Bab i Konsep Dasar Elemen Mesin

1

BAB I

KONSEP DASAR ELEMEN MESIN

1. Pengertian Elemen Mesin

Secara kebahasaan mesin ditakrifkan sebagai perkakas untuk menggerakkan, atau

membuat sesuatu yang dijalankan dengan roda-roda dan digerakan oleh tenaga

manusia atau motor penggerak berbahan bakar minyak atau tenaga alam. Secara

istilah mesin ditakrifkan sebagai semua alat yang mempunyai efisiensi. Efisiensi yang

dimaksud adalah perbandingan antara luaran dengan masukan yang berkaitan dengan

kerja. Pada umumnya, efisiensi yang diperhitungkan dengan mesin adalah efisiensi

mekanis, termis, hidrolis, dan elektris. Kata elemen secara bahasa adalah bagian

penting yang dibutuhkan dari suatu keseluruhan yang lebih besar.

Dari beberapa definisi yang dikemukakan tersebut secara umum elemen mesin

dapat dikatakan sebagai bagian dari suatu alat yang mempunyai efisiensi mekanis,

termis, hidrolis maupun elektris. Beberapa contoh perkakas yang mempunyai

efisiensi mekanis misalnya pesawat angkat, dongkrak, mesin pres, mesin tekuk,

mesin perkakas. Perkakas yang mempunyai efisiensi termis misalnya ketel uap, motor

bakar, mesin uap, turbin uap. Perkakas yang mempunyai efisiensi hidrolis misalnya

pompa air, turbin air, sedangkan perkakas yang mempunyai efisiensi elektris yaitu

pembangkit listrik, motor listrik, dsb. Beberapa alat seperti kalkulator, komputer

sebetulnya juga mempunyai efisiensi namun tidak lazim disebut dengan istilah mesin,

karena tidak berkaitan dengan kerja mekanis, termis, hidrolis maupun elektris. Mesin-

mesin sebagaimana tersebut di atas bila akan terpisah menjadi bagian-bagian seperti

baut, flensa, pegas, poros, bantalan, kopling, roda gigi, puli, dsb. Bagian-bagian yang

menyusun mesin inilah yang disebut dengan istilah Elemen Mesin.

2

2. Meminda (Mereview) Beberapa Hukum Dasar dan Statika Benda Tegar

Untuk analisis gaya dan tegangan yang bekerja pada elemen mesin, beberapa

hukum dasar yang perlu diingat kembali adalah :

Hukum Paralelogram Gaya.

Hukum tersebut mengatakan bahwa dua buah gaya yang beraksi pada suatu

zarah dapat diganti dengan sebuah gaya resultan, yang apabila ujung keduanya

dihubungkan dengan garis, akan membentuk jajaran genjang

Hukum Transmisibilitas Gaya

Hukum ini mengatakan bahwa suatu sistem gaya yang dikenakan pada benda

tegar akan memberikan aksi yang sama, asal terletak pada garis kerja

Hukum I Newton

Hukum ini sering dikenal dengan hukum keseimbangan gaya (Equilibrium).

Menurut hukum tersebut benda akan seimbang bila resultan gaya (ΣF) dan atau

momen (ΣM) yang dikenakan pada benda tersebut sama dengan nol. Secara singkat

hukum tersebut dapat dikatakan

Σ F = 0 (keseimbangan gaya)

Σ M = 0 (keseimbangan momen)

Hukum II Newton

Hukum ini mengatakan bahwa jika gaya/momen resultan yang dikenakan pada

benda tidak sama dengan nol, maka benda tersebut akan memperoleh percepatan

(linier atau anguler) berbanding lurus dengan besarnya gaya/momen resultan yang

bersangkutan. Secara singkat dapat dirumuskan :

a = ΣF/m (untuk gerak lurus)

α = ΣT/I (untuk gerak melingkar)

3

Hukum III Newton

Hukum ini mengatakan bahwa setiap benda yang mendapat gaya aksi akan

memberikan gaya reaksi yang besarnya sama dengan gaya aksi, namun arahnya

berlawanan. Secara singkat dapat ditulis :

Σ F aksi = - Σ F reaksi

Hukun I dan II Newton merupakan dasar dari dari kesetimbangan, baik

kesetimbangan gaya maupun kesetimbangan momen. Dari Hukum Newton tersebut

dapat diturunkan pedoman praktis yang berkaitan dengan keseimbangan gaya dan

keseimbangan momen sebagai berikut :

Keseimbangan Gaya

a. Dua buah gaya dapat seimbang hanya jika kedua gaya tersebut sama harganya,

berlawanan arahnya, dan bekerja pada garis kerja yang sama

b. Gaya yang berada dalam keseimbangan, bila dijumlahkan secara geometris akan

membentuk suatu sudut banyak tertutup

c. Tiga buah gaya setimbang bila terletak dalam satu bidang (koplanar), dan

berpotongan di satu titik (konkuren).

Keseimbangan Momen

a. Momen adalah perkalian antara gaya dengan lengan gaya dalam arah tegak lurus

terhadap gaya atau garis kerja gaya.

b. Momen resultan dari beberapa buah gaya sama dengan jumlah momen

komponennya

c. Jumlah momen sama dengan nol jika pusat momen terletak pada garis kerja gaya,

dan gaya berada dalam keseimbangan.

4

3. Diagram Benda Bebas (Free Body Diagram)

Pengertian

Diagram benda bebas, merupakan bagian potongan dari elemen atau struktur

yang dilengkapi gaya yang bekerja padanya. Diagram benda bebas banyak

digunakan baik untuk penyelesaian sistem mekanik statis atau dinamis.

Dalam membuat diagram benda bebas yang dilakukan adalah melepaskan

benda yang akan diperhatikan dari segala benda lain yang bersentuhan, pada titik

sentuh diganti dengan gaya reaksi, selanjutnya semua gaya aksi dan gaya reaksi

yang bekerja pada elemen digambar. Gaya aksi yang bekerja pada suatu elemen

dapat berupa :

1. gaya berat elemen mesin yang bersangkutan

2. gaya karena daya yang ditransmisikan

3. gaya luar

4. gaya karena perubahan suhu

5. gaya tumbukan

6. gaya pegas.

7. gaya inersia

8. gaya gesek

9. dll.

Gaya reaksi merupakan gaya perlawanan dari tumpuan yang menahan benda

berada dalam keseimbangan, baik itu keseimbangan statis maupun dinamis. Gaya

reaksi pada suatu sistem mekanik atau mesin biasanya timbul pada persentuhan

antara satu elemen dengan lainnya misalnya : bantalan, pin, roda gigi, poros, link,

sliding members, kabel, dinding, lantai, dan sebagainya.

Penggambaran gaya aksi dan reaksi pada suatu elemen tidak dapat

sembarangan, tetapi harus mengacu pada hukum dan teori yang telah mapan.

5

S

Sebagai contoh :

1. gaya gravitasi bumi arahnya harus ke bawah.

2. gaya normal arahnya selalu tegak lurus permukaan sentuh.

3. gaya gesek arahnya berlawanan dengan arah gerak benda.

4. gaya tekan pada permukaan roda gigi yang berpasangan digambar searah

dengan sudut tekan.

5. tumpuan jepit atau dilas akan memberikan reaksi gaya vertikal, horizontal dan

momen bengkok.

6. tumpuan engsel akan memberikan reaksi gaya vertikal dan horizontal.

7. tumpuan rol akan memberikan reaksi gaya vertikal saja.

8. tumpuan luncur (sliding) akan memberikan reaksi seperti reaksi gaya normal

bila gesekannya diabaikan.

9. dan sebagainya.

Contoh sederhana menggambar diagram benda bebas, disajikan berikut ini.

Gambar 1. Bola terletak pada dinding, ditahan seutas tali.

Gambar 2. Gaya yang bekerja pada bola.

R

W

6

W

S

R

Gambar 3. Diagram benda bebas yang melukiskan seluruh gaya pada bola.

Pada Gambar 1 terlihat sebuah bola di dinding yang diikat dengan seutas tali.

Untuk mencari besarnya gaya penahan pada tali (S), langkahnya adalah: (1)

semua tumpuan dan tali penahannya dihilangkan; (2) menggantikan tumpuan dan

tali penahan yang dihilangkan tersebut dengan gaya (lihat Gambar 2); dan (3)

menggambar kembali semua gaya aksi dan gaya reaksi yang timbul pada bola

(lihat Gambar 3). Yang terakhir ini disebut dengan diagram benda bebas dari

bola tersebut.

Gaya aksi yang bekerja pada bola adalah gaya tarik menarik antara bola

dengan bumi yang dikenal dengan istilah bobot (W). Arah gaya tersebut selalu

digambar ke bawah menuju pusat bumi, dan titik tangkapnya berada di pusat bola.

Gaya reaksi yang timbul, dibayangkan sebagai gaya yang menahan bola agar bola

tidak jatuh. Dalam hal ini gaya reaksi pasti terjadi pada dinding dan tali, sebab

bila tidak ditahan dinding, tali akan lurus ke bawah dan bila tidak ditahan tali,

bola akan jatuh.

Dengan mengacu pada teori yang ada, yakni tali hanya dapat menarik dalam

arah panjangnya dan dinding hanya dapat melawan tekanan normal dari bola,

maka akan menghasilkan : (1) gaya reaksi pada dinding (R) arahnya menuju pusat

bola tegak lurus dinding; dan (2) gaya tali (S) arahnya meninggalkan pusat bola

searah dengan tali. Dengan demikian lengkaplah diagram benda bebas yang kita

7

buat. Selanjutnya, jika bobot bola (W) diketahui maka dengan Hukum Newton I

gaya penahan tali (S) dan gaya reaksi pada dinding (R) dapat dihitung.

Dengan model pengerjaan seperti ini, akan selalu dijumpai dua macam gaya

yang bekerja pada sistem mekanik atau mesin, yakni gaya aksi dan gaya reaksi.

Selanjutnya gaya aksi dan reaksi akan membentuk suatu sistem gaya yang berada

dalam kesetimbangan, baik itu kesetimbangan statis maupun kesetimbangan

dinamis.

Pada analisis dinamis untuk mekanisme yang gaya inersianya jauh lebih kecil

dibandingkan dengan gaya statikanya, gaya inersia tersebut dapat diabaikan dan

cukup dianalisis secara statika saja. Contoh dari mekanisme tersebut misalnya

mesin angkat, mesin pengeruk tanah, mesin pertanian, dan mesin lainnya yang

bergerak lambat. Untuk mekanisme yang bergerak cepat seperti motor bakar,

mesin tenun, mesin jahit, mesin tik, gaya inersianya dapat menjadi relatif besar,

sehingga untuk ini dipakai analisis keseimbangan dinamis menurut prinsip

d'Alembert dengan memasukkan gaya inersia sebagai gaya semu. Analisis

selanjutnya identik dengan analisis statika.

Jadi dengan pertolongan diagram benda bebas, dapat ditentukan sistem gaya

yang bekerja pada suatu konstruksi permesinan secara tepat. Pembuatan diagram

benda bebas tersebut, mestinya merupakan langkah pertama yang harus dilakukan

dan diharapkan tidak keliru. Adanya kekeliruan pada langkah ini akan

menyebabkan kesalahan pada langkah berikutnya.

Peranan Diagram Benda Bebas Pada Perancangan Elemen Mesin

Perancangan (desain) merupakan proses kreatif yang dilakukan sebagai

cerminan tentang adanya keinginan untuk berbuat sesuatu, baik itu sesuatu yang

baru atau perbaikan dari produk lama. Setiap orang yang melakukan perancangan

akan melakukan serangkaian kegiatan yang disebut dengan istilah proses

8

perancangan. Langkah-langkah proses perancangan tersebut adalah sebagai

berikut.

1. Identifikasi kebutuhan, yang biasanya didapat dari hasil riset pasar atau

lapangan.

2. Perumusan masalah dan spesifikasi, yang merupakan kegiatan penyusunan

secara jelas berdasar hasil riset pasar atau lapangan.

3. Sintesis, yang merupakan penciptaan beberapa alternatif produk melalui

pemodelan geometrik.

4. Analisis dan optimasi, yang dilakukan untuk mendapatkan hasil yang sebaik-

baiknya.

5. Evaluasi dan pemindaan (review).

6. Pembuatan gambar kerja atau dokumen untuk pembuatan produk dilanjutkan

dengan pembuatan bentuk awal (prototipe) bila produk akan diproduksi secara

massal.

Urutan di muka tidak mutlak, tergantung pada jenis produk, bidang produk dan

kebaruan produk.

Pada proses perancangan keadaan seperti ilmu pengetahuan, material, metoda,

pasar dan sebagainya, akan memicu dan memacu orang untuk memiliki sejumlah

keinginan. Apabila keinginan atau kebutuhan tersebut dapat terkenali

(teridentifikasi) dengan baik, maka orang akan berusaha melakukan usaha kreatif

yaitu melakukan sintesis kebutuhan untuk dijadikan model matematis atau grafis

dalam tahap penganggitkan (konseptualisasi).

Anggitan atau model yang mungkin diwujudkan secara nyata selanjutnya

dianalisis kelayakannya secara berulang. Anggitan atau model yang layak akan

dipilih, selanjutnya diproduksi untuk memenuhi kebutuhan masyarakat. Dalam

perancangan elemen mesin atau konstruksi permesinan, pada proses penganggitan

(konseptualisasi) umumnya diperlukan dasar-dasar analisis yang meliputi : (1)

analisis kinematika; (2) analisis gaya; (3) analisis tegangan; (4) seleksi bahan ;

9

(5) pemakaian teori kegagalan (failure theory) secara statis maupun cara

perhitungan fatigue; dan (6) penentuan dimensi.

Gaya atau tegangan yang terjadi pada komponen mesin atau sistem mekanik

pada umumnya merupakan tegangan gabungan, sehingga pemecahannya menjadi

sulit bila sistemnya tidak dibuat ideal (idealisasi) dan atau disederhanakan

(disimplifikasi). Pada umumnya para perancang menggunakan diagram benda

bebas dalam membuat ideal atau menyederhanakan suatu persoalan. Kesanggupan

membuat diagram benda bebas ini merupakan syarat utama keberhasilan

pemecahan persoalan teknik, karena diagram benda bebas merupakan “tata buku”

gaya-gaya yang bekerja pada benda.

Dari uraian di muka dapat disimpulkan bahwa peranan diagram benda bebas

pada proses perancangan adalah menentukan kecermatan (keakuratan) proses

penentuan ukuran pada perancangan konstruksi pemesinan.

Analisis Penentuan Ukuran Elemen Konstruksi Pemesinan Dengan

Menerapkan Diagram benda bebas

Proses penentuan ukuran merupakan bagian langkah analisis dari tahap

perencanaan, khususnya analisis teknik. Analisis teknik diperlukan untuk

menjamin bahwa suatu rancangan memenuhi prinsip ilmiah yang tepat, dan

kesesuaian dengan peralatan serta fasilitas yang ada. Analisis teknik ini adalah

sangat penting untuk dilakukan, karena jika suatu konsep rancangan gagal dalam

uji analisis teknik maka tak perlu lagi dipertimbangkan lebih lanjut atau dibuang

ke bak sampah.

Banyak cara dilakukan orang dalam menentukan ukuran suatu kontruksi yang

dirancangnya. Beberapa diantaranya adalah dengan konsep tegangan (teknis),

dengan konsep ergonomis, dengan konsep kendala konstruksi, dengan konsep

artistik, dengan konsep ekonomis, dan dengan konsep intuisi. Yang terakhir ini

hanya dilakukan oleh orang yang sudah sangat berpengalaman.

10

Pada perancangan konstruksi pemesinan boleh jadi proses penentuan ukuran

elemennya merupakan gabungan dari beberapa konsep. Namun demikian dapat

dipastikan bahwa penentuan ukuran dengan menggunakan konsep tegangan

memperoleh porsi yang terbesar. Hal ini karena bahan yang digunakan pada

konstruksi pemesinan pada umumnya adalah baja dan paduannya yang

perilakunya dapat dipelajari secara seksama.

Dalam analisis teknik untuk menentukan ukuran dengan konsep tegangan,

pada umumnya dilakukan analisis gaya (tegangan), dilanjutkan dengan seleksi

bahan dan penentuan ukuran. Tujuan akhir dari analisis gaya atau tegangan ini

adalah mencari tegangan maksimum suatu elemen. Banyak teori dikembangkan

orang untuk menentukan kriteria maksimum. Diantaranya yang terkenal adalah

teori tegangan utama maksimum, teori tegangan geser maksimum, teori energi

tegangan maksimum, teori distorsi energi, dan teori regangan oktahedral

maksimum.

Timbulnya banyak teori ini disebabkan oleh perilaku dari bahan konstruksi

yang bemacam-macam misalnya getas, liat, rapuh dsb.

Bila tegangan maksimum telah diketahui, maka tegangan tersebut harus

mampu ditahan oleh bahan elemen yang bersangkutan. Untuk itu perlu diadakan

seleksi bahan yang sesuai dengan fungsi dan jenisnya. Bahan yang mampu

menahan tegangan mesti mempunyai ukuran yang tertentu besarnya, sehingga

diperlukan proses penentuan ukuran. Itulah sebabnya analisis tegangan, seleksi

bahan dan penentuan ukuran merupakan kegiatan yang tak dapat dipisah-

pisahkan.

Jadi terdapat hubungan yang erat antara analisis tegangan dengan penentuan

ukuran, karena tanpa analisis tegangan yang cermat besarnya ukuran yang

diperoleh juga tidak tepat, tidak efisien atau tidak aman, dan kalau toh aman

sifatnya hanya kebetulan (trial and error) yang tidak dapat

dipertanggungjawabkan secara ilmiah menurut pola pikir seorang insinyur, yaitu

efisiensi. Untuk menganalisis tegangan secara cermat, tidak mungkin dicapai

11

tanpa pertolongan diagram benda bebas yang benar. Jadi secara linier dapat

disimpulkan bahwa tanpa pertolongan diagram benda bebas sulit dihasilkan

ukuran elemen yang tepat. Disinilah letak peranan diagram benda bebas terhadap

proses penentuan ukuran suatu elemen kontruksi pemesinan.

Sebagai contoh berikut ini disajikan proses penentuan tebal dinding tromol

untuk alat pemeras santan kelapa, dengan menerapkan diagram benda bebas yang

kurang tepat dan yang tepat.

Gambar 1. Diagram benda bebas yang kurang tepat

Gambar 2. Diagram benda bebas yang tepat

dimana :

t = tebal dinding teromol yang dicari

P = tekanan parutan kelapa pada dinding teromol.

D = diameter teromol

σi = tegangan tarik ijin bahan teromol

12

σtr = tegangan teromol sewaktu berputar

Dengan menggunakan diagram benda bebas yang kurang tepat, kita hanya

bisa mengecek apakah tegangan yang terjadi pada dinding teromol melampaui

tegangan izin bahannya ataukah tidak, sedangkan bila menggunakan diagram

benda bebas yang tepat, kita tidak hanya bisa mengecek tetapi juga dapat

merancang besarnya tebal dinding teromol yang sesuai untuk parutan kelapa yang

bersangkutan.

Penerapan Lain Diagram Benda Bebas

Aplikasi lain dari diagram benda bebas adalah sebagai acuan solusi persoalan

keteknikan secara analitis, numeris, dan eksperimental. Sebagaimana diketahui,

problem keteknikan pada dasarnya dapat diselesaikan dengan bermacam-macam

cara. Tiga macam bentuk penyelesaian yang sering digunakan dalam bidang

keteknikan yaitu, analitis, numeris, dan experimental. Masing-masing cara

mempunyai kelebihan dan kelemahan.

Pada cara analitis, pendekatannya dilakukan secara matematis yang pada

umumnya menggunakan rumus-rumus yang cukup rumit. Namun cara ini hanya

cocok untuk kondisi ideal, atau dengan kata lain bentuk kontruksi yang mampu

diselesaikan dengan cara ini terbatas pada bentuk-bentuk yang sederhana atau

yang dapat dianggap sederhana. Kelebihannya, cara ini biaya yang dibutuhkan

relatif murah.

Berbeda dengan cara analitis, cara numerik tidak banyak digunakan rumus-

rumus yang rumit. Cara ini lebih menekankan penelusuran perubahan pada setiap

bagian yang dicurigai, yang masing-masing diwakili oleh sebuah titik berisikan

semua informasi fisik dalam bentuk angka. Cara ini lebih sederhana dibandingkan

cara analitis, tidak menghasilkan limbah benda uji dan bisa diulang sewaktu-

13

waktu. Namun biayanya sedikit lebih mahal dari cara analitis, karena diperlukan

seperangkat komputer beserta perangkat lunaknya.

Untuk cara experimen biasanya diperuntukan pada benda yang bentuk atau

sistemnya kompleks (rumit) yang tidak terjangkau oleh analisis matematik. Cara

yang paling meyakinkan untuk menyelesaikan problem demikian pada umumnya

dengan mencoba sebuah model, yang ukurannya ditentukan dengan menggunakan

teori similaritas, sehingga bentuknya sama dengan aslinya.

Metode eksperimen untuk menyelesaikan problematika keteknikan yang rumit

merupakan alternatif penyelesaian terbaik. Namun kelemahannya biaya yang

dibutuhkan mahal karena memerlukan laboratorium beserta peralatannya serta

benda uji yang cukup banyak.

Sebagai contoh apakah suatu problem memerlukan penyelesaian secara

analitis, numeris, ataukah eksperimental dengan mengacu pada diagram benda

bebas dari gaya yang bekerja padanya adalah sebagai berikut. Problem ini

bertujuan mencari rumus gaya tarik bajak lorong yang melibatkan parameter alat

dan tanah. Besarnya gaya penarikan (Fp), dicari dengan cara menggambarkan

diagram benda bebasnya terlebih dahulu seperti terlihat pada Gambar 4.

Gambar 4 tersebut, mempererlihatkan bahwa gaya reaksi yang terjadi pada bajak

terdiri atas gaya normal dan gaya gesek. Bila diumpamakan sudut gesek alat-

14

tanah dan adesi alat tanah konstan, maka besarnya gaya penarikan (Fp) diperoleh

sebagai berikut.

Persamaan di atas dapat diselesaikan secara analitis maupun numeris.

Penyelesaian secara analitis persamaan diatas diperoleh hasil akhir sebagai

berikut.

Tetapi bila asumsi yang diambil tidak tepat, misalnya ternyata sudut gesek

alat-tanah dan adesi alat-tanah tidak konstan tetapi merupakan fungsi (r) yang

bentuk fungsinya belum diketahui maka penyelesaian analitis maupun numeris

tidak dapat dilakukan. Jalan keluarnya adalah dilakukan penyelesaian secara

eksperimental dengan menerapkan teori analisis dimensi.

15

F=100 N

Contoh Soal :

1. Sebuah gaya 100 N dikenakan pada sebuah benda seperti berikut

Y

X” Y”

X

”

30

Carilah :

a Komponen gaya pada sumbu x-y

b Komponen gaya pada sumbu x" - y"

c Komponen gaya pada sumbu x" - x

Penyelesaian :

16

2. Tentukan besarnya sebuah gaya horisontal P yang dikenakan di pusat C sebuah

rol seberat Q = 1000 N dan berjari-jari r=15 cm yang akan diperlukan untuk

menarik rol melewati sebuah ganjal 3 cm

Penyelesaian :

Arah Rd terhadap lantai membentuk sudut α dan berpotongan di satu titik (C).

Diagram benda bebas dari simtem gaya yang bekerja pada benda tersebut dapat

digambarkan sebagai berikut.

Ditata kembali menjadi,

selanjutnya seluruh gaya diuraikan terhadap sumbu X-Y, dan diperoleh gambar

berikut.

17

Penyelesaian akhir, dengan menggunakan Hukum Newton 1, diperoleh :

18

Soal-soal latihan

1. Gerobak truk gandengan ditarik dengan gaya 2000 N , hitunglah berapa gaya tarik

pada batang A dan B

2. Hitunglah gaya pengepresan dari mekanisme berikut :

3. Gaya F yang besarnya 100 N seperti gambar berikut, mempunyai koordinat pada

sumbu x, y, z masing-masing 3, 4, 5 Hitunglah

a. Komponen F pada sumbu x, y, dan z

b. Komponen F pada bidang x-y

4. Tiang vertikal sebuah derek A-B ditumpu oleh suatu bantalan di A dan B

Tentukan reaksi yang timbul di A dan B akibat beban 40 KN, jika gesekan pada

tumpuan diabaikan

5. Sebuah poros engkol dikenai gaya 100 N dalam arah seperti terlihat pada gambar

Carilah momen dari gaya F tersebut terhadap sumbu poros samping ini terhadap

titik A

6. Suatu batang kaku A-B ditumpu dalam sebuah bidang vertikal dan membawa

suatu beban Q pada ujung bebasnya Bila berat batang diabaikan hitunglah

besarnya gaya tarik S yang timbuldalam tali horisontal C-D

19

7. Sebuah meja angkat digerakkan oleh silinder hidrolik yang bekerja ganda Batang-

batang torak dihubungkan dengan dua buah lutut engkol Gaya-gaya yang bekerja

pada batang torak 400 KN Tentukan gaya-gaya pada batang A dan B serta gaya

total untuk mengangkat meja C

Ringkasan

Elemen mesin merupakan bagian-bagian dari suatu alat yang mempunyai efisiensi

Beberapa hukum mekanika yang perlu dipahami yaitu :

• Hukum paralelogram dalam penjumlahan gaya

20

• Hukum transmisibilitas gaya

• Hukum I Newton

• Hukum II Newton

• Hukum III Newton

Beberapa ketentuan tentang kesetimbangan gaya

• Dua buah gaya dapat setimbang hanya jika kedua gaya sama harganya,

berlawanan arahnya, dan bekerja pada garis kerja yang sama

• Gaya-gaya yang berada dalam kesetimbangan, bila dijumlahkan secara geometris

akan membentuk suatu poligon tertutup

• Tiga buah gaya setimbang bila terletak dalam satu bidang (koplanar), dan

berpotongan di satu titik (konkuren)

Beberapa ketentuan tentang kesetimbangan momen

• Momen adalah perkalian antara gaya dengan lengan gaya dalam arah tegak lurus

terhadap gaya atau garis kerja gaya

• Momen resultan dari beberapa buah gaya sama dengan jumlah momen-momen

komponen-komponennya

• Sigma momen sama dengan nol jika ; (1) pusat momen terletak pada garis kerja

gaya ; (2) gaya-gaya berada dalam kesetimbangan

21

Rujukan

Holowenko, dkk. , 1980 , Machine Design, Asian Student Edition, Schaums

Outline Series, New York : McGraw-Hill Book, Inc.

Hagendoorn, J.J.M., 1992 , Konstruksi Mesin, Jakarta : Rosda Jayaputra

Holman, J.P., 1984 , Experimental Methods For Engineers, New York : McGraw-Hill

Book, Inc.

Khurmi, R.S., Gupta, J.K., 1980 , Machine Design, New Delhi: Eurasia Publishing

House.

Murphy, G., 1950 , Similitude in Engineering, New York : The Ronald Press

Company.

Sularso, Kiyokatsu Suga, 1980, Elemen Mesin, Jakarta: Pradnya Paramita.

Shigley, J.E., Mitchell, L.D., 1986, Perencanaan Teknik Mesin Jakarta : Erlangga.

Watkins, R.K., Shupe, O.K., 1976 , Introduction to Experimentation , Utah :

Engineering Experiment Station Utah State University.