 10582,3 x 0,127 x 6,35 x 10-3 = 8,53 Nm
3 . 2 . 2 PENENTUAN GAYA GAYA PULLEY INPUT
- Fi = tFθ+1DFθ−1
=¿ 569,430.8 .1,17+10,310,8 .1,17−1
= 380,39−0,66 = - 576,3 N
- Ft = TD=
380,390,31 = 1227,06 N
- Fc = 8,53N /m2
9,81m /s2 x ( 6 m/s )2
= 31,30 N
Maka : F1 = Fi + Fc + Ft = (-576,3 N) + 31,30 + 1227,06 N= 628,06 N
F2 = Fi + Fc – Ft = (- 576,3) + 31,30 – 1227,06 = - 1227,06 N
Maka : ∑ Fx = Fi cos 1 + F2 cos 1
= 682,06 cos 1 – 1772,06 cos 1 = - 1089,83 N
∑ Fy = - Fi sin 1 + F2 sin 1
= - 628,06 sin 1 – 1772,06 sin 1 = - 42,83 N
Fr = √¿¿ = √ (−1089,83 )❑2+(−42,83)❑2
= 290,67 N
18
![Page 3: perhitungan](https://reader036.vdokumen.com/reader036/viewer/2022071714/577c7fdb1a28abe054a65f0f/html5/thumbnails/3.jpg)
Cp = 0,72
Tegangan yang di ijinkan :
( Fi , a ) = b . Fa . Cp . Cv
= 0,127 m . 48179,13 N/m . 0,72 . 1
= 4405,5 N
Maka : Sf = F 1aFi =
4405,5N628,06N = 6,4 ( Baik karena Sf ¿1)
3.3.3 Perhitungan pulley dan belt out put
Pulley Output
180ͦͦ
Conveyor-belt
Diketehui :
- Wrap anggel ∅ = 180°- Koefisien gesek conveyor belt F = 0,8- Kecepatan angguler W2 = 60 Rpm- Daya P = 8 kw- Kecepatan pulley input W1 = 360 Rpm
Penyelesain ;
- Asumsi V2 = 0,6 m/s
- Diameter pulley output
V2 = W2 . r2
D2 = 2 v 2w2= 2 0,66,3 = 0,19 m = 7,5 in
Torsi pulley out put =
T2 = 34,206,3
19
![Page 4: perhitungan](https://reader036.vdokumen.com/reader036/viewer/2022071714/577c7fdb1a28abe054a65f0f/html5/thumbnails/4.jpg)
= 542,85 N/m
3.3.4 Perhitungan gaya gaya pulley uot put
- Fi = T F .θ+1DF .θ−1
= 542,85❑(0,8 )(1)+10,190,8 .1−1
= 155,07−0,735 = - 210,97 N
- Ft = T 2D2=
542,850,19 = 2857,10 N
- Fc = WgV 22 =
8,53N /m2
9,81m /s2 x ( 0,6 m/s )2
= 0,31 N Maka :
F1 = Fi + Fc + Ft = - 210,97 + 0,31 + 2857,10 = 2646,44 N
F2 = Fi + Fc – Ft = - 210,97 + 0,31 – 2857,10 = - 3067,7 N
Maka : ∑ Fx = Fi cos 8 + F2 cos 8
= 2646,4 cos 8 – 3067,7 cos 8 = 417,19 N
∑ Fy = - Fi sin 8 + F2 sin 8
= - 2646,4 sin 8 – 3068,01 sin 8 = -795,29 N
Fr = √¿¿ = √ (−417,19 )❑2+(−795,29)❑2
= 898,07 N
Cp = 0,72
Tegangan yang di ijinkan :
( Fi , a ) = b . Fa . Cp . Cv
= 0,127 m . 48179,13 N/m . 0,72 . 1
= 4405,5 N
Maka : Sf = F 1aFi =
4405,5 N2646,44 N = 1,6 ( Baik karena Sf ¿1 )
20
![Page 5: perhitungan](https://reader036.vdokumen.com/reader036/viewer/2022071714/577c7fdb1a28abe054a65f0f/html5/thumbnails/5.jpg)
3.4 Perancangan gear box
Gear
Pinion
Diketahui:
- Gear box mempuyai 1 tingkat reduksi ( pinion dan gear )- Matrial pinion dan gear : Baja kontruksi AISI 4140- Umlur pakai gear box destimasikan 10 th- Matrial flat belt : polimide dengan lebar 127 mm = 1,1 in- Koefisien gesek flat belt 0,8- Kecepatan anguler pully uot put W2 = 60 rpm- Kecepatan anguler pulley in put W1 = 360 rpm- Daya yang di transmisikan P= 8 kw = 11 hp
3.5.1 Penyelesaian
P = 11 hp
Fc = 1,2
Pd = 1,2 . 11 = 13,2 hp
W2 = 60 rpm
21
![Page 6: perhitungan](https://reader036.vdokumen.com/reader036/viewer/2022071714/577c7fdb1a28abe054a65f0f/html5/thumbnails/6.jpg)
W1 = 360 rpm
Perancanaan angka transmisi
i =n1n2 =
36060 = 6
perencanaan pasangan roda gigi
rv = n2n1=
N+ pN+g
= 60360
=16
Jadi 30 pinion
180 gear
Dari diagram modul m = 4 , αo=20° Diameter lingkaran jarak bagi
- Do1 = 30 . 4 =120 mm- Do2 = 180 . 4= 720 mm
Jarak sumbu poros αo = ( 120 + 720 )/2 = 480 mm Misalkan Ck = 0,25 x 4 = 1 mm Ca : 0
Maka
- Dk1 = ( 30 + 2) x 4 = 128 mm- Df2 = ( 180 + 2 ) x 4 = 728 mm
Diameter kaki : ( df1 ) = (30 – 2 ) x 4 – 2 x 1 = 110 mm
Df2 = (180 – 2 )x 4 – 2 x 1,25 = 710 mm
Kedalaman pemotongan ( H ) = 2 X 4 + 1 = 9 mm Penentuan sudut tekan (θ)
Faktor lewis- Pinion 30 : yp = 0,358- Gear 180 : yg = 0,459 + ( 0,471 – 0,459 )(20/30 ) = 0,471
Bahan goda gigi - AISI 4140 : So = 65000 psi , Bhn =475
Diameter pitch line
Dengan mengansumsikan nilai P = 5 gigi kasar
- Gigi kasar 12 ¿ P 10
22
![Page 7: perhitungan](https://reader036.vdokumen.com/reader036/viewer/2022071714/577c7fdb1a28abe054a65f0f/html5/thumbnails/7.jpg)
P = Ntp d =
Ntp
- Dg = Nt gear
p = 1805 = 36 in = 0.9 m
- Dp = Npinion
p = 305
=¿6 in = 0,1 m
Kecepatan pitch line ( Vp )
- Vp = π d n12
- Vp gaer = 3,14 .6 .180
12 = 282,6 Ft/min
- Vp pinion = 3,14 .36 .30
12 = 282,6 Ft/min
Menghitung torsi ( T )
- Hp = Tn63000
T = hp .63000
n = 13,2.63000
11 = 75,600 lb/in
Gaya gaya yang bekerja
- Gaya tangensial
Ft = Hp .33000
Vp = 13,2.33000282,6 = 1541,40 lb/in
- Gaya dinamik
Fd = 600+Vp600 . Ft
Untuk ≤ Vp ≤2000 Ft/mm = 600+Vp600
. Ft
= 600+282,6600 . 1541,40 ib
23
![Page 8: perhitungan](https://reader036.vdokumen.com/reader036/viewer/2022071714/577c7fdb1a28abe054a65f0f/html5/thumbnails/8.jpg)
= 2267,39 lb Dari persamaan beban keausan dapat di hitung
- Fw = dp . b . q . kAsumsikan Fw = Fd.θ = 25° k = 453
Q dapat di hitung : Q = 2dg
dg+dp = 2.3636+6 =
7242 = 1,71
Sehingga : b = Fd
dp .Q.k = 2267,396.1,71.453
= 292,7 in
= 7,4 m Ketebalan roda gigi harus memenuhi persyaratan
gp ¿ b ¿
13p =
95 ¿ 292,7 ¿
135
= 1,8 ¿ 292,7 ¿ 2,6 ( maka perencanaan aman )
Perhitungan gaya bending
Fb = s . b . θp
- Fb pinion = 65000.292,7 .0,358
5 = 1362,2 lb
- Fb gear = 65000 .292,7 .0,471
5 = 1792,20 lb
Maka untuk perencanaan aman : Fb ≥ FdFb pinion ≥Fd Fb gear ≥ Fd136,2 ≥ 2267,39 1792,20 ≥ 2267,39
( maka perencanaan aman )
3.4.2 Pengujian dengan metode AGMA
Sad = Sat .KtKT .KR
24
![Page 9: perhitungan](https://reader036.vdokumen.com/reader036/viewer/2022071714/577c7fdb1a28abe054a65f0f/html5/thumbnails/9.jpg)
Dimana :
- Sad = Tegangan ijin maksimal perencanaan ( psi )- Sat = Tegangan ijin matrial AISI 4140 : 42000- KL = Faktor umur
= 1,7 untuk umur 86400 jam / 15 th- KT = Faktor temperatur - T ° F = Temperatur tertinggi dari minyak pelumas 160° F
KT = 460+T ° K620 =
460+160620 = 1
- KR = Faktor keamanan = 1,00 engan golongan cocok dari 100 buah
Dari persamaan di atas dapat di masukkan
Sad = Sat . klkt . KR
= 42000 .1,71 .1 = 71400 Psi
Dari persamaan :- T = Tegangan yang terjadi pada kaki gigi- FT = Beban yang di transmisikan : 6305,73 lb- Ko = Faktor koreksi beban lebih
= 1,25 untuk kekeuatan yang tetap dengan beban yang berubah ubah- Ks = Faktor koreksi ukuran
= I unuk perncanaan roda gigi lurus- B = lebar roda gigi = 292,7 inchi ; 7,4 m- J =Fakror bentuk geometri
= 1 dari jumlah gigi pinion 30 dg sudut θ 25°
Maka : τ t= Ft .Ko . p . Ks .Km
KV .b . j
= 6305,73 .1,25 .5 .1.1,3
1 .292,7 .1
= 175,04 Psi
Syarat perencanaan aman : Sad ¿ τt
Sad ¿ τt
71400 ¿ 175,04
( maka perencanaan aman )
25
![Page 10: perhitungan](https://reader036.vdokumen.com/reader036/viewer/2022071714/577c7fdb1a28abe054a65f0f/html5/thumbnails/10.jpg)
3.5 PERHITUNGAN POROS
3.5.1 Perhitungan poros input
Diket :
- Matrial poros input AISI 4340 τB= 105 kg/mm2
- Perancangan poros berdasarkan kriteria kegagalan fatique ASME- Kecepatan angular pada pulley out put n2 = 60 rpm- Kecepatan angular pada pulley input n2 = 360 rpm
Penyelesaian
Sesuai dari standar ASME batas kelelahan puntir adalaah 18 %ini faktor keamanan di amuil
sebessar 10,18 = 5,6 .
Harga 5,6 di ambil untuk bahan Sf dengan kekuatan yang di jamin dan 6,0 untuk bahan s –c dengan pengaruh masa dan baja paduan . Faktor ini di nyatakan dengan Sf1
Perhitungan nya :
P = 8 kw
Fc = 1,2
Pd = 1,2 . 8= 9,6 kw
N2 = 60 rpm
N1 = 360rpm
Momen punter rencana T
T = 9,74 x 105 pdn1
=9,74 x 105 8360
= 43289 kg/mm
Bahan AISI 4340, ԎB = 105 KG/mm Sf1 =6,4 sf2 = 1,6 Tegangan geser yang diijankan (Ԏa)
Ԏa = Ԏa
(sf 1x sf 2)
105
(6,4 x 1,6) = 26,25 kg/mm
Faktor koreksi untuk momen puntir ; kt = 1,5
26
![Page 11: perhitungan](https://reader036.vdokumen.com/reader036/viewer/2022071714/577c7fdb1a28abe054a65f0f/html5/thumbnails/11.jpg)
Faktor lenturan : cb =2,0
Diameter poros ; ds =[ 5'Ta ×kf ×Cb .T ]13
= [51×1,5×2,0×43289 ]13
26,25
= 20,9 mm
Ds = 2,1 mm
PERENCANAAN PASAK
Untuk perencanaan pasak anggaplah diameter ;ds = 30 mm2
Diameter bantalan = 35,5
Maka ; jari jari filet : (30−28)
2 = 1,0 mm
Alur pasak : 7 x 4 x 0,4
Konsentrasi tegangan dari dari poros bertangga adalah
1,028 =0,034
3020
=1.07 β = 1,37
Konsentrasi tegangan dari poros denganalur pasak
0,420
=0,014 α = 2,8 α>β
Dari persamaan
T2¿5,1×43289
(28)3=10,0kg /mm
Untuk perencaan aman
Ta. sf 2.α
>t . Cb . Kt
Maka Ta. sf 2.α
= 26,25.1,62,8
=15kg/mm
T . Cb . Kt = 10,0 x 2,0 x 1,5 = 30 kg/mm
27
![Page 12: perhitungan](https://reader036.vdokumen.com/reader036/viewer/2022071714/577c7fdb1a28abe054a65f0f/html5/thumbnails/12.jpg)
Maka perencanaan aman
3.5.2 PERENCANAAN POROS OUT PUT
Diketahui :
- Material poros outpu AISI4340- Perencannan poros berdasarkan kriteria kegagalan fatique ASME - Daya yang ditransmisikan = 8 kw- Kecepatan angular pada pulley output n2 =60 rpm
Perhitunganya - P = 8 kw- N2 = 60 rpm - Faktor koreksi : fc = 1,0- Daya rencana ; pd = fc x p
= 1,0 x 8 =8 kw
Momen puntir . rencana (T)
T = 9,74 x 10 5 pdn2
= 9,74 x 105 860
= 129,86 kg/mm
Bahan AISI4340 Ԏb = 105 KG/MM SF1=6,4 SF2= 1,6 Tegangan geser yang diijankan
Ԏ = Ԏb
(sf 1 x sf 2)
= 105
(6,4 x 1,6) = 26,25 kg/mm
Faktor koreksi untuk momen puntir Kt = 1,5 Faktor lenturan ; Cb = 2,0
Diameter poros . ds =[51Ta ×kf ×Cb .T ]13
=[ 5126,25
×1,5×2,0 X 129,86]13
= 25,22mm ds ≈26mm Perencanaan pasak
- Untuk perencanaan pasak anggaplah diameter (ds1) = 31,5 mm- Diameter bantalan = 30 mm
28
![Page 13: perhitungan](https://reader036.vdokumen.com/reader036/viewer/2022071714/577c7fdb1a28abe054a65f0f/html5/thumbnails/13.jpg)
Maka jari jari filet (30−31,5 )
2 = 1,75
Alur pasak 10 x 4,5 x 0,6
Konsentrasi tegangan dari poros bertangga adalah
1,7531,5
=0,055 3031,5
=0,95 β=1,30
Konsentrasi tegangan dari poros dengan alur pasak 0,631,5 = 0,01 α= 2,7→α>β
Dari persamaan
T= 5,1 xT(ds)3
=¿ 5,1x129,8631,5 = 21,02 kg/mm
Untuk perencanaan aman adalah :
Ԏa. sf 2
α>t .Cb .Kt
Maka Ԏ. Sf 2α
=26,25 x1,62,7
=15,5 kg /mm
t.Cb.Kt =21,02 x 2,0 x1,0 = 42,04 kg/mm
( maka dapat perencanaan aman )
29