tugas 3 kelompok 10 (perancangan ulang kopling gesek)

8/18/2019 Tugas 3 Kelompok 10 (Perancangan Ulang Kopling Gesek)

1/15

TUGAS

ELEMEN MESIN II

PERANCANGAN ULANG KOPLING GESEK

OLEH

Muhammad Ridho : 1210912009

Nanda Agna saputra : 1310911028

Ahmad Afebri Saputra : 1310911071

Rahmad Faar : 13109120!2

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS ANDALAS

PADANG

2016


2/15

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Bea!a"#

"a#am bidang permesinan da$a dan putaran memegang peranan $ang

sangat penting% dimana da$a dan putaran tersebut dari mesin ditransmisi&an &e

roda'roda( Me&anisme $ang menimbu#&an tenaga dari mesin &eroda'roda disebut

dengan pemindahan tenaga ) po*er train +( ,emindahan tenaga $ang umum

diguna&an ada#ah &op#ing ) -#ut-h +( .op#ing berfungsi untu& menghubung&an

dan memutus&an da$a dan putaran dari mesin &e transmisi(

Motor penggera& tida& dapat #angsung tenagan$a diguna&an% tetapi

diguna&an du#u untu& menimbu#&an seum#ah momen% &emudian baru#ah

tenagan$a diguna&an per#ahan'per#ahan sehingga &endaraan mu#ai bergera&

pe#an'pe#an( .arena itu diper#u&an &op#ing $ang #eta&n$a diantara mesin dan

transmisi(

1.2. T$%$a"

Sesuai dengan pemberian tugas o#eh dosen pembimbing% #aporan &op#ing

ini ada#ah peran-angan u#ang ) redesign+ &op#ing /nfiniti 0 $brid% ma&a tuuan

dari penu#isan #aporan ini ada#ah untu& meran-ang &emba#i u&uran'u&uran utama

dari bagian'bagaian &op#ing /nfiniti 0 $brid agar dipero#eh ran-angan $ang

safet$ berdasar&an perhitungan'perhitungan ) teoritis + $ang te#ah dipe#aari pada

mata &u#iah #emen Mesin / dan // sebagai mata &u#iah pendu&ung( "engan

penu#isan ini pu#a penu#is mampu meran-ang sebuah &op#ing sesuai dengan da$a

dan putaran $ang diingin&an(


3/15

1.&. Bata'a" Ma'aa(

Ruang #ing&up dari peren-anaan tu#isan ini ada#ah perhitungan dan

peren-anaan &op#ing pada mobi# enis /nfinit$ 0 $brid(

Spesifi&asi dari peran-angan ini dipero#eh dari brosur pada #ampiran 1

$a&ni:

"a$a )N+ : 30 hp

,utaran )n+ : 400 rpm


4/15

2. PERANCANGAN ULANG KOPLING GESEK

2.1. Data)Data S*e'+,+!a'+ Me'+"

"a$a Ma&simum N 5 30 hp pada putaran n 5 400 rpm

6orsi ma&simum M 5 34 Nm pada putaran n 5 1!70 rpm

2.2. Pe"e"t$a" T-r'+ Ma!'+$

,emi#ihan torsi ma&simum didasar&an pada harga pa#ing tinggi antara torsi

ma&simum $ang dipero#eh dari data spesifi&asi dengan harga torsi ma&simum

)stati&+ $ang dipero#eh me#a#ui hubungan da$a ma&simum dan putarann$a%dengan persamaann$a:

2

2

71420= H N

M n

((( )2(1+

dimana :

M 5 6orsi ma&simum )&gf(-m +

N 5 "a$a ma&simum )hp+

n 5 ,utaran )rpm +71420 5 .onstanta &o#erasi satuan

Se#anutn$a i&a data pada Subbab 2(1 diguna&an:

3071420

400 H M

= ÷

384% !4 H M = &gf(-m

"a#am ha# ini harga torsi ma&simum $ang dipero#eh dari data spesifi&asi tern$ata

#ebih besar dari pada harga torsi ma&simum )stati&+% ma&a untu& menaga

&eamanan pema&aian dipi#ih harga torsi $ang pa#ing tinggi $aitu% M 5 384%!4

)&gf(-m+(


5/15

2.&. Pe"e"t$a" T-r'+ Ge'e!

arga torsi didapat dari hubungan :

(= R H M C M ((( )2(2+

dimana :

MR 5 6orsi gese& )&gf(-m+

5 .onstanta

6abe# 2(1( Ni#ai mpiri& untu& &onstanta

arga dapat dipi#ih dari 6abe# 2(1 $ang mana harga ini ber&isar 2'3 untu&

&endaraan mobi#( "engan memi#ih 5 2% ma&a dipero#eh torsi gese& sebagai

beri&ut:

384%! 42% R

M = ×

94!1%1 R M = &gf(-m

ambar 2(1 memper#ihat&an &ura putaran &op#ing terhadap *a&tu pada poros

penggera& dan poros $ang digera&an &eti&a &op#ing be&era(


6/15

ambar 2(1 .ura putaran &op#ing s *a&tu Niemann% 1978;

Se#ama *a&tu tR % &e-epatan n1 turun menadi n% sedang&an n2 nai& menadi n2 5 n

)t//+(

> R H M M ((( )2(3+

= − B R H M M M ((( )2(3+

dimana M


7/15

94!1%1 400 0%

1910 R A

× ×=

14!0%09 R

A = &gf(-m

arga da$a gese& dapat ditentu&an dari hubungan &era gese& dengan fre&uensi

penggunaan &op#ing% $aitu um#ah pene&anan atau pe#epasan &op#ing persatuan

*a&tu% $aitu :

270000

×= R

R

A Z N ((( )2(+

dimana :

NR 5 "a$a gese& ) hp +

? 5 Fre&uensi pene&anan &op#ing da#am satu am

27 @10! 5 Fa&tor &ore#asi satuan

"engan mengasumsi&an pema&aian &op#ing rata'rata pada &ondisi a#an apapun

ada#ah 580 &a#i tiap am% dipero#eh:

14!0% 09 80

270000 R

N ×

=

!%84 R N = hp

2.. D+aeter Rata)Rata Peat Ge'e!

"iameter rata'rata pe#at gese& dapat ditentu&an dengan mengguna&an persamaan

untu& diameter rata'rata% $aitu:

0%!

1>2

71% = × × ×

R

T

N d

b K j n

d

((( )2(4+

dimana :

d 5 "iameter Rata'Rata ) -m +

5 Ratio antara #ebar pe#at terhadap diameter rata'rata


8/15

. 6 5 ,arameter &oefisien gese&

n 5 ,utaran )rpm+

arga . 6 dan b>d dapat di&etahui dari 6abe# 2(2 beri&ut:

6abe# 2(2( .ara&teristi& &op#ing gese&

arga'harga tersebut diambi# berdasar&an um#ah pe#at gese&( Sebagai -ontoh i&a

diasumsi&an um#ah pe#at gese& $ang dimi#i&i 5 2% ma&a a&an di&etahui dari

tabe# bah*a harga . 6 ber&isar antara 1 B 1%4 dan harga b>d ber&isar antara 0%1 B

0%3( "engan memi#ih harga . 6 5 1% dan harga b>d 5 0%2% ma&a a&an didapat

harga diameter rata'rata sebagai beri&ut:


9/15


10/15

Pe"#e3e!a" (ar#a K U4

2

2

= × × R

U

M

K b d j ((( )2(11+

2

2 94!1%1

4% 2 24% 08 2U K

×=

× ×52%17!

arga . C masih berada da#am rentang . C pada pada 6abe# 2(2% ma&a harga . C

dapat diterima(

2.6. L$a' B+/a"# Te!a"

6e&anan permu&aan teradi a&ibat adan$a ga$a te&an $ang mengenai satuan #uas

bidang te&an( a$a ini dipengaruhi o#eh &oefisien gese& sebesar 5 0%3 dan ini

ada#ah &oefisien gese& bahan permu&aan pe#at gese& $ang &ita pi#ih( Euas bidang

te&an sama dengan #uas permu&aan pe#at dan dapat dipero#eh dari hubungan :

π = × × × F b d j Y ((( )2(12+

dimana:

F 5 Euas bidang te&an )-m2+

5 Fa&tor &ore&si #uas permu&aan ni#ain$a diasumsi&an 0%8

"ari data diatas ma&a #uas bidang te&an dapat di-ari

4% 2 24% 08 2 0% 8 8!% 72 F π = × × × × = -m2

2.5. Te!a"a" Rata)Rata

6e&anan rata'rata di-ari dari hubungan torsi ma&smum% diameter rata'rata%

&oefesien gese&an dan #uas bidang te&an:

2(

( ( µ = R

M P

d F ((( )2(13+

dimana:

P 5 te&anan permu&aan rata'rata )&gf>-m2+

µ 5 &oefisien gese&

F 5 #uas bidang te&an )-m2+


11/15

Asumsi&an &oefisien gese& dari permu&aan gese& ada#ah 0%3 sehingga

2 94!1%1

2%!70%3 24%08 8!%72 P

×

= =× × &gf>-m2

2.. Te!a"a" Ma!'+$ Per$!aa"

6e&anan ma&simum permu&aan diguna&an untu& memi#ih p#at gese& $ang -o-o&

dan aman( ubungan antara te&anan ma&simum dan te&anan rata'rata ada#ah:

ma@ =i

d P P

d ((( )2(1!+

ma@

24%082% !7 3% 29

19%4 P

= = ÷

&gf>-m2

2.7. Pe"e"t$a" U$r Peat Ge'e!

Cmur p#at gese& ditentu&an dari hubungan o#ume &eausan spesifi& dan ga$a

gese&( Go#ume &eausan pat dihitung sebagaimana beri&ut:

= ×V V V F S ((( )2(1+

dimnaa :G 5 Go#ume &eausan )-m

3+

S5 teba# &eausan )-m+

"engan adan$a pa&u &e#ing ma&a teba# #apisan permu&aan gese& $ang aus diu&ur

dengan &eadaan pa&u &e#ing tersebut ada#ah 2 mm dan ini sama dengan teba#

&eausan ma&simum dari pe#at gese&% se#anutn$a

G 5 F @ &eadaan pa&u &e#ing @ )-m3+

G 5 8!%72 @ 0(2 @ 2 )-m3+

G 5 3!1%89 -m3

Cmur pe#at gese& a&hirn$a dapat ditentu&an dari persamaan:

(= v B

v R

V L

Q N ((( )2(14+

dimana :


12/15

E


13/15

Di&a diasumsi&an temperatur #ing&ungan ada#ah 32o% ma&a temperatur &era

&op#ing ada#ah :

= + ∆l t t t ((( )2(17+

dimana :

t 5 temperatur &era &op#ing

t# 5 temperatur #ing&ungan )asumsi&an t# 5 320 +

∆t 5 &enai&an temperatur

Sementara itu &enai&an temperatur dapat di&etahui dengan persamaan :

&

432(

(α ∆ = R

k

N

t F ((( )2(18+

dimana :

F& 5 #uas permu&aan bidang pendingin )m2+

& α 5&oefisien perpindahan panas )&&a#>mo am+

Euas permu&aan bidang pendingan dapat di&etahui dengan persamaan:

2 2) +( ( !

π π −= + k ik k k

d d F d b ((( )2(19+

dimana :

d& 5 diameter ter#uar atau diameter rumah &op#ing

b& 5 #ebar rumah &op#ing )asumsi b& 5 (74 -m+

.arena itu

d& 5 b H d H )-m+

d& 5 4%2 H 24%08 H -m

d& 5 37%40 -m

F& 5 1!90%27 -m2

F& 5 0%1!90 m2

.oefisien perpindahan panas dari rumah &op#ing dapat di&etahui dari hubungan

( )( )

2 2

237%40 19%4

)37%40+)%74+!

k F cm

π π

−

= +


14/15

3

!!( 4) +α = +k k v ((( )2(20+

dengan:

G& 5 &e-epatan tangensia# rumah &op#ing )m>s+ dimana ( (n40

π =

k k

d V

)0%374+)400+127%97

40k

V π = = m>s

Se#anutn$a:

3

!!% 4)127%97+ 232%79k α = + = &&a#>mo am

dengan data'data diatas dapat di-ari &enai&an temperatur sebagai beri&ut:

432 !%8488%

)0%1!90+)232%79+

t C ×

∆ = =

Sehingga temperatur &era &op#ing )asumsi&an temperatur #ing&ungan 32o+

ada#ah :

t 5 32o H 88%o

t 5 120%o


15/15

BAB &

KESIMPULAN

Sebagai &esimpu#an dan ring&asan dari e#emen'e#emen mesin $ang terdapat

pada &onstru&si &op#ing /nfinit$ 0 $brid $ang sesuai dengan perhitungan>

peran-angan pada bab'bab sebe#umn$a dan di#a&u&an pembu#atan pada data'data

$ang dipero#eh :

1. T-r'+ Ma!'+$

384% !4 H

M = &gf(-m

2. T-r'+ Ge'e!

94!1%1 R M = &gf(-m

&. Ker%a Ge'e! /a" Daa Ge'e!

14!0%09 R A = &gf(-m

!%84 R N = hp

. D+aeter Rata)Rata Peat Ge'e!

24%08d = -m. Har#a K t /a" K $

KT ) *+,*-

KU ) .+*-/

6. L$a' B+/a"# Te!a"

F 5 8!%72 -m2

5. Te!a"a" Rata)Rata

, rata'rata 5 2%!7 &gf>-m2

. Te!a"a" Ma!'+$ Per$!aa"

, ma@ 5 3%29 &gf>-m2

7. Pe"e"t$a" U$r Peat Ge'e!

10. Te*erat$r Ker%a Peat /a" !-*+"#

t 5 120%o

( )1!04%9 B L jam=

tugas 3 kelompok 10 (perancangan ulang kopling gesek)

Documents