Download - Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
1/38
TUGAS RANCANG RODA
GIGI TURBIN ANGIN
Nama Anggota : Ramadhan (080401058)
Parulian Siahaan (080401066)Franciscus Manuel S
(080401071)Alexander NPS (080401075)
Sony Arapen S (080401080)Efinde Beni (090401048)
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
2/38
Pendahuluan
Salah satu sistem transmisi adalah rodagigi yang secara umum digunakanuntuk memindahakan atau meneruskan
daya dan putaran poros. Dengan adanya roda gigi dapat
dinaikkan atau diturunkan jumlah
putaran poros pada keluaran denganjalan mengatur rasio roda gigi.
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
3/38
Batasan MasalahPerhitungan daya yang dihasilkan turbin
Daya turbin angin diperoleh dengan menggunakan
rumus sebagai berikut :P = .Cp.A.U3
Dimana:- = Kerapatan udara (kg/m3) = 1,225 kg/m3
- Cp = Overall power coefisient ( 0.25 0,45)- A = Luas daerah yang di bentuk oleh kincir(m2) = 7,065 m2
- D = Diameter kincir (m) = 3 m- U = Kecepatan rata-rata udara di Medan (m/s)= 3 m/sMaka diperoleh:
P = 1,225 x 0,45 x 7,065 x 33
P = 52 kW
Daya (N) : 52 kW
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
4/38
Tinjauan Pustaka
Roda gigi merupakan roda yang berbentuksilinder atau kerucut yang memiliki gerigi dibagian keliling dari silinder tersebut.
Transmisi roda gigi memiliki keunggulantersendiri dibandingkan dengan sabuk danrantai karena lebih ringkas, putaran lebihtinggi dan tepat serta dapatmentransmisikan daya yang lebih besar.
Kekurangannya adalah apabila kita inginmentransmisikan poros yang satu denganporos yang lain dengan jarak yang agak
jauh, maka tidak mungkin menggunakan
roda gigi.
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
5/38
Klasifikasi Roda Gigi
Berdasarkan posisi poros, roda gigi dibagimenjadi tiga bagian :
Roda gigi poros sejajar : memiliki poros
input dan output yang terletak secarasejajar.
Roda gigi poros berpotongan : memilikiporos input dengan poros output
terletak secara tegak lurus.
Roda gigi poros bersilangan : memilikiporos input bersilangan dengan poros
output.
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
6/38
Berdasarkan kecepatannya :
Roda gigi kecepatan rendah (0,5-10m/s)
Roda gigi kecepatan sedang (5-20m/s)
Roda gigi kecepatan tinggi (20 50m/s)
Berdasarkan letak roda gigi :
Roda gigi dalam (internal gear) :gigiterletak pada bagian dalam darilingkaran jarak bagi.
Roda gigi luar (external gear) : gigi
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
7/38
Berdasarkan alur maupun jalur gigi :
Roda gigi lurus (spur gear) Roda gigi miring (helical gear)
Roda gigi kerucut (bevel gear)
Roda gigi cacing (worm gear)
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
8/38
Fungsi Roda Gigi
Sebagai pemindah gerak Untuk gerakan roda gigi searah maka
diberikan roda gigi perantara diantarakeduanya.
Untuk gerakan roda gigi yangberlawanan arah tidak diperlukan rodagigi perantara.
Pengatur kecepatan gerak Untuk mempercepat putaran digunakan
jumlah gigi yang lebih kecil daripadaporos output dibandingan poros input. Untuk memperlambat putaran makanjumlah gigi pada poros output lebihbesar daripada jumlah gigi pada poros
input.
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
9/38
Roda Gigi Lurus
Merupakan roda gigi yang palingsederhana dan tipe paling umum dariroda gigi.
Keuntungan roda gigi lurus : Dapat digunakan untuk menaikkan
maupun menurunkan daya yang
besar Dapat digunakan pada putaran yang
tinggi sehingga reduksi lebih jarangterjadi
Kemun kinan ter adin a sli san at
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
10/38
Kerugian roda gigi lurus :
Tidak dapat digunakan untukmentransmisikan daya apabila letak poros
input dan poros output cukup besar.
Lebih cepat terjadinya aus.
Dapat menimbulkan sedikit suara ketika
bekerja. Memiliki ketidakteraturan dalam
pemindahan gerak.
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
11/38
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
12/38
Lingkaran puncak, adalah lingkaran yangmelalui puncak roda gigi. Diameter
lingkaran puncak ini dinyatakan dengan Dk. Lingkaran alas, adalah lingkaran pada alas
roda gigi. Diameter dari lingkaran inidinyatakan dengan Dv.
Lingkaran jarak, dua roda yang kerja samadinamakan lingkaran- lingkaran khayalyangbersinggungan dengan kecepatankeliling yang sama. Diameter lingkaran
jarak dinyatakan dengan huruf D. Garissumbu melalui titik-titik tengah dari rodadisebut juga pusat lingkaran.
Jumlah gigi dari suatu roda gigi dinyatakandengan huruf z, jumlah putaran tiap-tiapmenit dengan n.
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
13/38
Angka transmisi i adalah perbandingan jumlahputaran roda gigi yang berputar dan yang diputar.
Jarak antara t adalah jarak dua gigi berturut-turut,
diukur pada lingkaran jarak. Jadi, jarakantara ialahbusur A-C. Jarak antara adalah juga sama denganlebar lekuk+ tebal gigi, diukur pada lingkaran jarak.Lebar lekuk ialahb usur A-B, tebal gigi ialah busur B-C.
Jari kutub m adalah bilangan yang diperbanyak
dengan menghasilkan jarak antara gigi-gigi Tinggi puncak Hk , adalah jarak dari lingkaran puncak
sampai lingkaran jarak Tinggi alas Hv, adalah jarak dari lingkaran jarak
sampai lingkaran alas Puncak gigi ialah bagian gigi diatas lingkaran jarak. Alas gigi ialah bagian gigi antara lingkaran jarak dan
lingkaran alas. Profil gigi ialah bentuk penampang lintang tegak lurus
dari gigi.
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
14/38
Roda gigi miring Merupakan salah satu jenis transmisi roda
gigi yang digunakan dalam kehidupan sehari
hari Keuntungan roda gigi miring :
Sangat baik untuk mentransmisikan dayapada putaran yang lebih besar untukmaterial dan lebar roda gigi yang sama
dengan roda gigi lurus. Dapat mentransmisikan daya pada poros
yang tidak sejajar atau menyilang. Memiliki suara yang lebih halus
dibandingkan dengan roda gigi lurus.
i d i i i i
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
15/38
Kerugian roda gigi miring :
Dapat terjadi gaya aksial sehingga perludipasang bantalan yang mampu untukmenahan gaya aksial.
Memerlukan kotak roda gigi yang lebih kokokarena jalur gigi yang berbentuk ulirmenimbul.
Roda gigi miring ganda (V) merupakan roda gigiyang pemakaiannya lebih baik dari bentuk gigimiring. Karena tekanan pada poros dan roda gigidihilangkan.
Dengan roda gigi ini perbandingan reduksi,kecepatan keliling dan daya yang diteruskan
dapat diperbesar tetapi pembuatannya sukar.
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
16/38
Roda Gigi Kerucut Berbentuk seperti kerucut terpotong dengan
gigi gigi yang terbentuk di permukaannya.
Ketika dua titik roda gigi bevel bersinggungantitik ujung kerucut yang imajiner akan beradapada satu titik, dan aksis poros salingberpotongan.
Keistimewaan bevel gear dalammentransmisikan daya adalah daya yangditransmisikan dari suatu poros ke poroslainnya yang kedua posisi saling bersilanganmembentuk 90o
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
17/38
Roda Gigi Cacing Merupakan roda gigi dengan bentuk
konstruksinya sama dengan spur gear denganperbedaan pada bagian lebar roda terdapatkelengkungan (radius) yang besarnya samadengan radius ulir cacing.
Kekhususan jenis roda gigi ini adalah : Hanya dapat bekerja berpasangan dengan ulir
cacing (worm thread). Daya yang ditransmisikan dapat lebih besar
karena perbandingan putaran antara roda gigicacing dengan ulir cacing sangat besar.
Pasangan roda gigi cacing dan ulir cacinghanya dapat bekerja memperlambat putaran.
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
18/38
Poros
Poros (keseluruhannya berputar) adalahuntuk mendukung suatu momen puntirdan sering mendapat tegangan putar
dan tegangan lentur.
Jenis- jenis poros:
- Poros Transmisi
- Spindel
- Gardan
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
19/38
Dasar - Dasar PemilihanPoros
Bahan PorosBahan poros pada mesin biasanyamenggunakan baja batangan yang ditarikdingin dan difinishing, dan juga dari baja
karbon konstruksi untuk mesin yangdihasilkan dari ingot yang di-kill (baja yangdioksidasikan dengan ferro silikon dan dicordengan kadar karbon yang terjamin).
Kelelahan
Pengaruh dari konsentrasi tegangan padaporos harus diperhatikan bentuknya apakahdiameter porosnya sudah sesuai dengan alurpasak yang akan menahan beban sehinggaterjadi pengerasan dan lain-lain.
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
20/38
KekakuanPoros harus kuat bila mengalami lenturanatau defleksi puntirnya yang besar sehinggaterhindar dari getaran. Kekakuan porosdapat disesuaikan dengan jenis mesin yangmenggunakan poros tersebut.
Putaran KritisPada putaran yang tidak konstan akan
mengakibatkan getaran pada porostersebut, apalagi pergantian putaran dariputaran normal ke putaran maksimum.Untuk itu poros harus dirancang tahanterhadap putaran maksimumnya, yangdisebut dengan putaran kritis.
P hit M P ti
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
21/38
Perhitungan Momen PuntirPoros
Data yang diketahui adalah :
Daya (P) : 52 kW
Putaran (n) : 1500 rpm
Maka untuk meneruskan daya dan putaranini, terlebih dahulu dihitung dayaperencanaannya (Pd).
Pd = fc . P
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
22/38
Pd = 1 . 52 kW= 52 kW
Pemilihan bahan
Pemilihan suatu bahan yang akan digunakandapatditentukan dengan menghitung momen puntir
(momentorsi rencana) yang dialami poros. Momen
puntir rencanaadalah:
Mp = 9,74 . 105 . Pd / n
Mp
= 9,74 . 105 x 52 kW / 1500 rpm
= 33765,333 kg.mm
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
23/38
Tegangan geser izin:
Diameter poros:
Tegangan geser pada poros:
Gaya tangensial poros:
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
24/38
Bahan yang digunakan adalah S55C-D (AISI
1045).
Tegangan geser izin :
Diameter poros :
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
25/38
Tegangan geser :
Gaya tangensial :
ifik i d
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
26/38
Penentuan Spesifikasi RodaGigi
Pada perencanaan ini terlebih dahulu kitaharus menentukan perbandingan rodagigi/perbandingan transmisi
(perbandingan antara jumlah gigi padaroda gigi yang digerakkan dengan rodagigi penggerak) dengan simbol i danmenentukan jarak antara kedua poros a
yang besarnya ditetapkan adalah 400 mm.Sedangkan untuk perbandingan reduksiditetapkan sebesar 1,5.
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
27/38
dA
dB
ZA
ZB
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
28/38
Kecepatan keliling :
Gaya tangensial (Wt) :
Beban lentur izin :
Faktor dinamis :
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
29/38
Untuk poros output beban lentur :
Poros perantara :
Beban permukaan persatuan lebar sisi :
Tegangan lentur :
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
30/38
Spesifikasi Roda Gigi
Dengan modul (m) = 4 didapatkanspesifikasi roda gigi :
Modul (m) = 4
Jumlah gigi pinyon = 80 buah
Jumlah gigi roda gigi perantara = 120 buah
Diameter jarak bagi (dA) = 320 mm
Diameter jarak bagi (dB) = 480 mm
Diameter luar (dk),
dkA = (ZA+ 2) . m = (80 + 2) . 4 = 328 mm
dkB = (ZB + 2) . m = (120 + 2) . 4 = 488
mm
S ifik i R d Gi i
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
31/38
Spesifikasi Roda Gigi
Berdasarkan modul (m) = 4 dapat ditentukan spesifikasiroda gigi sebagai berikut :Modul (m) = 4Jumlah gigi pinyon = 24 buahJumlah gigi roda gigi perantara = 36 buahDiameter jarak bagi (dA) = 96 mm
Diameter jarak bagi (dB) = 144 mm
Diameter luar (dk), dkA = (ZA+ 2) . m = (24 + 2) . 4 = 104mmdkB = (ZB + 2) . m = (36 + 2) . 4 = 152 mm
Kelonggaran puncak (Ck) = 0,25 . m = 0,25 . 4 = 1 mm
Tinggi gigi (l) = (2.m) + Ck = (2.4) + 1 = 9 mm
Adendum (hk)/tinggi kepala = m = 4 mm
Dedendum (hf)/tinggi kaki = m + Ck = 4 + 1 = 5 mm
Diameter dalam (dfA) = dkA 2H = 104 (2.9) = 86 mm
(dfB) = dkB 2H = 152 (2.9) = 134 mm
Lebar gigi (F) = 42 mm
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
32/38
Bantalan
Bantalan dapat diklasifikasikan sebagaiberikut :
Atas dasar gerakan bantalan terhadap
poros Bantalan luncur : Pada bantalan ini terjadi
gesekan luncur antara poros dan bantalankarena permukaan poros ditumpu olehpermukaan bantalan dengan perantaraanlapisan pelumas.
Bantalan gelinding : Pada bantalan ini
terjadi gesekan gelinding antara bagianan ber utar den an an diam melalui
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
33/38
Atas dasar arah beban terhadap
poros Bantalan radial : Arah beban yang
ditumpu bantalan ini adalah tegak lurussumbu poros.
Bantalan gelinding : Arah bebanbantalan ini sejajar dengan sumbuporos.
Bantalan gelinding khusus : Bantalan inidapat menumpu beban yang arahnyasejajar dan tegak lurus sumbu poros.
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
34/38
Perencanaan Bantalan Poros
Kekuatan bantalan
Faktor Umur
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
35/38
Faktor Putaran
Pemilihan Bantalan
Dipilih bantalan 61909-2RZ (Merek SKF)dengan data :
d = 45 mm ; D = 68 mm ; B = 12 mm
K i l
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
36/38
KesimpulanAdapun kesimpulan yang dapat diambil daritulisan tugas perancangan roda gigi ini
adalah sebagai berikut:
Perancangan roda gigi yang tepat perlumemperhatikan bahan yang akan digunakan,
dalam perancangan ini bahan-bahan ygdigunakan adalah:
a. Bahan untuk roda gigi lurus yang digunakanadalah baja S 45 C.
b. Bahan untuk poros roda gigi lurus digunakan bajaS55C-D
c. Bahan untuk poros lurus digunakan baja SF50 (b
= 72 kg/mm2)
d. Bantalan an di ilih adalah bantalan 61909-2RZ
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
37/38
AutoCAD Roda Gigi
-
7/23/2019 Presentasi Roda Gigi Turbin Angin II
38/38
SEKIAN
DANTERIMA KASIH