SOAL !
·
Diketahui
daya yang ditransmisikan adalah 9 kW dengan 1500 rpm.
Tentukan :
1. Diameter poros yang diperlukan
dan
bahannya
2. Ukuran pasak yang diperlukan dan
bahannya
Jika dalam
penggunaannya nanti :
1. Terjadi tumbukan sedang
2. Terdapat beban lentur
Nilai fc =
1.2
1. Daya
rencana
Pd =
fc x P
= 1.2 x 9 kW
= 10.8 kW
2. Momen
puntir rencana
T =
9.74 x 105 x Pd/n
= 9.74 x 105 x 10.8
kW/1500 rpm
= 7012.8 kgmm
3. Memilih
bahan poros (lihat tabel 1.1 halaman 3)
S35C à σB = 52 kg/mm2
Karena :
* Kelelahan tarik = 45% x σB
* Kelelahan puntir = 40% x Kelelahan tarik
Maka à
Kelelahan puntir = 18% x
σB
= 18% x 52 kg/mm2
= 9.36 kg/mm2
4. Faktor
Keamanan
* Sf1 = ... à Bahan SF = 5.6 dan Bahan SC = 6.0
* Sf2 = ... à 1.3 – 3.0
Yang direncanakan à Sf1 = 6.0 dan Sf2 = 2.0
5. Tegangan
Geser yang Diizinkan
τa = σB/(Sf1 x Sf2)
= 52 kg/mm2/(6.0 x 2.0)
= 4.33 kg/mm2
6. Faktor
koreksi
* Kt 1.0
= Halus, *
Cb 1.2 – 2.3 = Ada
1.0
– 1.5 = Sedang 1.0 =
Tidak ada
1.5
– 3.0 = Berat
Yang direncanakan à Kt = 1.2 dan Cb = 2.0
7. Diameter
poros
ds =
(5.1/ τa x Kt x Cb x T)1/3
= (5.1/4.33 kg/mm2 x 1,2
x 2.0 x 7012.8 kgmm) 1/3
= 27.064 mm ≈ 28 mm (lihat tabel
1.7)
8. ds = 28
mm à D = 30 mm (Untuk menyangga
bantalan)
r =
(D – ds)/2
=
(30 – 28) mm/2
= 1 mm
dengan ds 28 mm à pasak (b x h) = 8 x 7 (lihat tabel 1.8)
α = Faktor
konsentrasi akibat alur pasak
β = Faktor
konsentrasi akibat poros bertangga
α = r/ds = 0.25/28
= 0.00893 ≈ 3.1 (lihat diagram 1.1)
β = * r/ds = 1/28 =
0.035 * D/ds = 30/28 = 1.071
nilai 0.035 dan 1.071 ≈ 1.38 ( lihat
diagram 1.2)
9. Tegangan
Geser yang Terjadi
τ = 5.1 x T/ds3
= 5.1 x 7012.8 kgmm/(28 mm)3
= 1.63 kg/mm
10.
Perbandingan à τa > τ
(τa x Sf2)/α : Cb x Kt x τ
(4.33 kg/mm2 x 2.0)/3.1 : 2.0 x 1.2 x 1.63
2.79 < 3.912 à Tidak baik
Kembali ke
perhitungan nomor 8 :
8. Anggaplah
ds = 31.5 mm à D = 35 mm (Untuk menyangga
bantalan)
r =
(D – ds)/2
=
(31.5 – 35) mm/2
= 1.75 mm
dengan ds 31.5 mm à pasak (b x h) = 10 x 8 (lihat tabel 1.8
halaman 10)
α = Faktor
konsentrasi akibat alur pasak
β = Faktor konsentrasi
akibat poros bertangga
α = r/ds = 0.4/31.5
= 0.0126 ≈ 2.9 (lihat diagram 1.1 halaman 9)
β = * r/ds =
1.75/31.5 = 0.055 * D/ds = 35/31.5
= 1.11
nilai 0.055 dan 1.11 ≈ 1.57 ( lihat diagram
1.2 halaman 11)
9. Tegangan
Geser yang Terjadi
τ = 5.1 x T/ds3
= 5.1 x 7012.8 kgmm/(31.5 mm)3
= 1.14 kg/mm
10.
Perbandingan à τa > τ
(τa x Sf2)/α : Cb x Kt x τ
(4.33 kg/mm2 x 2.0)/2.9 : 2.0 x 1.2 x 1.14
2.986 > 2.736 à Baik
11. Jadi
diameter poros = 31.5 dengan bahan S35C dan pasak 10 x 8
12. Gaya
Tangensial
F =
(2 x T)/ds
= (2 x 7012.8 kg/mm2)/31.5
mm
= 445.26 kg
13.
Penampang pasak 10 x 8
* Kedalaman alur pasak pada poros t1
= 4.5
* Kedalaman alur pasak pada poros t2
= 3.5
14. Memilih
bahan pasak (lihat tabel 1.1 halaman 3)
S30C à σB = 48 kg/mm2
15. Faktor
Keamanan
* Sfk1 = ... à Umumnya 6.0
* Sfk2 = ... à 1 – 1.5 = Diberi beban secara perlahan – lahan
1.5 – 3 = Diberi
tumbukan ringan
2 – 5 = Tumbukan berar
secara tiba – tiba
Yang direncanakan à Sfk1 = 6.0 dan Sfk2 = 2.0
16.
Tegangan Geser yang Diizinkan
τk = σB/(Sfk1 x Sfk2)
= 48 kg/mm2/(6.0 x 2.0)
= 4 kg/mm2
17. Tekanan
Permukaan yang Diizinkan à mutlak
Pa = 8 kg/mm2
18.
Perbandingan à F/(b x L1) ≤ τk
445.26 kg/(10 x L1) ≤ 4 kg/mm
à L1 ≥ 11.1315 mm
19.
Perbandingan à F/(L2 x t1
atau t2) ≤ Pa
445.26 kg/(L2 x 3.5) ≤ 8 kg/mm2
à L2 ≥ 15.9021 mm
20. L
dipilih yang terbesar à 15.9021 mm ≈ 15.9 mm
21. Lk
diperbesar sendiri à 25 mm
22.
Pembuktian
b/ds = 10/31.5 mm = 0.317 à 0.25 < 0.317 < 0.35 (Baik)
Lk/ds = 25/31.5 mm = 0.952 à 0.75 < 0.793 < 1.5 (Baik)
23. Jadi
ukuran pasak 10 x 8 (standard), panjang pasak yang aktif 25 mm dan
bahan pasak S30C.
Tabel 1.1
|
Standar dan Macam
|
Lambang
|
Perlakuan Panas
|
Kekuatan Tarik (kg/mm2)
|
Keterangan
|
|
Baja karbon konstruksi mesin (JIS
G 4501)
|
S30C
S35C
S40C
S45C
S50C
S55C
|
Penormalan
--
--
--
--
--
|
48
52
55
58
62
66
|
|
|
Batang baja yang difinis dingin
|
S35C-D
S45C-D
S55C-D
|
--
--
--
|
53
60
72
|
Ditarik dingin, digerinda,
dibubut, atau gabungan antara hal – hal tersebut
|
Tabel 1.7
|
4
4.5
5
*5.6
6
*6.3
7
*7.1
8
9
|
10
11
*11.2
12
*12.5
14
(15)
16
(17)
18
19
20
22
|
*22.4
24
25
28
30
*31.5
32
35
*35.5
38
|
40
42
45
48
50
55
56
60
63
65
70
71
75
80
85
90
95
|
100
(105)
110
*112
120
125
130
140
150
160
170
180
190
200
220
|
*224
240
250
260
280
300
*315
320
340
*355
360
380
|
400
420
440
450
460
480
500
530
560
600
630
|
Tabel 1.8
|
Ukuran nominal pasak (bxh)
|
Ukuran standar b, b1, dan b2
|
Ukuran standar h
|
C
|
L*
|
Ukuran standar t1
|
Ukuran standar t2
|
r1 dan r2
|
Referensi
|
|||
|
Pasak prismatis pasak luncur
|
Pasak tirus
|
Pasak prismatis
|
Pasak luncur
|
Pasak tirus
|
Diameter poros yang dapat di pakai
(d)
|
||||||
|
2 x 2
|
2
|
2
|
0.16 – 0.25
|
6-20
|
1.2
|
1.0
|
0.5
|
0.08 – 0.16
|
Lebih dari 6-8
|
||
|
3 x 3
|
3
|
3
|
6-36
|
1.8
|
1.4
|
0.9
|
Lebih dari 8-10
|
||||
|
4 x 4
|
4
|
4
|
8-45
|
2.5
|
1.8
|
1.2
|
Lebih dari 10-12
|
||||
|
5 x 5
|
5
|
5
|
0.25 – 0.40
|
10-56
|
3.0
|
2.3
|
1.7
|
0.16 – 0.25
|
Lebih dari 12-17
|
||
|
6 x 6
|
6
|
6
|
14-70
|
3.5
|
2.8
|
2.2
|
Lebih dari 17-22
|
||||
|
(7 x 7)
|
7
|
7
|
7.2
|
16-80
|
4.0
|
3.0
|
3.5
|
3.0
|
Lebih dari 20-25
|
||
|
8 x 7
|
8
|
7
|
18-90
|
4.0
|
3.3
|
2.4
|
Lebih dari 22-30
|
||||
|
10 x 8
|
10
|
8
|
0.40 – 0.60
|
22-110
|
5.0
|
3.3
|
2.4
|
0.25 – 0.40
|
Lebih dari 30-38
|
||
|
12 x 8
|
12
|
8
|
28-140
|
5.0
|
3.3
|
2.4
|
Lebih dari 38-44
|
||||
|
14 x 9
|
14
|
9
|
36-160
|
5.5
|
3.8
|
2.9
|
Lebih dari 44-50
|
||||
|
(15 x 10)
|
15
|
10
|
10.2
|
40-180
|
5.0
|
5.0
|
5.5
|
5.0
|
Lebih dari 50-55
|
||
|
16 x 10
|
16
|
10
|
45-180
|
6.0
|
4.3
|
3.4
|
Lebih dari 50-58
|
||||
|
18 x 11
|
18
|
11
|
50-200
|
7.0
|
4.4
|
3.4
|
Lebih dari 58-65
|
||||
|
20 x 12
|
20
|
12
|
0.60 – 0.80
|
56-220
|
7.5
|
4.9
|
3.9
|
0.40 – 0.60
|
Lebih dari 65-75
|
||
|
22 x 14
|
22
|
14
|
63-250
|
9.0
|
5.4
|
4.4
|
Lebih dari 75-85
|
||||
|
(24 x 16)
|
24
|
16
|
16.2
|
70-280
|
8.0
|
8.0
|
8.5
|
8.0
|
Lebih dari 80-90
|
||
|
25 x 14
|
25
|
14
|
70-280
|
9.0
|
5.4
|
4.4
|
Lebih dari 85-95
|
||||
|
28 x 16
|
28
|
16
|
80-320
|
10.0
|
6.4
|
5.4
|
Lebih dari 95-110
|
||||
|
32 x 18
|
32
|
18
|
90-360
|
11.0
|
7.4
|
6.4
|
Lebih dari 110-130
|
||||
0 komentar:
Post a Comment