1.6 Perencanaan Poros

F1 F2

A B

200 200

F2=(T 1+T 2 ) sin α

F2=(142,777+135,083 ) sin 5,1630

F2=¿ 277,86 . 0,089

F2=25 N

F1 = berat total silinder pemipil = 4,5 kg = 45 N

ƩMA =0

F2 . 450 - Rby . 400 + F1 . 200 = 0

25 . 450 - Rby . 400+ 45 . 200 = 0

Rby = 50,625 [N]

ƩMB =0

F2 . 50 - F1 . 200 + Ray . 400= 0

25. 50 + Ray . 400 = 45 . 200

1250 + Ray . 400 = 9000

Ray . 400= 9000 – 1250

Ray = 19,375 [N]

Ft = 0,4 . 153 = 61,2 [kg] = 612 [N]

50

FT

ƩMA =0

Ft . 200 - Rbx . 400 = 0

612 . 450 - Rbx . 400 = 0

Rbx = 688,5 [N]

ƩMB =0

Ft . 200 - Rax . 400= 0

612 . 200 = Rax . 400

Rax = 306 [N]

Ra=√Ray2 +Rax

2

Ra=√19,3752+3062

Ra=306,612[N ]

Rb=√Rby2 +Rbx

2

Rb=√50,6252+688,52

Rb=690,358[ N ]

Momen lentur [N . mm] adalah :

Ma  = Ra . 200[mm] = 306,612 [N] . 200 [mm]= 61322,4 [N . mm] = 61,3 [N.m]

Mb  = Rb . 50[mm]= 690,358 [N] . 50 [mm] = 34517,9 [N . mm] = 34,5 [N.m]

Ds ≥[( 5,15,2 )√ ( Km M )2+( K t T )2]

13

Ds ≥[( 5,15,2 )√ (2.61322,4 )2+ (2.21420 )2]

13

Ds ≥[( 5,15,2 )√16877012570]

13

Ds ≥[( 5,15,2 ) .129911,5]

13

Ds ≥ 49,319 [mm ]

Diameter poros rencana ≥ 49,319 [mm]

Diameter poros yang digunakan pada pemipil adalah 50 [mm]

1.7 Perencanaan Bantalan

Perhitungan beban bantalan1. Kecepatan keliling pada poros pemipil:

v=π D N1

60(Khurmi dan G upta, 1992)

v=π ×50 × 8060

v=209,43mm

s

v=0,2094ms

2. Besarnya beban yang bekerja :

Fra = Ra (Sularso hal 238)

= 306,612 [N] ~ 30,661 [kg]

Frb = Rb

= 690,358 [N] ~ 69,035 [kg]

Karena Frb > Fra, maka yang digunakan adalah Frb.

a. Equivalen dinamis (Pr)

Pr = X . V . Frb .....................................................( sularso, 1997, hal 135)

Pr = 1 . 1,2 . 69,035

Pr = 82,842 [Kg]

b. Perhitungan umur bantalan 1. untuk bantalan gelinding. Bantalan yang digunakan adalah bantalan

gelinding dengan nomor 6000zz, kapasitas nominal dinamis = 360 kg

faktor keamanan :

fn = (33,3/n)1/3 (Sularso hal 136)

= (33,3/80)1/3 = 0,746

dimana :

n = putaran transmisi = 80 rpm

b. faktor umur :

fh = fn . C/P (Sularso hal 135)

= (0,746).360/82,842

= 3,241

dimana :

C = kapasitas nominal dinamis = 360 kg

c. umur nominal bantalan :

Ln = 500 fh3 (Sularso hal 136)

= 500. (3,241)3

= 17021,863 jam

d. Keandalan umur bantalan, jika mengambil 99 % :

Ln = a1 . a2 . a3 . Lh (Sularso hal 136)

= (0,53) . 1 . 1 (17021,863)

= 9021,58 jam

dimana :

a1 = faktor keandalan 96%

= 0,53 (tabel 4.10 Lit 1 hal 137)

a2 = faktor bahan

= 1 (baja dicairkan secara terbuka)

a3 = faktor kerja = 1 (kondisi kerja normal)

e. Jika dalam satu hari bekerja selama 5 jam, maka umur bantalan tersebut :

Lb = 9021,585 . 300

= 6,01 tahun ~ 6 tahun 3hari

4.2.1.Perencanaan Poros I

Data yang diketahui:

Daya input (Nin) = 0,0152 hp

Putaran input (nin) = 45 rpm

Sudut kontak () = 25o

Gaya yang terjadi

Ft1 = 788,21 lb Fr1 = 367,54 lb Fn1 = 869,69 lb

Ft3 = 410,52 lb Fr3 = 191,42 lb Fn3 = 452,95 lb

Ft5 = 315,26 lb Fr5 = 147,00 lb Fn5 = 347,85 lb

Ft7 = 895,70 lb Fr7 = 417,66 lb Fn7 = 988,29 lb

a. Perencanaan Poros I kondisi 1

Data-data yang diketahui :

Ft1 = 788,21 lb

Fr1 = 367,54 lb

Ft1

Fn1Fr1

RAH

RB

RBH

C

B

11.5 in

1.5 in

RA RAV

A

RBV

Fn1 = 869,69 lb

Analisa Momen Banding

Reaksi di A dan B

MA = 0

Fn1 × 1.5 – RB × 13 = 0

lb

MB = 0

RA – Fn1 + RB = 0

RA = Fn1 – RB

RA = 869,69– 100,34

= 769,34 lb

Momen bending yang terjadi pada poros I kondisi 1

MC = RA . 1,5

= 769,34 × 1,5

Fn1

C

RBRA 11.5 in1.5 in

BA

34,10013

5,1869,69

13

5,11

xFn

RB

= 1154,01 lbin

Gambar 4.1. Diagram momen poros I kondisi 1

4.2.1.1. Perencanaan diameter poros I

Momen yang terjadi :

Kondisi 1 : 1154,01 lbin

Kondisi 3 : 1332,67 lbin

Kondisi 5 : 1023,48 lbin

Kondisi 7 : 1311,38 lbin

Dimana :

M max = 1332,67 lbin

T = 787,5 lbin

Bahan poros yang digunakan adalah AISI 52100 NR dengan Syp = 139.000 psi

(tabel A-2 Apendix 2) dengan angka keamanan Ak = 3.

Rumus dari Deutschman hal 339

1154 lbin

τ max=0 ,58 SypAk

=16

πD3 √( M max )2+ (T )2

Diameter poros

=3√16×3π×0 ,58×139000

√ (1332,67 )2+(787,5 )2

D = 0.66“

Pengecekan kekuatan poros

Tegangan maximum yang diijinkan dari bahan (Ss) :

=0 , 58×139000

3=26873 , 4

psi

Tegangan geser yang terjadi pada poros ( max)

τ max=√( σ x

2 )2

+τ2

Dimana:

σx =32 x M max

π . D3

= 32 . 1332,67

3 ,14 . (0 ,66 )3=42752 ,96 psi

τ =16 . T 1

π . D3

= 16 . 787,53 , 14 . (0. 66 )3

= 14464 ,6 psi

Maka:

τ max = √(σx2

)2 + τ2

= √(42752 ,962

)2 + (14464 , 6 )2 =25810 , 43 psi

Karena max < Ssyp maka perencanaan diameter poros I aman.