Laporan Elmes I.docx

TUGAS ELEMEN MESIN I FLANGE COUPLING

Nama Kelompok : 1. 2. 3. 4. 5.

Adityo Kuncorojati Danan Wiratmoko Erni Zulfa Arini Dani Pristiyan Sudahra

(2109 100 ) (2110 100 010) (2110 100 036) (2110 100 078) (2110 100 109)

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA TAHUN 2012

• Permasalahan

Design a cast iron protective type flange coupling to transmit 15 kW at 900 r.p.m from an electric motor to a compressor. The service factor may be assumed as 1.35. The following permissible stresses may be used : a) Shear Stress for shaft, bolt and key = 40 Mpa b) Crushing stress for bolt and key = 80 Mpa c) Shear stress for cast iron = 8 MPa • Pembahasan •Flowchart Analisa data START

P = 15000 W ; N = 900 rpm ; Sf = 1.35 ; a) Shear Stress for shaft, bolt and key = 40 Mpa b) Crushing stress for bolt and key = 80 Mpa c) Shear stress for cast iron = 8 MPa

Perhitungan Diameter luar (D) dan diameter dalam (d) poros

Diameter luar (D) dan Diameter dalam (d) poros

Menentukan dimensi pasak berdasarkan tabel 7-7 hal 363 buku ducthman

Menghitung Tebal Flange

A

A

Menghitung Jumlah dan ukuran baut

Menghitung Diameter luar (D) dan Diameter dalam (d) Flange

Desain Flange Coupling

END

• Analisa Perhitungan

Berdasarkan Flowchart analisa di atas, maka langkah pertama yang dilakukan untuk mendesain flange coupling adalah menghitung dimensi poros, dengan perhitungan seperti berikut : D = diameter luar ; d = diameter dalam •Torsi =

𝑃.𝑆𝑓 𝑁

=

•Shear Stress =

15.000𝑥60𝑥 1,35 900 𝑇𝑜𝑟𝑠𝑖 𝑥16𝑥𝐷𝑥𝑆𝑓

40 x 106 𝑁⁄𝑚2 = (𝐷 4 −𝑑4 ) 𝐷

= 1350 Nm

µ(𝐷 4 −𝑑4 ) 1350 𝑁𝑚 𝑥 16 𝑥 𝐷 𝑥1,5 µ(𝐷 4 −𝑑4 )

32400

= µ .40 𝑥 106

Dengan mensubtitusi D = 2d , maka persamaan diatas menjadi : 7,5 𝑑3 = 257,84 x 10−6 3

d = √257,84 x 10−6

d = 3,25 x 10−2 m d = 3,25 cm dari persamaan D = 2d maka D = 2d = 2. 3,25 cm = 6,5 cm Setelah Didapat diameter luar (D) dan diameter dalam (d) poros, maka langkah selanjutnya adalah menentukan dimensi pasak. Berdasarkan tabel 7-7 pada hal 363 buku mechine design karya ducthman, maka dimensi pasak didapat sebagai berikut : Diameter poros = 3,25 cm w = 0,78 cm ; H = 0,78 cm ; L = 5 cm, dari

Setelah dimensi pasak ditentukan, maka langkah selanjutnya adalah menghitung flange dengan persamaan berikut : Torsi ≤

𝜋𝐷 2

.8 × 106 𝑁𝑚 . 𝑡𝑓

4

1350×4

tf ≥ 𝜋(6,5 ×10−2 )2 .8 × 106 tf ≥ 2,54 cm Setelah mendapatkan ketebalan flange, maka selanjutnya menganalisa baut. Berikut adalah proses analisa jumlah baut untuk flange coupling : •Analisa Baut Jumlah baut (n) n = 0,5D + 3 n = 0,5.6,5 + 3 n = 6,25 dari hasil perhitungan didapat angka yang tidak bulat, maka jumlah baut dibulatkan ke atas sehingga n = 7. Diameter pitch baut (Dp) Dp = 3d Dp = 3x3,25 Dp = 9,75 cm •Torsi ≤

𝜋𝑑12 4

1350 Nm ≤

. Fs .n.

𝜋𝑑12 4

Dp 2

. 40× 106 .7.

9,75×10−2 2

𝑑1 ≥ 0,0112 m 𝑑1 ≥ 1,12 cm Setelah jumlah dan diameter baut ditentukan, maka langkah selanjutnya adalah menentukan diameter luar (𝑆1) dan diameter dalam (𝑆2 )

Berikut merupakan gambar flange coupling:

• 𝑆1 = 1,75 d + 0,25 in = 1,75. 3,25 + 0,625 cm = 6,3125 cm • 𝑆2 = 2,5 d + 2,5 in = 2,5 . 3,25 + 6,25 cm = 14,375 cm