Bab 1 Bab 2 Bab 3 Inti.docx

BAB I PENDAHULUAN

1. 1.

Latar Belakang Tugas rancangan Elemen mesin merupakan kewajiban yang harus

diselesaikan mahasiswa jurusan teknik mesin Fakultas Teknik Universitas HKBP Nommensen.oleh karena itu pada kesempatan ini penulis mengambil Tugas rancangan Elemen Mesin yang terhubung dengan kopling kendaraan. Mesin bergerak memerlukan suatu komponen yang dapat memutuskan dan menghubungkan daya dan putaran,komponen ini dinamakan kopling.dimana putaran yang dihasilkanoleh poros input akan dihubungkan ke poros output.pada sebuah kendaraan,kopling memegang peranan penting,sebab sebelum kopling ditemukan motor dihentikan dengan mematikan mesinnya. Tetapi setelah kopling ditemukan pemindahan dan pemutusan daya dapat dilakukan dengan aman dan mudah tanpa terlebih dahulu mematikan mesinnya.

1. 2.

Batasan Masalah Rancangan ini

akan membahas kopling plat gesek “ TOYOTA

FORTUNER” dengan speksifikasi daya dan putaran adalah : Daya

= 165 Ps

Putaran

= 5000 rpm

dirancang/ menghitung bagian bagian/ ukuran ukuran utama kopling gesek.

1

1. 3.

Tujuan tugas rancangan Untuk melatih melakukan perancangan kopling gesek dengan perhitungan 1

perhitungan serta mengadakan pemeriksaan terhadap hasil perhitungan apakah konstruksi yang akan dirancang dapat dikatakan aman terhadap masalah masalah yang akan timbul nantinya.

2

3

Keterangan gambar 1.Flywheel 2.Plat gesek 3.Poros penggerak 4.Baut pengikat flywheel dan poros penggerak 5.Bantalan radial 6.Spline 7.Naf 8.Plat pembawa Plat Gesek 9.Paku keling pengikat plat gesek 10.Baut pengikat tutup kopling 11.Tutup kopling 12.Plat penekan 13.Plat penahan pegas kejut 14.Pegas kejut 15.Poros yang di gerakkan 16.Sleeve 17.Bantalan axial 18.Pegas matahari 19.Paku keling pengikat tutup kopling dan pegas matahari 20.Pegas kejut 21.Paku keling pengikat pegas kejut dan plat penahan pegas kejut

4

1 .4 Cara Kerja Kopling Cara kerja kopling dapat ditinjau dari dua keadaan yaitu : 1. Kopling dalam keadaan terhubung ( pedal kopling tidak ditekan ) Poros penggerak yang berhubungan dengan motor meneruskan daya dan putaran ke flywheel ( roda penerus ) melalui baut pengikat.daya dan putaran ini diteruskan ke plat gesek yang ditekan oleh plat karena adanya tekanan dari pegas matahari.akibat putaran dari plat gesek,poros yang digerakan ikut berputar dengan perantaraan spline dan naaf. 2. Kopling dalam keadaan tidak terhubung ( pedal kopling ditekan ) Bantalan pembebas menekan pegas matahari sehingga gaya yang dikerjakannya pada plat penekan menjadi berlawanan arah. Hal ini menyebabkan plat penekan tertarik kearah luar sehingga plat gesek berada dalam bebas diantara plat penekan dan flywheel. Pada saat ini tidak terjadi transmisi daya dan putaran.

5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1.

Kopling Kopling adalah suatu elemen yang dibutuhkan untuk memindahkan daya

dan putaran dari poros penggerak keporos yang digerakkan. Secara umum kopling dapat dibagi dua yaitu : 1. Kopling Tetap 2. Kopling Tak Tetap

2.1.1. Kopling Tetap Kopling tetap adalah suatu elemen mesin yang berfungsi sebagai penerus putaran dan daya dari poros penggerak keporos yang digerakkan secara pasti tanpa terjadi slip. Dimana sumbu kedua poros tersebut terletak pada satu garis lurus atau dapat berbeda sedikit dari sumbunya. Koping tetap terdiri dari tiga jenis, 1. Kopling Kaku a. Kopling bus b. Kopling flens kaku c. Kopling flens tempa 2. Kopling Luwes a. Kopling flens luwes b. Kopling karet ban c. Kopling karet bintang

6

d. Kopling gigi e. Kopling rantai 3. Kopling Universal a. Kopling universal hook b. Kopling universal kecepatan tetap

2.1.1.1. Kopling Kaku Kopling kaku dipergunakan apabila kedua poros dihubungkan dengan sumbu garis. Kopling ini dipakai pada poros mesin dan transmisi umum dipabrikpabrik.

a. Kopling Bus Kopling bus terdiri atas sebuah selongsong(bus) dan baut-baut yang dibenamkan. Sering juga dipakai berupa pasak yang dibenamkan pada ujungujung porosnya.

Gambar 2.1. Kopling bus

7

b. Kopling Flens Kaku Kopling flens kaku terbuat dari besi cor atau baja coran dipasang pada ujung poros dengan diberi pasak serta diikat dengan baut. Kopling ini tidak mengijinkan sedikitpun ketidaklurusan sumbu kedua poros serta tidak dapat mengurangi tumbukan getaran transmisi.

Gambar 2.2. Kopling flens kaku c. Kopling Flens Tempa Pada kopling flens tempa masing-masing ujung poros terdapat flens yang dilas atau ditempa dan kedua flens diikat dengan baut-baut. Pada kopling ini momen dipindahkan melalui pergeseran baut atau pergeseran antara kedua flens.

8

Gambar 2.3. Kopling flens tempa

2.1.1.2. Kopling Luwes Kopling luwes atau fleksibel ini digunakan apabila kedudukan yang baik antara kedua ujung poros satu sama lain tidak dapat diharapkan sehingga kedua ujung poros itu disambungkan sedemikian rupa sehingga dapat bergerak satu sama lain.

a. Kopling Flens Luwes Kopling flens luwes memiliki bentuk yang hampir sama dengan kopling flens kaku. Yang membedakan adalah bus karet atau kulit yang terdapat pada kopling flens luwes sehingga lebih fleksibel.

Gambar 2.4. Kopling flens luwes

9

b. Kopling Karet Ban Pada kopling ini moment dipindahkan lewat sebuah elemen yang berbentuk iklan dari karet.

Gambar 2.5. Kopling karet ban

c. Kopling Karet Bintang Kopling ini terdiri dari dua paruh yang identic dilengkapi dengan pena penggerak dan lubang dalam jumlah yang sama. Keuntungan kopling ini adalah aman tembusan aliran.

Gambar 2.6. Kopling karet bintang

10

d. Kopling Gigi Kopling ini terdiri dari sebuah bumbungan yang bagian-bagiannya berbentuk lurus dan tabung yang bagian luarnya juga berbentuk tirus.

Gambar 2.7. Kopling gigi

2.1.1.3. Kopling Universal Kopling universal dipakai untuk menyambung dua poros yang tidak terletak dalam sebuah garis lurus atau yang garis sumbunya saling memotong (membentuk sudut).

Gambar 2.8. Kopling Universal

11

2.1.2. Kopling Tak Tetap Kopling tak tetap adalah suatu elemen mesin yang menghubungkan poros yang digerakkan dan poros penggerak, dengan putaran yang sama dalam meneruskan daya, serta melepaskan hubungan kedua poros tersebut baik dalam keadaan diam maupun berputar.

Macam-macam kopling tak tetap : 1. Kopling Cakar Kopling ini meneruskan momen dengan kontak positif (tidak dengan perantaraan gesekan) hingga tidak dapat slip. Ada dua bentuk kopling cakar, yaitu kopling cakar persegi dan kopling cakar spiral.

Gambar 2.9. Kopling Cakar

2. Kopling Plat Kopling plat adalah 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.

12

Gambar 2.10. Kopling plat

3. Kopling Kerucut Kopling kerucut adalah suatu kopling gesek dengan konstruksi sederhana dan mempunyai keuntungan dimana dengan gaya aksial yang kecil dapat memindahkan momen yang besar.

Gambar 2.11. Kopling kerucut

4. Kopling Friwil Kopling ini adalah kopling yang dapat lepas dengan sendirinya, bila poros penggerak berputar lebih lambat atau dalam arah berlawanan dari poros yang digerakkan.

13

Gambar 2.12. Kopling friwil

2.1.3. Mekanisme Kopling Mekanisme kopling terdiri dari : 1. Plat Gesek (clutch disc) 2. Tutup Kopling (clutch honsing) 3. Plat Penekan (preassure plate) 4. Tuas Pembebas (release fork) 5. Bantalan Aksil (release bearing) 1. Plat Gesek (Clutch disc) Plat gesek berfungsi sebagai penerus pertama melalui gesekan sehingga pembebanan yang berlebihan pada poros penggerak sewaktu dihubungkan dapat dihindari. 2. Tutup Kopling (Clutch konsing) Tutup kopling berfungsi sebagai tempat kedudukan plat penekan dan tumpuan pegas matahari, tutup kopling tund berputa pada roda penerus (Hywhell).

14

3. Plat Penekan Plat penekan berfungsi untuk menekan plat gesek pada permukaan hywhell. Plat penekan juga harus tahan aus dan suku yang tinggi. 4. Tuas Pembebas Berfungsi untuk meneruskan daya tekan pada saat pedal kopling ditekan bila kopling ditekan maka tuas pembebas akan bergerak kedepan dan mendorong bantalan aksial yang akan menekan pegas diafragma. 5. Bantalan Aksial Bantalan aksial bergerak maju mundur di dalam tutup kopling dengan bantalan tuas pembebas. Bila tuas pembebas menekan kedepan maka bantalan aksial akan terdorong kedepan.

2.2.

Poros Poros

merupakan

salah

satu

komponen

yang

berfungsi

untuk

mentrasmisikan daya dan putaran dalam suatu kontruksi mesin.

2.2.1 Jenis-jenis Poros Jenis-jenis poros berdasarkan pembebanan yaitu : 1. Poros Transmisi Poros jenis ini mendapat beban 15unter murni atau gabungan beban punilir atau lentur.Pada poros ini daya dapat ditransmisikan melalui kopling, pulley sabuk, roda gigi, spooket rantai dan lain-lain. 2. Poros Spindle 15

Poros ini hanya hanya mendapat beban 16unter saja sebagai beban utamanya dan banyak digunakan sebagai poros utama mesin perkakas. Poros spindle ini harus mempunyai deformasi yang sangat kecil, bentuk dan ukurannya harus kecil, bentuk dan ukuranya harus kecil, dan umumnya relative pendek. 3. Poros Ganda Poros ganda ini banyak digunakan pada roda-roda beserta barang dimana tidak

terdapat beban

puntiran yang kadang-kadang tidak

boleh berputar. Jenis poros ganda ini hanya

dapat berputar dan mendapat beban

punter kecuali jika digerakkan oleh penggerak mulai yang akan mengalami beban punter juga, Menurut bentuknya poros ganda dapat digolongkan atas: 1. Poros Lurus 2. Poros Engkol 3. Poros Luwes

2.2.2. Hal-hal yang Penting Dalam Perencanaan Poros Dalam perencanaan sebuah poros harus diperhatikan hal-ha sebagai berikut : 1. Kekuatan Poros Suatu poros transmisi dapat mengalami beban tarik atau tekun, seperti pada poros baling-baling dapat atau poros tubin. Hal-hal seperti : kelehan, tumbukan, pengaruh konsentrasi tegangan bila poros dibuat

16

bertangga atau berikar pasak sehingga perlu direncanakan agar poros itu benar-benar kuat.

2. Kekakuan Poros Walaupun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup. Tetapi jika kelenturan atau defleksi puntirnya terlalu besar akan mengakibatkan kerusakan. Karena itu disamping kekutan poros belakangnya juga harus diperhatikan dan diperhitungkan sesuai dengan jenis mesin yang akan dilayani poros tersebut. 3. Putaran Kritis Mesin mengalami kenaikan putaran, maka suatu harga putaran tertentu dapat terjadi suatu getaran yang sangat besar. Putaran ini disebut putaran kritis bila hal ini terjadi maka dapat mengakibatkan kerusakan pada poros. Maka dari pada itu poros harus direncanakan sedemikian rupa sehingga putaran kerjanya lebih rendah dari putaran kritis. 4. Korosi Bahan-bahan tahan korosi harus dipilih apabila kontak dengan fluida yang korosif.Demikian juga bagi poros yang sering berhenti bekerja untuk waktu yang lama memerlukan perlindungan terhadap korosi. 5. Bahan Poros Poros untuk mesin-mesin biasanya dibuat dari batang baja yang dapat meneruskan putaran tinggi dan beban berat.Pada umumnya poros terbuat dari bahan baja karbn maupun baja paduan.Jadi dapat kita

17

ambil bahan poros kopling dari baja paduan dengan pengerasan fluida yang sangat tahan terhadap keausan.

2.3.

Spline Spline berguna untuk meneruskan momen dan putaran dari elemen

penggerak kebagian yang digerakkan.Pada pemindahan daya spline menjadi pilihan utama karena dapat menruskan daya yang besar.Jenis spline berdasarkan jenis gerakannya terhadap poros yaitu : 1. Spline fleauble : dimana bagia yang dihubungkan dengan poros dapat bergeser scara aksial. 2. Spline tetap

: dimana bagian yang dihubungkan berkunci pada poros.

Spline dibedakan berdasarkan bentuk yaitu : 1. Spline Persegi Jenis ini membuat alur dan gigi berbentuk persegi dan memiliki standar yang tetap yang dikeluarkan esosiasiteknik, yaitu society American engineering (SAE). Poros ini umumnya mempunyai jumlah spline : 4,6,10 dan 16 buah spline.

18

2. Spline Involut Jenis ini mempunyai gigi (Spline) yang berbentuk sudut-sudut tertentu seperti yang terlihat pada gambar.

Gambar 2.13. Spline

2.4.

Plat Gesek Plat gesek adalah suatu plat yang digunakan sebagai medium gesekan

antar plat penekan dan flywheel dalam meneruskan putaran dan daya pada mekanisme kopling. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam perenanaan plat gesek yaitu : a.

Bahan plat gesek harus tahan arus dan terhadap suhu yang tinggi.

b.

Kekuatan plat gesek.

c.

Koefisien plat gesek.

Gambar 2.14. Plat gesek 19

2.5.

Pegas Pegas adalah suatu elemen yang dapat meredam getaran dan tumbukan

dengan memanfaatkan sifat elastisnya. Jenis-jenis pegas yaitu: a. Pegas tekan b. Pegas tarik c. Pegas punter d. Pegas daun e. Pegas poring (perald dan seri) f. Pegas batang g. Pegas spiral. 2.5.1. Pegas Kejut Pegas kejut berfungsi untuk meredam kejutan dan tumbukan waktu kopling bekerja. Dalam hal ini pegas kejut termasuk jenis pegas tekan.

Gambar 2.15. Pegas kejut

20

2.5.2. Pegas Matahari(diafragma) Prinsip kerja pegas ini pada dasarnya berbeda dengan pegas yang biasa digunakan. Defleksi yang terjadi pada pegas ini diakibatkan oleh gaya yang diberikan oleh bantalan penekan.

Gambar 2.16. Pegas matahari

2.6.

Paku keling Penyambungan dengan paku 21 keling merupakan penyambungan yang

banyak sekali dijumpai pada kontruksi mesin, misalnya pada ketel uap tanki, pipa dan kontruksi mobil. Macam-macam cara pengelingan yaitu : 1. Pengelingan angin 2. Pengelingan hidrolik 3. Pengelingan demotasi.

21

Gambar 2.17. Jenis-jenis paku keling

2.7.

Baut Baut merupakan salah satu jenis elemen mesin yang berfungsi sebagai

pengikat antar dua buah komponen. Baut digolongkan menurut bentuk kepalanya yaitu : -

Segi enam

-

Suket segi enam

-

Bentuk kepala persegi

Menurut kerjanya, baut dibagi atas : -

Baut tembus

-

Baut tap

-

Baut tanam

Gambar 2.18. Prinsip kerja bau 22

2.8.

Bantalan Bantalan adalah suatu elemen mesin yang berfungsi sebagai tumpuan

untuk poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya berlangsung secara halus, aman dan tahan lama. Jenis gerakan bantalan terhadap poros, bantalan dapat digolongkan yaitu : 1. Bantalan gelinding, terdiri dari dua jenis, yaitu : a. Bantalan pelum b. Bantalan rod 2. Bantalan lumur Jenis pembebanan pada bantalan, dapat digolongkan atas : 1. Bantalan radial: arah bantalan tegak lurus terhadap sumbu poros 2. Bantalan aksial: arah beban sejajar terhadap sumbu poros 3. Bantalan gelinding khusus : arah beban tegak lurus dan sejajar terhadap sumbu poros. Rancangan ini bantalan yang kita gunakan adalah bantalan pelum jenis radial dan aksial.

Gambar 2.19. Jenis-jenis bantalan radial dan axsial

23

BAB III PERHITUNGAN DAN PEMERIKSAAN UKURAN UTAMA

3.1.

Poros

3.1.1. Defenisi Poros Poros merupakan salah satu komponen mesin , namun yang akan dibahas disini adalah poros yang berfungsi sebagai penerus putaran dan daya.kopling yang direncanakan adalah kopling gesek dengan data daya sebagai berikut :

3.1.2. Perhitungan Poros Daya (P)

= 165 Ps

Putaran (n)

= 5000 rpm

Bila suatu batang poros berputar maka poros mengalami momen puntir,maka : Pd = fc . P (KW) Dimana : Pd = Daya rencana fc = faktor kritis P = Daya nominal output mesin Jika daya dalam daya kuda (Ps) , maka harus dikalikan dengan 0,735 untuk daya dalam KW ; Jadi : P = 165 Ps x 0,735 = 121,275 KW

24

Daya yang besar mungkin diperlukan pada saat start , dengan demikian sering kali diperlukan koreksi pada daya rata-rata yang diperlukan dengan menggunakan faktor koreksi pada perencanaan .

Tabel 3.1. Faktor-faktor daya yang akan ditransmiskan ,fc

Daya yang akan ditransmisikan

fc

Daya rata-rata yang diperlukan

1,2 – 2,0

Daya maksimum yang diperlukan

0,8 – 1,2

Daya normal

1,0 – 1,5

Jika fc yang dipilih = 1,2 untuk pemakaian daya rata-rata maka : Pd = fc . P = 1,2 x 121,2 KW = 145,44 KW Jika T = momen puntir / momen rencana ( kgmm )............Literature 1,halaman 7. Maka : T = 9,74 x 105 T = 9,74 x 105

Pd n 145,44 5000

T = 19480 kgmm Jika bahan poros yang dipakai adalah batang baja yang difinis dingin JIS G 4501 dengan lambang S55C maka kekuatan tarik  b

=

66 kg / mm2 . Ini

diperoleh dari tabel dibawah ini :

25

Tabel 3.2. Baja karbon untuk konstruksi mesin dan baja yang difinis dingin untuk poros

Standar dan Macam

Lambang

Perlakuan Panas

Kekuatan Tarik

S 30 C

Penormalan

48

S 35 C

-

52

S 40 C

-

55

S 45 C

-

58

S 50 C

-

62

S 55 C

-

66

Keterangan

Baja karbon kontruksi mesin (JIS G 4501)

ditarik dingin, S 35 CD

-

53

digerinda,

S 45 CD

-

60

dibubut atau

S 55 CD

-

72

gabungan

Baja karbon yang difinis dingin

antara hal-hal tersebut

Sehinga



gdapat

dihitung dalam satuan (kg/mm2) ...............Literatur 5,halaman 8.

maka :



g =



g

b Sf 1xSf 2

=



a =

66kg / mm 2 6,0 x2,0

5,5 kg / mm2

dimana : Sf1 = Faktor keamanan untuk pengaruh massa dari bahan S-C dengan harga = 6,0.

26

Sf2 = Faktor keamanan kedua akibat pengaruh konsentrasi tagangan cukup besar dengan harga (1,3 – 3,0) diambil 2.

(satuan mm)

Tabel 3.3. Diameter poros 4

10

*22,4

40

24 11

4,5

5

*5,6

25

*11,2

28

12

30

*12,5

14

42

45

*31,5

48

32

50

35

55

*35,5

56

(15) 6

16

38

60

(17) *6,3

18

100

*224

(105)

240

110

250

420

260

440

*112

280

450

120

300

460

*315

480

125

320

500

130

340

530

140

*355

560

150

360

160

380

600

170 63

180

19

190

20

200

22

400

65

7

70

*7,1

71

630

220

75 8

80 85

9

90 95

27

Keterangan : 1. Tanda * menyatakan bahwa bilangan yang bersangkutan dipilih dari bilangan standard. 2. Bilangan di dalam kurung hanya untuk bagian di mana akan dipasang bantalan gelinding.

Diameter poros [ ds ]..............................................................Literatur 5,halaman 8. ds =



5,1

. kt . cb . T

a

 1/3

dimana : kt = (1,0  3,0 ) Jika terjadi sedikit kejutan dan timbukan dan kt yang dipilih adalah 2,0 cb = faktor pembebanan lenturan ( 1,2  2,3 ) diambil adalah 1,5 maka : ds =



5,1 . 2,0. 1,5 . 19480 kgmm 5,5kg / mm 2

ds =



62530,8

 1/3

 1/3

ds = 20,44 mm Berdasarkan tabel diatas maka diameter poros adalah 20 mm. Untuk



menghilangkan tegangan geser ( ) yang terjadi digunakan rumus :



=

5,1xT ds 3

................................................Literatur 5,halaman 7.

dimana T = 19480 kgmm dan ds = 20 mm maka :



=



= 1,2 kg/mm

5,1x19480kgmm (20) 3 mm3

28

Untuk menghitung panjang poros yang digerakkan ( l ) digunakan rumus :

 = 584

TxL Gxds4

𝜆=

𝑔×𝑑𝑠4 ×∅𝑥 T.584

→

dimana

 = 0,250 atau 0,30 (defleksi puntiran) dan yang diambil adalah 0,3

untuk mesin dalam kondisi kerja normal G = 8,3 x 103 kg/mm2 ( modulus geser baja ) maka : L=

Gxds4 x T .584

8,3x10 3 kg / mm 2 (20) 4 x0,3 = 584 x19480 kgmm

L= 116,7 mm diambil 117 mm

Massa Poros (M) : M=  xv

;

dimana  dari baja = 7770 kg/mm3 = 7,77x10-6 kg/mm3

M = 7,77 x 10-6 . 36738 m3

v =  /4 . (ds)2 . L = 3,14 / 4 . (20)2 . 117

M = W =0.2 kg

= 36738 m3 Putaran kritis (Nc) : Nc = 52700

ds 2 l1 .l 2

L W

29

ds = diameter poros = 20 mm L = Jarak antara bantalan =117 mm l1 dan l2 = Jarak dari bantalan ketitik pembebanan = 58,2 mm

sehingga: Nc = 52700T

(20) 2 117 58,2 x 58,2 0,2

Nc = 140171,46 rpm

3.1.3. Pemeriksaan kekuatan poros a . Terhadap Tegangan geser syarat aman

 > a

Dari perhitungan sebelumnya diperoleh harga harga





g

= 5,5kg/mm2 dan

= 1,2 kg/mm2

sehingga : 5,5 kg/mm2>1,2 kg/mm2 ; dan poros dinyatakan aman b . Pemeriksaan terhadap putaran syarat  =  max ; dimana  max 0,250 atau 0,30 dan diambil 0,30 maka :

 = 584 584

TxL Gxds4

= 0,30

19480 x117 = 0,30 3 4 8,3 x10 x(20)

∅ = 0,30= 0,30 ; poros aman terhadap putaran

30

c . Pemeriksaan terhadap putaran kritis Syarat : n < (0,6  0,7) Nc 5000 < (0,6  0,7) 140171,46

0,3 < (0,6  0,7) Jadi poros aman terhadap putaran kritis .

3 .2. Spline

3. 2. 1. Defenisi spline Spline dapat didefenisikan sebagai komponen elemen mesin yang berfungsi sebagai penghubung daya dan putaran .

Gambar 3.1.

Poros spline

Keterangan : D = diameter luar spline

(mm)

d = diameter dalam spline

(mm)

h = tinggi spline

(mm)

w = lebar spline

(mm)

L = panjang spline

(mm)

31

3.2.2. Perhitungan spline Dalam perencanaan ini jumlah spline yang direncanakan n = 16 . Dengan mengetahui jumlah spline yang direncanakan kita dapat mengetahui ukuran-ukran spline pada tabel berikut .

Tabel 3.4. Perhitungan spline (standar SAE)

A:

B:

C:

Permanent

To slide

To slide

Fit

without load

under load

W, No. of

for all

Splines

fits

Four

H

D

H

d

H

D

0.241D

0.075D

0.850D

0.125D

0.750D

Six

0.250D

0.050D

0.900D

0.075D

0.850D

0.100D

0.800D

Ten

0.156D

0.045D

0.910D

0.070D

0.860D

0.095D

0.810D

Sixteen

0.098D

0.045D

0.910D

0.070D

0.860D

0.095D

0.810D

Dari tabel diatas diperoleh : n = 16 w = 0,098D h = 0,095D d = 0,810D

32

Dari perhitungan sebelumnya ds = 20 mm sehingga didapat : D=

ds mm 0,810

D=

20 mm 0,810

D = 24,6mm diambil 25 (diameter spline)

Dengan diperoleh

D = 25 mm , maka : w = 0,098 . D mm = 0,098 . 25 mm = 2,45 mm (lebar spline)

h = 0,070 . D mm = 0,070 . 25 mm = 1,75 mm (tinggi spline) Panjang spline

(L)

=

D3 ds 2

25 3 = 20 2 = 39 mm

Radius rata-rata sline (Rm) adalah : Rm

=

D  ds 4

33

=

25  20 4

= 11,25 mm diambil 11 mm

3.2.3. Pemeriksaan kekuatan spline Dari perhitungan sebelumnya telah diperoleh

a

= 5,5 kg/mm2 ,

T = 19480 kgmm , Rm = 11 mm , n = 16 maka :

e

=

T  Rm.F .n.

Terlebih dahulu cari F . ......................................................Literatur 2,Halaman 57. F= L

D  ds 2

= 39

25−20 2

= 39 . 2,5mm2 = 97,5 mm2 nilai dari  = 0,75 maka : 19480kgmm  5,5 kg/mm2 11mm.97,5 mm 2 .16.0,75

1,5 kg/mm2  5,344kg/mm2 Dan spline dinyatakan aman .

34

3.3. Plat Gesek

3. 3. 1. Defenisi plat gesek Plat gesek adalah suatu plat yang digunakan sebagai medium gesekan antaraplast penekan dengan flywheel dalam meneruskan daya dan putaran pada mekanisme kopling .

Gambar 3.2. Plat Gesek

Keterangan gambar : Do = Diameter luar plat gesek

(mm)

Di = Diameter dalam plat gesek (mm) r1

= Jari-jari paku keling terhadap pusat sumbu dari kopling

r2

= Jari-jari paku keling terhadap pusat sumbu dari kopling yang mengikat

plat pembawa dengan naafs(mm)

35

a

= tebal plat gesek(mm)

s

= tebal plat pembawa(mm)

3.1.2. Perhitungan plat gesek Untuk plat gesek yang direncakan ini saya memilih bahan dari besi cor dan asbes (ditenun) , diambil harga  = 0,4 dan Pa = 0,007 kg/mm2 Tabel 3.5. Harga μ dan Pa  Pa (kg/mm2)

Bahan Permukaan Kontak Kering

Dilumasi

Besi cor dan besi cor

0,10 – 0,20

0,08 – 0,12

0,09 – 0,17

Besi cor dan perunggu

0,10 – 0,20

0,10 – 0,20

0,05 – 0,08

Besi cor dan asbes (ditenun)

0,35 – 0,65

–

0,07 – 0.07

Besi cor dan serat

0,05 – 0,10

0,05 – 0,10

0,05 – 0,03

Besi cor dan kayu

–

0,10 – 0,35

0,02 – 0.03

Diameter rasio : Di / Do = 0,6  0,8 Diambil : Di Maka

= 0,6 Do

: Moment gerak yang diizinkan

Mg =

2 . .Pa 3 D0  Di3 Zp 24





dimana : Zp = Jumlah plat gesek µ

= koefisien gesek

Pa = tekanan bidang (kg/mm2) 36

Maka :

Mg =





2 x3,14 x0,4 x0,07 3 D0  (0,6.D0 ) 3 xL 24

= 5,8 x 10-3 D 03 Agar terjadi putaran maka Mg  T.....................................Literatur 5,Halaman 62. Jadi : 5,8 x 10-3 D 03  19480 kgmm D 03 

19480 kgmm 5,8 x10 3

D0 3  3 3358 D0  173,8 mm D0 = 174 mm dan Di

= 0,6 . D0 = 0,6 . 174 = 104 mm

Lebar bidang plat gesek (Wg) : Wg =

=

D0  Di 4 174  104 4

= 17,5 mm

37

Radius rata-rata (rm)

:

D0  Di 4

Rm =

174  104 4

=

= 69,5 mm

Luas bidang gesek (Ag) :



D 4

Ag =

2 0

 Di2





3,14 174 2  104 2 4

=

= 15276,1 mm2

Jadi :

 (untuk 1 plat)

2 . .Pa 3 D0  Di3 Zp 24



Mg =







2 x3,14 x0,4 x0,07 174 3  104 3 x1 24

=

= 0.007(4143160)kgmm = 29002,12 kgmm

Gaya tekan (F) F=

=

 .Pa 4

D

2 0

 Di2





3,14 x0,07 174 2  104 2 4



= 0.05(19460) kg = 973 kg 38

Jika dipilh kopling plat tunggal kering dengan pelayanan elektro magnit dengan nomor 40. Maka diperoleh dari tabel volume plat = 91,0 cm3 .

Tabel 3.6. Batas keausan rem dan kopling elektromagnit plat tunggal kering Nomor kopling/rem

1,2

2,5

5

10

20

40

70

100

2,0

2,5

2,5

3,0

3,0

3,5

3,5

10,8

22,5

33,5

63,5

91,0

150

210

Batas keausan 2,0 permukaan (mm) Volume total pada 7,4 batas keausan (cm3)

; dimana : Ag = Luas plat = 15276,1 mm2

Volume (V) : Ag .a Jadi : a =

=

V Ag

V = Volume = 91cm3= 91000 cm3

91000mm3 15276,1mm 2

a

= tebal plat

a = 5,95 mm dan tebal plat gesek yang dipilih : a= 5,95 mm (untuk 1 plat)

3.3.3. Pemeriksaan terhadap moment 1. Moment percepatan massa (Mpm) Mpm =

2.Ek W .t g

39

Dimana : Ek

= kerja penghubungan untuk satu kali hubungan = 1000 kg.m ( untuk permulaan)

tg

= untuk mendapatkan moment torsi saat penyambungan 1  3 detik , diambil tg = 2 detik .

Maka :Mpm =

2 x1000 0,2 x 2

= 5000 kgm = 50000 kgmm 2.

Pemeriksaan terhadap panas NR

=

Ag.t. 632

t

=

632.N R Ag.

Dimana : NR

= 0.03 hp

Ag

= 15276,1 m2



= koefisien perpindahan panas yang besarnya dibuat dari kecepatan keliling rata-rata (Vm) dari table berikut :

40

Tabel 3.7. koefisien perpindahan panas Vm (m/det)

 (Kkal/moC)

0

4,5

5

24

10

40

-

-

-

-

45

114

50

126

55

138

60

150

65

162

Untuk harga Vm = W . Tm = 0,2. 52 Vm = 10,4mm/det = 0,0104 m/det Dari tabel didapat untuk Vm = 0,0104 m/det dan  = 4,5 Kkal / oC .

Maka temperatur perpindahan panas (  t) :

t =

632 x0.03 15276,1x 4,5

= 0,0002oC

41

Dengan mengambil temperatur kamar 27 oC , maka temperatur kerja : Tk = 0,0002oC + 27oC Tk = 27,0002oC Tk = 27oC Temperatur permukaan plat gesek biasanya naik sampai 200 oC dalam sesaat , untuk seluruh kopling tidak lebih tinggi dari 80oC dijaga maka ukuran plat gesek yang direncanakan dapat digunakan dengan aman.

3.4. Paku keling

3.4.1. Defenisi Paku keling Paku keling dapat didefenisikan sebagai pengikat sambungan tetap . Dalam perancangan kopling ini paku keeling digunakan sebagai pengikat plat pembawa ,rumah kopling dengan pegas matahari .

Gambar 3.3. Bentuk keling menurut DIN (pilihan dan keling khusus)

42

3.4.2. Perhitungan Paku keling Jenis paku keling yang digunakan pada kopling adalah keling pipa .Gaya yang diterima paku keling : P = 12127,5 kg , dan bahan yang digunakan paku keling st 37 dengan faktor keamanan adalah 5 . Jumlah paku keling yang digunakan adalah 16 . Gambar sketsa :

Gambar 3.4. Paku keling

a. Diameter paku keling (d) d

4P n. . g

d

4 x12127,5kg 16 x3,14 x592kg / cm 2

 g = 0,8 .  t

st 37

3700 =740 kg/cm2 5

d  1,63 cm

t=

d = 1,6 cm = 16 mm

 g = 0,8 x 740 kg/cm2 = 592 kg/cm2



=

diameter lubang paku keling (d’) adalah ...................Literatur 4,Halaman 127. d’ = d + 1 mm 43

d’ = 16 + 1 mm d’ = 17 mm b. Diameter kepala paku keling (D) D = 1,4 . d D = 1,4 x 16 D = 22,4 mm c. Jarak paku keling (t) t = 2,6 . d t = 2,6 x 16 t = 41,6 mm d. Tebal Plat (S) S

P n.d '. S

 S = (1,5  2,0)  t Dipilih : e : 1,5d =  S = 1,5  t = 1,5 x 740 kg/cm2 = 1110 kg/cm2 S

12127,5 kg 16 x17cmx1110kg / cm 2

S  0,04 cm S = 0,05 cm S = 0,5 mm

44

e. Tinggi kepala keling (h) h = 0,45 . D h = 0,45 x 22,4 h = 10,08 mm f. Jarak sumbu paku keling terhadap tepi plat (e) e = 1,5. D e = 1,5 x 22,4 e = 33,6 mm

3.4.3. Pemeriksaan Paku keling P  n.d’.S.  S P  16 x 17 x 0,5 x 1110 P  150960 kg 12127,5≤ 150960 Maka paku keling aman untuk menahan beban.

3.5. Pegas kejut

3.5.1. Defenisi Pegas kejut Pegas kejut disebut juga dengan pegas tekan /kompressi yang berfungsi untuk meredam kejutan sewaktu-waktu kopling mengalami beban lebih .

45

F

Gbr. 3.5. Pegas kejut

3. 5.2. Perhitungan Pegas kejut Jumlah pegas yang direncanakan adalah 4 buah . Gaya yang terjadi atau bekerja pada pegas kejut adalah : T n.rb

P= Dimana : P

= gaya yang bekerja pada pegas kejut

n

= Jumlag pegas kejut

rb

= Jari-jari kedudukan pegas terhadap sumbu poros diambil 37 mm

T maka P=

= Momen torsi : 19480kgmm 4 x37 mm

P = 131 kg

46

Tegangan geser yang terjadi pada pegas kejut :

g=

8 P.D.K  .d 3

............................................Literatur 5,Halaman 315.

Dimana : K = Konstanta pegas D = Diameter gulungan d = diameter kawat pegas (direncanakan 4 mm) faktor tegangan wahl (K) K=

4c  1 0,615 + , dimana c = Indeks pegas .......Literatur 5,Halaman 318. 4c  4 c

K=

4.4  1 0,615  4 .4  4 4

K = 1,4 c=D/d

maka : D1 = c . d D1 = 4 . 4 D1 = 16 mm

, dimana : D1 = Diameter lilitan rata-rata (atau di diukur pada sumbu kawat d = diameter kawat = 4 mm

* Diameter luar pegas (D0) D0 = D1 + d D0 = 16 + 4 = 20 mm * Diameter dalam pegas (D2) D2 = D0 – 2d D2 = 20 – 2.4 D2 = 12 mm 47

Panjang pegas yang mengalami tekanan (l1) l1= (n + 1,5)d ,dimana : n = Jumlah gulungan yang aktif = 6 buah l1= (6 + 1,5).4 l1 = 30 mm sehingga :

g=

=

8 x(131kg) x(16 mm) x1,4 3,14 x(4) 3 mm3

1048 x 22,4kgmm 200,96mm3

 g = 116 kg/mm2 Sedangkan tegangan geser izin (  g )

g =

8.D.P d3

g =

8 x(16mm) x(131kg) 4 3 mm3

 g = 131 kg/mm2

48

Pemindahan pegas (f) f =

8.D13 .n.P G.d 4

f =

8 x(16 3 mm3 ) x(6) x(131kg) (8 x10 3 kg / mm 2 ) x(4 4 mm 4 )

,dimana : P = 131 kg

f = 50 mm

D1= 16 mm d = 4 mm G = modulus geser pegas = 8x103 kg/mm2 n =6

* Panjang pegas kejut tidak terbeban (l0) l0 = l1 + Sa + f

,dimana :

= 30 mm + 0,84mm+ 50mm l0 = 80,84 mm

l1 = 30mm f = 50 mm Sa= (0,1  0,3) dipilih 0,1 Sa=0,1.d.n=0,14.6=0,84mm

*Defleksi (  )....................................................................Literatur 5,Halaman 318.

 = l0 - l1

 = 80,84 - 30  = 50,84 mm

3.5.3. Pemeriksaan pegas kejut Syarat pemeriksaan :

 g  g 131 kg/mm2  116 kg/mm2 Berarti pegas kejut aman terhadap tegangan geser . 49

3.6. Pegas Matahari 3.6.1. Defenisi Pegas Matahari Pegas Matahari adalah pegas yang berfungsi menarik mundur pegas difragma , sehingga pegas difragma menarik mundur plat penekan .

Gambar 3.6. Pegas Matahari

3.6.2. Perhitungan Pegas matahari Pada persamaan pegas matahari ini ,diameter luar pegas matahari(Da) = diameter luar plat gesek jadi D2 = 280 mm Besar gaya pegas matahari F (menurut Almen dan Laszlo) :

4.E ST 4 f  hT f  hT f   x x   F=   1  2 2 (1  V )  .Da ST  ST ST  ST 2ST  

50

Gambar 3.7. Pegas matahari

4E = 9,23 x 105 N/mm2 (1  V 2 )

D = 174 mm , dan D1 =104 mm (diameter plat gesek)

Da/D1 = 174 /104 = 1,6 maka  ,  ,  dapat diperoleh dari tabel berikut.

Da/D1



Da/D1



Da/D1



1,2

0,29 1,02 1,05

2,3

0,74 1,29 1,49

3,4

1,29 1,49

1,3

0,39 1,04 1,09

2,4

0,75 1,31 1,53

3,6

0,80 1,31 1,53

1,4

0,46 1,07 1,14

2,5

0,76 1,33 1,56

3,8

1,33 1,56

1,5

0,53 1,10 1,18

2,6

0,77 1,35 1,60

4,0

1,35 1,60

1,6

0,57 1,12 1,22

2,7

1,37 1,63

4,2

0,80 1,37 1,63

1,7

0,61 1,15 1,26

2,8

0,78 1,39 1,67

4,4

1,39 1,67

1,8

0,65 1,17 1,30

2,9

1,41 1,70

4,6

0,80 1,41 1,70

51

1,9

0,67 1,20 1,34

3,0

1,43 1,74

4,8

1,43 1,74

2,0

0,69 1,22 1,38

3,1

0,79 1,45 1,77

5,0

0,79 1,45 1,77

2,1

0,71 1,24 1,42

3,2

1,46 1,81

2,2

0,73 1,26 1,45

Sehingga F = 9,23.105 N/mm2 .

F=

2 4 mm 4 2,1mm  2,8mm 2,1mm  2,8mm 2,1mm   .     1   2mm  2mm 2,2mm   0,57.1312 mm 2 2mm  2mm

77,532 x105 Nmm3 0,30  1 35312,64mm

F = 219,55 N *Gaya tekan pada setiap pegas (F1)

F1 =

F1 =

F n

219,55 12

F1 = 18,29 N

3.6.3. Pemeriksaan Pegas matahari Syarat :  <  dimana :

=

4.E ST 2 f   hT f   x x      2 2 (1  V )  .Da ST   ST 2ST  

= 9,23x10 5 N / mm 2 .

 2 2 mm2 2,1mm   2,8mm 2,1mm  x    1,22  1,12 2 2 2mm  0,57.131 .mm  2mm 2.2mm  

52

=

77,532 x105 Nmm 0,46 22025,94mm3

 = 161,92 N/mm2  = 2000 N/mm2 Jadi

 < 161,92 N/mm2 < 2000 N/mm2

Berarti pegas matahari aman terhadap tekanan .

3.6.4. Defleksi pegas matahari (  )

=

4.F .L3 E.b.h 3

,dimana : F = 219,55 N

=

4.(219,55N ).883 mm 2,1x105 N / mm2 .8mm.43 mm3

L = 2L1= 2.44 = 88 mm b=8m

 = 5,56 mm

h = tebal = 4 mm E = 2,1x105 N/mm2

3.7. Baut

3.7.1. Defenisi Baut Baut didefenisikan sebagai alat pengikat .Baut didalam kopling digunakan untuk mengikat flywheel terhadap poros penggerak dan pengikat tutup kopling .

53

3.7.2. Perhitungan Baut Tabel 3.8. ukuran standar ulir UNC (JIS B 0206) Ulir dalam ULIR Jarak

Tinggi

bagi

kaitan

P

H1

Diameter

Diameter

Diameter

luar D

efektif D2

dalam D1

Ulir luar 1

2

3

M6 M7 M8 M9 M 10 M 11 M 12 M 14 M 16 M 18 M 20 M 22 M 24 M 27 M 30 M 33 M 36 M 39 M 42

Diameter

Diameter

Diameter

luar d

efektif d2

inti d1

1

0,541

6,000

5,350

4,917

1

0,541

7,000

6,350

5,917

1,25

0,677

8,000

7,188

6,647

1,25

0,677

9,000

8,188

7,647

1,5

0,812

10,000

9,026

8,376

1,5

0,812

11,000

10,026

9,376

1,75

0,947

12,000

10,863

10,106

2

1,083

14,000

12,701

11,835

2

1,083

16,000

14,701

13,835

2,5

1,353

18,000

16,376

15,294

2,5

1,353

20,000

18,376

17,294

2,5

1,353

22,000

20,376

19,294

3

1,624

24,000

22,051

20,752

3

1,624

27,000

25,051

23,752

3,5

1,894

30,000

27,727

26,211

3,5

1,894

33,000

30,727

29,211

4

2,165

36,000

34,402

31,670

4

2,165

39,000

36,402

34,670

4,5

2,436

42,000

39,077

37,129

4,5

2,436

45,000

42,077

40,129

` M 45

54

M 48 M 52 M 56 M 60 M 64 M 68

5

2,706

48,000

44,752

42,587

5

2,706

52,000

48,752

46,587

5,5

2,977

56,000

52,428

50,046

5,5

2,977

60,000

56,428

54,046

6

3,248

64,000

60,103

57,505

6

3,248

68,000

64,103

61,505

A. Baut pengikat tutup kopling dengan flywheel Bauit yang direncanakan adalah : -

Tipe baut

= M6

-

Jumlah baut = 8 buah

-

Jarak sumbu baut ke sumnu poros , r = 113 mm

-

Panjang baut = 21 mm

Untuk tipe baut M6 diperoleh data dari table sebagai berikut : -

diameter luar

-

diameter inti

(d1) = 4,917

mm

-

diameter efektif (d2) = 5,350

mm

-

Jarak bagi

(P) = 1

mm

-

Tinggi kaitan

(H) = 0,541

mm

d=

2W

a

(d) = 14

mm

.......................................................Literatur 5,Halaman 296.

Untuk baja liat yang memepunyai kadar karbon (0,2  0,3) % ,  a = 6 kg/mm2 bila difinis tinggi ...............................................................Literatur 1,Halaman 297.

55

2W 6kg / mm2

6 mm =

  2W (6mm) =  2   6kg / mm 

2

2

36mm2 =

W =

2W 6kg / mm 2 216kg 2

W = 108 kg Tegangan yang terjadi :

t = t = t =

W A

108kg

 / 4.d1 2 108kg 3,14 /( 4,917) 2 mm 2

 t = 5,69 kg/mm2

Tegangan geser yang diijinkan

 g = 0,8 x  t ..................................................................Literatur 5,Halaman296. = 0,8 x 5,69 kg/mm = 4,552 kg/mm2

Jumlah ulir (Z) Z

W  .d 2 .h.q a

...........................................Literatur 5,Halaman296.

56

qa = tekanan kontak ijin pada permukaan ulir . Yang diplih adalah baja liat dengan qa = 3 kg/mm2 dari tabel dibawah

Tabel 3.9. Tekanan permukaan yang diijinkan pada ulir Tekanan Permukaan yang diijinkan Bahan q (Kg/mm2) Ulir luar

Ulir dalam

Untuk Pengikat

Untuk Penggerak

3

1

4

1,3

1.5

0,5

Baja liat atau Baja liat perunggu Baja liat atau Baja keras perunggu Baja keras

Besi cor

Sehingga : Z

108kg 3,14.(5,530mm).0,541mm.3kg / mm 2

Z

1008kg 27,264777kg

Z  3,96 Z 4 Tekanan kontak pada permukaan ulir (q) .........................Literatur 5,Halaman 297. q=

W  .d 2 .h.Z

q=

108kg 3,14(5,350mm).0,541mm.4

57

108kg 36,35mm 2

q=

q = 2,97 kg/mm2

B. Baut Pengikat flywheel Baut yang direncanakan adalah : -

Tipe baut

= M10

-

Jumlah baut = 4

-

Jarak sumbu baut ke sumnu poros , r = 45 mm

Untuk tipe baut M10 diperoleh data dari table sebagai berikut :

d=

-

diameter luar

(d) = 14

mm

-

diameter inti

(d1) = 8

mm

-

diameter efektif (d2) = 9,026

mm

-

Jarak bagi

(P) = 1,5

mm

-

Tinggi kaitan

(H) = 0,812

mm

2W

a

Untuk baja liat yang memepunyai kadar karbon (0,2  0,3) % ,  a = 6 kg/mm2 bila difinis tinggi . Sehingga : W=

 a .d 2 2

58

W=

6kg / mm 2 .10 2.mm 2 2

W = 300 kg Tegangan yang terjadi :

t = t = t =

W A

300kg

 / 4(d1 2 ) 300kg 3,14 / 4.(8,376)mm2

 t = 5,45 kg/mm2

Jumlah ulir (Z) Z

W  .d 2 .h.q a

dimana qa = 3 kg/mm2

Sehingga : Z

300kg 3,14.(9,026mm).0,812mm.3kg / mm 2

Z

300kg 69,04023504kg

Z  4,34 Z 4

59

Tekanan kontak pada permukaan ulir (q) q=

W  .d 2 .h.Z

q=

300kg 3,14(9,026mm).0,812mm.5

q=

300kg 115,0670584mm 2

q = 26,07 kg/mm2

3.7.3. Pemeriksaan Baut A.

Baut pengikat tutup kopling dengan flywheel Syarat :

t  a 2,97 kg / mm2  6kg / mm2 Berarti baut aman terhadap tegangan tarik . Syarat :

q  qa

2,97kg / mm2  3kg / mm2 Berarti baut aman terhadap tekanan kontak pada permukaan ulir . Syarat :

b a

b =

W  .d1 .k .P.Z

b =

108kg 3,14(4,917mm).0,84mm.1mm.4

, dimana  b = Tegangan geser pada baut

60

b =

108kg 51,87 mm 2 .

 b = 2,08 kg/mm2

 a = (0,5  0,75).  a  a = 0,5 .  a  a = 0,5 . 6 kg/mm2 = 3 kg/mm2 Sehingga 1,66 kg/mm2 < 3 kg/mm2 Berarti baut aman terhadap tegangan geser .

B.

Baut pengikat flywheel Syarat :

t  a 5,45kg / mm2  6kg / mm2 Berarti baut aman terhadap tegangan tarik . Syarat :

q  qa 2,60kg / mm2  3kg / mm2 Berarti baut aman terhadap tekanan kontak pada permukaan ulir Syarat :

b a

61

b =

W  .d1 .k .P.Z

b =

300kg 3,14(8,376mm).0,84mm.1,5mm.5

, dimana  b = Tegangan geser pada baut

 b = 1,81 kg/mm2 Sehingga 1,81 kg/mm2 < 3 kg/mm2 Berarti baut aman terhadap tegangan geser .

3.8. Bantalan

3.8.1. Defenisi Bantalan Bantalan adalah salah satu elemen mesin yang menumpu poros terbeban Sehingga putaran atau gesekan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus dan aman .Bantalan harus kuat untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya dapat bekerja dengan baik .

62

3.8.2. A.

Perhitungan Bantalan

Bantalan Axial

Gambar .3.8. Bantaalan axial

Dengan diperoleh diameter bantalan (ds) = 20 mm sehingga dengan perancanaan bantalan terbukadengan nomor 6004 dengan data-data dalam tabel .

Tabel 3.10. Perhitungan Beban Ekivalen Nomor bantalan

Ukuran luar (mm) Kapasitas

Kapasitas

nominal

nominal

dinamis

statis spesifik

spesifik C (kg)

C0 (kg)

Dua Jenis

Dua

sekat

terbuka

sekat

tanpa

d

D

B

R

kontak

63

6000

10

26

8

0,5

360

196

6001

6001ZZ

6001VV

12

28

8

0,5

400

229

6002

02ZZ

02VV

15

32

9

0,5

440

263

6003

6003ZZ

6003VV

17

35

10

0,5

470

296

6004

04ZZ

04VV

20

42

12

1

735

465

6005

05ZZ

05VV

25

47

12

1

790

530

6006

6006ZZ

6006VV

30

55

13

1,5

1030

740

6007

07ZZ

07VV

35

62

14

1,5

1250

915

6008

08ZZ

08VV

40

68

15

1,5

1310

1010

6009

6009ZZ

6009VV

45

75

16

1,5

1640

1320

6010

10ZZ

10VV

50

80

16

1,5

1710

1430

6200

6200ZZ

6200VV

10

30

9

1

400

236

6201

01ZZ

01VV

12

32

10

1

535

305

6202

02ZZ

02VV

15

35

11

1

600

360

6203

6203ZZ

6203VV

17

40

12

1

750

460

6204

04ZZ

04VV

20

47

14

1,5

1000

635

6205

05ZZ

05VV

25

52

15

1,5

1100

730

6206

6206ZZ

6206VV

30

62

16

1,5

1530

1050

6207

07ZZ

07VV

35

72

17

2

2010

1430

6208

08ZZ

08VV

40

80

18

2

2380

1650

6209

6209ZZ

6209VV

45

85

19

2

2570

1880

6210

10ZZ

10VV

50

90

20

2

2750

2100

6300

6300ZZ

6300VV

10

35

11

1

635

365

6301

01ZZ

01VV

12

37

12

1,5

760

450

6302

02ZZ

02VV

15

42

13

1,5

895

545

6303

6303ZZ

6303VV

17

47

14

1,5

1070

660

6304

04ZZ

04VV

20

52

15

2

1250

785

6305

05ZZ

05VV

25

62

17

2

1610

1080

6306

6306ZZ

6306VV

30

72

19

2

2090

1440

64

6307

07ZZ

07VV

35

80

20

2,5

2620

1840

6308

08ZZ

08VV

40

90

23

2,5

3200

2300

6309

6309ZZ

6309VV

45

100

25

2,5

4150

3100

6310

10ZZ

10VV

50

110

27

3

4850

3650

Dari tabel diperoleh : -

Diameter dalam (d)

= 20 mm

-

Diameter luar

(D)

= 42 mm

-

Jari-jari fillet

( r)

= 1 mm

-

Kapasitas nominal dinamis spesifik (C)

-

Kapasitas nominal statis spesifik (C0) = 465 kg

-

Tebal bantalan

(B)

= 735 kg

= 12 mm

Tabel. 3.11 faktor-faktor V, X, Y dan X0 , Y0 BeBe-

Baris tunggal

Baris ganda

ban ban

Baris

Baris

put-

tunggal

ganda

putar ar pd Jenis bantalan

E pd

cin

Fa/VFr>e

Fa/VFr  e Fa/VFr>e

X

X

cin cin cin da luar lam X V

Y

Y

X

Y

X Y0

0

ban tal-

Fa/Co = 0,014 = 0,028

1,2

0,56

1,45

1

0

0,56

2,30

0,19

1,90

0,22

0,

Y0 0

0,5

0,

0,5

65

an

= 0,056

1,71

0,26

6

6

1 bo

= 0,084

1,55

0,28

la

= 0,11

1,45

0,30

a-

= 0,17

1,31

0,34

lur

= 0,28

1,15

0,38

dal

= 0,42

1,04

0,42

am

= 0,56

1,00

0,44 0,8 4

Ban

 = 20

0,7 0

0,43

1,00

1,09

0,70

1,63

0,57

0,42

0,41

0,87

0,92

0,67

1,41

0,68

0,38

0,39

0,76

0,78

0,63

1,24

0,80

= 350

0,37

0,66

0,66

0,60

1,07

0,95

0,29

= 400

0,35

0,57

0,55

0,55

0,93

1,14

0,26

taln

6 = 250

Bo

0, = 300

1

1,2

1

la

0,6 0,33

1

5

6

su-

0,5

dut

8 0,5 2

Maka beban ekivalen : Pa = X . Fr + YFa Dimana Fa = 44,1 kg

dan Fa/Co =

44,1kg = 0,059 740kg

Dari tabel diperoleh X = 0,56 dan Y = 1,45 dan Fr = 0 kg Pa = 0,56 x 0 + 1,71 x 44,1 kg...................................Literatur 5,Halaman 135. = 63,45 kg = 64 kg

*faktor kecepatan (fn) : ...................................................Literatur 5,Halaman 136. fn = 3

33,3 n

Dimana : n = 5000 rpm

66

fn = 3

33,3 5000

fn = 0,24

*faktor umur (fh) fh = fn .

: ..................................................Literatur 5,Halaman 136.

C Pa

fh = 0,24 .

735kg = 2,7 64kg

*Umur nominal (lh)

: ..................................................Literatur 5,Halaman 136.

lh = 500 (fh)3 lh = 500 (2,7)3 lh = 9841,5 B. Bantalan Radial

Gambar 3.9. Bantalan radial

Untuk bantalan radial kita pilih diameter dalam yang lebih kecil dari yang telah dihitung sebelumnya .Maka ds = 15 mm 67

Dan bentuk bantalan ini dipakai nomor 6002 dan dipilih dari tabel : -

Diameter dalam (d)

= 15 mm

-

Diameter luar

(D)

= 32 mm

-

Jari-jari fillet

( r)

= 0,5mm

-

Kapasitas nominal dinamis spesifik (C)

-

Kapasitas nominal statis spesifik (C0) = 263 kg

-

Tebal bantalan

(B)

= 440 kg

= 9 mm

Beban ekivalen untuk bantalan radial (Pr) : Pr = X . V . Fr . + Y . Fa dimana : X

= faktor radial

= 0,56

V

= faktor rotasi

=1

Y

= faktor axial

=0

Fa = beban axial

=0

Fr = faktor beban radial = 44,1 kg

maka : Pr = 0,56 . 1 . 44,1kg + 0 . 0 = 24,696 kg Pr = 24,7 kg

68

faktor kecepatan (fn) : fn = 3

33,3 n

fn = 3

33,3 5000

fn = 0,24

*faktor umur (fh) fh = fn .

:

C Pa

fh = 0,24 .

440 kg 24,7 kg

fh = 18

*Umur nominal (lh)

:

lh = 500 (fh)3 lh = 500 (18)3 lh = 2916000

3.9. Flywheel

3.9.1. Defenisi Flywheel Flywheel adalah sebuah massa berputar yang digunakan sebagai penyimpan tenaga/energy dalam mesin .Jika kecepatan dari mesin ditambah , tenaga akan

69

tersimpan dalam roda gila dan jika kecepatan dikurangi tenaga akan dikeluarkan oleh roda gila .

Gambar 3.10. flywheel

Ukuran-ukuran yang direncanakan : Do

= 300 mm

Di

= 286 mm

D2

= 210 mm

D3

= 130 mm

D4

= 42

mm

3.9.2. Perhitungan Flywheel Kecepatan sudut flywheel Rata-rata (w) : Misalnya diameter rata-rata (D) adalah 210 mm = 0,21 m Kecepatan Flywheel (V)

70

Putaran (n) = 4000

𝑉=

𝜋.𝐷.𝑛

𝑉=

60

..............................................Literatur 7,Halaman 401.

3,14.0.21 𝑚.4000 60

𝑉 = 43,96 𝑚⁄𝑠

Keliling rata-rata (k) = 𝜋. 𝐷 = 3,14 . 0,21 mm = 0,66 m Maka kecepatan sudut Flywheel rata-rata (w) adalah

𝑊=

𝑉 𝑘

=

43,96 𝑚⁄𝑠 0,66 𝑚

= 66,60 putaran/s = 27907 rad/s

BAB IV

71

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1. Kesimpulan No 1

2

3

4

Nama Bagian Poros

Spline

Plat Gesek

Paku Keling

Bahan S55C

S55C

Asbes

St 37

Hasil Perhitungan -

Diameter poros = 20 mm

-

Panjang Poros = 117 mm

-

Diameter Spline = 25 mm

-

Lebar Spline

= 2,45 mm

-

Tinggi Spline

= 1,75 mm

-

Panjang Spline = 39 mm

-

Jumlah Spline = 11 buah

-

Diameter Luar = 174 mm

-

Diameter Dalam = 104 mm

-

Tebal Plat Gesek = 5,95 mm

-

Lebar Plat Gesek = 17,5 mm

-

Diameter Paku Keling = 16 mm

-

Diameter Kepala Paku Keling = 22,4 mm

5

Pegas kejut

SF40

-

Jarak Tiap Paku Keling = 41,6 mm

-

Jumlah Pegas

= 4 Buah

-

Diameter luar pegas

= 20 mm

-

Diameter dalam pegas = 12 mm

-

Tinggi Pegas Terpasang = 30 mm

72

6

7

Pegas Matahari

Baut

Pengikat

Tutup

Kopling

Baja

ST40

Dengan Flywheel

8

Baut

Pengikat

ST40

Flywheel

9

10

11

Bantalan Aksial

Bantalan Radial

Flywheel

SF40

SF40

S55CD

-

Diameter Luar Pegas = 280 mm

-

Diameter Dalam Pegas = 50 mm

-

Tebal Pegas

= 2 mm

-

Jumlah pegas

= 12

-

Tipe Baut

-

Diameter Luar = 8 mm

-

Diameter Inti = 5 mm

-

Jumlah Baut = 8 buah

-

Tipe Baut

-

Diameter Luar =10 mm

-

Diamete Inti

-

Jumlah Baut = 4 Buah

-

Diameter Dalam = 20 mm

-

Diameter Luar = 42 mm

-

Tebal Batalan

= 12 mm

-

Jari-Jari Fllet

= 1 mm

-

Diameter Dalam = 15 mm

-

Diameter Luar = 32 mm

-

Tebal Batalan

= 9 mm

-

Jari-Jari Fllet

= 0,5 mm

-

Diameter Dalam = 42 mm

-

Diameter Luar =300 mm

-

Tebal Flywhell = 15 mm

= M 10

= M 10

= 8,376 mm

73

-

Momen Puntir (T)

= 19480 KW

-

Daya Maksimum (P)

= 121,275 KW

-

Panjang Poros (L)

= 117 mm

-

Berat Poros (M)

= 0,2 Kg

-

Putaran Kritis (Ncr)

= 140171,46 rpm

Setelah hasil perhitungan tersebut diperoleh maka di lakukan pemeriksaan terhadap tegangan yang timbul,tegangan geser,momen lentur,ketahanan,refleksi,putaran kritis. Dari hasil pemeriksaan yang di lakukan ternyata elemen-elemen tersebut cukupaman,dan

dapat

disimpulkan

bahwa

bahan-bahan

yang

dipakai

untuk

konstruksiadalah cukup aman dan siap untuk dipakai pada mesin tersebut.

4.2 Saran

74

1.

Untuk mengenal dan mengetahui bentuk dan cara kerja kopling sebaiknya dilakukan survei dilaboratorium atau kebengkel mobil.

2.

Dalam hal hal perancangan ,sebaiknya bahan-bahan yang dipilih harus sesuai dengan standart,agar kontruksinya dapat dipakai sesuai yang direncanakann.

3.

Untuk pemilihan bahan-bahan yang

diperoleh,hendaknya ukuran dari

bahan tersebut harus berdasarkan hasil perhitungan yang diperoleh. 4.

Bagi masyarakat yang menggunakan “TOYOTA FORTUNER” sebagai mini bus pribadi,hendaknya mengenal dan mengerti cara kerja dari kopling dan mesin serta dapat memeliharanya atau merawatnya dengan baik.

DAFTAR PUSTAKA

75

Creamer, Robert H., 1984, Machine Design, edisi ke kigaet, USA: Addison-Wesley.

Joseph E. Shigley, 1991, Larry D. Mitchell, dan Gandhi Harahap (penerjemah),1991, Perencanaan Teknik Mesin, Edisi Keempat, Jilid 1. Jakarta : Erlangga.

Moot, Robert L., 2004, Machine Element In Machanical Design, Edisi Ke 4, New Jersey: Prentice Hall.

Umar Sukrisno, 1984, Bagian-bagian Mesin dan Merencana, Jakarta: Erlangga.

Sulasro dan Kiyokatsu Suga, 1994, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, Jakarta: Pradnya Paramita.

Takeshi Sato, G, dan N. Sugiarto Hartanto, 1981, Menggambar Mesin Menurut Standar I.S.O., Jakarta: Prdnya Paramita.

Martin, George H., dan Ir. Setiyobakti (penerjemah), 1982, Kinematika dan Dinamika Teknik, New Jersey: McGraw Hill.

76