Tugas Elemen Mesin II - 1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Dalam kehidupan sehari-hari kendaraan merupakan sarana terpenting dalam sistem transportasi. Pengembangan sistem transportasi ini semakin berkembang yang ditunjukkan dengan adanya bukti nyata perubahan- perubahan-perubahan yang terjadi pada sarana transportasi tersebut. Sarana transportasi tersebut sangat membantu aktivitas manusia sebagai contoh kendaraan yang dahulunya mengandalkan tenaga hewan kini telah berubah menjadi modern yang telah mengandalkan tenaga mesin. Mobil sebagai salah satu sarana transportasi yang sering dipakai oleh masyarakat, sehingga mobil dapat dikatakan memiliki kelebihan tersendiri dibandingkan dengan kendaraan bermotor lainnya. Diantara kelebihan tersebut dapat mengangkat beban yang besar, dapat dipakai untuk menempuh perjalanan yang jauh sehingga dapat menghemat waktu, memiliki konstruksi yang kokoh serta kelebihan-kelebihan lainnya. Namun dibalik itu sering kali kita dihadapkan pada masalah-masalah teknis permesinannya. Hal ini membuktikan bahwa mesin tersebut terdiri dari berbagai macam elemen yang sangat penting. Salah satu elemen dari
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Tugas Elemen Mesin II - 1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari kendaraan merupakan sarana terpenting dalam
sistem transportasi. Pengembangan sistem transportasi ini semakin berkembang yang
ditunjukkan dengan adanya bukti nyata perubahan-perubahan-perubahan yang terjadi
pada sarana transportasi tersebut. Sarana transportasi tersebut sangat membantu
aktivitas manusia sebagai contoh kendaraan yang dahulunya mengandalkan tenaga
hewan kini telah berubah menjadi modern yang telah mengandalkan tenaga mesin.
Mobil sebagai salah satu sarana transportasi yang sering dipakai oleh
masyarakat, sehingga mobil dapat dikatakan memiliki kelebihan tersendiri
dibandingkan dengan kendaraan bermotor lainnya. Diantara kelebihan tersebut dapat
mengangkat beban yang besar, dapat dipakai untuk menempuh perjalanan yang jauh
sehingga dapat menghemat waktu, memiliki konstruksi yang kokoh serta kelebihan-
kelebihan lainnya.
Namun dibalik itu sering kali kita dihadapkan pada masalah-masalah teknis
permesinannya. Hal ini membuktikan bahwa mesin tersebut terdiri dari berbagai
macam elemen yang sangat penting. Salah satu elemen dari mesin yang mempunyai
peranan penting adalah kopling yang akan dibahas lebih jauh pada tugas
perencanaan ini.
1.2 Tujuan Perencanaan
Perencanaan suatu elemen mesin haruslah benar-benar teliti dan cermat,
maka khusus dalam perencanaan kopling ini terdapat beberapa tujuan yang hendak
dicapai agar kopling yang direncanakan sesuai dengan kebutuhan. Adapun tujuan
tersebut antara lain:
a. Pemasangan yang mudah dan cepat
b. Ringkas dan ringan
c. Aman pada putaran tinggi,getaran dan tumbukan kecil
d. Tidak ada atau sedikit mungkin yang menjorok
e. Dapat mencegah pembebanan lebih
f.Terdapat sedikit kemungkinan gerakan aksial pada poros sehingga terjadi
pemuaian karena panas dan lain-lain.
Tugas Elemen Mesin II - 2
1.3 Batasan Masalah
Pada tugas elemen mesin ini akan direncanakan sebuah kopling flens tetap.
Adapun data sbb:
c. Daya poros = 15 DK
d. Putaran maksimum = 750 rpm
1. Banyaknya paku keling dan dimensi-dimensinya diabaikan
2. Jumlah pegas dan dimensinya diabaikan.
Tugas Elemen Mesin II - 3
BAB II
TEORI DASAR
2.1 Pengertian Kopling
Kopling merupakan suatu bagian dari mesin yang berfungsi sebagai sambungan
poros dengan elemen mesin yang lain dengan terus menerus atau kadang-kadang
harus ikut berputar dengan poros tersebut. Elemen mesin serupa itu misalnya puli
sabuk, puli tali, puli rantai, roda gigi serta tromol.
Sehubungan dengan tujuannya, terdapat bermacam-macam prinsip kopling
tersebut antara lain:
a. Kalau kopling harus memperbolehkan gerakan poros yang satu terhadap poros
yang lain dalam arah memanjang sebagai akibat perubahan temperatur, dalam
arah radial sebagai akibat ketidaktelitian ketika memasang maka dipasang
kopling yang dapat bergerak atau fleksibel.
b. Suatu sambungan yang mengurangi tumbukan lewat akumulasi kerja dan lewat
pengubahan kerja menjadi kalor dan yang banyak atau sedikit meredam getaran,
dinamakan kopling elastis.
c. Apabila sambungan dapat dibuat bekerja hanya kalau sedang berhenti tetapi
dapat dilepaskan selama bekerja, maka kita sedang berhadapan dengan kopling
yang dapat dilepaskan misalnya pada kopling cakar.
d. Apabila sambungan sembarang waktu selama sedang bergerak harus dapat
dihubungkan dan dilepaskan maka dipergunakan kopling ynag dapat
dihubungkan misalnya kopling gesek, kopling hidrolik atau kopling induksi
elektromagnetik.
e. Untuk pekerjaan berat atau pekerjaan peka, dipergunakan kopling aman untuk
menghindari tumbukan dalam bagian yang peka dipergunakan perkakas yang
digerakkan atau beban yang terlampau besar dalam mesin penggerak, motor dan
sebagainya. Untuk itu dipergunakan koling stater.
Tugas Elemen Mesin II - 4
Adapun hal-hal yang perlu diperhatikan dalam merencanakan sebuah kopling
adalah sebagai berikut:
a. Kopling harus ringan, sederhana dan semurah mungkin dan mempunyai garis tengah
sekecil mungkin.
b. Garis poros yang hendak disambung harus berderet dengan tepat terutama apabila
kopling tidak fleksibel atau elastis.
c. Titik berat kopling sebanyak mungkin harus terletak pada sumbu poros, tambahan
pula kopling harus disetimbangkan secara dinamik, kalau tidak telah
disetimbangkan).
d. Kopling harus dapat dipasang kopling akan berayun (apabila titik berat terletak
dalam garis sumbu kopling dan dilepaskan dengan mudah.
e. Bagian menonjol harus dicegah atau ditutupi sedemikian rupa sehingga tidak
menimbulkan bahaya.
f. Kopling pada ukuran-ukuran aksial dan radial harus ditentukan batas-batasnya.
2.2 Klasifikasi Kopling
Secara umum kopling dapat dibedakan atas 2 macam, yaitu :
a. Kopling Tetap
Kopling tetap yaitu elemen mesin yang berfungsi sebagai penerus putaran
dan daya poros penggerak ke poros yang digerakkan secara pasti (tanpa terjadi slip),
dimana sumbu poros penggerak tersebut terletak pada satu garis yang lurus. Yang
termasuk dalam kopling tetap adalah:
Tugas Elemen Mesin II - 5
1. Kopling kaku
Kopling ini dipergunakan bila kedua poros harus dihubungkan dengan
sumbu segaris. Kopling ini dipakai pada mesin dan poros transmisi umumnya di
pabrik-pabrik. Kopling ini terbagi atas:
- Kopling box atau kotak digunakan apabila dua buah poros dan transmisi
harus dihubungkan dengan sebuah garis. Kopling ini dipakai pada poros
transmisi.
- Kopling flens kaku terdiri dari naf dan flens yang terbuat dari besi cor atau
baja cor, dan dipasang pada ujung poros dengan diberi pasak serta diikat oleh
baut pada flensnya. Dalam beberapa hal naf dipasang pada poros dengan
Tugas Elemen Mesin II - 6
sambungan pres atau kerut. Kopling ini tidak mengizinkan ketidaklurusan
sumbu kedua poros serta tidak dapat mengurangi tumbukan dan getaran
transmisi. Pada waktu pemasangan, sumbu kedua poros harus terlebih dahulu
diusahakan segaris dengan tepat sebelum baut-baut flens dikeraskan. Untuk
dapat menyetel lurus kedua sumbu poros secara mudah, permukaan flens
yang satu dapat di bubut kedalam dan permukaan flens yang menjadi
pasangannya di bubut menonjol sehingga dapat saling mengepas. Bagian
yang harus diperiksa adalah baut. Jika antara ikatan kedua flens dilakukan
dengan baut-baut pas, dimana lubang-lubangnya dirim, maka meskipun di
usahakan ketelitian yang tinggi, distribusi tegangan geser pada semua baut
tetap tidak dapat dijamin seragam. Makin banyak jumlah baut yang dipakai,
makin sulit untuk menjamin keseragaman tersebut. Sebagai contoh dalam hal
kopling yang mempunyai ketelitian rendah, dapat terjadi bahwa hanya satu
baut saja yang menerima seluruh beban transmisi hingga dalam waktu
singkat akan putus. Jika setelah baut itu putus terjadi lagi pembebanan pada
satu baut, maka seluruh baut akan mengalami hal yang sama dan putus secara
bergantian.
- Kopling flens tempa.
2. Kopling luwes, kopling ini terbagi atas:
- Kopling fans lurus
- Kopling karet ban
- Kopling karet bintang
- Kopling rantai
- Kopling gigi
3. Kopling universal, kopling ini terbagi atas:
- Kopling universal hook
- Kopling universal
Tugas Elemen Mesin II - 7
B. Bentuk dan ukuran Kopling flens Kaku
C. Diagram Alir
Sebelumnya telah menunjukkan bentuk dan ukuran kopling flens kaku
sedangkan diagram disamping merupakan pedoman tata cara perencanaan flens kaku
baik secara sederhana maupun secara lebih terperinci. Urutannya pun dapat dirubah.
(Untuk penjelasan proses yang lebih detail, silahkan melihat Buku “DASAR
PERENCANAAN DAN PEMILIHAN ELEMEN MESIN” – IR.Sularso. MSME pada
halaman 29-36.
Tugas Elemen Mesin II - 8
Diagram alir pengerjaan flens kaku
Tugas Elemen Mesin II - 9
D. Proses Perencanan
Tugas Elemen Mesin II - 10
Tugas Elemen Mesin II - 11
Tugas Elemen Mesin II - 12
2.3 Rumus-Rumus Yang Digunakan
1. Momen Puntir (Mp)
Mp = 71620 N/n (Kg/mm2)………………………………………...1
Dimana : N = Daya maksimum mesin (Hp)
n = Putaran mesin (rpm)
2. Momen puntir yang direncanakan
Mtd = Mp x v………………………………………………………..2
3. Momen Gesek (Mfr)
Mfr = B x Mtd……………………………………………………….3
4. Tegangan tarik yang diizinkan
bol = td/s………………………………………………………….4
5. Tegangan geser yang diizinkan
bol = bol / s……………………………………………….……….5
6. Diameter Poros
Dp = [ 5 . Mfr/bolII]1/3………………………………………………6
7. Diameter Spline
Ds = dp/0.8…………………………………………………………..7
8. Tinggi spline
H = 0.1 x ds………………………………………………………….8
9. Lebar spline
W = 0.25 x ds………………………………………………………..9
10. Jari-jari rata-rata
rm = dp + ds…………………………………………………….…104
11. Tegangan geser yang terjadi pada poros
s = P / A…………………………………………………………..11
12. Tegangan geser yang terjadi pada spline
rg = Mg …………………………………………………….12
Tugas Elemen Mesin II - 13
rm . F . z13. Perbandingan lebar permukaan gesek terhadap jari-jari rata-rata
b = r0 – r1 ………………………………………………………..13rm 0.5(r0+r1)
14. Perbandingan jari-jari dalam dengan jari-jari luar