1el mes ii review 1 poros
TRANSCRIPT
-
8/19/2019 1EL MES II Review 1 Poros
1/13
ELEMEN MESIN II
Dalam Elemen Mesin II (Bagian-Bagian Mesin II) materi yang akan
dipelajari adalah :
1. Poros.
2. Bantalan.
. !opling"#l$t%h.
&. 'em.
. Belt"Ban mesin.
. 'antai.
*. Pegas.
+. 'oda ,igi.
1. POROS.
Poros adalah s$at$ elemen mesin yang er$ngsi $nt$k mend$k$ng dan
menempatkan elemen mesin lainnya/ misalnya : roda gigi/ ly 0heel/ kopling dan
lain-lain/ yang sem$anya it$ did$k$ng dan ditempatkan pada se$ah poros.
e$ah poros ada kem$ngkinan akan mengalami momen lengk$ng (M)
karena adanya ean pada poros/ dan apaila poros terse$t erp$tar akan
mengalami torsi ()/ serta kem$ngkinan akan menderita gaya aksial (3a) yang sejajar
dengan s$m$ poros.
3 (ean pada poros)
P$taran 3a (gaya aksial)
,amar : e$ah poros transmisi (se$ah shat).
o Momen lengk$ng (ending momen) diseakan oleh ean 3 pada poros.
o Momen p$ntir (torsi) diseakan oleh p$taran pada poros.
o ,aya aksial arahnya sejajar dengan s$m$ poros diseakan oleh ean poros
yang menghasilkan gaya aksial misalnya : roda gigi %a%ing/ roda gigi miring/
kopling konis (ker$%$t).
Elemen Mesin II 1
-
8/19/2019 1EL MES II Review 1 Poros
2/13
Poros berdasarkan kegunaannya dapat dibedakan atas :
1. hat (poros transmisi) : Poros yang er$ngsi $nt$k mener$skan tenaga dan
p$taran/ misalnya : Poros pada lokomoti
2. 45le (poros d$k$ng) : Poros yang er$ngsi $nt$k mend$k$ng ean/
misalnya : poros pada andong (dokar)/ poros pada
geroak/ poros pada gerong kereta api.
,amar : Poros d$k$ng (a5le).
. pindle : Poros pendek yang memp$nyai ketelitian yang tinggi/
misalnya : Poros pada mesin $$t/ rais dan lain-lain
&. Poros line shat : Poros penggerak mem$tar poros $tama yang er$k$ran
leih esar/ dari poros $tama terse$t dig$nakan $nt$k menggerakkan poros mesin-mesin yang anyak sekali.
Pada poros transmisi erlak$ h$$ngan antara daya (6) dan torsi () seagai erik$t:
n
6.*127 =
Dimana : 8 momen p$ntir (torsi)/ kg.%m
6 8 daya penggerak/ 9P
n 8 p$taran poros/ rpm
Poros berdasarkan bentuknya dapat dibedakan atas :
1. #am-shat : poros yang dig$nakan $nt$k menggerakan kat$p isap dan kat$p
$ang pada silinder motor akar.
,amar : #am shat.
Elemen Mesin II 2
-
8/19/2019 1EL MES II Review 1 Poros
3/13
2. Poros engkol (%ran%k-shat) : poros yang dig$nakan $nt$k mer$ah gerakan l$r$s
menjadi gerakan olak-alik ata$ sealiknya/ pada mesin re%ipro%ating (mesin
olak alik). Misal :
- poros engkol pada motor akar/ dari gerak l$r$s dir$ah menjadi gerak p$tar.
- poros engkol pada kompr. torak/ dari gerak p$tar dir$ah menjadi gerak l$r$s.
- poros engkol pada pompa torak/ dari gerak p$tar dir$ah menjadi gerak l$r$s.
. #o$nter-shat : poros yang terletak antara pesa0at tenaga dengan pesa0at kerja.
,amar : #o$nter shat.
&. 3leksile shat : poros yang terdapat pada tangkai mesin pemotong r$mp$t.
. Poros ertingkat : poros yang memp$nyai ent$k ertingkat dan iasanya $nt$k
menamah kek$atan poros.
,amar : Poros ertingkat.
Bahan-ahan yang dig$nakan $nt$k poros/ pada $m$mnya di$at dari aja/
dan j$ga tergant$ng dari ean yang akan did$k$ng.
Bahan yang paling m$rah di$at dari :
1. 9ot rolled plain %aron steel : perm$kaan kasar dan $m$mnya masih tersel$$ng
kerak (s%ale).
2. #old do0n ar : %old rolled shating/ perm$kaan hal$s ata$ mengkilap/ pada
$m$mnya ter$at dari aja karon/ dapat j$ga dari aja pad$an.
Bahan poros yang di$at pada kondisi dingin akan memperaiki siat-siat
isis dan memperesar tegangan tarik ma$p$n tegangan l$l$h.
Elemen Mesin II
-
8/19/2019 1EL MES II Review 1 Poros
4/13
Bahan poros yang akan dig$nakan $nt$k poros engkol pada motor akar/
pada $m$mnya di$at dengan jalan ditempa.
Bahan poros : - Baja karon yang sering dipakai :
4E 17& s"d 4E 177 dengan 7/&# ; 7/7#.
- Baja pad$an yang sering dipakai :
4E &1&7 %amp$ran : #r/ Mo
4E &&7 %amp$ran : 6i/ Mo
(4E 8 o%iety o 4$tomoti
-
8/19/2019 1EL MES II Review 1 Poros
5/13
PERI!"N#$N %E%"$!$N POROS
- Bila poros erl$ang (9ollo0 shat).
,amar : Poros erl$ang.
=$as penampang poros erl$ang : ( )
22
& dido A −=
π
Momen inertia terhadap s$m$ porosnya : I.
( )
( )&&
&
&
&&
1&
:1&
&
k do I
do
dik mis
do
dido
dido I
−=
=→
−=
−=
π
π
π
- Bila poros pejal :⇒ k 8 7
&
&do I
π =
I p 8 momen inertia k$t$.
I p 8 ( ) ( )&&&& 122
k dodido −=− π π
I . Poros hanya &enga'a&i (&enderita) beban statis antara 'ain :
1. Poros &enga'a&i beban &o&en 'engkung saja.
#ontoh : Poros d$k$ng (45le).
Elemen Mesin II
-
8/19/2019 1EL MES II Review 1 Poros
6/13
,amar : Poros d$k$ng.
( )
( )
( ))amanaya(s$p
k 1do
M.2
k 1do2
M
k 1(do2do
I
r
I>
>
M
r "I
M
>r "I
lengk$ngtahananmomen??
M
&
&
&
21
σ≤−π
=σ
−π
=σ
−π
===→==σ
==
=→=σ
Pada a5le iasanya ean hanya momen
( )&
1
.2
k
M do
−≥
σ π
*. Poros &enga'a&i beban a+ia' : ,a
3a → @ 3a σ 8 ( )22 k 1do3a.&
4
3a
−π=
Berlak$ jika poros pendek"tidak ada tek$kan.
Bila porosnya panjang : kem$ngkinan ada tek$kan teori kolom
( )4
I! A
!
=4.E..n3%r
:E$ler PersA4
3%r
2
2
==λ→λ
π=
=σ
4ta$ :
Elemen Mesin II
-
8/19/2019 1EL MES II Review 1 Poros
7/13
(/1E..%
y
(/1.77&&/71
1
kolomaktor 4
3a.
2
2
2
〉λ→λπ
σ=α
〈λ→λ−
=α
=α→α
=σ
yσ 8 egangan l$l$h (yield)
n 8 % 8 !oeisien seperti pada pers E$ler (% 8 n) tergant$ng
perletakan"$j$ng : % ≈1/
( )22 k 1do3a&.
−π
α
=σ
-. %o&binasi antara M dan ,a
M↓ ← 3a M σM σ 8 σM C σ3a
3a σ3a
( ) ( )
( ) ( ) σ α
π
σ
π
α
π
σ
≤
++−=
−+
−=
Fak do M k do
k do
Fa
k do
M
.1.+1
1.2
1.
&..
1.
.2
2&
22&
. /eban torsi saja
4da orsi 4da egangan ,eser
( )&2
11.
.1
.
k do
T
do Ip
T
Ip
r T
−==
=
π
τ
τ
adi : ( )& 1..1
k do
T
−=
π
τ
( )7
1.
.1&
=→→−
= k pejal benda Jikak
T do
τ π
0. %o&binasi M ,a !
Elemen Mesin II *
-
8/19/2019 1EL MES II Review 1 Poros
8/13
M dan 3a memeri tegangan tarik (σ).
memeri tegangan geser (τ).
222
1 .&maks τ+σ=τ / yang sering dipakai/
ata$ men$r$t Misser 9en%ky
( ) ( ) ( )
( )
( ) ( ) 2
2
2
&
2
&
2
2
2
&21
222
1
22
3ak 1do+
Mk 1do.
1
k 1.do
.1&3ak 1do
+M
k 1do
2
&.maks: jadi
+
+
α+
−π=τ
−π+
+
α+
−π=τ
τ+σ=τ
τ+σ=τ
!eadaan kh$s$s : 3a87/ dan poros pejal k 8 7
II . Poros &enga'a&i
(&enderita) beban dina&is.
Misalnya : ean yang erl$kt$asi.
! 8 aktor konsentrasi tegangan.
τyp 8 tegangan geser pada yield point (titik l$l$h).
τe 8 tegangan end$ran%e.
Elemen Mesin II +
2 2 2 2
1
.1.
.
maks M T M T Te
doTee equivalen
do
τ
π
τ
π
= + → + =
= ≤ =
-
8/19/2019 1EL MES II Review 1 Poros
9/13
r .e
yp.!mar σ
σσ+σ=σ
Men$r$t 4ME (4meri%an o%iety o Me%hani%al Engineers) $nt$k ean dinamis.
Momen yang tim$l har$s dikalikan dengan !m/
orsi yang tim$l har$s dikalikan dengan !t.
M !m.M
!t.
!m 8 3aktor kominasi kej$t dan ati$e"lelah pada momen (M).
!t 8 3aktor kominasi kej$t dan ati$e"lelah pada torsi ().
9arga !m dan !t :
Poros erp$tar
- Bean steady 1/ 1 non ean erl$kt$asi
- Bean minor sho%k 1/ ; 2 1 - 1/
- Bean hea
-
8/19/2019 1EL MES II Review 1 Poros
10/13
#ontoh 1 :
Pada idang : 5 ; y Pada idang : 5 ; F
Dari ked$a gamar BMD terse$t dapat di%ari res$ltantenya :
itik 4 : M4 8 7 e4 8 227 T +
itik # : M# 8 22 M#FM#y + e# 8 22 T mC +
itik D : MD 8 22 MDz MDy + eD 8 22 T MD +
itik B : MB 8 7 eB 8 227 T +
e 8 Momen ga$ngan pada tiap titik.
egangan maks : τ maks 8 ..1
do
Te
π
itik 4 : φ d4 8 H/ φd4 8τ π .
.1) TeA $nt$k e4
itik B : φ dB 8 H/ φdB 8τπ.eB.1
$nt$k eB
itik # : φ d# 8 H/ φd# 8τπ.e#.1
$nt$k e#
itik D : φ dD 8 H/ φdD 8τπ.
eD.1 $nt$k eD
#ontoh 2 :
Elemen Mesin II 17
-
8/19/2019 1EL MES II Review 1 Poros
11/13
Pada idang : ; J Bidang : ; >.
Momen 'es$ltantenya :
itik 4: M4 8 7
itik B : MB 8 227 MBz +
itik # : M# 8 22 M#FM#y +
itik D : MD 8 22 MDz MDy +
!emd : e 8 22 T M +
τ maks 8 d do
Teφ τ
π →<
.
.1masing-masing titik dapat di%ari
oal :1.
e$ah poros transmisi mamp$ mener$skan daya : P 8 2* !? pada p$taran
n 8 277 rpm. Pada B dan D dipasang antalan. Pada 4 dan # dipasang 'oda
,igi.
Diameter ',1 8 17 mm ari-jari ',1 8 2 mm
Diameter ',2 8 1277 mm ari-jari ',2 8 77 mm
Diameter ', 8 &77 mm ari-jari ', 8 277 mm
Elemen Mesin II 11
-
8/19/2019 1EL MES II Review 1 Poros
12/13
Diameter ',& 8 1&77 mm
Bahan poros memp$nyai tegangan geser : τ 8 7 6"mm2
9it$nglah : Diameter poros minim$m yang diijinkan (φd) H
Penyelesaian :
Besarnya daya yang dapat diter$skan oleh poros :
P 8 .ω
ω 8 ke%epatan s$d$t/ rad"det
8)7
..2 nπ
P 8 2*.777 ?att
at$an daya dalam : ?att 8dt
m. 6
dt
=
Momen p$ntir :ω
P T =
= G/27
2*777
277.
2*777
277.2
2*777 ==π π
7 7
8 12+G 6.m
,aya keliling : PF 8 jarak xkeliling ayamomenTorsi !
T =→ )(.
1
8 " 7772/7
12+G =
Elemen Mesin II 12
-
8/19/2019 1EL MES II Review 1 Poros
13/13
Py : PF 8 '2 : '
2
!
!
Pz
Py
=
!61.277
77Py == .
Bidang 5 ; F : Bidang 5 ; y :
Moment 'es$ltante : Ma 8 7/ MD 8 7.
MB 8 "m177771777 22 =+
M% 8 "m21+2172+7 22 =+
itik 4 / hanya ada 8 12+G 6mA M 8 7A τ 8 7 6"mm2
d4 8 mmmmdATe
2*/7A7.
12+G.1
.
.1 ≈==π τ π
itik B : 8 12+G 6m A M 8 1777 6m
dB 8 mmmmdBT M *71G/A12+G17777.
1.
1 2222≈=+=+ π τ π
itik # : 8 12+G 6m A M 8 21+ 6m
d# 8 mm+7mm&/*d#A12+G21+7.
1M.
1 2222 ≈=+π
=+τπ
Elemen Mesin II 1