Modul Elemen

Soal Latihan

1. Jelaskan pengertian menentukan kebutuhan dalam fase-fase perencanaan total.

2. Jelakan pengertian Pemilihan bahan dalam fase-fase perencanaan total.

3. Apa yang dimaksud dengan gaya normal

4. apa yang dimaksud dengan gaya tangensial.

5. Jelaskan penulisan HB5/2500/30=4420

6. Jelaskan pembebanan statis.

7. Jelaskan pembebanan dinamis

8. jelaskan pembebanan kejut.

4. SAMBUNGAN ADHESIVE

Sambungan adhesive banyak dipakai di industri untuk menyambung komponen-kompone

terutama pada sambungan konstruksi ringan,karena banyak keuntungan pada sambungan ini,

walaupun ada beberapa kerugiannya.

Keuntungan :

- Beban merata

- Dapat digunakan untuk menyambung dua buah bahan yan berbeda

- Diproses pada tempratur rendah

- Isolator panas dan listrik

- Tidak trjadi konsentrasi tegangan

- Mencegah korosi listrik.

Kekurangan :

- Membutuhkan waktu lama untuk persiapan sambungan

- Sukar untuk dibuka

- Tahan panas yang terbatas

- Tahan kejut rendah

- Sukar untuk di test non destruktif.

4.1. Jenis-jenis sambungan adhesive.

- 1 -

Bahan yang digunakan sebagai bahan adhesive (lem) dibedakan menjadi :

1. Solvent Adhesive .

Bahan dasar lem jenis ini adalah nifroceluloce yang dapat larut dalam larutan kimia

organik.

Proses :

Sambungan setelah di lem,di pres untuk jangka waktu 1 s.d 3 hari.

Nama dagang solvent adhesive adalah : uhu,Bindulin,Giimmilosung,pattex dan redux.

2. Mixed adhesive .

Dalam sambungan ini salah satu komponen yangdi

sambung bercampur dengan bahan lem.

Waktu pengerasan dapat dikurangi dengan bantuan

Katalisator .Pada tempratur kamar,waktu pengerasan

memakan waktu beberapa hari, tetapi bila dipanaskan pada

temprtur 200 0 c,pengerasan terjadi hanya beberapa menit.

Nama dagang Mixed adhesive

Araldit, Coctile, Metallon, Denocoll dll

4.2. Sifat-sifat sambungan adhesive

Sifat-sifat sambungan adhesive adalah sifat-sifat fisijka dan sifat mekanik.

421. Sifat Fisika

1. Stabilitas.

Stabilitas sambungan terjadi dalam batas waktu 3 s.d 6 bulan

Kekuatan berkurang 75 sd 80 % karena tegangan .Agar sambungan ini tetap kuat

dianjurkan pemakaian beban yang konstan pada sambungan.

2. Tahan korosi

Biasanya sambungan adhesive tahan terhadap korosi (cairan) dan juga terhadap larutan

alkali atau asam.Yang mempengaruhi kekuatan setelah ± 6 bulan kekuatan berkurang

20 s.d 30 %

- 2 -

3. Tahan Panas.

Tahan terhadap panas bergantung pada produk bahan adhesive,batas maksimal

tempratur bergerak dari 40 % s.d 100% C,dalam hal tertentu tahan sampai 400 0 c.

Pengurangan kekuatan karena panas bergantung pula pada waktu yang terjadi karena

pengaruh panas.

4.2.2. Sifat- sifat mekanik

Sifat-sifat mekanik sambungan adhesive yang diperhitungkan dalam perhitungan adalah

:

1. Kekuatan Cohesive

2. Kekuatan membuka

3. Batas kelemahan

5. SAMBUNGAN SOLDER DAN PATRI

5.1. Pada prinsipnya menyolder dan mematri adalah hampir sama yaitu menyambungkan

dua bagian logam dengan mencairkan logam tambahan ,dimana titik cair logam

tambahan harus lebih rendah dari titik cair kedua logam yang disambungkan untuk

mendapatkan sambungan yang baik bidang pelekatan harus bersih dari oksidasi

agar logam tambahan dapt melekat dengan baik.

Soldering adalah menggunakan bahan tambahan Zn dan Cu,Sambungan solder

biasanya dipergunakan untuk sambungan yang ringan dan rapat.

Brazing adalah menggunakan borax,brazing umumnya dipergunakan untuk

sambungan yang lebih kuat.

APLIKASI.

Sambungan solder dan patri pada umumnya digunakan untuk menyambungkan atau

sebagai penutup kebocoran pada logam.

Sambunga Soder dan Patri bersifat Rapat.

Jadi sambungan Solder dan brazing ini dipergunakan bila diperlukan sambungan

yang rapat dengan kekuatan yang tidak begitu besar.

5.2 Proses solder dan patri

5.2.1. Solder lunak.

Pada solder lunak bahan tambahan yang umum digunakan adalah campuran

timah putih (sn) dan timah hitam (pb)titik cair sekitar tempratur 300 0 c.

- 3 -

5.2.2 Patri

Patri menggunakan tambahan yang merupakan campuran perak (Ag),Seng (Zn)

dan tembaga (Cu),titik cair sekitar 720 0 c

5.3 PERHITUNGAN SOLDER DAN PATRI

Pada sambungan solder/patri dengan beban F terjadi tegangan geser Tg,menurut

gambar rumus sebagai berikut :

F l F

B

F ≤ b. l. g Newton

Dimana :

F = Gaya geser pada sambungan solder (N)

.b = lebar penyolderan (mm)

.l = panjang penyolderan (mm)

Luas solder = b . l (mm 2 )

g = Tegangan geser ( N/mm g 2 )

Jika sambungan solder/patri mempunyai ambungan kuat pada plat sambungan (tegangan

patah pt,tebal plat t) lebar plat b dapat diperoleh dengan rumus :

- 4 -

ptb = t

g

Soal

1. Jelaskan keuntungan dan kerugian sambungan adhesive.

2. Jelaskan solvent adhesive.

3. Jelaskan Mixed adhesive

4. Jelaskan tentang nyala karburasi,oksidasi dan netral pada las

asitelin.

6. SAMBUNGAN LAS

6.1. Pemakaian

Pada umumnya menyambung logam dengan memanaskan

sampai suhu lebur tanpa atau dengan bahan tambah.

Misalnya,baja tuang,besi tuang,tembaga alminium,campuran

magnesium,seng,timah hitam dan termo plastik.

Konstruksi pengelasan dapat dipakai sebagai pengganti pengelingan,penuangan dan

tempa dengan mempertimbangkan keuntungan dan kerugiannya.

Umpanya dengan mempertimbankan faktor-faktor:

- Fungsi tetap memenuhi.

- Pengerjaan lebih mudah

- Biaya lebih murah.

Contohnya :

- Memperbaiki roda gigi atau belt.

- Membuat roda gigi atau bbelt untuk jumlah yang sedikit.

6.2.Proses Pengelasan

6.2.1. Las tempa

Benda dipanaskan hinga mencapai tempratur (suhu)

Pengelasan pada dapur tempa atau nyala kokas dan

pengelasan tempa tersebut dikerjakan dengan pemukulan

atau pres bersama-sama antara dua buah benda kerja.

Contoh : pemakaian untuk menyambung pipa-pipa

pengelasan rantai dan ketel yang tebal platnya lebih

dari 100 mm.

- 5 -

6.2.2. Las Otogen

Pipa nyala dari bahan bakar gas dan oksigen biasa digunakan langsung untuk

menyatukan plat(penyambungan plat) tipis bersama-sama.

Untuk plat yang lebih tebal dibuat lereng pada ujung plat yang akan

disambung ,ini akan menghasilkan sambungan yang baik.

Acetylene (3100 C),ini biasa digunakan untuk segala macam pekerjaan

las,misalnya :pengelasan pipa-pipa,tangki-tangki,small hardware dan reperasi-

reperasi.

Hydrogen (2000 C),ini biasa digunakan untuk pengelasan timah hitam,alminium

dan plat baja.

Coal gas (1800 C),ini biasa digunakan untuk pengelasan timah dan plat baja yang

tebalnya lebi dari 15 cm.

Bencena (2700 C),ini khusus digunakan untuk pekerjaan bangunan dan

pengelasan plat-plat baja yang tebalnya kira-kira lebih dari 15 mm.Nyala ini juga

digunakan untuk memotong dengan menggunakan nyala oxidising.

6.2.3. Las busur Listrik.

Tempratur daerah pengelasan dinaikkan sampai tempratur pengelasan dengan

busur listrik yaitu antara benda kerja dan elektroda.

Bahan tanbahnya berasal dari elektroda yang ditinggalkan(ditempel)pada

sambungan .Hal ini dapat diterapkan dari bermacam-macam pekerjaan las

termasuk pengelasan kwalitet(mutu tinggi).

Sebagai contoh : las busur karbon biasa digunakan untuk bejana berdinding tipis

dan pipa-pipa.

Selaput elektroda yang turut terbakar akan mencair dan menghasilkan gas yang

melindungi ujung elektroda,kawah las,busur listrik dan daerah las disekitar busur

listrik terhadap pengaruh udara luar.Cairan selaput elektroda yang membeku akan

menutupi permukaan las yang juga berfungsi sebagi pelindung terhadap pengaruh

udara luar.

6.2.4. Las tahanan listrik (spot,seam dan las butt)

- 6 -

Bagian-bagian yang akan disambung dipanaskan pada tempratur las dengan

tahanan listrik(sampai 10000 ampere pada tegangan 10 volt) dengan cara tekan.ini

biasanya digunakan untuk pengelasan rel bagian dari baja rol dan pipa-pipa

dengan luas penampang sampai 200 cm2,juga untuk pengelasan baja perkakas

dan rantai.

Las titik digunakan untuk sambungan yang tidak menghasilkan tarikan kuat

seperti penyambungan plat-plat dengan ketebalan total 0,2 mm – 25 mm,juga

untuk las seam ketebalan plat seluruhnya 5mm.

6.3 Jenis sambungan dan bentuk-bentuk las.

Bentuk-bentuk perencanaan yang beraneka macam sambungan dapat ditunjukkan

seluruhnya termasuk las butt atau las fillet.

6.3.1. Butt joint

Butt joint digunakan untuk plat-plat rata dan tiang-tiang.Kemampuan butt

joint untuk beban statis maupun dinamis lebih tinggi kekuatannya dari

pada las fillet.

6.3.2 T-Joint

T-Joint tidak banyak posisinya dengan las fillet,oleh karena fasilitas

beban lebih rendah dari pada butt joint.Untuk pembebanan dinamis las

fillet yang cekung lebih baik dengan las fillet rata.

Las Fillet tunggal mempunyai kapasitas beban kecil.Tebal pengelasan

untuk las fillet adalah tingginya segitiga pada penampang lintang las.

6.3.3 Corner joint

Kapasitas beban leih rendah dari pada T-joint

6.3.4 Lap joint

Sambungan ini adalah tipe sambungan yang paling lemah.

6.3.5 Velsel Weld

Sambungan Flange(yang menahan tekanan 5 atm) dan corner joint (12

atm) adalah kuran baik bila butt joint terletak jauh dari sisi (30 atm)

- 7 -

6.4.3 Tegangan puntir

M

Reaksi pada pendukung batang selalu terdiri dari gaya geser dan momen torsi.

Gaya geser menghasilkan geseran primer pada pengelasan yang besar.

F

g = N/mm2

. A

Momen torsi T pada pendukung menghasilkan torsi pada pengelasan.

Mp

p = N/mm2

Wp

p = tegangan puntir N/mm2

Mp = Momen puntir Nmm

Wp = Momen tahanan mm3

Contoh – contoh soal

1. Sebuah plat baja dilas butt, tebal plat 8 mm tegangan tarik yan terjadi 120 N/mm2, panjang

pengelasan 200 mm dan tebal pengelasan 8mm v = 0,75.

Berapa panjang pengelasan yang efektif dan besarnya gaya yang bekerja pada konstruksi

tersebut.

- 8 -

Penyelesaian :

F

a ln a

. ln = l – 2 a mm

= 200 – 2.8 = 200 – 2.8 = 200 – 16

= 184 mm

Maka panjang pengelasan efektif 184 mm

F

t = N/mm2

. a . ln

F= a . ln. t

= 8. 184 .90 = 132480 N

F = 132480 N

Maka Besar gaya yang bekerja pada konstruksi 132480 N.

2. Dua buah plat akan disambung dengan las faralel fillet bila tebal plat 6mm

gaya yang bekerja 20 kn dan tegangan geser yang diizinkan dari bahan las 60 N/m2

Hitung panjang pengelasan.

Penyelesaaian :

g = 60 N/mm2

- 9 -

F

. t = 6 mm

F = 20 KN

F

g = N/mm2

. A

20.000

60 =

2 ( 0,707. t.l )

l = 39,28 mm

Panjang pengelasan 39,28 mm

3. Diketahui sebuah rotor dilas journals ,berat beban (gaya) 2000 N tebal

pengelasan 7 mm dan diameter leher poros d = 60 mm

Hitung momen tahanan bengkok dan tegangan bengkok.

Penyelesaian :

F = 200 N

.d = 60 mm

.a = 7 mm

D = d + 2 . a

= 60 + 2. 7 =

- 10 -

F F100

60

a=7

= 74 mm

.l = 100 mm

Mb

b = N/mm2

Wb

Mb = F . l

= 2000 . 100 N/mm2

Mb = 200.000 N/mm2

( D4 - d 4 )

Wb = mm3

32. D

3,14 (744 - 60 4 )

Wb = mm3

32. 74

= 22600 mm3

Momen tahanan bengkok = 22.600 mm3

200000

b = N/mm2

22600

= 8,8495 N/mm2

Maka tegangan bengkok 8,8495 N/mm2

7. SAMBUNGAN PAKU KELING

7.1. Pemakaian dan pembuatan

Pemakaian :

- 11 -

Sambungan paku keling sangat berguna seperti halnya sambungan las,dalam penggunaan

sebagai berikut :

- Sambungan kuat,pada konstruksi baja (bangunan,jembatan,crane)

- Sambungan kuat dan rapat,pada konstruksi boiler (boiler,tangki dan pipa-pipa

tekanan tinggi )

- Sambungan rapat,pada tabung dan tangki(tabung pendek,cerobong,pipa-pipa

tanpa tekanan)

- Sambugan pengikat,untuk penutup chasis (misal : pesawat terbang)

Dibanding dengan sambungan las,sambungan paku keling lebih simpel dan murah untuk

dibuat,pemeriksaan kwalitasnyapun lebih mudah,dan sambungan paku keling tersebut dapat

dibuka dengan memotong kepala paku keling.Pada segi lain pengelingan ini berat dan kurang

umum dalam pemakaian.

Pada pengelingan, kekuatan berkurang (karena lubang-lubang paku)antara 13 %-42 %,pada

pengelasan kekuatan berkurang 10%-40%.

Pembuatan :

Paku keling dipasang melintang pada sambungan dan ditekan (pressed)bersama dengan

bantuan rivetsnap (kepala pembentuk

Dalam praktek,jika paku hampir panas batang paku keling ditekan sampai melebihi titik

lumer.

- 12 -

Landasan

Untuk paku keling pengerjaan panas,batang paku dipanaskan hingga nyala merah

pijar .Hanya paku keling baja berdiameter kecil 8 s.d 10 mm .kuningan,tembaga dan logam

ringan yang lain yang dapat dilakukan dengan pengerjaan dingin .Lubang pada plat harus

tepat pada lubang paku(dan jika perlu lubang tersebut direamer)

Pengelingan dapat dikerjakan dengan palu(hingga diameter paku 26 mm tetapi akan lebih

baik ,murah dan cepat dengan palu pneumatic,cara terbaik adalah dengan compressor

rivetting machine(mesin paku keling kompressi).Semua pemakaian mesin tersebut pelat-plat

dijepit dengan plate holder (pemegang plat)

7.2. Tegangan-tegangan dan. ukuran 7.3.1. Simbol yang

digunakan

A = Luas penampang pelat ( mm2]

An = Luas penampang pelat kritis [ mm2]

a = Luas penampang paku keling [mm2]

d = Diameter paku keling ( mm 1

e = Tepi pelat (pada arah gaya) [ mm ]

F = Gaya pada tiap paku [ N]

F1 =. Gaya total [ N ]

n = Jumlah paku keling

t = Tebal pelat . [ mm ]

s = Pitch [ mm ]

Z = Banyaknya penampang yang putus tiap paku ot = Tegangan tarik ijin

бl = Tegangan permukaan ijin

tg = Tegangan geser i j i n [N/mm2J

- Faktor koreksi/effisiensi

7.3.2. .Sambungan bidang geser tunggal.

Paku keling, jika gaya tarik dikenakan pada pelat-pelat yang di

sambung dengan pengelingan gaya-gaya diubah sebagai gaya gesek

pe-lat lainnya, hanya jika gaya tersebut dilnmpaui, dinding pelat

kul tegangan permukaan dan begangan geser pada paku keling.

- 13 -

Gambar

Perhitungan gaya-gaya pada tiap paku keling.

Tegangan tarik cr pada penampang paku a memberikan tal:.anan gesek y.o .a diantara permukaan pclat-

pelat tersebut, dan br.-gangan geser Tg pada paku keling memberikan tabannn gesek 1g . a

Jumlah gaya tersebut dikenakan pada ti.ap jpaku kelin

POROS

A. Fungsi Poros

Poros dalam sebuah mesin berfungsi untuk meneruskan tenaga bersama-sama

dengan putaran. Setiap elemen mesin yang berputar, seperti cakra tali, puli sabuk

mesin, piringan kabel, tromol kabel, roda jalan, dan roda gigi, dipasang berputar

terhadap poros dukung yang tetap atau dipasang tetap pada poros dukung yang

berputar. Contoh sebuah poros dukung yang berputar, yaitu poros roda keran

berputar gerobak, dapat dilihat pada gambar di samping ini.

Untuk merencanakan sebuah poros, maka perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut.

1. Kekuatan poros

Pada poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau lentur atau gabungan

antara puntir dan lentur. Juga ada poros yang mendapat beban tarik atau tekan,

seperti poros baling-baling kapal atau turbin.

- 14 -

2/ .,*,.

Kelelahan tumbukan atau pengaruh konsentrasi tegangan bila diameter poros

diperkecil (poros bertangga) atau bila poros mempunyai alur pasak harus

diperhatikan. Jadi, sebuah poros harus direncanakan cukup kuat untuk menahan

beban-beban di atas.

2. Kekakuan poros

Walaupun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup, tetapi jika lenturan atau

defleksi puntirannya terlalu besar, maka hal ini akan mengakibatkan ketidaktelitian

(pada mesin perkakas) atau getaran dan suara (misalnya pada turbin dan kotak roda

gigi).

3. Putaran kritis

Putaran kritis terjadi jika putaran mesin dinaikkan pada suatu harga putaran tertentu

sehingga dapat terjadi getaran yang terlalu besar. Hal ini dapat mengakibatkan

kerusakan pada poros dan bagian-bagian yang lainnya. Untuk itu, maka poros harus

direncanakan sedemikian rupa sehingga putaran kerjanya lebih rendah dari putaran

kritis.

4. KorosiBahan-bahan tahan korosi harus dipilih untuk poros propeller dan pompa bila terjadi

kontak dengan fluida yang korosif. Demikian pula untuk poros-poros yang terancam

kavitasi dan poros-poros mesin yang sering berhenti lama.

5. Bahan poros

Bahan untuk poros mesin umum biasanya terbuat dari baja karbon konstruksi mesin,

sedangkan untuk pembuatan poros yang dipakai untuk meneruskan putaran tinggi dan

beban berat umumnya dibuat dari baja paduan dengan pengerasan kulit yang sangat

tahan terhadap keausan. Beberapa di antaranya adalah baja khrom nikel, baja khrom,

dan baja khrom molybdenum.

- 15 -

B. Macam-Macam Poros

Poros sebagai penerus daya diklasifikasikan menurut pembebanannya sebagai berikut.

1. Poros Transmisi

Poros transmisi atau poros perpindahan mendapat beban puntir murni atau puntir dan

lentur. Dalam hal ini mendukung elemen mesin hanya suatu cara, bukan tujuan. Jadi,

poros ini berfungsi untuk memindahkan tenaga mekanik salah satu elemen mesin ke

elemen mesin yang lain. Dalam hal ini elemen mesin menjadi terpuntir (berputar) dan

dibengkokkan. Daya ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling, roda gigi, puli

sabuk atau sproket rantai, dan Iain-lain.

2. Spindle

Poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin perkakas, di mana beban

utamanya berupa puntiran, disebut spindle. Syarat yang harus dipenuhi poros ini adalah

deformasinya harus kecil, dan bentuk serta ukurannya harus teliti.

3. Gandar

Gandar adalah poros yang tidak mendapatkan beban puntir, bahkan kadang-kadang tidak

boleh berputar. Contohnya seperti yang dipasang di antara roda-roda kereta barang.

C. Beban pada Poros

1. Poros dengan Beban Puntir

Untuk memperkirakan garis tengah pada poros transmisi, biasanya yang diketahui

hanya daya yang akan dipindahkan dan perputaran saat perpindahan daya itu terjadi.

Dari daya dan perputaran ini, momen puntir yang akan dipindahkan dapat

ditemukan.

Dari gambar di atas, gaya keliling .Fyang bekerja pada keliling piringan dengan

jari-jari r dan gaya reaksi pada poros sebesar F merupakan suatu kopel yang

momennya M = F. r. Momen ini ialah momen puntir yang bekerja dalam

- 16 -

poros. Apabila gaya keliling F pada gambar sepanjang lingkaran dengan jari-jari

r menempuh jarak melalui sudut titik tengah a (dalam radial), maka jarak ini

adalah r., dan kerja yang dilakukan adalah F.

W = F.r. = MW.

ini ditempuh dalam waktu t, m .aka daya,

P = W/T=MW . /T= MW.

di mana ialah kecepatan sudut poros. Jadi, momen punter

MW = P/

2. Poros dengan Beban Lentur Murni

Gandar dari kereta tambang dan kereta rel tidak dibebani dengan puntiran, melainkan

mendapat pembebanan lentur saja. Jika momen lentur Mv di mana beban pada suatu

gandar diperoleh dari 4 berat kendaraan dengan muatan maksimum dikurangi berat

gandar dan roda, tegangan lentur yang diijinkan adalah O, maka diameter dari poros

adalah

Dalam kenyataannya, gandar ini tidak hanya mendapat beban statis, tetapi juga mendapat

beban dinamis.

3. Poros dengan Beban Puntir dan Lentur

Poros pada umumnya meneruskan daya melalui sabuk, roda gigi, dan rantai. Dengan

demikian poros tersebut mendapat beban puntir dan lentur, sehingga pada permukaan

poros akan terjadi tegangan geser karena momen puntir dan tegangan karena momen

lentur.

Untuk bahan liat seperti pada poros, dapat dipakai teori tegangan geser

maksimum.Pada poros yang pejal dengan penampang bulat, s = 22M. dan T = i^ZL,

sehingga

7ld Ttd

- 17 -

- 18 -

Tl

- 19 -

Beban yang bekerja pada poros pada umumnya adalah beban

berulang. Jika poros tersebut mempunyai roda gigi untuk

meneruskan daya besar, maka kejutan berat akan terjadi pada

saat mulai atau sedarig berputar.

D. Jenis-Jenis Bantalan

Untuk menumpu poros berbeban, maka digunakan bantalan,

sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat

berlangsung secara halus dan tahan lama. Posisi bantalan

harus kuat, hal ini agar elemen mesin dan poros bekerja

dengan baik.

Berdasarkan gerakan bantalan terhadap poros, maka bantalan

dibedakan menjadi dua hal berikut.

1. Bantalan luncur, di mana terjadi gerakan luncur antara

poros dan bantalan

karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan

dengan lapisan

pelumas.

2. Bantalan gelinding, di mana terjadi gesekan gelinding

antara bagian yang

berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding

seperti rol atau rol

jarum.

Berdasarkan arah beban terhadap poros, maka bantalan

dibedakan menjadi tiga hal berikut.

1. Bantalan radial, di mana arah beban yang ditumpu

- 20 -

bantalan tegak lurus

sumbu poros.

2. Bantalan aksial, di mana arah beban bantalan ini

sejajar dengan sumbu

poros.

3. Bantalan gelinding khusus, di mana bantalan ini

menumpu beban yang

arahnya sejajar dan tegak lurus sumbu poros.

1. Bantalan Luncur

Menurut bentuk dan letak bagian poros yang ditumpu

bantalan,

maka

bantalan

dapat

dikelompokkan seperti gambar di bawah ini.

- 21 -

Gambar 6.1 Macam-macam bantalan luncur

(a) bantalan radial polos

(b)bantalan radial berkerah

(c) bantalan aksial berkerah

Adapun macam-macam bantalan luncur adalah sebagai berikut.

a. Bantalan radial, dapat berbentuk silinder, elips, dan

Iain-lain.

b. Bantalan aksial, dapat berbentuk engsel, kerah, michel,

dan Iain-lain.

c. Bantalan khusus, berbentuk bola.

Bahan untuk bantalan luncur harus memenuhi persyaratan sebagai

berikut.

a. Mempunyai kekuatan cukup.

b. Dapat menyesuaikan diri terhadap lenturan poros yang

tidak terlalu

besar.

c. Mempunyai sifat anti las.

d. Sangat tahan karat.

e. Cukup tahan aus.

f. Dapat membenamkan debu yang terbenam dalam

bantalan.

g. Murah harganya.

h. Tidak terlalu terpengaruh oleh temperatur.

2. Bantalan Aksial

Bantalan aksial digunakan untuk menahan gaya aksial. Ada dua

macam bentuk, yaitu bantalan telapak dan bantalan kerah. Pada

bantalan telapak, tekanan yang diberikan oleh bidang telapak poros

kepada bidang bantalan semakin besar untuk titik yang semakin

dekat pada pusat. Macam-macam bantalan aksial ini dapat dilihat

pada gambar di bawah.

- 23 -

W

- 24 -

(a) (b)

- 25 -

3.

Bantalan Gelinding

Keuntungan dari bantalan ini adalah mempunyai gesekan

gelinding yang sangat kecil dibandingkan dengan bantalan

luncur. Macam-macam bantalan gelinding dapat dilihat pada

gambar di bawah.

Menurut diameter luar atau diameter dalamnya, bantalan

gelinding dap dibagi menjadi berikut.

a. Diameter luar lebih dari 800 mm, disebut ultra besar.

b. Diameter luar 180—800 mm, disebut besar.

c. Diameter luar sampai 80 mm, disebut kecil.

d. Diameter luar 9 mm atau lebih disebut diameter kecil.

e. Diameter luar kurang dari 9 mm disebut miniatur.

E. Sambungan Poros dan Naf

Penyematan naf sebuah roda gigi, puli-sabuk, kopling, tuas,

dan sebagain pada poros dapat dilakukan dengan berbagai

macam cara, antara lain deng menggunakan pasak, pena,

bus, cincin jepit, lewat kerut, dan pres atau len

- 26 -

1. Pasak dan Sambungan Pasak

Pasak adalah suatu elemen mesin yang dipakai untuk

menetapkan bagk bagian mesin, seperti roda gigi, sproket,

puli, dan kopling pada poros. Morr diteruskan dari poros ke

naf atau naf ke poros. Pasak dibedakan menjadi lima hal

berikut.

a. Pasak Benam Rata

Pasak benam rata merupakan pasak memanjang yang

paling bam diterapkan. Pasak ini digunakan, baik pada

konstruksi di mana roda ha dapat digeserkan pada poros,

maupun pada konstruksi di mana roda ha disambung tak

bergerak dengan poros.

Pasak benam rata hanya mendukung pada tepi

sampingnya. Untuk lebar alur dan pasak harus disesuaikan

dengan teliti. Apabila kurang teliti da menyebabkan pasak

tersebut terlepas.

- 27 -

Pasak Belah

Pasak ini digunakan untuk momen puntir yang kecil. Jika

ditinjau dari

. pembuatannya, pasak ini lebih murah dibandingkan jenis

pasak yang

yau

Sentuk dari pasak ini dapat dilihat pada gambar di bawah.

C.Pasak Bintang Jatnak (Multiple Spline)

gunakan untuk memindahkan momen puntir besar dengan

tumbukan ;a untuk naf yang dapat digeser-geserkan. Bahan

porosnya adalah baja dicampur dengan nikel. Bentuknya

dapat dilihat pada gambar di bawah.

- 28 -

d.Pasak Tirus

Pada pasak ini momen puntir dapat dipindahkan lewat

gesekan ,hal ini karena antara pasak, naf, dan poros

dipres satu sama lain.Lihat gambar dibawah.

e. Pasak Tangensial

Pasak ini merupakan sambungan mati, di mana sambungan ini

i satu-satunya sambungan, di mana naf dan poros dalam arah

keliling d sehingga momen puntir dapat dipindahkan. Lihat

gambar di bawa

- 29 -

2. Sambungan Naf dengan Pena dan Bus Pengencang

Sambungan ini digunakan untuk beban rendah, di mana naf

dengan poros dengan pena tirus tegak lurus pada garis sumbu

po ditunjukkan pada gambar.

- 30 -

3. Kerut dan Pres

Kedua cara penyambungan mengandung hal yang sama, ya

penjepitan antara bagian yang dikehendaki disambung terjadi

lewat bentuk elastik bagian itu sendiri.

Pada penyambungan sistem ini, untuk menekan roda pada p

dilakukan dengan cara memanaskan (dikerutkan) atau dapat

juga me pada poros tanpa melalui pemanasan, atau dikatakan

roda dipres r.

Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan benar.

1. Jelaskan fungsi dari poros!

2. DaJam merencanakan sebuah poros, mengapa kita perJu

memperhatikan kekuatan dari poros tersebut?

3. Sebutkan hal-hal yang harus kita perhatikan jika kita mau merencanak

sebuah poros!

4. Sebutkan dan jelaskan masing-masing macam-macam poros

5. Sebutkan macam-macam bantalan yang Anda ketahui!

6. Sebutkan beban utama pada poros!

7. Sebutkan dan jelaskan macam-macam pasak!

8. Jelaskan kegunaan dari pasak benam rata!

9. Jelaskan kegunaan sambungan naf dengan pena!

LATIHAN SOAL

KOPLING GESEK DAN REM

A. Kopling

Kopling berfungsi sebagai sambungan dua buah poros atau sebagai

sambungan poros dengan elemen mesin yang dengan terus menerus atau

kadang-kadang harus ikut berputar dengan poros tersebut.

Elemen mesin tersebut antara lain puli-sabuk, puli-rantai, roda gigi, serta

tromol.

Macam-macam kopling, yaitu sebagai berikut.

1. Kopling tetap, berfungsi sebagai penerus putaran dan daya dari poros

penggerak ke poros yang digerakkan secara pasti (tanpa terjadi slip).

Macam-macam kopling tetap, yaitu sebagai berikut.

a. Kopling tetap kaku, digunakan jika kedua poros harus dihubungkan

dengan sumbu segaris.

Jenis-jenis kopling tetap kaku, antara lain:

— kopling bos,

— kopling flens,

— kopling jepit.

b. Kopling fleksibel, digunakan jika kita tidak yakin bahwa poros-

porosnya

sesumbu atau kemungkinan sumbunya bergeser akibat getaran.

Jenis-jenis kopling fleksibel, antara lain:

— kopling Oldham,

— kopling gardan,

— kopling gardan dengan poros antara,

— kopling ekspansi,

— kopling elastis.

c. Kopling universal, antara lain:

— kopling universal hook,

— kopling universal kecepatan tetap.

2. Kopling lepas, digunakan untuk menghidupkan dan mematikan

putaran spindle utama mesin atau bagian lain yang berputar tanpa

menghidupkan atau mematikan putaran dari sumber putarannya.

Macam-macam kopling lepas:

a. kopling bergerigi,

b. kopling gesek.

Dalam bab ini kita akan lebih memfokuskan untuk membicarakan

tentang kopling gesek.

B. Kopling Gesek .

Fungsi Kopling Gesek

Pada poros yang diam hanya boleh digerakkan oleh poros yang berputar

secara berangsur-angsur. Hubungan dengan tiba-tiba dapat

menyebabkan patahnya poros penggerak atau kopling atau juga

patahnya mesin penggerak, sebab untuk mempercepat poros yang

digerakkan bersama dengan bagian yang dipasang pada poros ini dengan

tiba-tiba dari kecepatan sudut nol menjadi kecepatan sudut poros

penggerak diperlukan kopel yang sangat besar. Untuk itulah biasanya

kopling yang digunakan adalah kopling gesek.

Salah satu kopling gesek sederhana dapat Anda lihat pada gambar di

bawah.

Jenis dan Prinsip Kerja Kopling Gesek

Kopling gesek dapat dibedakan sebagai berikut.

a. Kopling gesek radial

Kopling gesek radial mempunyai bidang gesek berbentuk tromol atau

slinder dengan berbentuk cincin atau sepatu Cincin ditekan pada

tromol arah radial melalui tuas ulir oleh gaya dorong. Gaya dorong

pada kopling mi hanya bekerja pada waktu diperlukan.

b. Kopling gesek aksial

Kopling ini mempunyai bidang gesek berbentuk piringan. Kopling ini

bisa terdiri dari satu piringan atau lebih.

Bila jumlah piringan dari kopling ini lebih dari satu, maka disebut

kopling lepas piring majemuk, di mana satu set piringan dipegang

oleb bagian yang memutarkan dan satu set lagi dipegang oleh bagian

yang diputarkan.

c. Kopling gesek kerucut

Kopling ini mempunyai konstruksi yang sederhana dan digunakan

pada mesin-mesin yang memiliki tenaga kecil. Bidang geseknya

berupa dua buah kerucut terpacung yang dapat merapat tepat satu

dengan yang lain.

Pengetahuan Dasar Teknik Mesin Tingkat 1 SMK

Tahapan-tahapan pokok gerakan kopling gesek sebagai berikut.

1.Menghubungkan: bidang-bldang gesek kopling

didorong dan ditekan satu

dengan yang lain, poros yang digerakkan

berputar dari kecepatan nol,

sehingga memiliki kecepatan yang sama dengan

poros yang menggerakkan.

2. Telah dihubungkan: kedua bidang gesek

telah menjadi satu, kopling

berfungsi, poros yang digerakkan dan yang

menggerakkan berputar dengan

kecepatan yang sama.

3. Melepaskan: bidang-bidang gesek dipisahkan

satu dengan yang lain, poros

yang digerakkan memperlambat kecepatan

berputarnya, lalu berhenti.

4. Telah dilepaskan: kedua bidang gesek telah

meregang, poros yang digerakkan

sudah tak bergerak, kopling gesek sudah tak

berfungsi lagi. Poros yang

menggerakkan dapat langsung berputar atau

juga berhenti.

C. Rem

1. Fungsi

Fungsi utama rem adalah menghentikan putaran poros, mengatur putaran

poros, dan mencegah putaran yang tidak dikehendaki. Efek pengereman

secara mekanis diperoleh dengan gesekan, dan secara listrik dengan

sabuk magnet, arus pusar, fasa yang dibalik, arus searah yang dibalik

atau penukaran kutub, dan Iain-lain.

Rem gesekan dapat dibagi menjadi:

a. rem blok, c. rem cakra,

b. rem drum, d. rem pita.

2. Prinsip Kerja

a. Rem Blok

Rem blok dibagi dua macam, yaitu sebagai berikut. 1)

Rem blok tunggal

Rem blok yang paling sederhana terdiri dari satu blok rem

yang ditekan terhadap drum rem, seperti pada gambar di

bawah. Biasanya pada blok rem tersebut pada permukaan

geseknya dipasang lapisan rem atau bahan gesek yang

dapat diganti bila telah aus.

(a)

(b)

(c)

Suatu hal yang kurang menguntungkan pada rem blok tunggal adalah gaya

tekan yang bekerja dalam satu arah saja pada drum, sehingga pada poros

timbul momen lentur serta gaya tambahan pada bantalan yang tidak

dikehendaki. Demikian pula untuk pelayanan manual jika diperlukan gaya

pengereman yang besar, tuas perlu dibuat sangat panjang sehingga kurang

ringkas. Karena alasan-alasan inilah maka rem blok tunggal tidak banyak

dipakai pada mesin-mesin yang memerlukan momen pengereman yang

besar.

Drum rem biasanya dibuat dari besi cor atau baja cor. Blok rem merupakan

bagian yang penting. Dahulu biasanya dipakai besi cor, baja liat, perunggu,

kuningan, tenunan asbes, pasta asbes, serat, kulit, dan Iain-lain untuk bahan

gesek, tetapi akhir-akhir ini banyak dikembangkan bahan gesek dari damar,

serbuk logam, dan keramik. Bahan yang menggunakan tenunan atau tenunan

istimewa terdiri dari tenunan asbes sebagai kerangka, dengan plastik cair atau

minyak kering yang diserapkan sebagai perekat dan dikeraskan dengan

cetak panas atau perlakuan panas.

Damar cetak dan setengah logam umumnya hanya berbeda dalam hal kadar

serbuk logamnya. Keduanya dibuat dengan mencampurkan serat pendek

dari asbes, plastik serbuk, dan bahan tambahan berbentuk serbuk,

kemudian dibentuk. Cara ini mempunyai keuntungan karena susunannya

dapat diubah sesuai keperluan. Bahan gesek logam, logam-keramik, dan

keramik tidak mengandung asbes sama sekali. Cara membuatnya adalah

dengan mengepres dan membentuk satu macam atau lebih serbuk logam atau

serbuk keramik, dan mengepres lalu membentuk satu macam atau lebih

serbuk logam atau serbuk keramik, kemudian mengeraskannya pada

temperatur di bawah titik cair bahan yang bersangkutan

Bahan rem harus mempunyai persyaratan berikut.

— Keamanan. — Dapat mengerem dengan halus.

— Ketahanan. __ Tidak melukai permukaan drum.

— Keausan kecil. — Koefisien gesek yang tinggi.

— Kuat. — Dapat menyerap getaran.

2) Rem blok ganda

Kekurangan yang ada pada rem blok tunggal dapat diatasi jika dipakai

dua blok rem yang menekan drum dari dua arah yang berlawanan, baik

dari sebelah dalam atau dari sebelah luar drum.

Lapisan

Blok rem

Engsel Drum

rem

(a) Rem luar (b) Rem dalam

Pegas penarik

Rem semacam ini disebut rem blok ganda. Rem dengan blok yang

menekan dari luar dipergunakan untuk mesin-mesin industri dan kereta

rel yang pada umumnya digerakkan secara numatik, sedangkan yang

menekan dari dalam dipakai pada kendaraan jalan raya yang digerakkan

secara hidrolik.

b. Rem Drum

Rem untuk otomobil umumnya berbentuk rem drum (macam ekspansi)

dan rem cakra (disk). Rem drum mempunyai ciri lapisan rem yang

terlindung, dapat menghasilkan gaya rem yang besar untuk ukuran rem

yang kecil, dan umur lapisan rem cukup panjang. Suatii kelemahan rem

ini adalah pemancaran panasnya buruk. Blok rem dan rem ini disebut

sepatu rem karena bentuknya mirip sepatu. Gaya rem tergantung pada

letak engsel sepatu rem dan silinder hidrolik serta arah putaran roda.

Rem macam ini yang biasanya banyak dipakai dapat dilihat pada gambar

di bawah ini, yaitu yang memakai sepatu depan dan belakang. Pada rem

macam ini, meskipun roda berputar dalam arah yang berlawanan, gaya

rem tetap besar. Rem memakai dua sepatu depan, di mana gaya rem

dalam satu arah putaran jauh lebih besar dari pada dalam arah yang

berlawanan.

Sepatu elakang

Sepatu depan

Jangkar

(a) (b) (c)

Dalam hal sepatu rem, seperti pada gambar di bawah ini, disebut

sepatu berengsel, dan sepatu yang menggelinding pada suatu

permukaan disebut sepatu mengambang.

c. Rem Cakra

Rem cakra terdiri atas sebuah cakra dari baja yang dijepit oleh

lapisan rem dari kedua sisinya pada waktu pengiriman. Rem ini

mempunyai sifat-sifat yang baik, seperti mudah dikendalikan,

pengereman yang stabil, dan radiasi panas yang baik, sehingga

sangat banyak dipakai untuk roda depan. Adapun kelemahannya

adalah umur lapisan yang pendek serta ukuran silinder rem yang

besar pada roda. Jika lambang-lambang seperti yang

diperlihatkan pada gambar di bawah dipakai, maka momen rem

T{ (kg.mm) adalah

Cakra r Lapisan

Cakra

d. Rem Pita

Rem pita pada dasarnya terdiri dari sebuah pita baja yang di sebelah

dalamnya dilapisi dengan bahan gesek, drum rem, dan tuas, seperti yang

diperlihatkan pada gambar di bawah ini. Gaya rem akan timbul bila pita

diikatkan pada drum dengan gaya tarik pada kedua ujung pita tersebut. Jika

gaya tarik pada kedua ujung pita adalah Fx dan F2 (kg), maka besarnya gaya

gesek adalah sama dengan {Fl — F2). Adapun macam-macam rem pita dapat

dilihat pada gambar di bawah ini.

Lapisan

LATIHAN SOAL

1. Apa yang dimaksud dengan fungsi kopling?

2.Sebutkan dan jelaskan macam-macam kopling!

3.Apa fungsi kopling gesek?

4.Sebutkan dan jelaskan prinsip kerja kopling gesek!

5. Jealaskan tahapan-tahapan gerakan kerja kopling gesek!

6.Jelaskan apa yang dimaksud dengan rem serta sebutkan

fungsi-fungsinya!

7.Jelaskan bahan-bahan untuk rem blok!

8.Bahan-bahan rem harus dipilih yang tepat, apa saja

persyaratan yang harus

dipenuhi?

9.Sebutkan dan gambar macam-macam rem pita!

10. Sebutkan kelebihan dan kekurangan pada masing-masing

jenis rem berikut.

a. Rem blok. c. Rem pita.

b. Rem cakra. d. Rem drum.

FHB = A