BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Kopling merupakan suatu elemen mesin yang sangat diperlukan untuk sebuah mesin agar bisa beroperasi dengan baik, karena kopling merupakan penghubung antara poros penggerak dan poros yang digerakkan, agar tidak terjadi gesekan tiba-tiba yang mengakibatkan kerusakan fatal antara roda-roda gigi yang saling bersentuhan. Dalam hal ini, penggerak mula dapat kita ambil contohnya seperti motor penggerak listrik pada mesin milling. Sedangkan bagian yang digerakkan misalnya roda-roda gigi, kopling, rantai dan lain-lain. Seiring dengan laju perkembangan teknologi yang pesat sekarang ini, para ahli mesin dituntut untuk merancang sistem pemutusan dan pemindahan daya serta putaran yang meliputi kopling, roda gigi, dan rantai. Untuk meneruskan putaran dan daya dari poros input ke poros output dengan mudah dan efisien tanpa terjadi slip yang membahayakan. Pada suatu motor atau mesin, kopling memegang peranan penting, sebab sebelum kopling ditemukan, untuk menghentikan motor harus dilakukan dengan jalan mematikan mesinnya, sedangkan untuk memindahkan dayanya, juga harus dilakukan saat motor dalam keadaan diam. Tetapi setelah kopling ditemukan pemindahan dan pemutusan daya dapat dilakukan dengan aman dan mudah tanpa terlebih dahulu mematikan mesinnya. Dalam merencanakan suatu kopling, diperlukan beberapa persamaan dalam memperhitungkan dan pemilihan bahan yang sesuai dengan daya yang dihasilkan suatu mesin, sehingga kopling yang akan digunakan nantinya memiliki biaya yang murah, aman dan bekerja dengan baik sesuai yang diharapkan. 1.2 Tujuan Perencanaan

Adapun tujuan dari perencanaan kopling flens tetap ini adalah: 1. Untuk merencanakan bahan dan ukuran kopling sesuai dengan daya motor penggerak kopling tersebut, dengan dalam perhitungannya. 2. Untuk menambah pengetahuan bagaimana cara-cara dan syarat-syarat serta berbagai pertimbangan yang diperlukan dalam merencanakan suatu kopling flens tetap. 3. Sebagai tugas Syarat dari mata kuliah Elemen Mesin I yang merupakan salah satu tugas akademik yang tercantum dalam kurikulum pada Fakultas Teknik jurusan Mesin Universitas Syiah Kuala. menggunakan metode persamaan

1.1 Syarat-Syarat Pemilihan Kopling Dalam perencanaan suatu kopling, pada umumnya harus diperhatikan hal-hal sebagai berikut : 1. Kopling harus ringan, sederhana dan semurah mungkin dan juga dengan dimensi sekecil mungkin 2. Getaran yang timbul harus sekecil mungkin 3. Kopling memiliki pemasangan yang mudah sehingga perawatannya pun menjadi mudah. Kopling yang akan direncanakan minimal harus memiliki karakteristik sebagai berikut : 1. Aman pada putaran tinggi, getaran dan tumbukannya kecil 2. Dapat mencegah pembebanan yang berlebihan

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Kopling adalah alat penyambung dua buah poros transmisi. Kopling berfungsi sebagai alat pemindah daya dan putaran dari suatu poros ke poros yang lainnya, yakni dari poros penggerak ke poros yang digerakkan. 2.1 Klasifikasi Kopling Ditinjau dari cara kerjanya, secara umum kopling dapat diklasifikasikan atas dua bagian, yakni: kopling tetap dan kopling tak tetap. Kopling tetap merupakan kopling yang selalu dalam keadaan terhubung, sedangkan kopling tidak tetap dapat dihubungkan dan dilepaskan bila diperlukan.

2.1.1 Kopling Tetap Kopling tetap adalah suatu elemen mesin yang berfungsi sebagai penerus putaran dan daya dari poros penggerak ke poros yang digerakan secara pasti (tanpa slip), dimana sumbu kedua poros tersebut terletak pada satu garis lurus atau dapat sedikit berbeda sumbunya. Berikut ini bermacam-macam kopling tetap.

a. Kopling Kaku Kopling kaku dipergunakan bila kedua poros harus dihubungkan dengan sumbu segaris. Kopling ini di pakai pada poros mesin dan transmisi umum di pabrik-pabrik. Kopling flens kaku terdiri atas naf dengan flens yang terbuat dari besi cor atau baja cor,dan dipasang pada ujung poros dengan diberi pasak serta diikat dengan baut pada flensnya. Dalam beberapa hal naf dipasang pada poros dengan sambungan pres atau kerut.

Kopling ini tidak mengizinkan sedikitpun ketidak lurusan sumbu kedua poros serta tidak dapat mengurangi tumbukan dan getaran transmisi. Pada waktu pemasangan, sumbu kedua poros harus terlebih dahulu diusahakan segaris dengan tepat sebelum baut- baut flens dikeraskan. Jenis-jenis kopling kaku diantaranya yaitu: kopling bus (a), kopling flens kaku (b), dan kopling flens tempa (c).Gambar 1.

(a) Kopling bus

(b) Kopling flens kaku

(c) Kopling flens tempa

Gambar 1 Macam-macam kopling kaku (Sumber: Sularso, Kiyokatsu suga, 1983, hal 30) b. Kopling Luwes Masalah mesin-mesin yang dihubungkan dengan penggerak melalui kopling flens kaku adalah diantaranya memerlukan pengaturan yang sangat teliti agar kedua sumbu poros yang saling dihubungkan dapat menjadi satu garis lurus. Selain itu juga, getaran dan tumbukan yang terjadi dalam penurusan daya antara mesin penggerak dengan mesin yang digerakkan tidak dapat diredam, sehingga dapat memperpendek umur mesin serta menimbulkan bunyi berisik. Untuk mengatasi masalah ini digunakanlah kopling luwes karena menggunakan bahan yang lunak dan ringan, disamping itu juga tidak diperlukannya pengaturan yang teliti agar kedua sumbu poros harus saling segaris

Jenis-jenis kopling luwes diantaranya yaitu: (a) kopling flens luwes (b), kopling karet ban (c), kopling karet bintang (d), kopling gigi dan (e), kopling rantai. Gambar 2.

(a) Kopling flens luwes

(b) Kopling karet ban

(c)Kopling karet bintang

(d) Kopling gigi

(e) Kopling rantai

Gambar 2 Macam-macam kopling luwes (Sumber: Sularso, Kiyokatsu suga, 1983, hal 30) c. Kopling Karet Ban Mesin-mesin yang dihubungkan dengan penggeraknya melalui kopling flens kaku, memerlukan penyetelan yang sangat teliti agar kedua sumbu poros yang

saling dihubungkan dapat menjadi satu garis lurus. Selain itu, getaran dan tumbukan yang terjadi dalam penerusan daya antara mesin penggerak dan yang digerakkan tidak dapat diredam, sehingga dapat memperpendek umur mesin serta menimbulkan bunyi berisik. Untuk menghindari kesulitan-kesulitan diatas dapat dipergunakan kopling karet ban. Kopling ini dapat berkerja dengan baik mekipun kedua sumbu poros yang dihubungkannya tidak benar-benar lurus. kopling ini juga dapat meredam tumbukan dan getaran yang terjadi pada transmisi. Meskipun terjadi kesalahan pada pemasangan poros, dalam batas-batas tertentu seperti gambar di bawah ini.

Gb. 2.2 Daerah kesalahan yang diperbolehkan pada kopling karet ban. (Sumber: Sularso, Kiyokatsu suga, 1983, hal 36) Kopling ini masih dapat meneruskan daya dengan halus.pemasangan dan pelepasan juga dapat dilakukan dengan mudah karena hubungan dilakukan dengan jepitan baut pada ban karetnya. variasi beban dapat pula diserap oleh ban karet, sedangkan hubungan listrik antara kedua poros dapat di cegah pada gambar dibawah ini memperlihatkan susunan ban karet yang umum di pakai

Gb. 2.3 susunan kopling karet ban.4 (Sumber: Sularso, Kiyokatsu suga, 1983, hal 37)

Karena keuntungannya demikian banyak, pemakain kopling ini semakin luas. Meskipun harganya agak lebih tinggi dibandingkan dengan kopling flens kaku, namun keuntungan yang diperoleh dari segi-segi lain lebih besar.

d. Kopling Fluida. Kopling fluida adalah kopling yang digunakan untuk meneruskan daya dengan menggunakan fluida sebagai perantara, dengan kata lain dalam kopling ini tidak terdapat hubungan mekanis antara kedua poros. Bila bagian input (impeller) pada sebuah pompa dipasang saling berhadapan dengan bagian output (runner) dimana kedua bagian tersebut berada didalam ruangan yang berisi minyak, maka jika poros input yang dihubungkan dengan poros impeller pompa itu diputar, maka minyak yang mengalir dari impeller tersebut akan menggerakkan runner turbin yang dihubungkan dengan poros output. Gambar 3.

Gambar 3 Bagan kopling fluida (Sumber: Sularso, Kiyokatsu suga, 1983, hal 44) Dalam keadaan kerja normal putaran kerja output lebih rendah daripada putaran input. Perbedaan putaran ini disebut slip yang besarnya antara 2% sampai 5% dari putaran poros input, pada saat inilah kopling mencapai harga maksimum.

Kopling fluida sangat cocok digunakan untuk mentransmisi putaran tinggi dan daya yang besar. Kopling ini memiliki beberapa keuntungan antara lain ketika terjadi pembebanan lebih, pengerak mulanya tidak akan tekena momen yang melebihi batas kemampuan, selain itu pada kopling ini dapat dipilih diameter poros yang kecil. Start pada kopling jenis ini dapat dilakukan dengan lebih mudah dan percepatan dapat berlangsung dengan halus, karena kopling dapat diatur sedemikian rupa hingga penggerak mula diatur lebih dahulu sampai mencapai momen maksimumnya dan baru setelah itu momen diteruskan pada poros yang digerakkan. Dengan demikian umur mesin dan peralatan yang dihubungkan dibandingkan dengan pemakaian kopling tetap biasa. Karena sifat-sifat tersebut kopling ini banyak digunakan sebagai penerus daya pada alat-alat berat, seperti lokomotif, dsb. baik yang digerakkan dengan menggunakan motor listrik maupun motor bakar. Bermacam-macam kopling fluida telah dikembangkan menurut

penggunaannya. Kopling murah dan sederhana dengang isi minyak yang tetap sangat banyak dipakai. Ada pula kopling fluida dengan penyimpan minyak di dalam sirkit aliran minyak, serta kopling kembar yang merupakan gabungan antara dua kopling dengan sirkit aliran minyak yang terpisah . Berikut beberapa jenis dari kopling fluida (Gambar 4).

(a) Dengan penyimpan minyak

(b) Kopling kembar

Gambar 4 Kopling fluida: (a) Dengan penyimpan minyak; (b) Kopling kembar (Sumber: Sularso, Kiyokatsu suga, 1983, hal 30)

2.1.1 Kopling Tidak Tetap Kopling tidak tetap adalah penghubung antara poros yang bergerak dan poros yang digerakkan dimana kedua poros mempunyai putaran yang sama dalam meneruskan daya, serta dapat melepaskan hubungan kedua poros tersebut baik dalam keadaan sedang diam maupun dalam keadaan sedang berputar (Sularso. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Jakarta: Pradnya Paramita, 1987, hal 57), inilah yang membedakan antara kopling tetap dengan kopling tidak tetap. Kopling tidak tetap memiliki bermacam-macam bentuk, antara lain: a. Kopling Cakar Kopling ini meneruskan momen dengan kontak positif (tidak dengan perantara gesekan) hingga tidak ada slip. Ada dua bentuk kopling cakar, yaitu kopling cakar persegi dan kopling cakar spiral (Gambar 5). Kopling ini tidak menimbulkan panas, tetapi pemakaiannya terbatas pada torsi yang kecil dan dengan kecepatan rendah. Perencanaan pada kopling ini harus cukup aman pada luas bantalan dan luas gesernya Kopling cakar persegi dapat meneruskan momen dalam dua arah putaran, tetapi tidak dapat dihubungkan dalam keadaan berputar. Dengan demikian kopling ini tidak sepenuhnya berfungsi sebagai kopling tidak tetap yang sebenaranya. Sedangkan kopling cakar spiral dapat dihubungkan dalam keadaan berputar, tetapi hanya baik untuk satu arah putaran tertentu saja. Namun demikian karena dapat terjadi tumbukan besar jika dihubungkan dalam keadaan berputar, maka cara penghubungan ini hanya boleh dilakukan jika poros penggerak mempunyai putaran kurang dari 50 rpm. Seperti diperlihatkan pada gambar 5 dibawah :

Gambar 5 Dua macam kopling tak tetap; a) kopling cakar persegi, b) kopling cakar spiral. (Sumber: Sularso, Kiyokatsu suga, 1983, hal 58)

b. Kopling Plat Kopling plat adalah suatu kopling yang menggunakan satu plat atau lebih yang dipasang diantara kedua poros serta membuat kontak dengan poros tersebut sehingga terjadi penerusan daya melalui gesekan antara sesamanya. Konstruksi kopling ini cukup sederhana dan dapat dihubungkan dan dilepaskan dalam keadaan berputar. Karena itu kopling ini sangat banyak dipakai. Kopling plat dapat dibagi atas kopling plat tunggal dan kopling plat banyak, yaitu berdasarkan atas banyaknya plat gesek yang dipakai. Juga dapat dibagi atas kopling basah dan kering, serta atas dasar pelayanannya (manual, hidrolik, numatik, dan elektromagnetis). Macam mana yang akan dipilih bergantung pada tujuan, kondisi kerja, lingkungan, dan sebagainya. Bentuk kopling yang paling sederhana diperlihatkan pada Gambar 6.

Gambar 6 Kopling plat (Sumber: Sularso, Kiyokatsu suga, 1983, hal 62) c. Kopling Kerucut. Kopling kerucut adalah suatu kopling gesek dengan konstruksi sederhana dan mempunyai keuntungan dimana dengan gaya aksial yang kecil dapat ditransmisikan momen yang besar (Gambar 7). Kopling macam ini dahulu banyak dipakai; tetapi sekarang tidak lagi, karena daya yang diteruskan tidak seragam. Meskipun demikian, dalam keadaan bentuk plat tidak dikehendaki, dan ada kemungkinan terkena minyak, kopling kerucut sering lebih menguntungkan. Seperti pada gambar 7 dibawah:

Poros penggerak

Gambar 7 Kopling kerucut (Sumber: Sularso, Kiyokatsu suga, 1983, hal 73)

d. Kopling friwil Dalam permesinan sering kali diperlukan kopling yang dapat lepas dengan sendirinya bila poros penggerak mulai berputar lebih lambat atau dalam arah berlawanan dari poros yang digerakan. Kopling friwil adalah kopling yang dikembangkan untuk maksud tersebut. Seperti yang diperlihatkan Gambar 8, (a) bola-bola atau (b) rol-rol dipasang dalam ruangan yang bentuknya sedemikian rupa hingga jika poros penggerak (bagian dalam) berputar searah jarum jam, maka gesekan yang timbul akan menyebabkan rol atau bola terjepit diantara poros penggerak dan cincin luar, sehingga cincin luar bersama poros yang digerakan akan berputar meneruskan daya.

Gambar 8 kopling friwil (Sumber: Sularso, Kiyokatsu suga, 1983, hal 76)

Jika poros penggerak berputar berlawanan arah jarum jam, atau jika poros yang digerakan berputar lebih cepat dari poros penggerak, maka bola atau rol akan lepas dari jepitan hingga tidak terjadi penerusan momen lagi. 2.1 Elemen-Elemen Pelengkap Kopling Pada kopling mempunyai beberapa elemen pelengkap yang dapat menyatukan elemen-elemen kopling flens tetap dan memberikan keamanan pada penyatuan seluruh komponennya. Elemen-elemen pelengkap tersebut diantaranya: poros, baut/mur, dan pasak. 2.2.1Poros Poros merupakan bagian yang terpenting dari setiap mesin, hampir setiap mesin meneruskan daya bersama-sama putaran. Poros berguna untuk meneruskan daya dan putaran tersebut. Ada beberapa bentuk poros, antara lain:

a. Poros Transmisi Pada poros ini terjadi pembebanan puntir murni atau puntir lentur. Daya ditransmisikan pada poros ini melalui kopling, roda gigi, puli sabuk, atau sproket rantai, dll. b. Spindel Spindel merupakan poros yang relatif pendek seperti pada poros utama mesin perkakas. Beban utama poros ini adalah puntiran, syarat yang harus dipenuhi oleh poros ini adalah deformasinya yang harus kecil dan bentuknya harus teliti. c. Gandar

Gandar merupakan poros yang dipasang pada roda-roda kereta barang, dimana tidak terdapat beban puntir , bahkan kadang-kadang tidak boleh berputar. 2.2.1Baut dan Mur Mur dan baut merupakan alat pengikat yng sangat penting dalam suatu rangkaian mesin. Pemilihan mur dan baut sebagai pengikat harus dilakukan dengan teliti untuk mendapatkan ukuran yang sesuai dengan beban yang diterimanya sebagai usaha untuk mencegah kecelakaan dan kerusakan pada mesin. Bila ditinjau dari segi penggunaanya, baut dapat dibedakan menjadi:

a. Baut Penjepit baut penjepit mempunyai 3 macam bentuk, yaitu: Baut Tembus, berfungsi untuk menjepit dua bagian melalui dua lubang tembus, dimana jepitan diketatkan dengan sebuah mur. Baut Tap, berfungsi untuk menjepit dua bagian, dimana jepitan diketatkan dengan ulir yang ditapkan pada salah satu bagian. Baut Tanam, merupakan baut tanpa kepala dan diberi ulir pada kedua ujungnya. Untuk dapat menjepit dua bagian, baut ditanam pada salah satu bagian yang mempunyai lubang berulir, dan jepitan diketatkan dengan sebuah mur.Seperti yang ditunjukkan pada gambar 9 berikut:

baut tembus

baut tap

baut tanam

Gambar 9. Baut Penjepit (Sumber: Sularso, Kiyokatsu suga, 1983, hal 293) a. Baut untuk pemakaian khusus Baut untuk pemakaian khusus memiliki beberapa macam jenis, diantaranya: Baut Pondasi, digunakan untuk memasang mesin atau bangunan pada pondasinya. Baut ini ditanam pada pondasi beton, dan jepitan pada bagian mesin atau bangunan yang diketatkan dengan mur. Baut Penahan, untuk menahan dua bagian dalam jarak yang tetap. Baut Mata atau Baut Kait, dipasang pada badan mesin sebagai kaitan untuk alat pengangkat. Baut T, untuk mengikat benda kerja atau alat pada meja/dasar yang mempunyai alur T, sehingga letaknya dapat diatur. Baut Kereta, banyak dipakai pada badan kendaraan. Bagian persegi dibawah kepala dimasukkan kedalam lubang persegi yang pas sehingga baut tidak ikut berputar pada waktu mur diketatkan atau dilepaskan. Dll. Baut-baut diatas dapat diperlihatkan pada gambar 10 berikut:

Baut Pondasi

Baut Penahan

Baut Mata

Baut T

Baut Kereta

Gambar 10. Macam-macam baut untuk pemakaian khusus (Sumber: Sularso, Kiyokatsu suga, 1983, hal 294)

a. Sekrup Mesin Sekrup Mesin ini mempunyai diameter sampai 8 mm, dan untuk pemakaian dimana tidak memerlukan beban besar. Kepalanya mempunyai alur lurus atau alur silang untuk dapat dikeraskan menggunakan obeng. Seperti terlihat pada gambar 11 berikut:

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(a) sekrup kepala bulat alur silang (b) sekrup kepala beralur lurus (c)sekrup panci

Gambar 11. Macam-macam sekrup mesin

(d) sekrup kepala rata alur silang (e) sekrup kepala benam lonjong

(Sumber: Sularso, Kiyokatsu suga, 1983, hal 294) b. Sekrup Penetap Sekrup ini dipakai untuk menetapkan naf pada poros, atau dipakai sebagai pengganti pasak. Biasanya dibuat dari baja yang ujungnya dikeraskan. Seperti pada gambar 12 berikut:

1

2 (bentuk kepala)

3 (dalam keadaan terpasang)

4

5

6 (bentuk ujung)

7

8

Gambar 12. Sekrup Penetap1. beralur 2. lekuk (soket) 3. kepala bujur sangkar 4. ujung mangkok 5. Ujung rata 6. Ujung kerucut 7. Ujung berleher 8. Ujung bulat

(Sumber: Sularso, Kiyokatsu suga, 1983, hal 295) c. Sekrup pengetap Sekrup ini mempunyai ujung yang dikeraskan sehingga dapat mengetap lubang plat tipis atau bahan yang lunak pada waktu diputar masuk. d. Mur Pada umumnya, mur mempunyai bentuk segienam. Tetapi untuk pemakaian khusus dapat dipakai mur dengan bentuk yang bermacam-macam, seperti mur bulat, mur flens, mur tutup, mur mahkota dan mur kuping. Seperti dapat dilihat pada gambar 13.

(mur lingkaran)

(mur flens)

(mur tutup)

Mur mahkota (mur beralur)

mur kuping (mur kupu-kupu)

Gambar 13. Macam-Macam Mur (Sumber: Sularso, Kiyokatsu suga, 1983, hal 295) 2.2.1Pasak

Pasak (Key Pin) adalah salah satu elemen mesin yang dapat dipakai menempatkan barang bagian-bagian mesin seperti roda gila, sprocket, puli, kopling dan lain-lain. Selain itu penggunaannya juga sebagai pengaman posisi, pengaturan kekuatan putar atau kekuatan luncur dari naf terhadap poros, perletakan kuat dari gandar, untuk sambungan flexible atau bantalan, penghenti pegas, pembatas gaya, pengaman sekrup dan lain-lain. Menurut letaknya pada poros dapat dibedakan antara pasak pelana, pasak rata, pasak benam, dan pasak singgung seperti yang terlihat pada gambar 14 dibawah, yang umumnya berpenampang segi empat. Dalam arah memanjang dapat berbentuk prismatis atau tirus. Pasak benam prismatis ada yang khusus dipakai sebagai pasak luncur. Ada pula pasak tembereng dan pasak jarum. Pasak luncur memungkinkan pergeseran aksial roda gigi, dll, pada porosnya, seperti pada seplain. Yang paling umum dipakai adalah pasak benam yang dapat meneruskan momen yang besar. Pasak benam mempunyai bentuk penampang segi empat di mana terdapat bentuk prismatis dan tirus yang kadang-kadang diberi kepala untuk memudahkan pencabutanya. Untuk momen dengan tumbukan, dapat dipakai pasak singgung.

Gambar 14. Macam-macam Pasak (Sumber: Sularso, Kiyokatsu suga, 1983, hal 295)

Mengingat dimensi dari pasak memiliki toleransi yang cukup tinggi, maka pembuatan pasak biasanya harus digrinding. Toleransi yang dicapai memiliki pengaruh pada pasak tersebut, apabila pengerjaan cukup teliti dengan toleransi yang betul, maka antara pasak dan rumah pasak tidak akan terjadi hentakanhentakan, sehingga pada akhirnya dapat memperpanjang umur pasak tersebut. Gaya yang dapat mengakibatkan kerusakan pada pasak ada 2, yaitu: gaya geser dan gaya tekan. Gambar 15 menunjukkan gambar dari penampang pasak

Gambar 15. Penampang Pasak (digilib.petra.ac.id/.../jiunkpe-ns-s1-2007-24402031-4980)

BAB III Persamaan Perencanaan Kopling Tetap Jenis Flens

3.1 Langkah Langkah Perencanaan Kopling tetap Dalam perencanaan poros langkah pertama adalah ambil suatu kasus dimana daya P (kW) harus ditransmisikan dan putaran poros n1(rpm) maka berdasarkan

n1hal tersebut dapat dihitung hal-hal sebagai berikut: 1. Daya yang ditransmisikan, P (kW) putaran poros penggerak, n1 (rpm) 2. Faktor koreksi, fc : Daya yang ditransmisikan Daya Rata-Rata yang fc 1,2-2,0

diperlukan Daya Maksimum yang 0,8-1,2 diperlukan Daya Normal 1,0-1,5 (Sumber: Sularso, Kiyokatsu suga, 1987, hal 295)

3. Daya rencana, Pd (kW) Pd = fc x P 4. Momen rencana, T (kg.mm) T= 9,74 x 105 x Pdn1

5. Bahan poros Kekuatan tarik bahan poros, B (kg/mm2) B = diambil harga kadar karbon terendah sebesar 0,2 (%) yang dimungkinkan antara 0,2 dan 0,3 (%) lalu dikalikan dengan 100 dan ditambahkan 20, maka didapat B. Faktor keamanan Sf1 dan Sf2 Sf1 : Untuk bahan SF dengan kekuatan yang dijamin: 5,6 Untuk bahan S-C dengan pengaruh massa dan baja paduan: 6,0 Sf2 : Dengan memperhatikan apakah ada alur pasak atau tangga pada poros: 1,3 sampai 3,0 1. Tegangan geser poros yang diizinkan, sa (kg/mm2) sa= BSf1x Sf2 2. Faktor koreksi untuk puntiran, Kt Kt : - Jika beban dikenakan secara halus: 1,0 - Jika terjadi sedikit tumbukan: 1,0 1,5 - Jika beban dikenakan dengan tumbukan besar: 1,5 3,0

Faktor koreksi lenturan, Cb Cb : - Jika dapat memberikan momen lentur: 1 - Jika kemungkinan mengganti kopling dengan sabuk V atau alat transmisi lain yang- menimbulkan lenturan: 1,2 2,3 3. Diameter porosm, ds (mm) ds=5,1a KtCbT13

Dan ukuran yang diambil dapat diperoleh dari harga-harga dalam tabel dibawah: Tabel 1. diameter poros4 10 11 4.5 *11.2 12 5 *12.5 *22.4 24 25 28 30 *31.5 32 35 *5.6 6 *6.3 14 (15) 16 (17) 18 19 20 22 7 *7.1 8 65 70 71 75 80 85 63 38 60 *35.5 48 50 55 56 140 150 160 170 180 190 200 220 630 *355 360 380 600 560 125 130 42 45 40 100 (105) 110 *112 120 *224 240 250 260 280 300 *315 320 340 420 440 450 460 480 500 530

(satuan : mm)400

9

90 95 (sumber : Sularso. Dasar Perencanaan dan Pemiilihan Elemen Mesin. Jakarta : Pradnya,Paramita 1987)

Keterangan: 1. 2. Tanda * menyatakan bahwa bilangan yang bersangkutan dipilih dari bilangan standar. Bilangan didalam kurung hanya dipakai untuk bagian dimana akan dipasang bantalan gelinding.

9. Diameter luar kopling flens, A (mm) Menentukan diameter luar kopling sedemikian rupa hingga harga diameter poros yang diperoleh dari perhitungan terletak antara harga diameter lubang maksimum dan minimum dari tabel dibawah:

Tabel 2. ukuran kopling flens(satuan : mm)

D Diamete r lubang min. 20 22,4 28 35,5 40 45 50 56 63 71 80 40 45 50 56 63 71 80 90 10 0 11 45 50 63 80 90 10 0 11 2 12 5 75 85 10 0 11 2 13 2 14 0 16 L C B Kasa r 11,2 11,2 11,2 15 15 18 18 23,6 23,6 26,5 26,5

F Halu s 18 18 18 20 20. 22,4 22,4 28 28 35,5 35,5 Kasa r 22,4 22,4 22,4 28 28 35,5 35,5 45 45 50 50

H

2 12 5

14 0 16 0 18 0

0 18 0 20 0 23 6 26 5

sumber : Sularso. Dasar Perencanaan dan Pemiilihan Elemen Mesin. Jakarta : Pradnya,Paramita 1987

Keterangan: 1. 2. Jika tidak disebutkan secara khusus, angka-angka dalam tabel berlaku umum baik untuk halus maupun untuk kasar. Pemakaian angka didalam kurung sebisa mungkin dihindarkan.

- Diameter naf (bos), C (mm) - Panjang naf, l (mm) - Diameter pusat baut, B (mm) - Diameter baut, db (mm) - Jumlah baut, n 10. - Nilai efektif baut,

dapat dilihat dari tabel diatas dapat dilihat dari tabel diatas dapat dilihat dari tabel diatas dapat dilihat dari tabel diatas dapat dilihat dari tabel diatas

biasanya didalam perhitungan dainggap bahwa hanya 50% saja dari seluruh baut yang menerima seluruh beban secara merata. - jumlah baut efektif, ne ne= .n 11. Tegangan geser baut, b (kg/mm2) b=8Tdb2neB 12. - Bahan baut dapat dilihat pada tabel dibawah: Tabel 3. bahan untuk flens dan baut kopling tetapElem en Tipe standar Lambang Perlakuan panas Kekuatan tarik (kg/mm2) keterangan

Flens Besi cor kelabu (JIS G 5501) FC20 FC25 FC30 FC35

Pelunakan temperatur rendah 20 25 30 35 Penormalan. KadangBaja karbon cor (JIS G 5101) SC37 SC42 SC46 SC49 Pelunakan 37 42 46 49 kadang setelah penormalan dilanjutkan dengan temper Baja karbon tempa (JIS G 3201) Baja karbon untuk kontruksi mesin (JIS G 3102) Baja karbon untuk kontruksi biasa (JIS G 3101) Baja batang difinis dingin (JIS G 3123) S20C-D S35C-D 50 60 SS41B SS50B 40 50 S20C S35C S40C S45C 40 50 60 70 SF50 SF55 SF60 Pelunakan 50-60 55-65 60-70 Perlakuana panas yang lain juga dilakukan

Baut dan mur

sumber : Sularso. Dasar Perencanaan dan Pemiilihan Elemen Mesin. Jakarta : Pradnya,Paramita 1987

- Kekuatan tarik, B (kg/mm2) Kekuatan tarik dipilih dari tabel diatas yang sesuai. - Faktor keamanan, Sfb

Sfb: biasa diambil 6 - faktor koreksi, Kb Kb: dipilih antara 1,5 dan 3 13. Tegangan geser baut yang diizinkan, ba (kg/mm2) ba= BSfb x Kb 14. Perbandingan antara b dan ba dengan perbandingan b< ba (baik) 15. - Bahan flens - Kekuatan tarik, B (kg/mm2) - Faktor keamanan SfF SfF: biasa diambil 6 - Faktor koreksi, KF KF = harus diambil 2 atau 3 16. Tegangan geser yang diizinkan untuk flens Fa (kg/mm2) Fa= BSfF x KF 17. Tegangan geser flens, F (kg/mm2) F= 2T C2F 18. Perbandingan KF. F : FaDengan perbandingan KF. F< Fa

dapat dipilih dari tabel .3 dapat dilihat dari tabel .3

19.

Jari-jari filet dari poros bertangga r (mm) dimana : dbn= diameter bagian

r= (dbn- ds)2 yang menjadi tempat bantalan

Ukuran pasak, alur pasak dan filet (c) pasak dan alur pasak

pada tabel 4. Ukuran

Atau untuk lebar dan tinggi pasak dapat dicari dengan persamaan: Lebar pasak b = ds4 Tinggi pasak t = ds8 dimana : ds = diameter poros t=h Dapat dilihat ukuran pasak dan alur pasak pada tabel dibawah ini: Tabel 4. Ukuran pasak dan alur pasakUkuran-ukuran utama mm)U ku ra n no m in al pa sa k b x h 2 x 2 3 x 3 4 x 4 5 x 5 6 x 6 (7 x 7) 8 x 7 10 x 8 7 10 12 14 8 8 9 0.40 0.60 22 110 28140 1890 5.0 5.0 5.5 3.3 3.3 3.8 7 1680 4.0 3.3 2.4 2.4 2.9 4.0 3. 0 3.0 2.4 0.250.40 30 38 3844 2 3 4 5 6 2 3 4 5 6 0.25 0.40 6-20 6-36 8-45 1056 1470 1.2 1.8 2.5 3.0 3.5 1.0 1.4 1.8 2.3 2.8 0.5 0.9 1.2 1.7 2.2 0.160.25 0.16 0.25 Uku ran stan dar b, b dan b Pasa k pris matic pasa k luncu r Pas ak tirus c Uku ran Ukuran standar h P a s a k p r i s m a ti s 0.080.16 L e b i h d a r i 7 7.2 3.5 2230 2025 6-8 8-10 1012 1217 1722 Pasa k lunc ur Pasa k tirus r1 Diameter poros yang dapat dipakai Ukuran standar t2 Referensi

(satuan:

l*

stan dar t

d**

8 12 x 8 (1 5 x 10 ) 16 x 10 18 x 11 20 x 12 22 x 14 (2 4 x 16 ) 24 25 x 14 28 x 16 32 x 18 25 28 32 14 16 18 0.60 16 16.2 0.80 20 22 16 18 10 11 12 14 15 10 10.2

36160

4450

5.0

5. 5

40180 45180 50200 56220 63250 5.0 6.0 7.0 7.5 9.0 5.0 3.4 3.4 3.9 4.4

5055 5058 5865 6575 7585

4.3 4.4 4.9 5.4

0.408.0 8. 5 8090 8.0 70280 80320 90360 9.0 10.0 11.0 5.4 6.4 7.4 4.4 5.4 6.4 8.0 8595 95110 110130 0.60

70280

* harus dipilih dari angka-angka berikut sesuai dengan daerah yang bersangkutan dalamtabel. 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 140, 160, 180, 200, 220, 250, 280, 320, 360, 400.sumber : Sularso. Dasar Perencanaan dan Pemiilihan Elemen Mesin. Jakarta : Pradnya,Paramita 1987

20.

- Konsentrasi tegangan pada poros bertangga ,

rds= faktor konsentrasi tegangan untuk menentukan nilai .

dbnds= faktor perbandingan diameter tempat bantalan dan poros untuk menentukan nilai . Maka, nilai dapat dilihat dari diagram faktor konsentrasi tegangan untuk pembebanan puntir statis dari suatu poros bulat dengan pengecilan diameter yang diberi filet. - Konsentrasi tegangan pada poros dengan alur pasak , Cds = faktor konsentrasi tegangan untuk menentukan nilai Dimana: c = filet Maka, nilai dapat dilihat dari diagram faktor konsentrasi tegangan untuk pembebanan puntir statis dari suatu poros bulat dengan alur pasak persegi yang diberi filet. 21. Tegangan geser (kg/mm2) 22. Perbandingan a sf2 atau : cbKt Dengan perbandingan a sf2 atau > cbKt 23. SpesifikasiDiameter luar kopling flens, A (mm) Diameter poros, ds (mm)

Diameter baut a (mm) x jumlah baut n Bahan baut ; Bahan flens Jari-jari filet dari poros bertangga Ukuran pasak dan alur pasak

3.2 Perhitungan perencanaan kopling tetap Penyelesaian soal : 1. Daya yang akan ditransmisikan, P ( kW ) putaran poros penggerak, n1 ( rpm ) P = 2.5 HP 0.735 kW Catatan: 1 PS =

n1 = 1200 rpm 0.746 kW P = 2.5 HP x 0.746 kW = 1.865 kW 2. Faktor koreksi, ( fc ) Daya : fc = 1.2 diperlukan 3. Daya rencana, Pd ( kW ) Pd= fc.P Pd= 1.2 x 1.492 kW Pd= 2.238 kW 4. Momen rencana , T ( kg.mm ) T=9,74 x 105x Pdn1 T=9,74 x 105x 2.2381200 T= 1.816 x 103 kg.mm 5. Bahan poros S 20 C - Kekuatan tarik bahan poros, B = 40 kg/mm2 - Apakah ada tangga atau alur pasak ada - Faktor keamanan, - Sf1 : Untuk bahan SF dengan kekuatan yang dijamin: 5,6 Daya

1 HP =

rata-rata

yang

Untuk bahan S-C dengan pengaruh massa dan baja paduan: 6,0 - Sf2 : Dengan memperhatikan apakah ada alur pasak atau tangga pada poros: 1,3 sampai 3,0 Sf1 = bahan S-C diambil 6 Sf2 = 1.3 - 3.0 diambil 2 6. Tegangan geser poros yang diijinkan, sa ( kg/mm2 ) sa= BSf1xSf2

sa= 406 x 2 sa= 3.33 kg/mm2 7. Faktor koreksi untuk puntiran, Kt = 2.0

Faktor koreksi untuk lenturan, Cb = 1.0

8. Diameter poros, ds ( mm )

ds= 5.1 x Kt x Cbx Tsa13 ds= 5.1 x 2 x 1 x 1.816 x 103 3.3313 ds= 17.71 20 mm. diambil dari harga yang mendekati pada tabel. 1

diameter poros 9. Gaya Tangensial, Ft ( kg ) Ft= Tds2 Ft= 1.816 x 103 162 Ft= 0.227 x 103 = 227 kg 10. Diameter luar kopling flens, A = 112 mm Diameter naff ( bos ), C = 45 mm Panjang naff, L = 40 mm kopling flens Diameter pusat baut, B = 75 mm Diameter baut, db = 10 mm Tebal Flens, F = 18 mm Jumlah baut, n = 4 Tabel 2. Ukuran

11. Nilai efektif baut, ne

= 0.5 karena dianggap hanya 50(%) saja dari seluruh baut yang

menerima beban secara merata. ne= x n ne= 0.5 x 4 ne=2 12. Tegangan geser baut, b ( kg/mm2 ) b= 8Tdb2 ne B b= 8 x 1.816x 103 x 102 x 2 x 75 b=0.31 0.31 kg/mm2

13. Bahan baut dan baut

SS 20 Tabel 3. Bahan flens

- Kekuatan tarik bahan, B = 20 kg/mm2 - Faktor keamanan, Sfb = 6 - Faktor koreksi, Kb = 3

14. Tegangan geser baut yang diijinkan,ba ( kg/mm2 ) ba=B Sfb.Kb ba=20 6x3 ba= 1.11 kg/mm2

18 6

0.31 : 1.11 0.31 < 1.11 Baik lanjut ke 16

15.

b : ba>

16. Bahan Flens FC20 - Tebal flens, F = 18 mm & baut - Kekuatan tarik bahan poros, F = 20 kg/mm2) - Faktor keamanan, SfF = 6 - Faktor koreksi, KF = 3 17. Tegangan geser yang diijnkan untuk flens, Fa ( kg/mm2 ) Fa=F SfF.KF Fa=20 6 x 3 Fa=1.11 kg/mm2 Tabel 3. Bahan flens

18. Tegangan geser flens, F ( kg/mm2 ) F= 2TC2F F= 2 x 1.816 x 103 x 452 x 18 F= 0.032 kg/mm2 2KF 1 0F: 5 Fa

19. KFF: Fa > 3 x 0.032 : 1.11 0.096 < 1.11 Baik / Ok Lanjut ke 20

20. Perencanaan untuk pasak, dengan ds = 20 mm Anggaplah diameter bagian yang menjadi tempat bantalan adalah : 22 mm Jari-jari filet (r) = (22-20)/2 = 1 mm Alur pasak: 6 x 3 x filet 0.4 21. - konsentrasi Tegangan pada poros bertangga adalah: - Konsentrasi tegangan pada poros dengan alur pasak adalah: Cds = 0.420 = 0.02, = 2.65 > 22. Tegangan Geser (kg/mm2) =5.1 Tds3 =5.1 x 1.816 x 103203 = 1.16 kg/mm2

rds = 120 = 0.05 , dbnds = 2220 = 1.1, =1.28

24 4 sa . sf2 : . Cb. Kt

23. sa. sf2 : . Cb. Kt 3.33 x 22.65 : 1.16 x 1 x 2 2.51 : 2.32 2.51 > 2.32 baik >

>

24. Diameter luar kopling flens, A Diameter poros, ds Diameter baut, db Jumlah baut, n Bahan poros Bahan baut Bahan flens Jari-jari filet Pasak Alur pasak

= 112 mm = 20 mm = 10 mm =4 = S 20 C = SS 20 = FC-20 = 1 mm =6x6 = 6 x 3 x 0.4

BAB IV KESIMPULAN dan SARAN 4.1 KESIMPULAN Berdasarkan hasil analisa dan perhitungan perencanaan kopling tetap jenis flens, maka dapat disimpulkan bahwa:

1. Daya yang ditransmisikan pada kopling adalah: 2.5 HP, dan dengan putaran 1200 rpm. 2. Poros yang dipakai berbahan S 20 C dengan diameter 20 mm 3. Kopling yang digunakan tipe flens dengan: Bahan Flens FC20 Diameter luar kopling flens, A = 112 mm Tebal Flens, F = 18 mm 1. Baut yang digunakan berbahan SS 20, dengan: Diameter baut, db = 10 mm Jumlah baut, n = 4 Jari-jari filet = 1 mm Pasak = 6 x 6 Alr pasak = 6 x 3 x 0.4 Diameter pusat baut, B = 75 mm Panjang naff, L = 40 mm

Diameter naff ( bos ), C = 45 mm

1. Alur pasak dengan diameter poros: 20 mm

4.2 SARAN Dari hasil perencanaan kopling tersebut, penulis menyadari bahwa perancangan kopling ini masih banyak kekurangan baik dari perhitungan, penjabaran, maupun penulisan sistematis rancangan ini, yang diharapkan dapat penyempurnaan lebih lanjut pada perancangan selanjutnya, dan diharapkan dapat diwujudkan perencanaan kopling tetap flens yang lebih baik lagi dari ini.