Transcript PEM pertemuan 2

Mata Kuliah lanjut :
Prasyarat :
1.
Pengetahuan Bahan Teknik
2.
Statika dan dinamika
3.
Kekuatan Bahan
4.
Penerapan Komputer
5.
Matematika



Mempelajari proses perencanaan elemen mesin
dengan menggunakan salah satu Standar
perencanaan yang ada (JIS)
Menentukan dimensi dan jenis bahan yang
digunakan dari elemen mesin yang
direncanakan
Mengintegrasikan proses perencanaan dalam
bentuk software aplikasi







Poros dan Pasak
Kopling Tetap
Kopling tidak Tetap dan REM
Bantalan
Sabuk dan Rantai
Roda Gigi
Ulir dan Pegas

Komponen Penilaian
Tugas-Tugas kecil
 Kuiz
 UTS
 UAS
 Tugas Besar (grup)


(10%)
(10%)
(30%)
(30%)
(20%)
Jadwal pengumpulan tugas besar, 2 minggu
sebelum UAS


Poros merupakan bag yg sangat penting dari mesin
Fungsi Poros :



Meneruskan Tenaga ke poros yang lan
Meneruskan Putaran keporos yang lain
Macam_macam Poros : ada 3



Poros Transmisi : poros yang menerima beban lentur, puntir
atau kedua-duanya. Daya diruskan melalui : kopling, roda
gigi, puli sabukatau sproket rantai
Poros Spindel : Beban utamanya adalah puntiran. Contohnya
adalah poros yang ada pada mesin bubut. Syarat bahan yang
digunakan harus mempunyai deformasi yang kecil
Gandar : adalah poros yang murni menerima beban lentur,
contohnya adalah poros yang digunakan pada gerobak barang.
Gandar ada yang berputar atau yang benar-benar diam

Bentuk poros ada 3 macam : poros lurus, poros
engkol, poros luwes (agar terdapat kebebasan
bagi perubahan arah)
Hal-hal penting dalam Perencanaan Poros
A.
a)
b)
c)
d)
e)
Kekuatan Poros
Kekakuan poros
Putaran kritis
Korosi
Bahan Poros

Kekuatan Poros




Kekakuan Poros


Beban Poros adalahpuntir, lentur atau kombinasi, beban
tarikatau tekan (spt pada as baling-baling)
Pengaruh konsentrasi : poros bertangga, alur pasak
Poros harus direncanakan untuk menerima beban-beban
external tsb
Bahan poros walaupun kuat tetapi bila defleksi lentur atau
puntir tinggi menyebabkan ketidak telitian. Maka kekakuan
poros harus diperhatikan dalam perancangan
Putaran Kritis

Jika putaran mesin dinaikan sampai nilai tertentu maka akan
terjadi getaran yang luar biasa besarnya. Putaran tsb disebut
putaran kritis. Didalam design putaran operasional mesin
harus dibawah putaran kritis

Korosi


Bahan tahan korosi harus dipilih untuk bahan poros
atau melakukan perlindungan terhadap bahan poros
yang digunakan, mis dg coating
Bahan Poros

Bahan S-C (Steel Construction) ; baja yang
ddioksidasikan dg ferrosilikon dan di cor : kadar
karbon terjamin

Baja Karbon untuk Konstruksi Mesin dan Baja
Batang yang difinis dingin untuk poros
Standar dan
macam
Lambang Perlakuan Panas
Baja Karbon
Konstruksi
Mesin
(JIS G 4501)
S30C
S35C
S40C
S45C
S50C
S55C
Batang Baja
yang difinis
Dingin
S35C-D
S45C-D
S55C-D
Penormalan
Idem
Idem
Idem
Idem
idem
Kekuatan
Tarik
(kg/mm2)
Keterangan
48
52
55
58
62
66
53
60
72
Ditarik
dingin,
digerinda,
dibubut atau
gabungan
hal-hal tsb


Poros-Poros yang digunakan untuk putaran
tinggi dan beban berat umumnya dibuat dari
baja paduan spt : baja khrom nikel, baja khrom
nikel molibden dll
Baja paduan umumnya sangat mahal, maka
tidak selalu dianjurkan untuk penggunaan
logam jenis-jenis ini. Penggantinya
menggunakan baja SF dimana kekuatannya
dijamin
Baja Paduan Untuk Poros
Standar dan Macam
Lambang
Perlakuan Panas
Kekuatan Tarik
(kg/mm2)
Baja Khrom Nikel
(JIS G 4102)
SNC 2
SNC 3
SNC 21
SNC 22
Pengerasan kulit
Pengerasan Kulit
85
95
80
100
Baja Khrom Nikel
Molibden
(JIS G 4103)
SNCM 1
SNCM 2
SNCM 7
SNCM 8
SNCM 22
SNCM 23
SNCM25
Pengeran kulit
Pengerasan Kulit
Pengerasan Kulit
85
95
100
105
90
100
120
Baja Khrom
(JIS G 4104)
SCr 3
SCr 4
SCr 5
SCr 21
SCr 22
Pengerasan kulit
Pengerasan Kulit
90
95
100
80
85
Baja Khrom Molibden
(JIS G 4105)
SCM 2
SCM 3
SCM 4
SCM 5
SCM21
SCM22
SCM 23
Pengerasan Kulit
Pengerasan Kulit
Pengerasan Kulit
85
95
100
105
85
95
100
Kelas
Kelas 1
Kelas 2
Kelas 3
Kelas 4
Lambang
Pemakaian Perlakuan
Utama
Panas
A
SFA 55A
B
SFA 55B
Poros
Pengikut
A
SFA 60A
B
SFA 60B
A
SFA 65A
B
SFA 65B
A
SFAQA
B
SFAQB
Gandar
yang
digerakan
dan poros
pengikut
Penormala
n atau
celup
dingin
Batas
Kekuatan
Mulur
Tarik
(kg/mm2) (kg/mm2)
28
55
30
60
Celup
dingin dan
pelunakan
35
65
Celup
dingin dan
pelunakan
pd bag
tertentu
30
60

Umumnya baja diklasifikasikan berdasarkan
Kandungan Karbonnya
Golongan
Baja Lunak
Baja Liat
Baja Agak Keras
Baja Keras
Baja Sangat Keras
Kadar C (%)
- 0.15
- 0.2 – 0.3
- 0.3 – 0.5
- 0.5 – 0.8
- 0.8 – 1.2
Nama
Standar Jepang
(JIS)
Standar Amerika (AISI), Engrish(BS ) dan Jerman DIN
Baja karbon konstruksi mesin
S25C
S30C
S40C
S45C
S50C
S55C
AISI 1025, BS060A25
AISI 1030, BS060A30
AISI 1035, BS060A35, DIN C35
AISI 1045, BS060A45, DIN C45,CK45
AISI 1050, BS060A50, DIN St50.11
AISI 1055, BS060A55
Baja Tempa
SF 40,45,50,55
ASTM A105-73
Baja Nikel Khrom
SNC
SNC22
BS 653M31
BS En36
Baja Nikel Khrom molibden
SNCM 1
SNCM 2
SNCM 7
SNCM 8
SNCM22
SNCM23
SNCM25
AISI 4337
BS830M31
AISI 8645,BS En100D
AISI 4340, BS817M40, 816M40
AISI 4315
AISI 4320, BS En325
BS En39B
Baja Khrom
Scr 3
SCr 4
SCr 5
SCr21
SCr22
AISI 5135, BS530A36
AISI 5140,BS 530A40
AISI 5145
AISI 5115
AISI 5120
Baja khrom molibden
SCM 2
SCM3
SCM4
SCM5
AISI 4130, DIN 34CrMo4
AISI 4135, BS708A37
AISI 4140, BS708M40, DIN42CrMo4
AISI 4145, DIN50CrMo4
Mulai
1. Daya yang ditransmisikan
P(kW), putaran poros (rpm)
2. Faktor koreksi
3. Daya Rencana Pd (kW)
A
A
4. Momen Puntir Rencana T (kg.mm)
Bahan Poros, perlakuan
panas, kekuatan tarik σB
(kg/mm2),apakah poros
bertangga atau beralur
pasak, faktor keamanan
sf1, sf2
Tegangan geser yang diijinjan τa (kg/mm2)
F
B
F
B
7. Faktor koreksi untuk
momen puntir KT, Faktor
lenturan Cb
8. Diameter poros ds (mm)
9. Jari-jari filet dari poros
bertangga r (mm) Ukuran
pasak dan alur pasak
Menggunakan Tabel
D
C
C
D
10. Faktor konsentrasi tegangan pada
poros bertangga β , pada pasak α
Melihat Gambar
<
12. ατ𝑎.𝑠𝑓2
∶
𝑎𝑡𝑎𝑢 β
𝐶𝑏 𝐾𝑇 τ
≥
E
E
13. Diameter poros ds (mm),
Bahan poros, Perlakuan
panas, jari-jari filet dari
poros bertangga, ukuran
pasak dan alur pasak
STOP
END
Tabel. Faktor koreksi daya yang ditransmisikan fc
Daya yang ditransmisikan
fc
Daya rata-rata yang diperlukan
Daya maksimum yang diperlukan
Daya Normal
1.2 – 2.0
0.8 – 1.2
1.0 – 1.5
𝑃𝑑 = 𝑓𝑐 𝑃 (𝑘𝑊)
𝑇
2𝜋𝑛1
60
𝑃𝑑 = 1000
102
𝑇 = 9.74 𝑥
105
𝑃𝑑
𝑛1
Daya Rencana
Torsi Rencana (kg.mm)

Torsi rencana bila dibebankan pada poros
dengan diameter ds, maka tegangan geser
yang terjadi adalah τ (kg/mm2)
𝜏 =

𝑇
𝜋. 𝑑𝑠 3
=
16
5.1 𝑇
𝑑𝑠 3
Tegangan geser yang diijinkan τa dihitung atas
dasar batas kelelahan puntir yang besarnya
diambil 40% dari batas kelelahan tarik yg
besarnya kira-kira 45% dari kekuatan tarik σB
(kg/mm2), jadi besarnya adalah 18% dari
kekuatan tarik σB, sesuai dg standar ASME.


Untuk nilai 18 %, maka faktor keamananya
diambil 1/0.18 = 5.6, nilai digunakan untuk
bahan SF dan 6 untuk bahan SC. Faktor
keamanan ini diberi notasi sf1.
Untuk memberikan faktor keamanan pada
poros bertangga atau beralur pasak akibat
konsentrasi tegangan maka ditambahkan
faktor keamanan kedua sf2. Besarnya sf2
menurut JIS adalah 1.3 s/d 3.0 dan besarnya τa
dapat dihitung :
𝜏𝑎
𝜎𝐵
=
𝑠𝑓1 × 𝑠𝑓2


Faktor koreksi untuk momen puntir (Kt) perlu
dipertimbangkan dan besarnya adalah 1 s/d 3
tergantung kondisi beban external
Faktor koreksi untuk momen lentur juga
dipertimbangkan dan besarnya diambil antara
1.0 s/d 2.3 tergantung ada/tidaknya lenturan
yang terjadi pada sistem, dan diameter poros
yang direncanakan dihitung dengan
persamaan sbb :
𝑑𝑠 =
5.1
× 𝐾𝑡 × 𝐶𝑏 × 𝑇
𝜏𝑎
0.33
ukuran
nom.
pasak
Ukuran
stdr b,
b1 dan
b2
Ukuran Stdr h
2x2
2
3x3
3
3
4x4
4
5x5
6x6
P.pris
matis,
pasak
luncur
C
l
Pasak
tirus
2
Ukura
n
standa
r t1
6.20
1.2
6-36
1.8
4
8-45
2.5
5
5
10-56
3.0
6
6
14-70
3.5
7x7
7
8x7
8
10 x 8
7
18-90
4.0
10
8
22-110
12 x 8
12
8
14 x 9
14
9
16 x 10
16
18 x 11
18
10
10.2
0.400.60
Pasak
prisma
tis
Pasak
luncur
1.0
1.4
2.3
Diameter poros
yang dapat
dipakai
0.5
Lebih dari 6 - 8
0.08-0.16
3.0
3.5
Lebih dari 8-10
1.2
Lebih dari 10 -12
1.7
Lebih dari 12 - 17
2.2
2.6
Referensi
Pasak
tirus
0.9
1.8
r1 dan r2
0.16-0.25
4.0
15
7.2
0.250.40
16-80
15 - 10
7
0.160.25
Ukuran standar t2
Lebih dari 17 - 22
3.0
Lebih dari 20 - 25
3.3
2.4
Lebih dari 22 -30
5.0
3.3
2.4
Lebih dari 30-38
28x140
5.0
3.3
2.4
Lebih dari 38 - 44
36x160
5.5
3.8
2.9
Lbih dari 44 - 50
0.25-0.40
40 - 180
5.0
10
45 - 180
6.0
11
50 - 200
7.0
5.0
5.5
5.0
Lebih dari 50 - 55
4.3
3.4
Lebih dari 50 -58
4.4
3.4
Lebih dari 58 - 65
Ukuran diameter bahan yang ada di pasaran (mm)
Penentuan Faktor konsentrasi tegangan akibat alur pasak (α)
Penentuan faktor konsentrasi tegangan akibat poros bertangga (β)


Tentukan diameter sebuah poros bulat untuk
meneruskan daya 10 (kW) pada rpm 1450 (rpm).
Disamping beban puntir, diperkirakan pula akan
dikenakannya beban lentur. Poros bekerja pada
beban maksimal. Sebuah alur pasak perlu dibuat,
dan dalam sehari akan bekerja selama 8 jam
dengan tumbukan ringan. Bahan diambil baja
batang difinis dingin S30C-D
Solusi



P = 10 kW, n1 = 1450 rpm
Fc = 1
Pd = 1.0 x 10 = 10 kW

T =9.74 × 105
10
1450
= 6717 𝑘𝑔. 𝑚𝑚

S30C-D, 𝜎𝑏 = 58 𝑘𝑔/𝑚𝑚2, sf1 = 6.0 dan sf2 = 2.0 (standar JIS)

𝜏𝑎 =
= 4.83 𝑘𝑔/𝑚𝑚2 (tegangan geser yang diijinkan
6.0 ×2.0
dari bahan yang digunakan)
Cb = 2.0 Kt = 1.5 (dilihat pada Tabel)










58
5.1
4.83
0.33
𝑑𝑠 =
× 2.0 × 1.5 × 6717
= 27.7 𝑚𝑚
Diameter poros ds = 28 mm (lihat ukuran poros yang ada)
Dianggap diameter bagian yang menjadi tempat bantalan
adalah = 30 mm
Jari-jari filet =(30 -28)/2 = 1.0 mm
Alurpasak 8 x 4 x filet 0.4 ( besar dari JIS)
Konsentrasi tegangan pada poros bertangga adalah :
0.4/28 = 0.034, 30/28 = 1.07, β = 1.37 ( β dilihat digambar)
Konsentrasi tegangan pada poros dengan alur pasak adalah
0.4/28 = 0.014, α = 2.8 makaα>β (α dilihat digambar)

Dari persamaan untuk tegangan geser aktual
6717
𝑘𝑔
𝜏 = 5.1 ×
= 1.56
(tegangan geser akibat beban
28 3
𝑚𝑚2
external)
 4.83 x 2.0/2.8 = 3.45 (kg/mm2) (kekuatan internal bahan)
 1.56 x 2.0 x 1.5 = 4.86 (Beban external akibat puntiran)









𝑠𝑓2
𝜏𝑎 × 𝛼 <𝜏 × 𝐶𝑏 × 𝐾𝑡 (Proses pengujian kekuatan poros)
Berarti diameter poros belum memenuhi syarat JIS harus diulang
perhitungannya dengan menaikan diameter ds menjadi = 31.5
mm, dan mengambil diameter untuk tempat bantalan = 35 mm.
Jari-jari filet (35 -31.5)/2 = 1.75 mm
Alur pasak 10 x 4.5 x 0.6 (0.6 besardari JIS)
Konsentrasi tegangan dari poros bertangga adalah
1.75/31.5 = 0.056, 35/31.5 = 1.11, β = 1.30
Konsentrasi tegangan dari poros dengan alur pasak adalah :
0.6/31.5 = 0.019, α = 2.7 α>β









τ = 5.1 x 6717/(31.5)3 = 1.10 (kg/mm2)
4.83 x 2.0/2.7 = 3.58 kg/mm2.
1.10 x 2 x 1.5 = 3.3 kg/mm2.
Maka τa xsf2/α > τ x Cb x Kt artinya baik
Ds = 31.5 mm: s30C-D
Diameter poros : ds1 = 31.5 dan ds2 35
Jari-jari filet : 1.75 mm
Pasak : 10 x 8
Alur pasak : 10 x 4.5 x 0.6


Contoh dari poros yang menerima beban murni
berupa lenturan adalah Gandar. Beban yang
diterima oleh satu gandar adalah setengah dari
beban total dikurangi berat gandar dan roda. M1
adalah momen lentur pada dudukan roda dapat
dihitung. Bahan mempunyai tegangan lentur
yang diijinkan σa (kg/mm2), Momen tahanan
lentur dari poros dengan diameter ds (mm) adalah
Z = (π/32) ds3 (mm3)
Ada hubungan antara momen lentur (M1), momen
tahanan lentur (Z) dan tegangan lentur yang
diijinkan σa



Dimana σa ≥
10.2
𝜎𝑎
𝑀1
𝑍
=
1/3
𝑀1
𝜋
32
𝑑3
=
10.2 𝑀1
𝑑𝑠 3
𝑑𝑠 =
𝑀1
rumus yang digunakan untuk
menghitung diameter poros akibat beban lentur.
Dalam perhitungan diameter gandar pengaruh
gerak dinamis harus diperhitungkan baik yang
sifatnya mendatar atau yang tegak dan besarnya
beban dinamis ini harus ditambahkn pada beban
statis. Gandar yang digerakan oleh suatu
penggerak mula juga mendapat beban puntir yang
mana akan melibatkan faktor m, yang dapat
dijelaskan dalam tabel sbb:
Faktor Tegangan Pada Gandar

𝑀1 = 𝑗 − 𝑔 𝑊 4 (Momen karena beban statis
pada as roda)
𝑀2 = 𝛼𝑣 𝑀1 (αv dilihat di tabel)
𝑃 = 𝛼𝐿 𝑊

𝑄0 = 𝑃




ℎ
𝑗
𝑅0 = 𝑃 ℎ + 𝑟 /𝑔
𝑀3 = Pr + 𝑄0 𝑎 + 𝑙 − 𝑅0 𝑎 + 𝑙 − 𝑗 − 𝑔 /2
Alur Perencanaan Poros dengan Beban
Lentur Murni







αh : Beban tambahan krn get horisontal/beban
statis
M1 : Momen pada tumpuan roda krn beban statis
(kg.mm)
M2 : Momen pada tumpuan roda karena gaya
vertikal tambahan (kg.mm)
M3 : Momen lentur pada naf tumpuan roda
sebelah dalam karena beban horisontal (kg mm)
P : beban horisontal (kg)
Q0 : Beban pada bantalan karena beban horisontal
(kg)
R0 : Beban pada telapak roda karena beban
horisontal (kg)







W : Beban statis pada satu gandar (kg)
g : Jarak telapak roda (mm)
j : Jarak bantalan radial (mm)
h : Tinggi titik berat (mm)
v : Kecepatan kerja maksimum (km/jam)
r : Jari-jari telapak roda (mm)
αv : Beban tambahan krn get vertikal/beban
statis
Tabel untuk faktor akibat getaran baik horisontal
atau vertikal


𝑑𝑠 ≥
10.2
𝜎𝑤𝑏
𝑚 𝑀1 + 𝑀2 + 𝑀3
Setelah ds dihitung, maka tegangan lentur
aktual σb (kg/mm2) yang terjadi pada
dudukan roda dapat dihitung, selanjutnya bila
𝜎𝑤𝑏
≥ 1maka :
𝜎𝑏

1/3
𝜎𝑏 =
10.2 𝑚 𝑀1 + 𝑀2 + 𝑀3
𝑑𝑠 3




Sebuah kereta tambang beratnya 2.6 ton memakai 2
gandar dengan 4 roda. Gandar tersebut tetap, dan
beratnya sendiri adalah 950 kg. Lebar rel 610 mm dan
jarak tumpuan pd gandar dengan penampang persegi
adalah 420 mm. Berapakah diameter gandar yang
harus diambil pada bantalan kerucutyang dipasang
pada jarak 285 mm dari tengah gandar.
Solusi : Beban pada gandar adalah (950 + 2600)/2 =
1775 kg
Panjang lengan momen pada bantalan rol kerucut
adalah :(610/2) – 285 = 20 mm. Besarnya momen
lentur :
M = (1775/2) x 20 = 17750 kg.mm



Jika bahan yang dipakai S45C, maka σB = 58
kg/mm2. Jika faktor keamanan untuk beban
statis diambil 6 dan faktor perkalian untuk
beban dinamis diambil 4, sehingga seluruhnya
menjadi 6 x 4 = 24, maka σa = 58/24 = 2.4
kg/mm2
Dari persamaan yang ada
𝑑𝑠 =
10.2
2.4
𝑥 17750
1/3
= 42.3 𝑚𝑚 = 45 𝑚𝑚

Gandar dari sebuah kendaran rel seperti
ditunjukan pada gambar, mendapat beban
statis sebesar 12000 kg. Tentukan diameter
gandar pada dudukan roda. Kecepatan
maksimum danggap sebesar 100 km/jam, dan
bahan gandar diambil JIS E4502 kelas 3.










W = 12000 kg, g = 1120 mm, j = 1930 mm
h = 970 mm, V = 100 km/jam, r = 430 mm
1930 −1120
4
𝑀1 =
× 12000 = 2.43 × 106 𝑘𝑔. 𝑚𝑚
αv = 0.3 dan αh = 0.4
M2 = 0.3 x 2.43 x 106 = 0.729 x 106 kg.mm
a = 345 mm dan l = 128 mm
P = 0.3 x 12000 = 3600 kg
Q0 = 3600 x 970 /1930 = 1809 kg
R0 = 3600 x (970 + 430)/1120 = 4500 kg
M3 = 3600 x 430 + 1810 x (345 + 128) -4500x(345 + 128 –
(810/2)0 = 2.188 x 106 kg.mm


Poros pengikut kelas 3, σwb = 11 kg/mm2
Untuk poros pengikut m = 1
10.2 𝑥 1 𝑥 2.43+0.972+2.188 𝑥
11

𝑑𝑠 ≥

Dibulatkan ds = 175 mm
1
106 3
10.2 𝑋 1 𝑥 2.43+0.972+2.188 𝑥 106
1753

𝜎𝑏 =

n = 11/10.64 = 1.03 baik
= 173 𝑚𝑚
= 10.64 𝑘𝑔/𝑚𝑚2



Pada umumnya poros menerukan daya dan
putaran melalui sabuk, roda gigi dan rantai,
sehingga poros menerima beban puntir dan
lentur sekaligus.
Tegangan geser yang terjadi : τ = T/Zp dan
tegangan normal σ = M/Z
Tegangan geser maksimum dapat dihitng
dengan persamaan :

𝜏𝑚𝑎𝑥 =
𝜎 2 + 4 𝜏2
2



Untuk poros bulat dan pejal maka :

𝜎 =

𝜏 =
32 𝑀
𝜋 𝑑𝑠 3
16 𝑇
𝜋 𝑑𝑠 3
Sehingga τmax =
5.1
𝑑𝑠 3
𝑀2 + 𝑇 2
Ada faktor koreksi untuk Momen lentur yaitu
Km dimana nilainya (1.5 s/d 3) sedangkan
faktor koreksi untuk Torsi yaitu Kt dimana
nilainya (1 s/d 3)

5.1
𝑑𝑠 3
Maka : τmax =
5.1
𝐾𝑚 𝑀
𝐾𝑚 𝑀
2
+
2
2
1/3
𝑑𝑠 =

Perhitungan Defleksi karena Puntiran
𝑇𝑙
𝐺 𝑑𝑠 4
𝐾𝑡 𝑇
𝐾𝑡 𝑇

𝜏𝑎
+
2

𝜃 = 584

Perhitungan defleksi karena lendutan :


𝑦 = 3.23 𝑥
𝑁𝑐 = 52700
dimana G = 8.3 x 103 kg/mm2
𝐹 𝑙1 2 𝑙2 2
−4
10
𝑑𝑠 4 𝑙
𝑑𝑠 2
𝑙1 𝑙2
𝑙
𝑊
Perencanaan Poros dengan Beban Lentur dan
Puntir

Sebuah poros ditumpu oleh 2 buah bantalan pada
jarak 1 m. Dua buah puli sabuk V dipasang pada
jarak 300 mm dan 200 mm dari masing-masing
bantalan, dimana gaya mendatar dan gaya tegak
pada sabuk V adalah seperti yang diperlihatkan
dalam Gambar 1.6. Hitunglah diameter poros
yang diperlukan untuk menerukan daya sebesar
18 kW pada 300 rpm. Bahan poros diambil S40C.
Jika defleksi puntiran dibatasi sampai 1 derajat,
berapa besar diameter poros yang dipandang
cukup?. Jika berat puli sabuk 1 adalah 25 kg, puli
sabuk 2 adalah 20 kg dg masa jenis = 7860 kg/m3.
Berapa kecepatan kritis poros? Apakah poros
dalam contoh ini cukup aman







P = 18 kW, n1 = 300 rpm
fc = 1.4
Pd = 1.4 x 18 = 25.2 kW
T = 9.74 x 105 x 25.2/300 = 81820 kg.mm
Beban seperti yang diperlihatkan pada gambar
H1 = 215 kg
V1 = 403 kg
H2 = 270 kg
V2 = 35 kg
215 𝑥 700 + 270 𝑥 200
 RH1 =
1000

= 205 kg
RH2 = (215 + 270) – 205 = 280 kg








Rv1 =
403 ×700+35 ×200
1000
= 289 kg
Rv2 = (403 + 35) -289 = 149 kg
Menggambarkan diagram momen lentur
Dari diagram momen lentur, harga-harga
momen lentur horisontal dan vertikal pada
posisi puli 1 dan puli 2 adalah :
MH1 = 205 × 300 = 61500 kg.mm
MH2 = 280 × 200 = 56000 kg.mm
MH3 = 289 × 300 = 86700 kg.mm
MH4 = 149 × 200 = 29800 kg.mm

Momen Lentur Gabungan

MR1 =
615002 + 867002

MR2 =
560002 +







= 1 06300 kg.mm
298002
= 63400 kg.mm
Bahan Poros s30C, σB = 55 kg/mm2
Poros harus diberi tangga sedikit pada tempat puli, puli
ditetapkan dengan pasak.
Sf1 = 6.0, sf2 = 2.0
τba = 55/(6.0 x 2.0) = 4.58 kg/mm2
Km = 2.0, Kt = 1.5
Menghitung Diameter Poros.
ds =
mm
5.1
4.58
2.0 × 106300
2
+
1.5 × 81820
2
1
3
= 64.9 = 65







Konsentrasi tegangan alur pasak adalah lebih besar
dari pada di tangga poros, dari tabel yang ada, alur
pasak adalah :
18 x 6 x 1.0 (1.0 jari2 filet)
1.0/65 = 0.015 dari gambar α = 2.85
16
𝜋 × 6523
τ=
2.0 × 106300 2 + 1.5 × 81820 2 = 4.55
kg/mm
Jika τa x sf2 dibandingkan dengan τ x α, 4.58 x 2 < 4.55 x
2.85, maka diameter dinaikan menjadi 75 mm dan
didapatkan alur pasak 20 x 7 x 1.0, 1/75 = 0.013, α =
2.86
16
τ=
× 244967 = 2.96 kg/mm2
𝜋 × 753
4.58 x 2 > 2.96 x 2.86 ( desain baik)






Perhitungan Defleksi Puntiran
G = 8.3 x 103 (kg/mm2)
81820 ×1000
𝜃 = 584
= 0.18𝑜
3
4
8.3 × 10 × 75
o
0.18 < 0.25o
Bantalan yang digunakan pada kedua ujung poros dianggap tipis.
Gaya resultan dari komponen horisontal yang bersangkutan : 485
270
kg, pada titik pusat gaya : 300 +
× 500 = 584 𝑚𝑚, 1000 −
485
584 = 416 𝑚𝑚. Gaya resultan dari komponen vertikal adalah 438
kg. Karena gaya ini lebih kecil dari komponen horisontal maka
diabaikan.
Perhitungan defleksi lentur dari persamaan yang ada :
−4
485 × 5842 × 4162
754 × 1000

y = 3.23 x 10 ×
= 0.29 mm
y/l = 0.29/1 = 0.29 mm/m
0.29 < (10.3 – 0.35)
Berat benda yang berputar : W1 = 25 kg, W2 = 20 kg

Berat poros : Ws = (π/4) x 7.52 × 100 ×



7.86
1000
= 34.7 𝑘𝑔





Setengah dari berat tersebut dianggap bekerja
ditengah poros sebagai beban terpusat
Kecepatan kritis dari masing benda yang
berputar adalah :
Nc1 = 52700
752
300 ×700
1000
25
= 8930 rpm
Nc2 = 52700
752
800 ×200
1000
20
= 13000 rpm
Nc3 = 52700
752
500 ×500
1000
17.35
= 9000 rpm




Dari persamaan untuk menghitung putaran
kritis total :
1
𝑁𝑐0 2
=
1
8930 2 + 13000 2 + 9000 2
𝑁𝑐0 = 5707 𝑟𝑝𝑚
300/5707 << 0.6 – 0.7 baik