8/18/2019 Tugas 3 Kelompok 10 (Perancangan Ulang Kopling Gesek)
1/15
TUGAS
ELEMEN MESIN II
PERANCANGAN ULANG KOPLING GESEK
OLEH
Muhammad Ridho : 1210912009
Nanda Agna saputra : 1310911028
Ahmad Afebri Saputra : 1310911071
Rahmad Faar : 13109120!2
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2016
8/18/2019 Tugas 3 Kelompok 10 (Perancangan Ulang Kopling Gesek)
2/15
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Bea!a"#
"a#am bidang permesinan da$a dan putaran memegang peranan $ang
sangat penting% dimana da$a dan putaran tersebut dari mesin ditransmisi&an &e
roda'roda( Me&anisme $ang menimbu#&an tenaga dari mesin &eroda'roda disebut
dengan pemindahan tenaga ) po*er train +( ,emindahan tenaga $ang umum
diguna&an ada#ah &op#ing ) -#ut-h +( .op#ing berfungsi untu& menghubung&an
dan memutus&an da$a dan putaran dari mesin &e transmisi(
Motor penggera& tida& dapat #angsung tenagan$a diguna&an% tetapi
diguna&an du#u untu& menimbu#&an seum#ah momen% &emudian baru#ah
tenagan$a diguna&an per#ahan'per#ahan sehingga &endaraan mu#ai bergera&
pe#an'pe#an( .arena itu diper#u&an &op#ing $ang #eta&n$a diantara mesin dan
transmisi(
1.2. T$%$a"
Sesuai dengan pemberian tugas o#eh dosen pembimbing% #aporan &op#ing
ini ada#ah peran-angan u#ang ) redesign+ &op#ing /nfiniti 0 $brid% ma&a tuuan
dari penu#isan #aporan ini ada#ah untu& meran-ang &emba#i u&uran'u&uran utama
dari bagian'bagaian &op#ing /nfiniti 0 $brid agar dipero#eh ran-angan $ang
safet$ berdasar&an perhitungan'perhitungan ) teoritis + $ang te#ah dipe#aari pada
mata &u#iah #emen Mesin / dan // sebagai mata &u#iah pendu&ung( "engan
penu#isan ini pu#a penu#is mampu meran-ang sebuah &op#ing sesuai dengan da$a
dan putaran $ang diingin&an(
8/18/2019 Tugas 3 Kelompok 10 (Perancangan Ulang Kopling Gesek)
3/15
1.&. Bata'a" Ma'aa(
Ruang #ing&up dari peren-anaan tu#isan ini ada#ah perhitungan dan
peren-anaan &op#ing pada mobi# enis /nfinit$ 0 $brid(
Spesifi&asi dari peran-angan ini dipero#eh dari brosur pada #ampiran 1
$a&ni:
"a$a )N+ : 30 hp
,utaran )n+ : 400 rpm
8/18/2019 Tugas 3 Kelompok 10 (Perancangan Ulang Kopling Gesek)
4/15
2. PERANCANGAN ULANG KOPLING GESEK
2.1. Data)Data S*e'+,+!a'+ Me'+"
"a$a Ma&simum N 5 30 hp pada putaran n 5 400 rpm
6orsi ma&simum M 5 34 Nm pada putaran n 5 1!70 rpm
2.2. Pe"e"t$a" T-r'+ Ma!'+$
,emi#ihan torsi ma&simum didasar&an pada harga pa#ing tinggi antara torsi
ma&simum $ang dipero#eh dari data spesifi&asi dengan harga torsi ma&simum
)stati&+ $ang dipero#eh me#a#ui hubungan da$a ma&simum dan putarann$a%dengan persamaann$a:
2
2
71420= H N
M n
((( )2(1+
dimana :
M 5 6orsi ma&simum )&gf(-m +
N 5 "a$a ma&simum )hp+
n 5 ,utaran )rpm +71420 5 .onstanta &o#erasi satuan
Se#anutn$a i&a data pada Subbab 2(1 diguna&an:
3071420
400 H M
= ÷
384% !4 H M = &gf(-m
"a#am ha# ini harga torsi ma&simum $ang dipero#eh dari data spesifi&asi tern$ata
#ebih besar dari pada harga torsi ma&simum )stati&+% ma&a untu& menaga
&eamanan pema&aian dipi#ih harga torsi $ang pa#ing tinggi $aitu% M 5 384%!4
)&gf(-m+(
8/18/2019 Tugas 3 Kelompok 10 (Perancangan Ulang Kopling Gesek)
5/15
2.&. Pe"e"t$a" T-r'+ Ge'e!
arga torsi didapat dari hubungan :
(= R H M C M ((( )2(2+
dimana :
MR 5 6orsi gese& )&gf(-m+
5 .onstanta
6abe# 2(1( Ni#ai mpiri& untu& &onstanta
arga dapat dipi#ih dari 6abe# 2(1 $ang mana harga ini ber&isar 2'3 untu&
&endaraan mobi#( "engan memi#ih 5 2% ma&a dipero#eh torsi gese& sebagai
beri&ut:
384%! 42% R
M = ×
94!1%1 R M = &gf(-m
ambar 2(1 memper#ihat&an &ura putaran &op#ing terhadap *a&tu pada poros
penggera& dan poros $ang digera&an &eti&a &op#ing be&era(
8/18/2019 Tugas 3 Kelompok 10 (Perancangan Ulang Kopling Gesek)
6/15
ambar 2(1 .ura putaran &op#ing s *a&tu Niemann% 1978;
Se#ama *a&tu tR % &e-epatan n1 turun menadi n% sedang&an n2 nai& menadi n2 5 n
)t//+(
> R H M M ((( )2(3+
= − B R H M M M ((( )2(3+
dimana M
8/18/2019 Tugas 3 Kelompok 10 (Perancangan Ulang Kopling Gesek)
7/15
94!1%1 400 0%
1910 R A
× ×=
14!0%09 R
A = &gf(-m
arga da$a gese& dapat ditentu&an dari hubungan &era gese& dengan fre&uensi
penggunaan &op#ing% $aitu um#ah pene&anan atau pe#epasan &op#ing persatuan
*a&tu% $aitu :
270000
×= R
R
A Z N ((( )2(+
dimana :
NR 5 "a$a gese& ) hp +
? 5 Fre&uensi pene&anan &op#ing da#am satu am
27 @10! 5 Fa&tor &ore#asi satuan
"engan mengasumsi&an pema&aian &op#ing rata'rata pada &ondisi a#an apapun
ada#ah 580 &a#i tiap am% dipero#eh:
14!0% 09 80
270000 R
N ×
=
!%84 R N = hp
2.. D+aeter Rata)Rata Peat Ge'e!
"iameter rata'rata pe#at gese& dapat ditentu&an dengan mengguna&an persamaan
untu& diameter rata'rata% $aitu:
0%!
1>2
71% = × × ×
R
T
N d
b K j n
d
((( )2(4+
dimana :
d 5 "iameter Rata'Rata ) -m +
5 Ratio antara #ebar pe#at terhadap diameter rata'rata
8/18/2019 Tugas 3 Kelompok 10 (Perancangan Ulang Kopling Gesek)
8/15
. 6 5 ,arameter &oefisien gese&
n 5 ,utaran )rpm+
arga . 6 dan b>d dapat di&etahui dari 6abe# 2(2 beri&ut:
6abe# 2(2( .ara&teristi& &op#ing gese&
arga'harga tersebut diambi# berdasar&an um#ah pe#at gese&( Sebagai -ontoh i&a
diasumsi&an um#ah pe#at gese& $ang dimi#i&i 5 2% ma&a a&an di&etahui dari
tabe# bah*a harga . 6 ber&isar antara 1 B 1%4 dan harga b>d ber&isar antara 0%1 B
0%3( "engan memi#ih harga . 6 5 1% dan harga b>d 5 0%2% ma&a a&an didapat
harga diameter rata'rata sebagai beri&ut:
8/18/2019 Tugas 3 Kelompok 10 (Perancangan Ulang Kopling Gesek)
9/15
8/18/2019 Tugas 3 Kelompok 10 (Perancangan Ulang Kopling Gesek)
10/15
Pe"#e3e!a" (ar#a K U4
2
2
= × × R
U
M
K b d j ((( )2(11+
2
2 94!1%1
4% 2 24% 08 2U K
×=
× ×52%17!
arga . C masih berada da#am rentang . C pada pada 6abe# 2(2% ma&a harga . C
dapat diterima(
2.6. L$a' B+/a"# Te!a"
6e&anan permu&aan teradi a&ibat adan$a ga$a te&an $ang mengenai satuan #uas
bidang te&an( a$a ini dipengaruhi o#eh &oefisien gese& sebesar 5 0%3 dan ini
ada#ah &oefisien gese& bahan permu&aan pe#at gese& $ang &ita pi#ih( Euas bidang
te&an sama dengan #uas permu&aan pe#at dan dapat dipero#eh dari hubungan :
π = × × × F b d j Y ((( )2(12+
dimana:
F 5 Euas bidang te&an )-m2+
5 Fa&tor &ore&si #uas permu&aan ni#ain$a diasumsi&an 0%8
"ari data diatas ma&a #uas bidang te&an dapat di-ari
4% 2 24% 08 2 0% 8 8!% 72 F π = × × × × = -m2
2.5. Te!a"a" Rata)Rata
6e&anan rata'rata di-ari dari hubungan torsi ma&smum% diameter rata'rata%
&oefesien gese&an dan #uas bidang te&an:
2(
( ( µ = R
M P
d F ((( )2(13+
dimana:
P 5 te&anan permu&aan rata'rata )&gf>-m2+
µ 5 &oefisien gese&
F 5 #uas bidang te&an )-m2+
8/18/2019 Tugas 3 Kelompok 10 (Perancangan Ulang Kopling Gesek)
11/15
Asumsi&an &oefisien gese& dari permu&aan gese& ada#ah 0%3 sehingga
2 94!1%1
2%!70%3 24%08 8!%72 P
×
= =× × &gf>-m2
2.. Te!a"a" Ma!'+$ Per$!aa"
6e&anan ma&simum permu&aan diguna&an untu& memi#ih p#at gese& $ang -o-o&
dan aman( ubungan antara te&anan ma&simum dan te&anan rata'rata ada#ah:
ma@ =i
d P P
d ((( )2(1!+
ma@
24%082% !7 3% 29
19%4 P
= = ÷
&gf>-m2
2.7. Pe"e"t$a" U$r Peat Ge'e!
Cmur p#at gese& ditentu&an dari hubungan o#ume &eausan spesifi& dan ga$a
gese&( Go#ume &eausan pat dihitung sebagaimana beri&ut:
= ×V V V F S ((( )2(1+
dimnaa :G 5 Go#ume &eausan )-m
3+
S5 teba# &eausan )-m+
"engan adan$a pa&u &e#ing ma&a teba# #apisan permu&aan gese& $ang aus diu&ur
dengan &eadaan pa&u &e#ing tersebut ada#ah 2 mm dan ini sama dengan teba#
&eausan ma&simum dari pe#at gese&% se#anutn$a
G 5 F @ &eadaan pa&u &e#ing @ )-m3+
G 5 8!%72 @ 0(2 @ 2 )-m3+
G 5 3!1%89 -m3
Cmur pe#at gese& a&hirn$a dapat ditentu&an dari persamaan:
(= v B
v R
V L
Q N ((( )2(14+
dimana :
8/18/2019 Tugas 3 Kelompok 10 (Perancangan Ulang Kopling Gesek)
12/15
E
8/18/2019 Tugas 3 Kelompok 10 (Perancangan Ulang Kopling Gesek)
13/15
Di&a diasumsi&an temperatur #ing&ungan ada#ah 32o% ma&a temperatur &era
&op#ing ada#ah :
= + ∆l t t t ((( )2(17+
dimana :
t 5 temperatur &era &op#ing
t# 5 temperatur #ing&ungan )asumsi&an t# 5 320 +
∆t 5 &enai&an temperatur
Sementara itu &enai&an temperatur dapat di&etahui dengan persamaan :
&
432(
(α ∆ = R
k
N
t F ((( )2(18+
dimana :
F& 5 #uas permu&aan bidang pendingin )m2+
& α 5&oefisien perpindahan panas )&&a#>mo am+
Euas permu&aan bidang pendingan dapat di&etahui dengan persamaan:
2 2) +( ( !
π π −= + k ik k k
d d F d b ((( )2(19+
dimana :
d& 5 diameter ter#uar atau diameter rumah &op#ing
b& 5 #ebar rumah &op#ing )asumsi b& 5 (74 -m+
.arena itu
d& 5 b H d H )-m+
d& 5 4%2 H 24%08 H -m
d& 5 37%40 -m
F& 5 1!90%27 -m2
F& 5 0%1!90 m2
.oefisien perpindahan panas dari rumah &op#ing dapat di&etahui dari hubungan
( )( )
2 2
237%40 19%4
)37%40+)%74+!
k F cm
π π
−
= +
8/18/2019 Tugas 3 Kelompok 10 (Perancangan Ulang Kopling Gesek)
14/15
3
!!( 4) +α = +k k v ((( )2(20+
dengan:
G& 5 &e-epatan tangensia# rumah &op#ing )m>s+ dimana ( (n40
π =
k k
d V
)0%374+)400+127%97
40k
V π = = m>s
Se#anutn$a:
3
!!% 4)127%97+ 232%79k α = + = &&a#>mo am
dengan data'data diatas dapat di-ari &enai&an temperatur sebagai beri&ut:
432 !%8488%
)0%1!90+)232%79+
t C ×
∆ = =
Sehingga temperatur &era &op#ing )asumsi&an temperatur #ing&ungan 32o+
ada#ah :
t 5 32o H 88%o
t 5 120%o
8/18/2019 Tugas 3 Kelompok 10 (Perancangan Ulang Kopling Gesek)
15/15
BAB &
KESIMPULAN
Sebagai &esimpu#an dan ring&asan dari e#emen'e#emen mesin $ang terdapat
pada &onstru&si &op#ing /nfinit$ 0 $brid $ang sesuai dengan perhitungan>
peran-angan pada bab'bab sebe#umn$a dan di#a&u&an pembu#atan pada data'data
$ang dipero#eh :
1. T-r'+ Ma!'+$
384% !4 H
M = &gf(-m
2. T-r'+ Ge'e!
94!1%1 R M = &gf(-m
&. Ker%a Ge'e! /a" Daa Ge'e!
14!0%09 R A = &gf(-m
!%84 R N = hp
. D+aeter Rata)Rata Peat Ge'e!
24%08d = -m. Har#a K t /a" K $
KT ) *+,*-
KU ) .+*-/
6. L$a' B+/a"# Te!a"
F 5 8!%72 -m2
5. Te!a"a" Rata)Rata
, rata'rata 5 2%!7 &gf>-m2
. Te!a"a" Ma!'+$ Per$!aa"
, ma@ 5 3%29 &gf>-m2
7. Pe"e"t$a" U$r Peat Ge'e!
10. Te*erat$r Ker%a Peat /a" !-*+"#
t 5 120%o
( )1!04%9 B L jam=