Febri Ramdhan_pm1.pdf

UNIVERSITAS TRISAKTI

TUGAS PERANCANGAN MESIN I KOPLING CAKAR

PERANCANGAN MESIN I Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memenuhi tugas PM 1

Febri Ramdhan 061001700520

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI JURUSAN TEKNIK MESIN JAKARTA JULI 2018

LEMBAR PENGESAHAN

Tugas Perancangan Mesin I (kopling) ini telah diperiksa dan disetujui pada tanggal : Jakarta ...................................... 2018

Oleh: Dosen Pembimbing

( Ir. Noor Eddy MSME )

ii

UNIVERSITAS TRISAKTI

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur senantiasa penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang senantiasa melimpahkan rahmat dan berkah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah Perancangan Mesin 1 dengan judul Perancangan Kopling Cakar. Shalawat beserta salam terlimpah curah kepada Nabi Muhammad SAW, kepada keluarganya, sahabatnya, tabiin tabiatnya, dan semoga sampai kepada kita selaku umatnya.

Makalah ini disusun sebagai pertanggung jawaban penulis dalam mengikuti mata kuliah Perancangan Mesin 1 di Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Trisakti - Jakarta. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih terutama kepada Allah SWT yang selalu melimpahkan rahmat dan berkah, kesehatan, serta nikmat yang tiada tara.

1. Bapak Ir. Noor Eddy MSME selaku dosen pembimbing yang senantiasa sabar membimbing, memberikan dukungan dan ilmu yang sangat berharga 2. Orang tua penulis Bapak Agus Anwar dan Ibu Komariah yang selalu memberi dukungan dan doa selama pembuatan makalah ini. 3. Nona Novita selaku calon istri yang selalu memberikan doa dan dukungan serta penyemangat ketika penulis sedang dalam fasa kemalasan. 4. Teman - teman Teknik Mesin Ekstensi Universitas Trisakti angkatan 2017 yang bersedia bertukar pikiran dan berbagi ilmu demi kelancaran pembuatan makalah ini. 5. Semua pihak yang mungkin tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang juga telah berperan serta baik secara langsung maupun tidak langsung dalam menyelesaikan makalah ini dari awal sampai akhir.

Penulis menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan dalam pembuatan laporan ini, sehingga penulis mengharapakan kritik dan saran untuk perbaikan.

iii

UNIVERSITAS TRISAKTI

Akhir kata, penulis mengharapkan laporan skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak dan turut serta memberikan sumbangsih ilmu pengetahuan dan teknologi. Setitik ilmu untuk bangsa yang lebih maju.

Jakarta, Mei 2018

Penulis

iv

UNIVERSITAS TRISAKTI

ABSTRAK

Nama : Febri Ramdhan Program Studi : Teknik Mesin Judul : Perancangan Kopling Cakar Kopling adalah mekanisme untuk menghubungkan putaran dan daya antara mesin penggerak dengan mesin yang digerakkan. Kopling dibagi dari beberapa jenis, yakni kopling tetap dan tidak tetap. Kopling Tetap adalah kopling yang penghubung dan pemutus putarannya tidak bisa dilakukan secara langsung. Kopling tidak tetap adalah kopling yang bisa memutus dan menghubungkan daya langsung saat mesin sedang berputar. Kopling cakar adalah salah satu jenis kopling tidak tetap, namun seiring perkembangannya dijadikan kopling tetap dengan tambahan elastometer atau sisipan karet di antara cakarnya memungkinkannya bekerja dengan toleransi misalignment lebih besar dibandingkan kopling lainnya. Hasil perhitungan komponen utama kopling cakar untuk mesin motor dan pompa dengan daya 90 kiloWatt adalah ukuran diameter 50 mm dengan material S 40C. Hub kopling dengan dimensi utama 153 mm x 125 mm dan tinggi cakar 33 mm dengan material S 35 C. Pasak dengan dimensi panjang 45 mm, lebar 12 mm, dan tinggi 8 mm dengan material S 30 C. Kata kunci : Kopling, Kopling Cakar, Daya, Putaran, Material

v

UNIVERSITAS TRISAKTI

DAFTAR TEKNIS PERANCANGAN

1. Jenis Perancangan

: Perancangan Kopling

2. Daya

: 90 kW

3. Putaran

: 2990 rpm

4. Jenis Kopling

: Kopling Cakar

vi

UNIVERSITAS TRISAKTI

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ......................................................................................................... i LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................................. ii KATA PENGANTAR ..................................................................................................... iii ABSTRAK ........................................................................................................................v DATA TEKNIS PERANCANGAN ................................................................................ vi DAFTAR ISI .................................................................................................................. vii DAFTAR GAMBAR .................................................................................................... viii DAFTAR TABEL ........................................................................................................... ix DAFTAR NOTASI ...........................................................................................................x DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................. xiIi 1. PENDAHULUAN ........................................................................................................1 1.1 Latar Belakang Perencanaan ...................................................................................1 1.2 Perumusan Perencanaan .........................................................................................1 1.3 Tujuan Perencanaan ................................................................................................1 1.4 Batas Rancangan .....................................................................................................1 1.5 Sistematika Penulisan .............................................................................................2 2. TINJAUAN PUSAKA ................................................................................................3 2.1 Definisi Kopling .....................................................................................................3 2.2 Manfaat kopling ......................................................................................................3 2.3 Klasifikasi Kopling .................................................................................................4 2.4 Kopling Cakar .........................................................................................................5 3. METODE PENELITIAN .........................................................................................10 3.1 Flow Diagram .......................................................................................................10 3.2 Diagram Alir Perencanaan Kopling Cakar ...........................................................11 3.3 Diagram Alir Perencanaan Poros ..........................................................................12 3.4 Diagram Alir Perencanaan Pasak .........................................................................14 3.5 Diagram Alir Perencanaa Kopling ........................................................................16 4. PEMBAHASAN .........................................................................................................18 4.1 Data Perencanaan ..................................................................................................18 4.2 Perhitungan Poros .................................................................................................18 4.3 Perencanaan Ukuran Pasak ...................................................................................21 4.4 Penentuan Ukuran Kopling ...................................................................................26 5. KESIMPULAN ..........................................................................................................31 DAFTAR REFERENSI................................................................................................ xii

vii

UNIVERSITAS TRISAKTI

DAFTAR GAMBAR

No Gambar

Keterangan Gambar

Hal

2.1

Tipe-tipe kopling tetap

5

2.2

Kopling Cakar

6

2.3

Macam-macam insert

7

2.4

Elastometer tipe closed center

7

2.5

Skala Shore Hardness

8

3.1

Diagram Alir Perancangan Kopling Cakar

10

3.2

Diagram Alir Perencanaan

11

3.3

Diagram Alir Perencanaan Poros

12

3.4

Diagram Alir Perencanaan Pasak

14

3.5

Diagram Alir Perencanaan Kopling

14

4.1

Faktor Konsentrasi Tegangan α

21

4.2

Lambang-lambang untuk kopling cakar

25

viii

UNIVERSITAS TRISAKTI

DAFTAR TABEL

No Tabel

Keterangan Tabel

Hal

3.1

Lambang-Lambang Diagram alir

10

4.1

Faktor Koreksi

18

4.2

Kekuatan Tarik Baja

19

4.3

Ukuran Pasak Dan Alur Pasak

21

ix

UNIVERSITAS TRISAKTI

DAFTAR NOTASI

P

Daya yang ditransmisikan

kW

𝑃𝑟

Daya rencana

kW

n

Putaran poros

rpm

𝑓𝑐 ⁄𝑠𝑓

Faktor koreksi/ faktor kemanan

DL

𝜏

Tegangan Geser

𝑁⁄ 𝑚𝑚2

𝜎𝑡

Kekuatan Tarik bahan

𝑁⁄ 𝑚𝑚2

𝑇

Momen Puntir

𝑁 𝑚𝑚

𝐾𝑡

Faktor Koreksi Momen Puntir

DL

𝐶𝑏

Faktor lenturan

DL

𝐷𝑠

Diameter Poros

𝑚𝑚

𝛼

Konsentrasi tegangan alur pasak

-

𝑏

Lebar Pasak

𝑚𝑚

ℎ𝑝

Tinggi Pasak

𝑚𝑚

𝑡1 ⁄𝑡 2

Tinggi Alur Pasak

mm

Fts

Gaya Tangensial Poros

𝑁

𝑡𝑘𝑎

Tegangan Geser Ijin Pasak

𝑁⁄ 𝑚𝑚2

𝑙

Panjang Pasak

mm

𝐷1

Diameter Luar Kopling Cakar

𝑚𝑚

𝐷2

Diameter Dalam Kopling Cakar

𝑚𝑚

h

Tinggi Cakar

mm

𝑝𝑎𝑝

Tegangan Permukaan Ijin

𝑁⁄ 𝑚𝑚2

rm

Jari-jari rata-rata Kopling Cakar

mm

Ftc

Daya Tengensial Koplling Cakar

mm

𝑍

Momen Tahanan lLentur Kopling Cakar

mm

𝜎𝑏

Tegangan Lentur Kopling Cakar

𝑁⁄ 𝑚𝑚2

𝜏𝑚𝑎𝑥

Tegangan maksimum Kopling Cakar

𝑁⁄ 𝑚𝑚2

xi

UNIVERSITAS TRISAKTI

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Tabel Ukuran Bantalan Lampiran 2. Tabel Ukuran Kopling Cakar Lampiran 3. Drawing perancangan kopling cakar

xii

UNIVERSITAS TRISAKTI

1

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang Perencanaan Untuk mentransmisikan daya mekanik berupa putaran dan torsi dari motor

listrik ke pompa utilitas, diperlukan mekanisme penghubung dan pemutus daya yang sesuai dengan karakteristik pompa tersebut, yakni mekanisme kopling. Pada pengoperasian pompa yang bersifat terus-menerus, maka mekanisme kopling harus didesain agar mampu bertahhan lama dengan perubahan beban yang bervariasi. Ketika dilakukan pergantian pompa, kadang dijumpai beban kejut akibat torsi awal yang sangat besar untuk memutar pompa sehingga beresiko merusak komponen-komponen mesin apabila dibiarkan terus menerus. Untuk mengurangi resiko kerusakan akibat pengoperasian yang terusmenerus, namun menjaga mesin tetap handal. Maka kopling cakar merupakan pilihan yang tepat untuk tujuan tersebut

1.2

Perumusan Perencanaan Pokok dari perencanaan yang akan dibahas adalah perencanaan kopling cakar

dengan data daya input sebagai berikut :

1.3

1.

Daya

: 90 kW

2.

Putaran

: 2990 rpm

Tujuan Perencanaan Tujuan dari perencanaan kopling ini adalah untuk merancang kopling cakar

serta komponen pendukungnya dan menambahh pengetahuan mengenai kopling cakar dan komponen-komponennya serta mengetahui cara kerja kopling cakar.

1.4

Batas Rancangan Dalam penulisan makalah ini akan dibatasi bahasan rancangannya. Batas-

batas perancangan ini meliputi : 1.

Memmahami fungsi dan cara kerja kopling cakar

2.

Menghitung komponen utama kopling cakar Universitas Trisakti

2

3.

1.5

Merancang hasil perhitungan kopling cakar

Sistematika Penulisan Sistematika penulisan makalah ini adalah :

1. Bab 1 Pendahuluan Bab 1 berisi tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan, batasan masalah, dan sistematika penulisan. 2. Bab 2 Landasan Teori Bab 2 berisi landasan teori yang berhubungan dengan kopling cakar. 3. Bab 3 Metodologi Perancangan. Bab 3 berisi tentang metode dalam perancangan kopling cakar. 4. Bab 4 Pengolahan Data Rancangan Bab 4 berisi tentang perhitungan yang dilakukan dalam perencanaan kopling cakar. 5. Bab 5 Kesimpulan dan Saran Bab 5 berisi tentang kesimpulan dari hasil analisis perhitungan kopling cakar

Universitas Trisakti

3

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1

Definisi Kopling Kopling adalah elemen mesin yang berfungsi untuk mentransmisikan daya

dari poros penggerak atau driving shaft ke poros yang digerakkan atau driven shaft, dimana putaran inputnya akan sama dengan putaran outputnya. Dengan adanya kopling pemindahan daya dapat dilakukan dengan teratur dan seefisien mungkin. Sebuah poros kopling harus memiliki beberapa kriteria, antara lain : 1. Dapat disambung dan dilepas secara mudah 2. Mampu mentransmisikan daya penuh dari poros penggerak ke poros yang digerakan tanpa mengalami rugi-rugi daya. 3. Mampu menjaga poros tetap pada kondisi alignment yang baik 4. Mampu mereduksi beban kejut pentransmisian dari satu poros ke poros lainnya.

2.2

Manfaat Kopling Kopling digunakan dalam permesinan untuk berbagai tujuan:

1. Untuk menghubungkan dua unit poros yang dibuat secara terpisah, seperti sebuah motor dan generator, motor dengan pompa dsb. 2. Untuk melepaskan hubungan antara poros satu dengan poros lainnya apabila dibutuhkan untuk perbaikan komponen di salah satu peralatan, dan dapat disambungkan lagi setelah perbaikan.

Dalam penggunaan kopling sering dijumpai beberapa gangguan atau masalah, antara lain: 1. Apabila kedua poros tidak di allignment secara sempurna, maka komponen kopling menjadi rentan mengalami kerusakan. 2. Beban besar dan tiba tiba dapat membuat beban kejut pada kopling sehingga memperpendek umur kopling. 3. Kopling mengalami cacat apabila mendapatkan tekanan yang melewati batas kemampuan sebuah kopling.

Universitas Trisakti

4

Untuk mengatasi masalah-masalah tersebut, maka dalam perancangan suatu kopling harus memperhatikan hal-hal sebagai berikut: 1. Aman pada putaran tinggi, getaran dan tumbukan kecil. 2. Kopling harus dapat dipasang dan dilepas dengan mudah. 3. Kopling harus ringan, sederhana dan mempunyai garis tengah yang sekecil mungkin. 4. Bagian yang berputar harus ditutupi sedemikian rupa sehingga menjadi tidak berbahaya. 5. Garis sumbu harus sejajar dan dihubungkan dengan tepat terutama apabila kopling tidak fleksibel atau tidak elastis.

2.3

Klasifikasi Kopling Kopling tetap adalah suatu elemen mesin yang berfungsi sebagai penerus

putaran dan daya dari poros penggerak ke poros yang digerakkan secara pasti (tanpa terjadi slip), di mana sumbu kedua poros tersebut terletak pada garis lurus atau dapat sedikit berbeda sumbunya. Berbeda dengan kopling tak tetap yang dapat dilepaskan dan dihubungkan bila diperlukan, maka kopling tetap selale dalam keadaan terhubung.

Kopling tetap dibagi menjadi : 1. Kopling Kaku 2. Kopling Luwes 3. Kopling Universal

Universitas Trisakti

5

Gambar 2.1 Tipe-Tipe Kopling Tetap

Sedangkan kopling tidak tetap adalah suatu elemen mesin yang menghubungkan poros yang digerakan dan poros penggerak, dengan putaran yang sama dan meneruskan daya, serta dapat melepaskan hubungan kedua poros tersebut baik dalam keadaan diam maupun berputar. Kopling tidak tetap dibedakan menjadi :

1. Kopling Magnetik dan Fluida 2. Kopling Plat 3. Kopling Kerucut 4. Kopling Friwil 5. Kopling Cakar

2.4

Kopling Cakar Kopling cakar pada dasarnya adalah salah satu jenis dari kopling tidak tetap.

Namun pada beberapa aplikasi dijadikan juga sebagai kopling tidak tetap, karena mekasnise pelepasan dan penyambungan putaran dihilangkan.

Kopling cakar cukup populer di kalangan industri karena pengaplikasian yang luas, komponen yang sederhana dan perawatan yang mudah. Kopling cakar dapat beroperasi di rentang temperatur yang luas, dapat mentolerir angular misalignment

Universitas Trisakti

6

dan beban reaksinya. Kopling cakar juga memiliki kapabilitas torsi yang baik, kapabilitas kecepatan yang baik, ketahanan terhadap bahan kimia yang baik dan menjadi peredam yang bagus.

Komponen-komponen kopling cakar sangatlah sederhana. Bagian utamanya antara lain : - Cakar poros penggerak - Cakar poros yang digerakan - Elastrometric spider atau insert

a.

Hub

Gambar 2.2 Kopling Cakar

Kopling cakar standar terdiri dari 2 buah hub (satu untuk poros penggerak dan satu poros yang digerakkan) dan sebuah elastometric spider. Hub biasanya didesain dengan toleransi clearence yang kecil dengan sebuah pasak oada masing masing hub dan baut untuk memudah pemasangan dan pembongkaran.

Hub biasanya terbuat dari bahan logam, baik dari ukuran kecil, menengah maupun besar. Selain murah, pemilihan logam yang tepat bisa mencegah kerusakan komponen lain yang lebih mahal dan sulit diperbaiki. Namun untuk beberapa alasan, hub bisa terbuat dari bahan lain, yakni aluminium atau stainless steel untuk pabrik obat dan makanan.

Universitas Trisakti

7

b. Insert (Elastrometric spider)

Gambar 2.3 Macam-macam insert

Komponen insert merupakan komponen utama di sistem kopling cakar. Insert merupakan bantalan yang mengisi celah antara hub poros driver dan hub poros driven. Pada umumnya insert dibuat dari bahan bukan besi yang lunak, memungkinkannya berperan sebagai shock arborber pada beban kejut mesin, sehingga komponen logam pada peralatan lainnya tetap aman. Insert merupakan komponen yang harus diganti secara berkala, dan harus diganti apabila terindikasi telah mengalami deformasi atau perumahan bentuk.

Gambar 2.4 Elastometer tipe closed center

Universitas Trisakti

8

Sekarang banyak dikembangkan variasi bentuk, ukuran, dan bahan dari insert, merk popular dari insert adalah merk Lovejoy®. Tipe paling umum dari insert dibuat dari bahan Karet Nitrile Butadiene padat dengan celah shaft tertutup (closed center). Tipe ini tahan terhadap oli dengan ketahanan dan elastisitas mirip karet alam dan dapat beroperasi dengan baik pada rntang temperatur -40° to 100° C. Tipe ini sangat baik dipakai untuk beban putar (stop / start atau putaran balik). Umumnya tipe ini memiliki shore hardness sebesar 80 A, kemampuan peredaman yang tinggi dan ketahanan terhadap bahan kimia yang baik.

Shore hardness adalah ukuran kekerasan material atau ketahanan material karet, plastik, polimer dan elastomer terhadap gaya indentasi. Shore hardness diukur dari besar kedalaman yang dihasilkan material bila diberi gaya tertentu. Shore hardness dapat diukur dengan sebuah durometer. Ada beberapa skala yang berbeda untuk mengukur shore hardness dengan angka 0 – 100 dimana angka lebih tinggi menunjukan tingkat kekerasan yang lebih tinggi.

Gambar 2.5 Skala Shore Hardness

Shore hardness skala A digunakan untuk mengukur kekerasan mold rubbers. Skala nya dari bahan yang sangat lembut dan lentur sampai ke bahan kaku dan tidak mempunyai kelenturan sama sekali. Shore hardness skala D digunakan untuk mengukur kekerasan dari hard rubbers, semirigid plastic dan plastik industri

Tipe insert yang populer lainnya adalah insert pusat terbuka (open center). Jika tipe closed center memiliki desain yang lebih kokoh dan cocok untuk pemakaian dengan kecepatan tinggi, namun tdak dapat digunakan untuk peralatan Universitas Trisakti

9

yang jarak antar poros driver dan drivennya (Between Shaft End / BSE) sangat kecil. Maka dari itu dibuat dengan tipe open center yang dapat digunakan pada kondisi tersebut. Dan masih banyak lagi tipe-tipe insert lain yang dikembangkan sejalan dengan penggunaan yang makin luas.

Universitas Trisakti

10

BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1

Flow Diagram Tata cara perhitungan dijelaskan dalam bentuk diagram alir (flow chart),

sehingga diperoleh gambaran menyeluruh tentang langkah-langkah yang perlu dilakukan. Diagram alir digambarkan dengan menggunakan lambang-lambang seperti dapat dilihat pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1 Lambang-Lambang Diagram alir LAMBANG

NAMA TERMINAL

INPUT

KETERANGAN Untuk menyatakan permulaan dan akhir dari sebuah program Proses input/output data, para meter dan informasi lainnya Pertimbangan

MANUAL PROCESS

seperti

pemilihan

persyaratan kerja, bahan, dan perlakuan panas, penggunaan faktor keamanan dan lain-lain

PROCESS

Proses

perhitungan/proses

pengolahan data Perbandingan

DECISION

pernyataan,

penyeleksian data yang memberikan pilihan untuk langkah selanjutnya

DOCUMENT

Hasil dari perhitungan Untuk menyatakan pengeluaran dari

CONNECTOR

tempat keputusan ke tempat sebelum / berikutnya

FLOW LINE

Untuk

menghubungkan

langkah-

langkah berurutan

Universitas Trisakti

11

3.2

Diagram Alir Perencanaan Kopling Cakar

Mulai

Perancangan poros

Perancangan pasak

Perancangan kopling

Assembly 2D

Selesai

Gambar 3.1 Diagram Alir Perancangan Kopling Cakar

Universitas Trisakti

12

3.3

Diagram Alir Perencanaan Poros Mulai

Daya yang ditransmisikan : P (kW) Putaran poros : n1 (rpm)

Faktor koreksi, 𝑓𝑐

Daya Rencana, Pr (kW) Momen Rencana T (𝑁 𝑚𝑚)

Kekuatan tarik, 𝜎𝑡 (𝑁⁄𝑚𝑚2 ) Faktor keamanan, 𝑠𝑓1 , 𝑠𝑓2

Tegangan geser ijin, 𝜏𝑎𝑠

Faktor koreksi untuk momen puntir 𝐾𝑡 Faktor lenturan, 𝐶𝑏 B Diameter poros, 𝑑𝑠

Faktor konsentrasi tegangan pada pasak, 𝛼

A

Gambar 3.2 Diagram Alir Perencanaan Poros

Universitas Trisakti

13

A B

Tegangan geser pasak 𝜏𝑠 (𝑁⁄𝑚𝑚2 )

Tidak

𝜏𝑔 𝑠𝑓2 > 𝐶𝑏 𝐾𝑡 𝜏 𝛼

Ya Diameter poros 𝑑𝑠

Selesai

Gambar 3.2 Diagram Alir Perencanaan Poros (lanjutan)

Universitas Trisakti

14

3.4

Diagram Alir Perencanaan Pasak

Mulai

Diameter Poros 𝑑𝑠

Gaya tangensial 𝐹𝑡 = 𝐹 B Pasak : lebar b x tinggi h Kedalaman alur pasak poros 𝑡1 Kedalaman alur pasak hub 𝑡2

Bahan pasak, perlakuan panas Kekuatan tarik 𝜎𝑡 ቂ𝑁ൗ𝑚𝑚2 ቃ Faktor keamanan 𝑠𝑓𝑘1 dan 𝑠𝑓𝑘2

Tekanan permukaan pasak yang diijinkan 𝑃𝑎 Tegangan geser pasak yang diijinkan 𝜏𝑘𝑎

Panjang pasak dari tegangan geser yang diijinkan 𝑙1 Panjang pasak dari tekanan permukaan yang diijinkakan 𝑙2 Harga terbesar dari 𝑙1 dan 𝑙2 = L (mm)

A

Gambar 3.3 Diagram Alir Perencanaan Pasak

Universitas Trisakti

15

A

B

TIDAK

𝑏ൗ : 0,25-0,35 𝑑𝑠 𝑙𝑘 ൗ𝑑 : 0,75 − 1,5 𝑠

Ya Ukuran pasak bxh Panjang pasak L (mm) Bahan pasak

Selesai

Gambar 3.3 Diagram Alir Perencanaan Pasak (lanjutan)

Universitas Trisakti

16

3.5

Diagram Alir Perencanaan Kopling Mulai

Macam Baja Bahan Kopling (% C) Kekuatan Tarik 𝜎𝑏 Faktor Kemanan sf1 sf2 Tegangan Geser Yang diizinkan 𝜏𝑎 ቂ𝑁ൗ𝑚𝑚2 ቃ

Diameter Poros 𝑑𝑠 (mm) Diameter dalam Cakar 𝐷1 (mm) Diameter dalam Cakar 𝐷2 (mm) Tinggi Cakar h (mm)

Jari-jari rata-rata 𝑟𝑚 (mm)

Gaya Tangensial Kopling 𝐹𝑡𝑐 (mm) Tegangan geser cakar 𝜏 (mm) Momen Tahanan Lentur Cakar Z (𝑚𝑚3 ) Tegangan Lentur Cakar 𝜎𝑏 ቂ𝑁ൗ𝑚𝑚2 ቃ

Tegangan geser maksimum 𝜏𝑚𝑎𝑥 ቂ𝑁ൗ𝑚𝑚2 ቃ

TIDAK

τc < 𝜏𝑖𝑧𝑖𝑛 YA A

Gambar 3.4 Diagram Alir Perencanaan Kopling

Universitas Trisakti

17

A

Diameter Poros 𝑑𝑠 (mm) Diameter dalam Cakar 𝐷1 (mm) Diameter dalam Cakar 𝐷2 (mm) Bahan Cakar Tinggi Cakar h (mm)

Selesai

Universitas Trisakti

18

BAB IV PEMBAHASAN 4.1

Data Perencanaan : Pada perancangan kopling cakar ini telah ditentukan besar daya dan putaran

poros sebagai berikut:

•

1.

Daya yang di transmisikan : 90 [kW]

2.

Putaran poros : 2990 [rpm]

Penentuan Daya Rencana

Menurut Sularso (2002) daya rencana adalah : 𝑃𝑟 = 𝑓𝑐 × 𝑃

(4.1)

Dimana : 𝑃𝑟 = 𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑅𝑒𝑛𝑐𝑎𝑛𝑎 [𝑘𝑊] 𝑓𝑐 = 𝐹𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 𝑘𝑜𝑟𝑒𝑘𝑠𝑖 𝑃 = 𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑠𝑖𝑘𝑎𝑛 [𝑘𝑊]

Tabel 4.1 Faktor Koreksi 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

Pada perencanaan ini diambil daya maksimum yang diperlukan sebagai daya rencana dengan faktor koreksi sebesar 1,2 . Maka daya yang direncanakan didapat: 𝑃𝑟 = 1,2 × 90 = 108 [𝑘𝑊] 4.2

Perhitungan Poros Berdasarkan buku elemen mesin, sularso (2005) poros untuk mesin umum

biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik dingin dan difinis.

Universitas Trisakti

19

Tabel 4.2 Kekuatan Tarik baja Standar

Lambang

Perlakuan

dan macam

Panas

Kekuatan

Kekuatan

Tarik

Tarik

(kg/mm2)

(N/mm2)

S30C

Penormalan

48

470,88

S35C

-

52

510,12

karbon

S40C

-

55

539,55

konstruksi

S45C

-

58

568,98

mesin (JIS G

S50C

-

62

Baja

4501)

608,22

Batang baja

yang

difinis dingin •

S55C

-

66

647,46

S35C-D

-

53

519,93

S45C-D

-

60

588,6

S55C-D

-

72

706,32

Besar Teganngan Geser Ijin Jenis bahan yang dipilih pada perencanaan ini yaitu S45C dengan 𝜎𝑡 =

568,98 ቂ𝑁ൗ𝑚𝑚2 ቃ. Tegangan geser ijin diperoleh dari rumus berikut : 𝜏𝑎𝑠 = (𝑠

𝜎𝑡

(4.2)

𝑓1 ×𝑠𝑓2 )

Dimana : 𝜏𝑎𝑠 = 𝑡𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑔𝑒𝑠𝑒𝑟 𝑖𝑗𝑖𝑛 𝑝𝑜𝑟𝑜𝑠 ቂ𝑁ൗ𝑚𝑚2 ቃ 𝜎𝑡 = 𝐾𝑒𝑘𝑢𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑇𝑎𝑟𝑖𝑘 𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 ቂ𝑁ൗ𝑚𝑚2 ቃ 𝑠𝑓1 = 𝐹𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 𝑘𝑒𝑎𝑚𝑎𝑛𝑎𝑛 𝑡𝑒𝑟𝑔𝑎𝑛𝑡𝑢𝑛𝑔 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠 𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑢𝑛𝑡𝑢𝑘 𝑆 ~ 𝐶 sebesar 2. 𝑠𝑓2 = 𝐹𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 𝑘𝑒𝑎𝑚𝑎𝑛𝑎𝑛 𝑡𝑒𝑟𝑔𝑎𝑛𝑡𝑢𝑛𝑔 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑏𝑒𝑛𝑡𝑢𝑘 𝑝𝑜𝑟𝑜𝑠 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑛𝑖𝑙𝑎𝑖𝑛𝑦𝑎 1,3 𝑠~ 3,0

Maka dari perencanaan diambil nilai sebesar :

Universitas Trisakti

20

𝜎𝑡 = 568,98 ቂ𝑁ൗ𝑚𝑚2 ቃ 𝑠𝑓1 = 2 𝑠𝑓2 = 1,3 Maka besar Tegangan Geser Poros Yang diijinkan sebesar : 𝜏𝑎𝑠 =

•

568,98 568,98 = = 218,838 ቂ𝑁ൗ𝑚𝑚2 ቃ (2 × 1,3) 2,6

Penentuan Momen Puntir Pada perencanaan ini poros yang ditransmisikan dari motor hanya berupa

daya dan putaran. Oleh karena itu disimpulkan bahwa poros hanya menerima beban puntir serta kemungkinan terjadinya kejutan/tumbukan saat motor berjalan.

𝑇=

𝑃𝑟 ×60

(4.3)

2.𝜋.𝑛

Dimana : 𝑃𝑟 = 𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑅𝑒𝑛𝑐𝑎𝑛𝑎 [𝑊𝑎𝑡𝑡] 𝑇 = 𝑀𝑜𝑚𝑒𝑛 𝑝𝑢𝑛𝑡𝑖𝑟 [𝑁𝑚] 𝑛 = 𝑝𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛 [𝑟𝑝𝑚] 𝑇=

•

𝑃𝑟 × 60 108 × 103 × 60 = = 349,601 [𝑁 𝑚] = 349 601,6 [𝑁 𝑚𝑚] 2. 𝜋. 𝑛 2. 𝜋. 2950 Perhitungan Diameter Poros Pada buku elemen mesin sularso (2005), terdapat faktor koreksi yang

dianjurkan oleh ASME (American Society of Mechanical Engineer), yaitu dinyatakan dengan 𝐾𝑡 dipilih sebesar 1,0 jika tidak terdapat benturan, 1,0 ~ 1,5 jika terjadi sedikit kejutan, dan 1,5 ~ 3,0 jika beban dikenakan dengan kejutan atau tumbukan besar. Dan faktor 𝐶𝑏 dipilih sebesar 1,0 jka ridak akan terjadi pembebanan lentur dan 1,2 ~ 2,3 jika diperkirakan akan terjadi pemakaian dengan beban lentur. Maka dengan pertimbangan ini, diasumsikan : 𝐾𝑡 = 1,5 𝐶𝑏 = 1,0 5,1

𝐷𝑠 = ቂ 𝜏 × 𝐾𝑡 × 𝐶𝑏 × 𝑇ቃ 𝑎

1 3

(4.4)

Universitas Trisakti

21

Maka didapat ukuran poros sebesar : 5,1

𝐷𝑠 = ቂ218,838 × 1,5 × 1 × 349 601,6 ቃ

1 3

= 25 [𝑚𝑚] ≈ 30 [𝑚𝑚]

Dari tabel ukuran bearing didapat ukuran antara 20 mm, 25 mm, dan 30 mm, ukuran shaft dibulatkan menjadi 30 mm.

4.3

Perencanaan Ukuran Pasak Setelah didapatkan ukuran poros melalui perhitungan, selanjutnya

perhitungan konsentrasi tegangan pada poros dengan alur pasak dapat di tentukan dari tabel 4.3

Tabel 4.3 Ukuran Pasak Dan Alur Pasak

Universitas Trisakti

22

• Tegangan Geser Alur Pasak Untuk mengetahui konsentrasi tegangan pada poros dengan alur pasak (untuk poros ukuran 25 mm) : Maka ditentukan alur pasak = 10 x 8 x fillet 0,5 (sesuai dengan Tabel 4.3). Besarnya perbandingan jari-jari fillet r dengan diameter poros dinotasikan dengan 𝛽

𝛽=

𝑟𝑓𝑖𝑙𝑙𝑒𝑡 ⁄𝑑 𝑠ℎ𝑎𝑓𝑡

(4.5)

𝛽 = 0,5ൗ2 = 0,016 Dan untuk 𝛽 =0,016, selanjutnya dapat menentukan faktor konsentrasi tegangan yang dapat dilihat ke gambar 4.1 di bawah ini.

Gambar 4.1. Faktor Konsentrasi Tegangan α Gambar 4.1 Dengan menarik garis lurus dari titik 0,016 , Sehingga didapat α = 2,8. Dari buku Elemen mesin karya Sularso (2002), persamaan 1.4 , tegangan geser poros didapat : 16𝑇

𝜏𝑠 = 𝜋𝑑3 .

(4.6)

𝑠

Universitas Trisakti

23

Maka tegangan geser 𝜏𝑠 =

16 × 349 601,6 𝑁 = 65,94 [ ] 𝜋 × 303 𝑚𝑚2 Maka selanjutnya diakukan koreksi pada 𝑠𝑓2 yang ditaksir sebelumnya untuk

konsentrasi tegangan, dengan mengambil

𝜏𝑔 𝑠𝑓2 𝛼

sebagai tegangan yang diizinkan

dikoreksi dan bandingkan dengan 𝐶𝑏 𝐾𝑡 𝜏 dari tegangan geser τ yang dihitung atas dasar poros tanpa alur pasak. Agar poros dapat memenuhi syarat untuk perancangan maka nilai 𝐶𝑏 𝐾𝑡 𝜏𝑠 <

𝜏𝑎𝑠 𝑠𝑓2 𝛼

Maka diperoleh : 𝜏𝑎𝑠 𝑠𝑓2 218,838 × 1,3 𝑁 = = 101,603 [ ] 𝛼 2,8 𝑚𝑚2 𝐶𝑏 𝐾𝑡 𝜏𝑠 = 1 × 1,5 × 65,94 = 98,9 [

Jadi karena 𝐶𝑏 𝐾𝑡 𝜏𝑠 < •

𝜏𝑎𝑠 𝑠𝑓2 𝛼

𝑁 ] 𝑚𝑚2

Maka ukuran poros sudah sesuai

Penentuan Pasak

Pada penentuan pasak kali ini menggunakan pasak tipe rectangular sunk key dan berdasarkan suralso (2002) pada tabel pasak didapat : Diameter poros 𝐷𝑠 = 30 𝑚𝑚 Lebar pasak 𝑏 = 10 𝑚𝑚 Tinggi pasak ℎ𝑝 = 8 𝑚𝑚 Kedalaman alur pasak pada poros 𝑡1 = 5 𝑚𝑚 Kedalaman alur pasak pada hub 𝑡2 = 5 𝑚𝑚 •

Tegangan Geser Ijin Pasak

Universitas Trisakti

24

Jenis bahan yang dipakai pada perencanaan pasak ini yaitu S30C dengan 𝜎𝑡 = 470,88 ቂ𝑁ൗ𝑚𝑚2 ቃ. Biasanya pemilihan kekuatan tarik pasak lebih rendah dari pada kekuatan tarik poros bertujuan ketika terjadi kerusakan maka pasak yang terlebih dahulu rusak. Maka tegangan geser ijin pada pasak diperoleh dari rumus berikut : 𝜏𝑎𝑝 = (𝑠

𝜎𝑡

𝑓1 ×𝑠𝑓2 )

Dimana : 𝜏𝑎𝑝 = 𝑡𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑔𝑒𝑠𝑒𝑟 𝑖𝑗𝑖𝑛 𝑝𝑎𝑠𝑎𝑘 ቂ𝑁ൗ𝑚𝑚2 ቃ 𝜎𝑡 = 𝐾𝑒𝑘𝑢𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑇𝑎𝑟𝑖𝑘 𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 ቂ𝑁ൗ𝑚𝑚2 ቃ 𝑠𝑓1 = 𝐹𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 𝑘𝑒𝑎𝑚𝑎𝑛𝑎𝑛 𝑡𝑒𝑟𝑔𝑎𝑛𝑡𝑢𝑛𝑔 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠 𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑢𝑛𝑡𝑢𝑘 𝑆 ~ 𝐶 𝑠𝑒𝑏𝑒𝑠𝑎𝑟 3,0 𝑠𝑓2 = 𝐹𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 𝑘𝑒𝑎𝑚𝑎𝑛𝑎𝑛 𝑡𝑒𝑟𝑔𝑎𝑛𝑡𝑢𝑛𝑔 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑏𝑒𝑛𝑡𝑢𝑘 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑛𝑖𝑙𝑎𝑖𝑛𝑦𝑎 1,3 𝑠~ 3,0

Maka dari perencanaan diambil nilai sebesar : 𝜎𝑡 = 470,88 ቂ𝑁ൗ𝑚𝑚2 ቃ 𝑠𝑓1 = 3,0 𝑠𝑓2 = 1,3 Maka besar Tegangan Geser Pasak Yang diijinkan sebesar : 𝜏𝑎𝑝 =

470,88 470,88 = = 120,74 ቂ𝑁ൗ𝑚𝑚2 ቃ (3 × 1,3) 3,9

Gaya tangensial pada permukaan poros: •

Gaya tangensial dan Tegangan Poros Menurut Sularso (2002) gaya tangesial kopling adalah,

Ft.shaft = 𝑇/r𝑠ℎ𝑎𝑓𝑡 .

(4.7)

Besarnya gaya tangensial adalah :

Universitas Trisakti

25

Ftshaft =

349 601,6 15

= 23 306,77 [𝑁]

Gaya yang terjadi pada pasak : 𝐹 = 𝐹𝑡𝑠 = 23 306,77 [𝑁] •

Penentuan Panjang Pasak dari tegangan geser

Menurut sularso (2002) tegangan geser yang ditimbulkan :

𝜏𝑎𝑝 =

𝐹

(4.9)

𝑏×𝑙

Maka dari tegangan geser yang diijinkan , panjang pasak bisa diperoleh melalui :

𝜏𝑎𝑝 ≥

𝐹

120,74 ≥ •

(4.10)

𝑏×𝑙1

23 306,77 10 × 𝑙1

∴ 𝑙1 = 19,3 𝑚𝑚 = 20 𝑚𝑚

Penentuan Panjang Pasak dari tegangan permukaan

Menurut sularso (2002) tegangan permukaan yang ditimbulkan :

𝑝𝑎𝑝 =

𝐹

(4.11)

𝑡 × 𝑙2

Maka dari tegangan permukaan yang diijinkan (𝑝𝑎𝑝 ) yakni sebesar 78,48 ቂ𝑁ൗ𝑚𝑚2 ቃ yang diijinkan , panjang pasak bisa diperoleh melalui :

𝑝𝑎𝑝 ≥ 78,48 ≥

𝐹

(4.12)

𝑡 × 𝑙2

23 306,77 10 × 𝑙2

∴ 𝑙2 = 29,69 𝑚𝑚 = 30 𝑚𝑚

Maka dari tegangan geser dan tegangan permukaan yang diijinkan , panjang pasak diperoleh 𝑙1 = 20 𝑚𝑚 𝑙2 = 30 𝑚𝑚 Maka diambil ukuran panjang pasak terbesar yakni 30 mm

Universitas Trisakti

26

•

Tegangan Yang Terjadi Pada Pasak

Pengecekan tegangan yang terjadi pada pasak adalah:

𝜏𝑘 =

𝜏𝑘 =

𝐹

(4.13)

𝑏×𝑙

23 306,77 𝑁 = 77,69 [ ] 10 × 30 𝑚𝑚2 𝑁

Didapat tegangan geser yang terjadi sebesar 77,69 ቂ𝑚𝑚2 ቃ ≤ dari tegangan 𝑁

geser yang diijinkan sebesar 120,74 ቂ𝑚𝑚2 ቃ. Maka pasak cukup baik untuk menahan momen puntir yang terjadi. •

Pengecekan ukuran pasak terhadap diameter poros Menurut Sularso (2002) ukuran lebar dan panjang pasak yang baik memenuhi

kriteria sebagai berikut, yakni Perbandingan lebar pasak dengan diameter poros 0,25 < 𝑏ൗ𝐷 < 0,35 𝑠

Perbandingan panjang pasak dengan diameter poros 0,75 < 𝑙ൗ𝐷 < 1,5 𝑠

Maka, 𝑏ൗ𝐷 = 10ൗ30 = 0,333 𝑠

Dan , 𝑙ൗ𝐷 = 30ൗ30 = 1 𝑠

Karena perbandingan pukuran pasak dengan diameter poros sudah sesuai maka ukuran pasak dinyatakan aman.

4.4

Penentuan Ukuran Kopeling Setelah didapatkan ukuran poros melalui perhitungan, selanjutnya

perhitungan dmensi kopling cakar seperti yang ditunjukan pada gambar 4.2

Universitas Trisakti

27

Gambar 4.2 Lambang-lambang untuk kopling cakar

Dimensi-dimensi kopling cakar menurut Sularso (2005) didapat dari rumus berikut : 𝐷1 = 1,2 × 𝑑𝑠 + 10

(4.14)

𝐷2 = 2 × 𝑑𝑠 + 25

(4.15)

ℎ = 0,5 × 𝑑𝑠 + 8

(4.16)

Dimana : 𝑑𝑠 = 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑝𝑜𝑟𝑜𝑠 [𝑚𝑚] 𝐷1 = 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑘𝑜𝑝𝑙𝑖𝑛𝑔 [𝑚𝑚] 𝐷2 = 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑙𝑢𝑎𝑟 𝑘𝑜𝑝𝑙𝑖𝑛𝑔 [𝑚𝑚] ℎ = 𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖 𝑐𝑎𝑘𝑎𝑟 𝑘𝑜𝑝𝑙𝑖𝑛𝑔 [𝑚𝑚]

Maka didapat ukuran kopling cakar sebesar : 𝐷1 = 1,2 × 30 + 10 = 46 [𝑚𝑚] 𝐷2 = 2 × 30 + 25 = 85 [𝑚𝑚] ℎ = 0,5 × 30 + 8 = 23 [𝑚𝑚] Jenis bahan yang dipilih pada perencanaan ini yaitu S35C dengan 𝜎𝑡 = 510,12 ቂ𝑁ൗ𝑚𝑚2 ቃ. Tegangan geser ijin diperoleh dari rumus 4.2 berikut :

𝜏𝑎𝑐 =

𝜎𝑡 (𝑠𝑓1 ×𝑠𝑓2 )

(4.17)

Dimana : 𝜏𝑎𝑐 = 𝑡𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑔𝑒𝑠𝑒𝑟 𝑖𝑗𝑖𝑛 𝑘𝑜𝑝𝑙𝑖𝑛𝑔 𝑐𝑎𝑘𝑎𝑟 ቂ𝑁ൗ ቃ 𝑚𝑚2

Universitas Trisakti

28

𝜎𝑡 = 𝐾𝑒𝑘𝑢𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑇𝑎𝑟𝑖𝑘 𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 ቂ𝑁ൗ ቃ 𝑚𝑚2 𝑠𝑓1 = 𝐹𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 𝑘𝑒𝑎𝑚𝑎𝑛𝑎𝑛 𝑡𝑒𝑟𝑔𝑎𝑛𝑡𝑢𝑛𝑔 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠 𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑢𝑛𝑡𝑢𝑘 𝑆 ~ 𝐶 𝑠𝑒𝑏𝑒𝑠𝑎𝑟 3,0 𝑠𝑓2 = 𝐹𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 𝑘𝑒𝑎𝑚𝑎𝑛𝑎𝑛 𝑡𝑒𝑟𝑔𝑎𝑛𝑡𝑢𝑛𝑔 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑏𝑒𝑛𝑡𝑢𝑘 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑛𝑖𝑙𝑎𝑖𝑛𝑦𝑎 1,3 𝑠~ 3,0 Maka dari perencanaan diambil nilai sebesar : 𝜎𝑡 = 510,12 ቂ𝑁ൗ𝑚𝑚2 ቃ 𝑠𝑓1 = 3,0 𝑠𝑓2 = 1,3 Maka besar Tegangan Geser Kopling Yang diijinkan sebesar : 𝜏𝑎𝑝 =

510,12 510,12 = = 130,8 ቂ𝑁ൗ𝑚𝑚2 ቃ (3 × 1,3) 3,9

•

Jari-jari rata-rata kopling Menurut Sularso (2002) jari-jari rata-rata kopling adalah,

rm = ( 𝐷1 + 𝐷2 )/4

(4.18)

Besarnya jari-jari rata-rata adalah :

rm = •

46 + 85 4

= 32,75 [𝑚𝑚]

Gaya tangensial dan Tegangan geser cakar Menurut Sularso (2002) gaya tangesial kopling adalah,

Ftc = 𝑇/rm

(4.19)

Besarnya gaya tangensial adalah :

Ftc = 349

601,6 32,75

= 10 674,858 [𝑁]

Universitas Trisakti

29

Menurut Sularso (2002) tegangan geser kopling adalah, 8

Ft

𝜋

(𝐷2 2 −𝐷1 2 )

𝜏𝑘𝑐 = ( ) (

(4.20)

Besarnya tegangan geser kopling adalah :

𝜏𝑘𝑐 = ( •

8 10 674,858 )( ) = 5,32 ቂ𝑁ൗ𝑚𝑚2 ቃ 2 2 (85 − 46 ) 𝜋

Momen Tahanan Lentur Cakar dan Tegangan Lentur Cakar Menurut Sularso (2002) Momen tahanan lentur cakar adalah, 1

𝑍 = ( )( 6

(𝐷2 −𝐷1 ) 2

)(

𝜋(𝐷1 +𝐷2 ) 4𝑛

2

)

(4.21)

Dimana : 𝑛 = 𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑐𝑎𝑘𝑎𝑟 [𝐷𝐿]

Momen tahanan lentur cakar adalah : 2

(85 − 46) 1 𝜋(46 + 85) 𝑍 = ( )( )( ) = 3 822,638 [𝑚𝑚3 ] 6 2 4×3 Menurut Sularso (2002) Tegangan Lentur cakar adalah, F ×ℎ

𝜎𝑏 = ( 𝑛t × 𝑍 )

(4.22)

Besarnya Tegangan Lentur Cakar adalah : 𝜎𝑏 = (

10 674,858 × 23 ) = 21,409 ቂ𝑁ൗ𝑚𝑚2 ቃ 3 × 3 822,638

Besarnya Tegangan maksimum yang terjadi menurut Sularso (2002) 1

𝜏𝑚𝑎𝑥 = √𝜎𝑏 2 + 4 × 𝜏𝑘𝑐 2 2

(4.23)

Besarnya Tegangan maksimum adalah : 1

𝜏𝑚𝑎𝑥 = √21,409 2 + 4 × 5,32 2

2

= 11,95 ቂ𝑁ൗ𝑚𝑚2 ቃ

Perbandingan Tegangan Maksimum dengan Tegangan Geser Bahan Universitas Trisakti

30

Tegangan Geser Bahan (𝜏𝑎 ) = 130,8 ቂ𝑁ൗ ቃ 𝑚𝑚2 Tegangan Maksimum (𝜏𝑚𝑎𝑥 ) = 11,95 ቂ𝑁ൗ𝑚𝑚2 ቃ Karena 𝜏𝑎 > 𝜏𝑚𝑎𝑥 maka perhitungan dimensi kopeling cakar benar

dan kopeling cakar mampu digunakan untuk mentransmisikan daya yang dituju.

Universitas Trisakti

31

BAB 5 KESIMPULAN Berdasarkan hasil perhitungan dan perancangan diperoleh dimensi utama panjang : 83 mm lebar: 85 mm tinggi: 85 mm Komponen utama yang dihitung adalah sebagai berikut : 1.

Diameter poros utama = 30 [mm]

2.

Ukuran pasak (𝑝 × 𝑙 × 𝑡) = 30 x 10 x 8 [mm]

3.

Alur pasak pada poros 𝑝 × 𝑙 × 𝑓𝑖𝑙𝑙𝑒𝑡 = 10 x 8 x 0,5 [mm]

4.

Diamter dalam kopling = 46 [mm]

5.

Diamter luar kopling = 85 [mm]

6.

Tinggi kopling = 23 [mm]

Universitas Trisakti

DAFTAR REFERENSI 1. Sularso / kiyokatsu suga, 2002. “Dasar perencanaan dan pemilihan elemen mesin” , PT .Pradnya Paramita, Jakarta. 2. R.S Khurmi, J.K. Gupta , 2005. “ A text book of machine design” Eurasia publishing house (Pvt), Ram Nagar, New Delhi. 3. Shigley, Joseph E. 1996. Standard Handbook of Machine Design. United States of America: McGraw-Hill Inc.

xiii

UNIVERSITAS TRISAKTI

LAMPIRAN

1. Tabel Ukuran Bantalan

2. Tabel Ukuran Kopling Cakar