tiang dan batang

32
Tiang dan Batang 14.1. Pendahulan Sebuah bagian inti mesin pada gaya tekan poros disebut sebagai batang. Batang dapat horizontal, miring atau bahkan vertical. Tetapi batang vertikal lebih dikenal dengan tiang. Bagian-bagian mesin yang harus diteliti untuk gaya-gaya tiang adalah batang-batang piston, batang sambung, batang tekan katup, sekrup dongkrak, batang melintang dongkrak dan lain-lain. Kita akan diskusikan dalam bab ini, rancangan batang piston, batang sambung, dan batang tekan katup. 14.2. Kerusakan pada tiang atau batang Telah diamati bahwa ketika tiang atau batang berdasarkan pada beban tekan dan beban itu secara bertingkat ditambahkan, tingkatannya akan tercapai ketika tiang difokuskan pada beban terbesar. Melebihi ini, tiang akan rusak karena remuk dan beban itu dikenal sebagai beban remuk. Telah diteliti juga, bahwa kadang-kadang bagian tekanan tidak seluruhnya rusak karena remuk, tapi juga oleh tekukan/bengkokan. Hal ini terjadi dalam kasus tiang yang panjang. Telah diamati juga bahwa semua tiang yang pendek rusak karena remuk. Tetapi, jika

Upload: ricky-ryu-hermawan

Post on 31-Dec-2014

88 views

Category:

Documents


5 download

DESCRIPTION

About hole and bar

TRANSCRIPT

Page 1: Tiang Dan Batang

Tiang dan Batang

14.1. Pendahulan

Sebuah bagian inti mesin pada gaya tekan poros disebut sebagai batang.

Batang dapat horizontal, miring atau bahkan vertical. Tetapi batang vertikal lebih

dikenal dengan tiang. Bagian-bagian mesin yang harus diteliti untuk gaya-gaya

tiang adalah batang-batang piston, batang sambung, batang tekan katup, sekrup

dongkrak, batang melintang dongkrak dan lain-lain. Kita akan diskusikan dalam

bab ini, rancangan batang piston, batang sambung, dan batang tekan katup.

14.2. Kerusakan pada tiang atau batang

Telah diamati bahwa ketika tiang atau batang berdasarkan pada beban

tekan dan beban itu secara bertingkat ditambahkan, tingkatannya akan tercapai

ketika tiang difokuskan pada beban terbesar. Melebihi ini, tiang akan rusak karena

remuk dan beban itu dikenal sebagai beban remuk.

Telah diteliti juga, bahwa kadang-kadang bagian tekanan tidak seluruhnya

rusak karena remuk, tapi juga oleh tekukan/bengkokan. Hal ini terjadi dalam

kasus tiang yang panjang. Telah diamati juga bahwa semua tiang yang pendek

rusak karena remuk. Tetapi, jika tiang panjang berdasarkan pada beban tekan, itu

didasarkan pada tegangan tekan. Jika beban ditambah secara bertingkat, tiang itu

akan mencapai tingkatannya, ketika akan mulai pembengkokan. Beban pada tiang

yang bengkok disebut beban bengkok, beban kritis atau beban rapuh, dan tiang

dikatakan mempunyai ketidakstabilan elastis yang berkembang. Pertimbangan

kecil akan menunjukan, bahwa untuk tiang panjang, nilai beban bengkoknya akan

kurang dari beban remuk. Selain itu nilai beban bengkok adalah rendah untuk

tiang panjang, dan relatif tinggi untuk tiang pendek

14.3. Macam-macam kondisi ujung tiang

Page 2: Tiang Dan Batang

Dalam latihan sebenarnya, ada sejumlah kondisi ujung untuk tiang. Tetapi

kita akan belajar tentang teori tiang Euler pada empat macam kondisi ujung, yang

penting dari pokok pandangan:

1. Kedua ujungnya berengsel, Gam. 14.1 (a).

2. Kedua ujungnya menempel, Gam. 14.1 (b).

3. Satu ujungnya menempel dan yang satunya lagi berengsel,

Gam.14.1(c).

4. Satu ujungnya menempel dan yang satunya lagi bebas, Gam. 14.1 (d).

14.4. Teori tiang Euler

Percobaan pertama yang masuk akal, untuk belajar tentang kestabilan dari

tiang penjang, telah dibuat oleh Mr.Euler. Dia mengambil persamaan, untuk

beban bengkok dari tiang panjang berdasarkan pada tegangan bengkok. Ketika

mengambil persamaan ini, akibat dari tegangan langsung dilalaikan. Hal ini dapat

dibenarkan dengan pernyataan, bahwa tegangan langsung yang berpengaruh pada

tiang panjang dilalaikan, sebagai perbandingan pada tegangan bengkok. Hal itu

mungkin dapat dicatat bahwa rumus Euler tidak dapat digunakan pada kasus tiang

pendek, karena tegangan langsung dipertimbangkan dan tidak dapat diabaikan.

Page 3: Tiang Dan Batang

14.5. Anggapan teori tiang Euler

Ikuti anggapan sederhana yang dibuat dalam teori tiang Euler:

1. Tiang awalnya harus lurus sempurna, dan beban yang dipasang benar-

benar aksial.

2. Bagian menyilang dari tiang adalah seragam dengan panjangnya.

3. Beban tiang benar-benar elastis sejenis dan isotropic; dan mematuhi

hukum Hook.

4. Panjang tiang sangat besar sebagai perbandingan pada ukuran bagian

menyilangnya.

5. Tiang pendek, pada tekanan langsung (sangat kecil) diabaikan.

6. Kerusakan tiang terjadi karena pembengkokan dengan sendirinya.

14.6. Rumus Euler

Menurut teori Euler, kerapuhan atau beban bengkok dibawah kondisi

ujung yang bervariasi ditunjukan dengan persamaan umum

=

Dimana E = Modulus elastisitas bahan tiang

A = Daerah bagian menyilang

k = Radius terendah dari perputaran bagian menyilang

l = Panjang tiang

C= Konstan, penunjukan kondisi ujung tiang atau koefisien ujung

menempel.

Tabel yang tersedia menunjukan nilai koefisien ujung menempel (C) untuk

kondisi ujung yang bermacam-macam.

Tabel 14.1

S No. Kondisi akhir Koefisien ujung

Page 4: Tiang Dan Batang

menempel (C)

1 Kedua ujungnya berengsel 1

2 Kedua ujungnya menempel 4

3 Satu ujungnya menempel dan yang lainya berengsel 2

4 Satu ujungnya menempel dan yang lainya bebas 0,25

Catatan. 1. Tiang vertical akan mempunyai dua momen inersia (Ixx dan

Iyy). Karena tiang akan cenderung bengkok ke arah momen inersia yang paling

rendah, karena itu nilai terendah dari dua momen inersia digunakan saling

berhubungan.

2. Dari rumus diatas untuk beban rapuh, kita tidak mengambil kedalam

perhitungan tegangan langsung berpengaruh pada bahan beban yang dinaikan

secara bertingkat dari nol sampai nilai rapuh. Nyatanya, kombinasi tegangan,

tepatnya pada beban langsung dan bengkok sedikit, mencapai nilai yang diizinkan

pada beban lebih rendah dari pada yang diperlukan untuk pembengkokan dan

karena itu ini akan menjadi batas nilai dari beban aman.

14.7. Rasio ketidakrampingan

Dari penjelasan diatas rasio l/k dikenal dengan rasio ketidakrampingan.

Hal ini dapat ditentukan sebagai rasio panjang efektif tiang pada bagian

perputaran radius terendah.

Catatan. Ini mungkin dicatat, bahwa rumus untuk beban rapuh, dalam

artikel sebelumnya adalah berdasarkan pada anggapan bahwa rasio

ketidakrampingan l/k sangat besar, bahwa kerusakan tiang terjadi hanya pada

bengkok akibat dari tegangan langsung. (W/A) diabaikan.

14.8. Pembatasan rumus Euler

Kita telah mendiskusikan pada bab 14.6 bahwa persamaan umum untuk

beban rapuh,

Page 5: Tiang Dan Batang

Wer =

Jadi tegangan rapuh, fer = =

Pertimbangan kecil akan menunjukan bahwa tegangan rapuh akan tinggi

ketika rasio ketidakrampingannya kecil. Kita tahu bahwa tegangan rapuh untuk

tiang tidak dapat lebih dari tegangan remuk bahan tiang. Sangat jelas bahwa

rumus Euler akan memberi nilai tegangan rapuh tiang (sama dengan tegangan

remuk dari bahan tiang) sesuai dengan rasio ketidakrampingan. Sekarang

pertimbangkan sebuah baja lunak. Kita tahu bahwa tegangan remuk untuk baja

lunak adalah 3,300 kg/cm2 dan modulus young untuk baja lunak adalah 2·1×106

kg/cm2.

Sekarang samakan tegangan rapuh dengan tegangan remuk.

= 3,300

= 3,300

Dari situ jika rasio ketidakrampingan kurang dari 80, rumus Euler untuk

baja tiang lunak tidak berlaku.

Page 6: Tiang Dan Batang

Kadang-kadang tiang yang rasio ketidakrampingannya lebih dari 80,

dikenal dengan tiang panjang, dan tiang yang rasio ketidakrampingannya kurang

dari 80, dikenal dengan tiang pendek. Sudah jelas bahwa rumus Euler berperan

baik hanya untuk tiang panjang.

14.9. Persamaan panjang tiang

Kadang-kadang beban rapuh menurut rumus Euler dapat ditulis sbb:

Wer =

Dimana L adalah persamaan panjang atau panjang efektif tiang.

Persamaan panjang yang diberikan tiang dengan pemberian kondisi ujung adalah

panjang persamaan tiang dari bahan yang sama dan bagian menyilang dengan

ujung berengsel pada tiang yang diberikan. Hubungan antara persamaan panjang

dan panjang sebenarnya untuk pemberian kondisi ujung ditunjukan dalam tabel

berikut.

Tabel 14.2

S No. Kondisi ujung Hubungan antara

persamaan panjang (L)

dan panjang sebenarnya

(l)

1 Kedua ujungnya berengsel L = l

2 Kedua ujungnya menempelL =

3 Satu ujungnya menempel dan yang lainnya

berengselL =

4 Satu ujungnya menempel dan yang lainnya

bebas

L = 2 l

14.10. Rumus empiris untuk tiang

Kita pernah diskusikan dalam artikel sebelumnya bahwa rumus Euler

berlaku hanya untuk tiang panjang contohnya untuk tiang yang rasio

Page 7: Tiang Dan Batang

ketidakrampingannya lebih besar daripada nilai pasti untuk bahan khusus, karena

itu, hal itu tidak diambil dalam pertimbangan tegangan tekan langsung. Untuk

mengisi kekosongan ini, lebih banyak rumus dianjurkan oleh ilmuan yang berbeda

di seluruh dunia.

Rumus empiris berikut adalah penting dari titik pokok gambar.

1. Rumus Rankine, dan

2. Rumus Johnson

14.11. Rumus Rankine untuk tiang

Kita pernah diskusikan bahwa rumus Euler memberikan hasil yang benar

hanya untuk tiang yang sangat panjang. Walaupun rumus ini dapat diterapkan

pada tiang, jarak yang paling panjang ke pendek, tetapi tidak memberikan hasil

yang dapat diandalkan. Prof. Rankine, setelah beberapa percobaan, memberikan

rumus empiris untuk tiang sbb:

Dimana Wer = Beban rapuh oleh rumus Rankine

Wc = fe · A = Beban remuk penghabisan untuk tiang

WE = = Beban rapuh, diperoleh dari rumus Euler

Sebuah pertimbangan kecil akan menunjukan bahwa nilai C akan tetap

mengabaikan fakta apakah tiang panjang atau pendek. Dalam kasus ini tiang

pendek, nilai WE akan sangat tinggi, karena itu nilai akan tenang diabaikan

sebagai perbandingan untuk . Sangat jelas bahwa rumus Rankine akan

memberikan nilai dari beban rapuhnya (Wer) mendekati sama pada beban remuk

Page 8: Tiang Dan Batang

penghabisan (Wc). Dalam kasus tiang panjang, nilai WE akan sangat kecil, karena

itu nilai akan dipertimbangkan sebagai perbandingan pada . Sangat jelas

bahwa rumus Rankine akan memberikan nilai beban rapuhnya (Wer). Dapat kita

lihat bahwa rumus Rankine memberikan hasil yang benar-benar adil untuk semua

kasus tiang, jarak dari tiang pendek ke tiang panjang.

Dari persamaan (i) kita tahu bahwa

+ =

Wer = =

Sekarang subtitusikan nilai Wc dan WE dari persamaan diatas,

Wer = (I = AK²)

=

Dimana fe = Tegangan remuk atau hasil tegangan dalam tekanan

A = Daerah bagian menyilang tiang

a = Konstanta Rankine

L = Persamaan panjang tiang, dan

k = Radius perputaran terendah

Tabel berikut memberikan nilai tegangan remuk dan konstanta Rankine

untuk bahan yang bermacam-macam.

Tabel 14.3

Page 9: Tiang Dan Batang

S No. Bahan Fc dalam kg/cm2

A =

1 Besi tempa 2,500

2 Besi tuang 5,500

3 Baja lunak 3,200

4 Kayu 500

Catatan. Nilai diatas hanya untuk tiang yang kedua ujungnya berengsel,

untuk kondisi ujung yang lain, persamaan panjang harus digunakan.

14.12. Rumus Johnson untuk tiang

Prof. J.B. Johnson menganjurkan dua rumus berikut untuk tiang pendek.

1. Rumus garis lurus, dan

2. Rumus parabola

1. Rumus garis lurus

Menurut garis lurus yang dianjurkan oleh Johnson, beban kritis atau beban

rapuh adalah

Wer = A

= A

Dimana A = Daerah bagian menyilang tiang

Fy = Hasil tegangan titik

C1 =

Page 10: Tiang Dan Batang

= A konstan yang nilainya tergantung pada bahan yang jenis

ujungnya bagus.

Rasio ketidakrampingan

Jika tegangan aman dirancang bertentangan dengan rasio ketidak

rampingan , itu bekerja pada garis lurus, maka dikenal sebagai rumus garis

lurus.

2. Rumus parabola

Prof. Johnson setelah menganjurkan rumus garis lurus, menemukan bahwa

hasil yang berlaku oleh rumus ini sangat mendekati. Dia kemudian menganjurkan

rumus lain, Menurut beban kritis atau beban rapuh,

Wer = A . fy dengan notasi biasa

Jika kurva tegangan aman digambar bertentangan . itu bekerja pada

garis parabola. Maka itu dikenal sebagai rumus parabola.

Page 11: Tiang Dan Batang

Gambar 14.4 menunjukan hubungan tegangan yang aman dan rasio

ketidakrampingan sebagai pemberian oleh rumus Johnson dan rumus Euler

untuk tiang yang dibuat dari baja lunak dengan kedua ujungnya berengsel (C=1),

hasil kekuatan fy = 2,100 kg/cm2.. Kita lihat dari gambar bahwa titik A (titik

tangensial antara rumus garis lurus Johnson dan Rumus Euler) menggambarkan

kegunaan dari dua rumus. Dalam kata lain, rumus garis lurus Johnson mungkin

digunakan ketika < 180 dan rumus Euler digunakan ketika >180.

Persamaannya, titik B ( titik tangensial antara rumus parabola Johnson dan

rumus Euler) menggambarkan kegunaan dari dua rumus. Dalam kata lain, rumus

parabola Johnson digunakan ketika < 140 dan rumus Euler digunakan ketika >

140.

Catatan. Untuk tiang pendek yang dibuat dari bahan lentur,

menggunakan rumus parabola Johnson.

14.13. Tiang panjang berdasarkan pada pembebanan eksentrik

Dalam artikel sebelumnya, kita pernah diskusikan akibat pembebanan

pada tiang panjang. Kita selalu diarahkan pada kasus ketika beban poros bekerja

pada tiang (garis aksi dari beban coincides dengan poros tiang). Tetapi dalam

praktek sebenarnya hal itu tidak selalu memungkinkan untuk beban poros pada

tiang, dan pembebanan eksentrik mengambil tempat. Disinilah kita akan

diskusikan akibat dari pembebanan eksentrik pada rumus Rankine dan rumus

Euler untuk tiang panjang.

Pertimbangkan tiang panjang berengsel pada kedua ujungnya dan

berdasarkan pada beban eksentrik seperti terlihat pada gambar 14.5

Page 12: Tiang Dan Batang

Dimana W = Beban pada tiang

A = Daerah bagian menyilang

e = Eksentrisitas beban

Z = Modulus section

ye = Jarak dari serat ekstrim (pada tekanan sisi) dari poros tiang

k = Perputaran radius terendah

I = Momen inersia

E = Modulus young

L = Panjang tiang

Kita sudah diskusikan bahwa ketika tiang didasarkan pada beban

eksentrik, intensitas maksimum dari tegangan tekannya diberikan oleh hubungan

Fmax =

Momen bending maksimum untuk tiang berengsel pada kedua ujungnya

dan dengan pembebanan eksentrik diberikan

M = W.e.sec

= W.e.sec (I = AK²)

Jadi Fmax =

=

Page 13: Tiang Dan Batang

= +

=

14.14 Rancangan pada batang piston

Karena batang piston bergerak kedepan dan kebelakang dalam silinder

motor, karena itu berdasarkan pada pengganti tarik langsung dan gaya tekan. Itu

biasanya dibuat dari baja lunak, salah satu ujung batang piston diamankan dengan

cara menyediakan batang tirus dan mur. Ujung yang lain dari batang piston

disambungkan menyilang dengan cara dipasak.

Dimana P = Tekanan gaya pada piston

D = Diameter piston

d = Diameter batang piston

W = Beban aksi pada batang piston

Wer= Beban bengkok

= W × Faktor keamanan

ft = Tegangan tarik ijin untuk bahan batang

fc = Tekanan tagangan hasil

A = Daerah bagian menyilang batang

l = Panjang batang, dan

k = Perputaran radius terendah dari bagian batang

Diameter batang piston dapat didiskusikan dibawah

1. Ketika panjang batang torak kecil, ketika rasio ketidakrampingan (l/k)

kurang dari 40, kemudian diameter batang piston dapat berlaku dengan

persamaan beban aksi pada batang piston untuk kekuatan tariknya,

W = d² × ft

Page 14: Tiang Dan Batang

D² × p = d² ft

d = D

2. Ketika panjang batang piston besar, kemudian diameter batang piston

dapat berlaku dengan menggunakan rumus Euler atau rumus Rankine.

Karena batang piston aman dikencangkan pada batang dan kepala

menyilang, karena itu dapat dipertimbangkan sebagai ujung yang

menempel. Rumus Euler adalah

Wer =

Dan rumus Rankine adalah

Wer =

14.15. Rancangan batang penghubung

Batang penghubung adalah bagian mesin yang berdasarkan pada

penggantian tekanan langsung dan gaya tarik. Karena gaya tekan lebih tinggi dari

gaya tarik, maka bagian menyilang batang penghubung dirancang seperti batang

dan menggunakan rumus Rankine.

Batang penghubung berdasarkan pada beban poros W dapat bengkok

dengan poros x sebagai poros netral (gerakan dalam bidang batang penghubung)

atau poros y sebagai poros netral (gerakan dalam bidang tegak lurus). Batang

penghubung dipertimbangkan seperti dua ujung berengsel untuk

pembengkokanpada poros x dan kedua ujung menempel untuk pembengkokan

pada poros y. Batang penghubung seharusnya sama kuatnya dalam

pembengkokan pada poros juga,

Dimana A = Daerah bagian menyilang batang penghubung

Page 15: Tiang Dan Batang

l = Panjang batang penghubung

fc = Tekanan tagangan hasil

Ixx dan Iyy = Momen inersia pada masing-masing bagian poros x

dan poros y.

Kxx dan Kyy = Radius perputaran pada poros x dan poros y

Menurut rumus Rankine

Wer pada poros x = (untuk kedua ujung

berengsel, L = i)

Dan Wer pada poros y = = (untuk kedua ujung

menempel, L = )

Agar batang penghubung sama kuat dalam pembengkokan pada kedua

poros, beban bengkok harus sama,

=

Atau =

K²xx = 4K²yy

Page 16: Tiang Dan Batang

Atau Ixx = 4Iyy

Ini menunjukan bahwa batang penghubung empat kali lebih kuat dalam

pembengkokan pada poros y daripada poros x. Jika Ixx > 4 Iyy, kemudian

pembengkokan akan terjadipada poros y dan jika Ixx < 4 Iyy, pembengkokan

akan terjadi pada poros x. Dalam praktek sebenarnya Ixx tetap lebih sedikit dari 4

Iyy. Ini biasanya antara 3 dan 3,5 dan batang penghubung dirancang untuk

pembengkokan pada poros x. Rancangan ini akan selalu memuaskan untuk

pembengkokan pada poros y.

Bagian yang paling pantas untuk batang penghubung adalah bagian I

dengan perbandingan seperti pada gambar 14.7 (a).

Daerah bagian = 2(4t

+ 3t = 11t²

momeninersia pada

poros x,

Ixx = = t²

Dan momen inersia pada poros y

Iyy = 2 =

= = 3

Catatan. 1. Kadang-kadang batang penghubung berbentuk rectangular

untuk motor bertkecepatan rendah, berbentuk lingkaran dapat digunakan.

Page 17: Tiang Dan Batang

3. Karena batang penghubung dibuat dengan ditempa, maka sudut tajam

bagian I mengelilingi seperti ditunjukan pada gambar 14.7 (b) untuk

bagian yang mudah lepas dari peleburan.

14.16. Gaya aksi pada batang penghubung

Batang penghubung berdasarkan gaya berikut:

1. Gaya pada gas atau tekanan uap dan bagian timbal balik inersia

2. Gaya bengkok inersia

Kita akan menurunkan ungkapan untuk gaya aksi pada motor horizontal.

1. Gaya pada gas atau tekanan uap dan bagian timbale balik inersia.

Pertimbangan batang penghubung PC separti terlihat pada gambar 14.9.

Dimana P = Tekanan gas atau uap

A = Daerah torak

WR = Berat bagian timbal balik

= Berat piston, tap penjepit dll

𝝎 = Kecepatan sudut engkol

r = radius engkol

θ= Sudut kemiringan engkol dari dalam titik mati

l = Panjang batang penghubung

n = Rasio panjang batang penghubung dan radius engkol

Kita tahu bahwa gaya pada tekanan gas atau uap,

Fp = Tekanan × Daerah = P ·A

Dan gaya inersia dari bagian timbal balik,

Page 18: Tiang Dan Batang

FI = Massa × Percepatan

= 𝝎² r

Ini mungkin dicatat bahwa pada motor horizontal, bagian timbale balik

dipercepat dari istirahat selama setengah gerakan pertama (ketika piston bergerak

dari dalam pusat titik mati menuju keluar titik mati). Ini kemudian diperlambat

selama setengah gerakan selanjutnya (ketika piston bergerak dari pusat titik luar

ke pusat titik dalam). Gaya inersia pada percepatan bagian bolak balik,

berlawanan piston. Di tangan yang lain, gaya inersia pada perlambatan bolak balik

membantu gaya pada piston.

jaring gaya aksi pada piston atau tap penjepit

FN = Gaya pada tekanan gaya inersia

= FP

Tanda –Ve digunakan ketika piston dipercepat dan tanda +Ve digunakan

ketika piston diperlambat.

Gaya FN memberi kenaikan pada gaya FC dalam batang penghubung dan

mendorong FR pada sisi dinding silinder (atau reaksi normal pada kepala silang

antar). Dari gambar 14.9, kita lihat bahwa gaya di batang penghubung,

Fc = =

14.17. Gaya bengkok inersia

Pertimbangan batang penghubung PC dan engkol OC berputar dengan

kecepatan sudut seragam 𝝎 rad/sec. Agar menemukan percepatan titik yang

bervariasi pada batang penghubung, gambarlah diagram percepatan Klien CQNO

seperti ditunjukan pada gambar 14.10 (a). CO menggambarkan percepatan C

kearah O dan NO menggambarkan percepatan P kearah O. Percepatan di titik lain

Page 19: Tiang Dan Batang

separti D, E, F dan G dll, mungkin ditemukan dengan menggambar garis

horizontal dari titik ini ke titik potong CN pada d, e, f dan g. Sekarang do, eo, fo

dan go menggambarkan percepatan D, F, F dan G, semuanya kearah O. Gaya aksi

inersia pada setiap titik akan diikuti:

Gaya inersia pada C =

Gaya inersia pada D =

Gaya inersia pada E = dan selanjutnya

# Percepatan bagian bolak balik = 𝝎²r

# Untuk sumber lain, silahkan lihat buku pengarang terpupuler pada teori mesin

Gaya inersia akan bertentangan pada percepatan langsung atau gaya

sentrifugal. Gaya inersia dapat dipisahkan kedalam dua bagian, satu parallel pada

batang penghubung dan yang lainnya tegak lurus batang. Bagian parallel

ditambahkan aljabar terhadap gaya aksi pada sambungan FC dan menghasilkan

dorongan pada penjepit. Bagian tegak lurus menghasilkan gaya bengkok.

Page 20: Tiang Dan Batang

Sebuah pertimbangan kecil akan menunjukan bahwa bagian tagak lurus

akan maksimum, ketika engkol dan batang penghubung ada pada sudut yang tepat

satu sama lain.

Macam-macam gaya inersia pada batang penghubung memanjang dan

seperti balok penghubung sederhana dari beban variable seperti ditunjukan pada

gambar 14.10 (b) dan (c). Anggapan bahwa batang penghubung bagian menyilang

seragam dan berat W kg per panjang unit, karena itu:

Gaya inersia per panjang unit pada engkol penjepit

=

Dan gaya inersia per panjang unit pada pena silang

Page 21: Tiang Dan Batang

= 0

Gaya inersia pada panjang bagian kecil dx pada jarak x dari pena silang p,

dF1 = 𝝎²r

resultan gaya inersia,

Ft =

=

= (subtitusikan W = w l)

Resultan gaya aksi inersia ini pada jarak dari pena silang p,

Karena itu dianggap bahwa rd berat batang penghubung difokuskan pada

pena silang P (ujung batang penghubung kecil) dan pada engkol penjepit (ujung

batang penghubung besar), karena itu reaksi dari dua ujung ini akan sama

perbandingannya.

Rp = Ft, dan Rc = F1

Sekarang gaya aksi bengkok pada batang bagian x-x pada jarak x dari p,

Mx = Rp 𝝎²r

Page 22: Tiang Dan Batang

# B.M. pada beban variable dari 0 sampai adalah sama dengan daerah

segitiga yang dikalikan oleh jarak C.G. dari xx

=

= ...........(i)

Untuk momen bengkok maksimum

= l²

x =

Mmax = dari

persamaan (i)

=

=

Page 23: Tiang Dan Batang

=

=

Dari atas kita lihat bahwa maksimal B.M beda seperti kecepatan kuadrat,

karena itu, tegangan bengkok pada kecepatan tinggi akan berbahaya. Itu dicatat

bahwa gaya poros maksimum dan tegangan bengkok maksimum tidak terjadi

serempak. Pada mesin I.C. beban gas maksimum terjadi dekat dengan pusat

puncak mati dimana sebagai tegangan bengkok maksimum terjadi ketika sudut

engkol θ = 65

- 70 dari T.D.C. Tekanan gas jatuh dengan tiba-tiba separti piston bergerak dari

pusat mati. Pada mesin uap, meskipun tekanan dijaga hingga pemutusan terjadi,

kecepatan rendah dank karena itu tegangan bengkok inersia adalah kecil. Latihan

umum untuk merancang batang penghubung untuk gaya poros maksimum FC

mengabaikan piston, efek inersia dan kemudian diperiksa untuk tegangan

bengkok pada gaya inersia.

Page 24: Tiang Dan Batang