perencanaan poros vespa

8/18/2019 Perencanaan Poros Vespa

1/17

BAB III

PERENCANAAN POROS

A. Pengertian poros

Poros adalah salah satu bagian yang terpenting dari sebuah mesin.

Tugas utama sebuah poros adalah untuk mentransmisikan suatu daya. Dayadimungkinkan untuk ditransmisikan ke bagian lain dari mesin, oleh karena

bekerjanya gaya tangensial dan momen pentir pada poros tersebut. Karena adanya

pemindahan gaya dari poros satu ke poros yang lainnya melalui puli, roda

gigi,kopling dan lain-lainnya. Akibat bekerjanya gaya-gaya diatas, maka poros

akan melentur. Dengan kata lain, poros itu digunakan untuk memindahkan momen

puntir dan momen lentur. Poros untuk meneruskan daya diklasifikasikan menurut

pembebanannya sebagai berikut:1. Poros transmisi

Poros semaam ini mendapat beban puntir murni atau puntir lentur. Poros ini

digunakan untuk mentransmisikan daya dari suatu sumber ke tenaga bagian

lain dari mesin yang memerlukan tenaga.

!ontohnya adalah poros penggerak.

". #pindel

Poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin perkakas,dimana beban utamanya berupa puntiran. #yarat yang harus dipenuhi poros ini

adalah deformasinya harus keil dan bentuk serta ukurannya harus teliti.


2/17

$. %andar

Poros ini tidak mendapat bahan puntir, bahkan kadang-kadang tidak boleh

berputar.

%andar hanya mendapat beban lentur,keuali jika digerakkan oleh penggerak

mula

dimana akan mengalami beban puntir juga.

B. Bentuk dan dimensi poros

Poros yang direnanakan adalah poros pejal dengan penampang bulat yang

diberikan alur pasak dengan dimensi poros & %ambar " '.

%ambar ". &Poros kopling'


3/17

C. Perhitungan poros

1. Daya

(erdasarkan komperatif data diketahui bah)a daya dari mesin adalah *,1 +p

pada

putaran rpm.

Daya yang direnanakan :

Pd f.p &K/'

Dimana :

Pd daya renana

f faktor koreksi &untuk daya maks antara ,0 1," '

1, &diambil '

P daya nominasi motor penggerak

*,1 . ,23 ,0 K/

sehingga : Pd f . P 1, & ,0 ' ,0 K/

". 4omen puntir

Dari komperatif data diketahui bah)a harga perbandingan transmisi

antara roda gigi dan pinion adalah 1, sehingga n n rpm, dimana

:

n putaran poros engkol

n1 putaran poros kopling


4/17


5/17

ta tegangan geser i;in

Kt faktor koreksi untuk beban dengan kejutan dan

tumbukan

& 1, - 1,9 '

1," & diambil '

sehingga :

ds < 9,15$,"2 . &1," ' &1,9' &11$,*' =

19 mm

9. 4omen lentur

>ntuk menari momen lentur, harus diari terlebih dahulu berat poros

yang

direnanakan.

/ A . ? . @

Dimana : A luas penampang

? panjang poros@ berat jenis, untuk baja karbon 2,0 .1- kg 5 m

luas penampang poros :

A @ . dsB 5 3 &19 'B 5 3 12,2 mm 1,22 m


6/17

#ehingga berat poros :

/ 1,22 &9,0 ' 2,0 . 1

,2* kg

berat total kopling ) 1kg, sehingga berat total :

) total ) C )1

1 C ,2* 1,2* kg

>ntuk mendapatkan momen lentur yang terjadi pada poros perlu diadakan

pemisahan bah)a poros seara keseluruhan dianggap sebagai kantileer beam

dengan berat poros terbagi rata & gambar $ '. Poros mendapatkan beban pada

ujungnya sesuai dengan berat kopling pada jarak ? dari tumpuan tetapnya.

7ntensitas beban terbagi rata pada poros & E ' :

E ) 5? ,2* 5 90 1,$ . 1 kg5 mm

gaya reaksi : F 8G "

F 8G t p C ) 1 C ,2*

1,,2* kg

4omen lentur minimum pada jarak G & potongan m n ' 4min - P.G-E.G.G5" PG.EGB5"

4omen lentur maGimum pada G 1

4maG - 1 &90' H &1,$. 1 &90'B '

- kg.mm


7/17

%ambar $

Poros sebagai kantileer beam


8/17

. Tegangan lentur

I $"4 5J . ds $" & '5 J & 19 '

,101 kg5mmB

4. Bahan poros

Poros untuk mesin umum biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik

dan di-

finis. Karena itu bahan untuk poros yang direnanakan adalah baja karbon

difinis din-

gin dengan simbol 67# %$"1 #8 99 yang memiliki kekuatan tarik 99kgf5

mmB

5. Analisa kekuatan bahan

Tegangan geser yang terjadi :

t 1T 5 J . ds

dimana : T momen puntir 11$,* kg .mm

ds diameter poros 19 mm

sehingga : t 1 &11$,*' 5 J &19' 1,2 kg5mmB

Tegangan geser maksimum yang terjadi akibat beban lentur dan puntir :


9/17

t maG &9,1 5ds ' &km.4 'B C &kt. T 'B

dimana :

km 8aktor koreksi untuk momen lentur, karena poros berputar de-

ngan pembeban momen lentur tetap maka digunakan 1,9.

kt 8aktor koreksi momen puntir, karena terjadi sedikit kejutan

dan tumbukan, digunakan 1,".

#ehingga :

T maG 9,1 5 &19' < &1,9.'B C &1," .11$,*'B =

" kg5mmB

#yarat untuk poros yang aman dimana TmaG LTa karena berdasarkan perhitu-

ngan didapatkan Ta $,$9 kg5mmB dan TmaG adalah " kg5mmB . 4aka por-

os dikatakan aman.

8. e!epatan krisis poros

Keepatan krisis poros adalah keepatan putaran yang menyebabkan reso-

nansi getaran. Keepatan krisis harus dihindari, karena menyebabkan kerusakan

poros dan bantalan. Pada keepatan poros tidak stabil, tetapi dapat kembali stabil, bila keepatan ini stabil.6ika defleksi yang terjadi akibat gaya sentrifugal y,

maka :

y ! . ?5 0F7

Dimana :

y Defleksi &m'


10/17

%aya sentrifugal & kg'

? 6arak kopling ke bantalan &m'

F 4odulus elastisitas bahan poros &kg5mBM'

7 4omen inersia & mM '

%aya sentrifugal yang terjadi pada kopling :

P m . B 5 r

dimana :

P %aya sentrifugal &n'

m (erat kopling &kg'

Keepatan linier kopling &m 5 det '

r adius rata-rata rumrh kopling &m'

Keepatan lier kopling :

"J .n.r

".$,13..,9 5

$1,3 5 det

4omen inersia pada poros :

7 J .dsM53

7 $,13 .&1,9'M5 3

,"9 mM


11/17

4aka gaya sentrifugal yang terjadi pada kopling :

P 1.&$",2' 5 ,9"

"9$,"2 N "*,19 kg

Defleksi yang terjadi akibat gaya sentrifugal :

y "*,19. &9,0 ' 5 0.",1.1M .,"9

,"2 m

%aya yang menyebabkan defleksi pada poros :

0F7 5 k.y .

dimana :

gaya yang menyebabkan defleksi &kg.m '

y defleksi yang terjadi pada poros &m '

k gaya yang terjadi pada poros &kg5m'

4aka :

k . y

k 5y "*,195,*2 "1*,0 kg5m

>ntuk mengetahui keepatan sudut krisis, perlu diari massa kopling, yaitu berat

kopling dibagi grafitasi :

m1 m5g 1 5 ,*01 1,1*3 kg.massa


12/17

4aka keepatan sudut kritis poros adalah :

/r k5m

Dimana : )r keepatan sudut kritis &rad5fet '

K gaya menyebabkan defleksi &kg '

4 massa kopling &kg.massa'

maka : ) $1,3 5 "1*,051,1*3

9$,3 rad5det

Keepatan kritis yang terjadi pada poros adalah :

nr $.) 5

$.9$,35$,13

$9*9,3 rpm

Keepatan kritis yang terjadi pada poros :

nr $. /r 5 J

$.9$,3 5 $,13

$9*9,3 rpm

sehingga :

n L nr atau ) O )r

L $9*9,3 atau 9$,3 O "0

jadi poros tersebut dapat diputar dengan aman.


13/17

(A( 7Q

PERENCANAAN PASA

Pasak ialah suatu elemen mesin yang dipakai untuk menetapkan bagian-

bagian mesin seperti roda gigi dan lain-lain. (iasanya diletakkan sejajar

dengan sumbu poros.

A. (entuk Pasak Pasak yang direnanakan berbentuk tembereng atau )oodruf key &gambar

3'. (entuk ini dipilih karena dalam pemasangan ukup aman untuk menahan

gaya geser yang terjadi.

%ambar 3

Pasak

Dimana :

? Panjang pasak &19,9 mm'

b ?ebar pasak &$,9 mm'

a Tinggi pasak &,9 mm'

ds Diameter poros & 19 mm'

t1 Kedalaman alur pasak & 9 mm'

t" 6edalaman alur pasak pada naf &1,9 mm'

(. Perhitungan Pasak


14/17

Pada pasak terjadi gaya tangensial sebagai adanya momen puntir.

(esarnya gaya tangensial adalah :

8 "T5ds

Dimana :

ds Diameter poros &mm'

8 %aya tangensial &Kg'

T 4omen puntir &Kg.mm'

#ehingga : 8 " &11$,*'519

132," Kg

%aya tangensial yang terjadi pada pasak akan menyebabkan terjadinya tegangan

geser sebesar :

Tk 85ds

Dimana R

Tk Tegangan geser &kg5mmB'

( ?ebar pasak &$,9 mm'

? Panjang pasak &19,9 mm'

#ehingga :

Tk 132,"5&$,9' &19,9' ",21 Kg5mmB


15/17

C. Bahan Pasak

Pada umumnya bahan pasak dipilih lebih rendah dari bahan poros sehingga

pasak akan lebih dulu rusak dari porosnya. (ahan pasak dipilih 67# %391

#$! dengan kekuetan tarik b 30 Kg5mmB

D. Analisa kekuatan bahan

(esarnya tegangan geser yang dii;inkan adalah :

Ta tb5#f1. #f"

Dimana :

Tb Kekuatan tarik bahan &Kg5mmB'

#f1 8aktor keamanan & diambil '

#f" 8aktor keamanan terhadap kekerasan permukaan

1 - 1,9 & untuk beban keil '

#ehinga :

Ta 305. &1,"9'

3 Kg5mmB

Tegangan geser yang terjadi L Teganagan geser yang dii;inkan.

Tk L Ta dan ",21 L ,3


16/17

#ehingga pasak yang direnanakan dalam keadaan aman .

F. Tekanan Permukaan

(esarnya tekanan permukaan terjadi pada pasak akibat gaya

tangensial adalah :

P 8 5 ?.t1

Dimana :

8 %aya tangensial &Kg'

? Panjang pasak &mm'

t1 Kedalaman

6adi : P 132," 5 19,9 &9'

1,* Kg5mmB

Tekanan permukaan yang dii;inkan untuk poros berdiameter

terkeil sebesar Pa 0 Kg5mmB &literatur', sebagai permukaan yangdii;inkan :

P L Pa dan 1,* L 0

#ehingga pasak dapat dikatakan aman .


17/17

perencanaan poros vespa

Documents