elemen mesin 2 (poros) fauzan

29
ELEMEN MESIN II VII POROS 1. Dari sebuah konstruksi seperti ditunjukkan dalam Gambar VI1.02, beban-kerja tiap roda = 100 kN. Jarak-sumbu roda dan jarak-sumbu bantalan masing-masing ialah 2000 mm dan1500 mm. Poros dari Fe 590 mempunyai garis tengah konstan sebesar 120 mm. Diminta : a. Tegangan-lengkung maksimum kalau yang diperhitungkan ialah muatan terpusat.(14S N/mm2 ). b. Apa tegangan ini diperbotehkan? (tidak)_ c. Berapa garis tengah yang sedikitnya harus dimiliki oleh poros? (153 mm). Diketahui : F = 100 kN = 100 x 10 3 N L i = 2000 mm L 2 = 1500 mm d = 120 mm Gambar VII.02 Ditanya : a) τb maks jika beban muatan terpusat diperhitungkan? (145 N/mm 2 ) Fauzan Davis 74197/2006 halaman 1

Upload: aries-bayu-prasetyo

Post on 30-Jan-2016

97 views

Category:

Documents


6 download

DESCRIPTION

Materi tentang poros

TRANSCRIPT

Page 1: Elemen Mesin 2 (Poros) FAUZAN

EL

EM

EN

M

ES

IN II

VIIPOROS

1. Dari sebuah konstruksi seperti ditunjukkan dalam Gambar VI1.02, beban-kerjatiap roda = 100 kN. Jarak-sumbu roda dan jarak-sumbu bantalan masing-masing ialah 2000 mm dan1500 mm. Poros dari Fe 590 mempunyai garis tengah konstan sebesar 120 mm.

Diminta :a. Tegangan-lengkung maksimum kalau yang diperhitungkan ialah muatan terpusat.(14S N/mm2 ).b. Apa tegangan ini diperbotehkan? (tidak)_c. Berapa garis tengah yang sedikitnya harus dimiliki oleh poros? (153 mm).

Diketahui :

F = 100 kN = 100 x 103 N Li = 2000 mm L2 = 1500 mm d = 120 mm

Gambar VII.02

Ditanya : a) τb maks jika beban muatan terpusat diperhitungkan? (145 N/mm2)b) Apakah tegangan ini diperbolehkan? (tidak)c) Berapa garis tengah yang sedikitnya yang seharusnya dimiliki oleh poros? (153

mm)

Jawab : a) τb maks ? Mb = F.k

Fauzan Davis 74197/2006 halaman 1

Page 2: Elemen Mesin 2 (Poros) FAUZAN

EL

EM

EN

M

ES

IN II

=

= 100 x 103 N x

= 100.000 x 250= 25 x 102 N/mm

Wb = 0,1 x (d)3

= 0,1 x (120)3

= 0,1 x 1.728.000 mm= 1128 x 102 mm3

Jadi τb =

=

b) Tegangan ini tidak diperbolehkan karena τb pada Fe 590 = 50 – 20 N/mm2 (145 N/mm2 ≥ 50 – 70 N/mm2)

c) d =

Wb =

=

=

d =

d = d = 152,85 mm ~ 153 mm

2. Sebuah kabel yang menghubungkan sebuah bobot-imbang dengan sebuah pintu--jungkir, dituntun melalui puli-kabel, lihat bagan.

Puli ini berputar sekeliling pena yang diam dengan garis tengah 20 mm. Pena ini bertumpu pada plat-jalur, tebal 3 mm. Tebal puli di tempat pena = 30 mm.Misalkan = 10 m/det2

Diminta:a. Beban pada pena.(1410 N)b. Tegangan-lengkung dalam pena. (8,4 N/mm2 )c. Tekanan-bidang antara pena dan puli. (2,4 N/mm2)d. Tekanan-bidang antara pena dan plat jalur. (12 N/mm2 ).

Fauzan Davis 74197/2006 halaman 2

Page 3: Elemen Mesin 2 (Poros) FAUZAN

EL

EM

EN

M

ES

IN II

e. Tegangan-lengkung dalam pena kalau bagian-bagian kabel satu sama lain membuat sudut sebesar 120°. (6,0 N/mm2).Diketahui :

d = 20 mmL = 30 mmt atau k1 = 3 mmg = 10 m/dt2

τb maks = 120 N/mm2 (F4e 190 τb maks 80 – 120 N/mm2)

Ditanya : a) F….? (1410 N)b) τb …? (8,4 N/mm2)c) T01….? (2,4 N/mm2)d) T02….? (12 N/mm2)e) τb pena…..? (6,4 N/mm2)

Jawab :a) F ?

k2 =

=

Wb = 0,1 x d2

= 0,1 (20)3

= 0,1 x 8000 mm2

= 800 mm3

Mb maks = τbx Wb = 120 N/mm2 x 800 mm2

= 96.000 N/mm

F =

=

= 1411,36 N = 1410 N

b) τb?

k0 =

=

=

= 25 mm

k = + 2

Fauzan Davis 74197/2006 halaman 3

Page 4: Elemen Mesin 2 (Poros) FAUZAN

EL

EM

EN

M

ES

IN II

=

= 2,75 mm + 2 = 4,75 mm

τb =

=

= 8,319 N/mm2 8,4 N/mm2

c) T01 …?

T01 =

=

=

= 2.35 N/mm2 8.4 N/mm2

d) T02 = ….?

=

= 12 N/mm2

e) τb Pena = ….? τb = τb - T01

= 8,4 N/mm2 – 2,4 N/mm2

= 6,0 N/mm2

3. Sebuah tuas-lutut dengan perbandingan-tuas 1: 2 dipasang pada sebuah poros yang bertumpu pada bantalan dengan dua buah tap (lihat Gambar di bawah ini).

Jarak-sumbu tap = 100 mm.Panjang naf tuas = 50 mm.Garis tengah dan panjang tap = 25 mmGaris tengah poros di tempat naf tuas-lutut = 35 mm.Beban pada lengan pendek tuas-lutut = 5 kN.Diminta:a. Buat bagan poros dengan ukurannyab. Tegangan-lengkung maksimum dalam poros. (24 N/mm2)

Diketahui Jarak Tap : 100 mmPanjang naf tuas : 50 mm

Fauzan Davis 74197/2006 halaman 4

Page 5: Elemen Mesin 2 (Poros) FAUZAN

EL

EM

EN

M

ES

IN II

Garis tengah dan poros tap : 25 mmGaris tengah poros : 35 mmBeban pada lengan pendek : 5 kN = 5000 N

Ditanya :a) Buat bagan dan ukurannyab) Tegangan lengkung maskimum dalam poros ?

Jawab :a) Gambar

b) τb = =

Mb =

= = 37500 Nmm

Wb = 0,1 (d)3

= 0,1 (25 mm)3

= 0,1 x 15625 mm = 1562,5 mm2

τ =

= = 24 N/mm

4. Sebuah poros dengan garis tengah konstan sebesar 60 mm dan jumlah perputaran dari 300 tiap menit, digerakkan dengan daya 22,5 kW lewat sebuah kopling. Poros bertumpu dalam dua buah bantalan dengan garis-sumbu 1600 mm. Pada poros ini dipasang sebuah roda gigi dalarn jarak yang sama dari bantalan, garis tengah roda gigi = 200 mm.

Diminta:Hitung tegangan ideal maksimum dalam poros.Beban boleh dianggap sebagai muatan terpusat dan perlemahan oleh alur-pasak boleh diabaikan. (35)

Diketahui P : 22,5 kWω : 300 rpm r : 200 mm = 0,2 m poros : 60 mm

Ditanya : Tegangan ideal maksimum dalam poros beban boleh dianggap sebagai muatan terpusat dan pelemahan oleh alur pasak boleh diabaikan. (35)

Fauzan Davis 74197/2006 halaman 5

Page 6: Elemen Mesin 2 (Poros) FAUZAN

EL

EM

EN

M

ES

IN II

Jawab :Mw = P = W

=

=

= 716 x 5 NmQ (gaya roda gigi)

Q =

=

= 3582,56 NBesar gaya RA dan RB = ½ Q

RA = RB = ½ 3582,5 N= 1791,2 N

Besar Momen Bengkok (Mb)Mb -RA = 0 Mb = RA 0,8 m

= 1791,2 N x 0,8 m = 1432,9 Nm

Besar Momen Ideal (Mi)

Mi =

=

= = 151,4 Nm

Tegangan Ideal Maksimum (τi)τi =

c =

=

=

=

= 66,3 N/mm2 66 N/mm2

τw =

=

=

= 16,5

Fauzan Davis 74197/2006 halaman 6

Page 7: Elemen Mesin 2 (Poros) FAUZAN

EL

EM

EN

M

ES

IN II

τb =

=

= = = 71,9N/mm2

τi maks =

= 35,9N/mm2 35 N/mm2

5. Pada sebuah poros dipasang sebuah gelang-gigi dengan garis tengah lingkaran jarak-bagi sebesar 160 mm. Poros bertumpu pada kedua sisi gelang gigi dalam bantalan-luncur dan pada sebelah luar salah satu bantalan dipasang sebuah kopling elastik. Jarak sumbu bantalan-luncur = 300 mm.Jarak-sumbu bantalan-luncur dengan gelang-gigi = 150 mm.Daya yang diteruskan dari kopling ke roda gigi = 20 kW pada 240 putaran/menit. Beban boleh dianggap sebagai muatan terpusat.

Diminta:a. Jalannya momen-puntir, jalannya momen-lengkung dan jalannya momen ideal.b. Penampang berbahaya dalam poros. Garistengah dan panjang tap = 60 mm, antara bantalan garis tengah poros = 70 mm dan ditempat kopling garis tengah poros = 55 mm. (tegangan ideal maksimum = 41 N/mm2).

Diketahui :P : 160 mm → 80 mm = 0,08mω : 240 rpmP : 20 kWk1 : 300 mm = 0,3 mk2 : 150 mm = 0,15 mD : 70 mmd : 60 mm

Ditanya : a) Jalan Mw, Mb, dan Mib) Penampang berbahaya dalam poros (D dan L Tap = 60 mm antara bantalan, garis tengah poros 70 mm dan di tempat kopling garis tengah poros 55 mm (τ maks = 41 N/mm2)

Fauzan Davis 74197/2006 halaman 7

Page 8: Elemen Mesin 2 (Poros) FAUZAN

EL

EM

EN

M

ES

IN II

Jawab :

a) Mw =

=

= 795,2 Nm

Q =

=

= = 9940 N

Besarnya Gaya RA dan RB RA = RB = ½ Q = ½ 9940 N = 4970 N Mb = RA x k2

= 4970 N x 0,15 mm = 745,5 NmBesarnya Momen Ideal

Mi =

=

= = 5017,48 Nm

Mb = Mi x + d poros

= 5017,48 Nm + 0,055 m

= 5017,48 Nm x (0,28 m) = 5017,48 x 0,28 m = 1404,89 Nm

Wb = 0,1 (d)3

= 0,1 x (70 m)3

= 0,1 x (343.000 mm3) = 34300 mm3

τr =

=

= 40,95 N/mm2 41 N/mm2

Fauzan Davis 74197/2006 halaman 8

Page 9: Elemen Mesin 2 (Poros) FAUZAN

EL

EM

EN

M

ES

IN II

6. Roda gigi I dan roda gigi II dipres pada poros.Diminta:a. Garis momen-puntir.b. Garis momen-lengkung-resultante. c. Garis momen ideal.d. Momen-ideal dalam penampang C-C. (15,8 N-m)e. Tegangan ideal dalam penampang C-C (32 N/mm2)

Diketahui :D : 120 mm → r = 60 mmd : 75 mmD poros : 25 mmd poros : 17 mmFk : 400 Ns : ½ x 75 mm = 0,0315 m

Ditanya : a) Garis momen lengkung resultanb) Garis momen ideal c) Momen ideal dalam penampang C-C (15,8 Nm)d) Tegangan ideal dalam penampang (32 n/mm2)

Jawab : a) Mw = Fk x s

= 400 N x 0,0315 m= 15 Nm

b) Momen lengkung resultan (Mb RA dan Mb RB)

F =

=

=

= 250 N

Perhitungan Partikel F1 = 0,145 m = RAv x 0,1 m

RAv =

=

=

= 540 NRAh = RBh – F2

= 540 – 400 N= 140 N

Fauzan Davis 74197/2006 halaman 9

Page 10: Elemen Mesin 2 (Poros) FAUZAN

EL

EM

EN

M

ES

IN II

Maka besar (RA dan RB) adalah :

RA =

=

= = = 388,5 N

RB =

=

= = = 551,5 N

Jadi momen lengkung/bengkok resultannya adalah ;Mb x RA = - F1 x 0,035 m

= - 250 N x 0,035 m= - 8,75 Nm 8,8 Nm

Mb x RB = - F2 x 0,045 m= - 400 N x 0,045 m = - 18 Nm

c) Momen ideal (Mi)

Mi x RA =

=

= = = 15,69 Nm

Mi x RB =

=

= = = 22,1 Nm

d) Momen ideal pada penampang C-C (Mi C-C)

Mi C-C =

=

= 22 77,1685,77 NmNm

= = 15,69 Nm 15,8 Nm

Fauzan Davis 74197/2006 halaman 10

Page 11: Elemen Mesin 2 (Poros) FAUZAN

EL

EM

EN

M

ES

IN II

e) Tegangan ideal dalam penampang C-C (τi C-C)τi C-C =

=

=

=

= 17,191 Nmm2

τw C-C =

=

= 15,6 N/mm

Jadi tegangan ideal (τ C-C)τi C-C =

=

= = = 31,92 N/mm2 32 N/mm2

7. Sebuah poros ditumpu oleh blok-bantalan A dan B, lihat Gambar.

Pada poros dipasang: Roda gigi I dengan garis tengah 200 mm, roda gigi II dengan garis tengah 400 mm dan rodagigi III dengan garis tengah 300 mm. Poros membuat 150 perp/men. Roda gigi I digerakkan dan menerima 17,5 kW. Roda gigi II dan III masing-masing memberikan 8,75 kW.Poros mempunyai garis tengah konstan. Poros terletak pada bidang yang sama.

Diminta:a. Tunjukkan bahwa gaya pada roda gigi III berlawanan dengan gaya yang sama arah-nya pada roda gigi I dan rodagigi IIb. Garis momen dan garis tengah poros kalau σb = 50 N/mm2. (75 mm).

Fauzan Davis 74197/2006 halaman 11

Page 12: Elemen Mesin 2 (Poros) FAUZAN

EL

EM

EN

M

ES

IN II

DiketahuiD gigi I : 200 mm, P : 17,5 kW = 17,5 x 103 wattD gigi II : 400 mm, P : 8,75 kW = 8,75 x 103 wattD gigi III : 300 mmn : 150 put/menit

Ditanya :a) Junjungan bawah gaya pada roda gigi III berlawanan dengan roga gigi I dan

roda gigi II.b) Garis momen dan garis tengah kalau τb = 50 N/mm2 (75 mm)

Jawab :

Momen puntir (Mw) I =

=

=

= 114,65 Nm

Mw II =

=

=

= 557,33 Nm

Mw III =

=

= 557,33 Nm Gaya yang bekerja (B)

Q1 = = = 11456,5 N

Q2 = = = 2786,65 N

Q2 = = 3715,53 N

RA dan RBRA = 0 = - RB x 0,6 – Q1 x 0,15 m + Q2 x 0,3 – Q3 x 0,75 = 0

RB =

Fauzan Davis 74197/2006 halaman 12

Page 13: Elemen Mesin 2 (Poros) FAUZAN

EL

EM

EN

M

ES

IN II

=

=

= - 0037,78 N (tanda (–) adalah arah RB berlawanan arah dengan RA) ∑ RB = 0RA x 0,6 – Q1 x 0,75 – Q2 x 0,3 – Q3 x 0,15 = 0

RA =

=

=

= - 16255,15 N

Momen bengkok (Mb)Mb x Q = 0Mb x RA = - Q1 x 0,15

= - 11146,5 N x 0,5 = - 1671,9 Nm

Mb x Q2 = - Q1 x 0,45 + RA x 0,3 = - 11146,5 N x 0,45 + 15255,11 N x 0,3 = - 5015,92 Nm + 4876,54 = - 139,38 Nm

Mb x RB = Q3 x 0,15 = 3715,53 x 0,15 m = 557,32 Nm

Mb x Q3 = 0

Momen ideal titik RA (Mi RA)

Mi x RA =

=

=

= = = 1930,63 Nm

τb = dimana Wb = 0,143

Jika τb = 50 N/mm2

Wb =

0,1 (d)3 =

Fauzan Davis 74197/2006 halaman 13

Page 14: Elemen Mesin 2 (Poros) FAUZAN

EL

EM

EN

M

ES

IN II

= 38614 mm

(d)3 =

= = 72,82mm 73 mm

8. Diketahui :

Pada poros wins yang digerakkan dengan tangan lewat ayunan dikerjakan gaya 200 N dan 150 N. Poros wins menggerakkan roda gigi D lewat pinyon C. Gaya-gigi antara C dan D mengarah vertikal.Poros AB mempunyai garis tengah yang sama pada seluruh panjangnya. Garistengah poros = 60 mm.

Diminta:a. Garis momen-puntir poros AB.b. Tegangan poros di C. (12,5 N/mm2).

Diketahui :Q1 : 200 NQ2 : 150 Nr : 300 mm = 0,3 md bjk : 120 mm → r = 0,06 m

Ditanya :a) Garis momen puntir ABb) Tegangan poros di E (12,5 N/mm2)

Jawab :a. Garis momen puntir poros AB

Momen puntir (Mw)Mw D = Q2 x r

= 200 N x 0,3 m = 60 Nm Mw E = Q2 x r

= 150 N x 0,3 m = 45 NmMw C = Mw D + Mw E

= 60 Nm + 45 Nm

Fauzan Davis 74197/2006 halaman 14

Page 15: Elemen Mesin 2 (Poros) FAUZAN

EL

EM

EN

M

ES

IN II

= 105 Nm

Besar gaya di C (QC)

QC =

=

= 175 Nb. Tegangan poros di C (τb C)

Gaya vertikal : RAV =

=

= 1312,5 NRBV = Q - RAV

= 1750 N – 1312,5 N= 437,5 N

Mb CV = RAV x 0,2 m= 1312,5 N x 0,2 m= 262,5 Nm

Gaya Horizontal Mb RAB = - Q x 0,4 m

= - 200 N x 0,4 m= - 80 Nm

Mb RBD = Q2 x 0,4= 150 N x 0,4 m= 60 Nm

∑RBh = 0 RAh x 0,8 – 200 x 12 + 150 N x 0,4 m = 0

RAh =

= 375 N

Mb CA = - Q x 0,6 m + RAh x 0,2 m= - 200 x 0,6 m + 375 N x 0,2 m= - 120 Nm + 75 Nm= - 45 Nm

M bC =

=

= = = 266,33 Nm

dan τb poros dc adalah

τb =

= 12,53 N/mm2 12,5 N/mm2

Fauzan Davis 74197/2006 halaman 15

Page 16: Elemen Mesin 2 (Poros) FAUZAN

EL

EM

EN

M

ES

IN II

9. Dari penampang suatu elemen-mesin yang mendapat beban-lengkung, diketahui yang berikut ini :Kekuatan-tukar-lengkung 300 N/mm2Titik-serah untuk lengkung 600 N/mm2Faktor-skala 0,9Faktor-permukaan 0,95Faktor-takik 1,9

Diminta:a. Gambar diagram-lelah Smith dengan skala 10 N/mm2 = 2 mm. __b. Hitung keamanan terhadap lelah kalau poros berputar dan tegangan maksimum yang dihitung = 100 N/mm2. (1,35).

Diketahui :Kekuatan tukar lengkung : 300 N/mm2

Titik searah untuk lengkung : 600 N/mm2

Faktor skala : 0,9Faktor tarik : 1,9

Ditanya :a) Gambar diagram smith dengan skala 10 N/mm = 20 mmb) Hitunglah keamanan terhadap lelah kalau poros berputar maksimum yang

dihitung = 10 N/mm2 (1,35)

Jawab ;a) Diagram Smith

b) Keamanan terhadap lelah

Fauzan Davis 74197/2006 halaman 16

Page 17: Elemen Mesin 2 (Poros) FAUZAN

EL

EM

EN

M

ES

IN II

Diasumsikan bahan Fe 490 dengan tb = 120 -180 N/mm2

Maka W =

=

τb maks = 120 N/mm2 + 100 N/mm2

= 220 N/mm2

=

= 1,16 1,35

10. Sebuah poros dengan garis tengah 50 mm mendapat beban-lengkung, di mana beban berubah-ubah dari 0 sampai maksimum. Beban-lengkung ini bekerja berulang kali dalam jumlah yang sangat banyak (kelelahan). Bahannya ialah Fe 590. Sebagai akibat pemberian bentuk harus diperhitungkan faktor berikut iri:Faktor-tarik βbk = 1,47 faktor-skala Co = 0,8Faktor-permukaan Cg = 0,9Faktor keamanan terhadap patah-lelah υ = 1,4.

Diminta:a. Beban-kalkulasi untuk momen. (18750 N-m).b. Berapa besar faktor-keamanan kalau kepada beban yang dihitung untuk momen di-tambahkan beban-tarik konstan sebesar 100 kN (beban-kalkulasi). (1,05) c. Idem suatu beban-tekan sebesar kN. (1,05).d. Gambar titik-bayangan hal 1, 2 dan 3 dalam diagram-Smith.

Diketahui :D : 50 mm, beban Fe 450F : 0 – makΒbk : 1,47g : 0,8Go : 0,9V : 1/14

Ditanya :a) Beban kalkulasi untuk momen (18750 Nm)b) Faktor keamanan kalau kepada beban yang diohiotung untuk momen

ditampakan beban tarik konstan sebesar 100 kN (1,05)c) Idem suatu beban tekanan sebesar (1,05)d) Gambar diagram smith

Jawab :a) Kalkulasi momen

Mb = F (0,015 + 0,059) m= 250 x 103 N (0,016 + 0,059) m= 18750 Nm

Fauzan Davis 74197/2006 halaman 17

Kekuatan Tukar Lengkung

Tegangan Lengkung

Page 18: Elemen Mesin 2 (Poros) FAUZAN

EL

EM

EN

M

ES

IN II

b) Penampang beban 10 kN → F : 10.000 NMb = 100.000 N x 0,015 m

= 1600 Nm

τb =

=

=

= 128 Nm2

τb maks = C0 x Cg x τb x

= 0,9 x 0,8 x (100) x

= 48,96 N/mm2

Maka keamanan penampang lelah

υ =

= -

= 1,41 – 0,38= 1,03 1,05

c) Jadi idem suatu beban tekan sebesar kN keamanan penampang ialah di atas 1,05d) Diagram smith

11. Suatu ujung-poros hanya mendapat beban-puntir dengan daya nominal sebesar 44 kW pada 300 perp/men. Garis tengah poros ialah 60 mm dan dalamnya alur pasak = 7 mm.Faktor-tambahan beban 2,5 Dari bahan poros,kekuatan-tukar-puntir 240 N/mm2

Titik-serah untuk punter 260 N/mm2 Untuk penampang poros:Faktor-permukaan 0,95Faktor-skala 0,8Faktor-tarik 1,5

Diminta:a. Tegangan-puntir maksimum. (117,5 N/mm2 )b. Kekuatan-lompat. (260)c. Keamanan terhadap patah kalau beban yang diketahui adalah beban-lompat (1,12)

Diketahui D : 60 mmP : 44 kWn : 300 rpm Alur pasak : 7 mm

Fauzan Davis 74197/2006 halaman 18

Page 19: Elemen Mesin 2 (Poros) FAUZAN

EL

EM

EN

M

ES

IN II

Kekuatan tukar puntir : 0,95Titik searah puntir : 260 N/mm2

Faktor skala : 0,85Faktor tarik : 1,5

Ditanya :a) Tegangan puntir maksimum (117,5 N/mm2)b) Kekuatan lompat (200)c) Keamanan terhadap patah kalau beban dikontrol adalah beban lompat (1,12)

Jawab :a) Momen puntir

Mw =

Mw =

= 1401,27 N/mmm = Faktor tambahan x Mw

= 2,5 x 140,127 Nm= 3503,17 Nm

Tegangan puntir τw =

=

= 117,6 N/mm2 17,5 N/mm2

b) Kekuatan lompat (τws)Fe 490 = τws = 190 N/mm2

τw s = Co – Cg x Faktor tambahan x τws x

= 0,95 x 0,8 x 2,5 x 190 x

=

= 255,7 260c) Keamanan terhadap patah

υ = = = 2,21

12. Sebuah poros dari baja Fe 590 terletak dalam dua buah bantalan-lucur, jarak sumbu bantalan = 170 mm.Untuk ukuran poros selanjutnya, lihat gambar di bawah ini.

Fauzan Davis 74197/2006 halaman 19

Page 20: Elemen Mesin 2 (Poros) FAUZAN

EL

EM

EN

M

ES

IN II

Jari-jari pembulatan ialah 2,5 mm dan kekasaran permukaan poros = 4 …m. Poros digerakkan oleh sebuah kopling elastik dengan daya 30 kW pada 240 perp/men. Pada poros dipasang sebuah roda gigi dengan garis-lingkaran jarak-bagi sebesar 200 mm. Faktor-tambahan-kerja = 2.Arah perputaran poros tidak konstan.Dalamnya pasak dalam ujung poros sebelah kanan = 6 mm dan yang melalui penampang III = 7,5 mm. Suaian roda gigi pada poros H7/m6.

Diminta:Keamanan terhadap patah-lelah dalam penampang I, II dan III. Pergunakan untuk keperluan ini gambar dan tabel yang bersangkutan. (1,01, 1,56 dan 1,18).

Diketahui :Fe 590 jarak sumbu bantalan : 170 mmKekerasan permukaan poros : 4 mmP : 3 kWn : 240 rpmD : 200 mmFaktor tambahan : 2Dalam pasak : 6 mmPenampang III : 7,5 mm d1 : 55 mmd2 : 60 mmd3 : 70 mm

Ditanya : Keamanan terhadap patah ialah penampang I, II, IIIJawab :

Mw = = = 1194,26 Nm

m = 2 x Mw = 2 x 1194,26 Nm = 2388,53Nm

τw 1 =

=

=

Fauzan Davis 74197/2006 halaman 20

Page 21: Elemen Mesin 2 (Poros) FAUZAN

EL

EM

EN

M

ES

IN II

= 101,5 N/mm

τw sm1 = C0 x Cg x τw s x

= 0,95 x 0,74 x 207 x

= 103,9 N/mm2 103 N/mm2

υ =

= = 1,014 1,01

τw 2 =

=

=

= 75,85 N/mm2 75 N/mm2

τw sm2 = C0 x Cg x τw s x

= 0,95 x 0,85 x 207 x

= 119,3 N/mm2 119 N/mm2

υ2 =

= = 1158

τw 3 =

=

= 66,21 N/mm2

τw sm3 = C0 x Cg x τw s x

= 0,95 x 0,85 x 130 x

= 74,96 N/mm2 75 N/mm2

υ3 =

=

= 1,175 1,18

Fauzan Davis 74197/2006 halaman 21

Page 22: Elemen Mesin 2 (Poros) FAUZAN

EL

EM

EN

M

ES

IN II

13. Suatu transmisi-sekrup menerus (worm transmission) yang diterapkan untukdua arah perputaran digerakkan oleh sebuah motor dengan daya nominal 12 kW pada 720 perp/men.Gaya F1 = 4,7 kN Fz = 15,2 kN dan Fr = 5,5 kN. Untuk ukuran sekrup menerus, lihat gambar. Dalamnya alur-pasak dalam penampang 1 = 5,5 mm.Bahan sekrup menerus ialah baja dengan kekuatan-tukar-lengkung 320 N/mm2 dan kekuatan-tukar-puntir 190 N/mm2. Faktor-tambahan-kerja = 2,5

Diminta:Keamanan terhadap patah dalam penampang 1 dan 2, kalau untuk kedua penampang boleh dianggap bahwa faktor-permukaan = 0,95, faktor-skala = 0,85 dan faktor tarik = 1,5. (2,2 dan 2,2).

Diketahui :P : 12 kW = 12 x 103 Wn : 720 rpm F1 : 4,7 kN = 4700 NF2 : 15,2 kN = 5500 Nd : 5,5 τw : 320 N/mm2

τww : 190 N/mm2

a : 2,5Co : 0,95Cg : 0,95Bpkr : 1,5d1 : 40 mm, d2 : 50 mmd sekrup : 68 mmr : 34 mm

Ditanya : Keamanan terhadap pada dalam penampang 1 dan 2, kalau untuk kedua penampang, boleh dianggap bahwa faktor-faktor permukaan = 0,95, faktor skala 0,85 dan faktor teknik 1,5 (22 dan 2,2)

Jawab :

Fauzan Davis 74197/2006 halaman 22

Page 23: Elemen Mesin 2 (Poros) FAUZAN

EL

EM

EN

M

ES

IN II

Mw =

=

= 159,24 N/mm

Q =

=

= 4683,5 N

Mw =

=

= 497,6 NMb = Q x r1

= 468,5 Nmm x 0,034 mm= 159,24 Nmm

Mi =

=

=

= = = 946,78 Nmm

Wb 1 = Mb 1 =

=

= 12,14 mm3

τb1 =

=

= 77,98 N/mm2

υ =

= Co x Cg x τwb x

= 0,95 x 0,85 x 320 N/mm2 x

= 172,27 N/mm

Fauzan Davis 74197/2006 halaman 23

Page 24: Elemen Mesin 2 (Poros) FAUZAN

EL

EM

EN

M

ES

IN II

υ1 =

= 2,2b = Mb 2 = Q – r2

= 4683,15 N x 0,26 mm= 1217,45 Nmm

Fauzan Davis 74197/2006 halaman 24