BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB II LANDASAN TEORI.1 etode Perancangan etode erancangan adalah roses berikir sistematis untuk menyelesaikan suatu masalah, sehingga mendaatkan hasil enyelesaian yang maksimal untuk mencaai sesuatu yang diharakan. etode erancangan daat juga dikatakan sebagai roses engambilan keutusan..1.1 Tahaan Perancangan Tahaan erancangan konstruksi adalah langkah-langkah yang sistematis untuk menghasilkan sebuah rancangan yang maksimal. Dalam buku metode erancangan dijelaskan bahwa tahaan erancangan berdasarkan VDI (Persatuan Insinyur Jerman) adalah sebagai berikut : 5

2 VDI etoda enyelesaiaan yang digunakan Analisa Konsultasi emesan Analisa roduk Pengumulan data emerjelas ekerjaan Daftar tuntutan embuat Konse Pembagian fungsi Alternatif fungsi bagian Variasi konse Penilaian variasi konse Konse emecahan erancang Draft Rancangan Otimalisasi Rancangan Gambar Susunan Penyelesaian Daftar Bagian Gambar Bagian Gambar.1 Alur Tahaan VDI 6

3 A. Analisa Analisa meruakan suatu aktivitas endahuluan dalam menentukan langkah langkah kerja. Adaun inti dari kegiatan analisa tersebut adalah mengidentifikasi masalah. Aktivitas endahuluan ini harus dilakukan dengan baik dan sistematis sehingga langkah kerja yang dijalankan menjadi terstruktur dan rai. B. Pembuatan Konse Konse yang dibuat berdasarkan rencana yang telah ditetakan. Ada beberaa tindakan yang harus dilakukan dalam embuatan konse, yaitu : 1. emerjelas ekerjaan Untuk memudahkan emahaman atas objek yang akan dirancang, erancang harus menjelaskan masalah atau tugas yang akan dilakukan sehingga diketahui dengan jelas aa yang akan dikerjakan.. Daftar tuntutan Perancang menguraikan data data teknis yang harus ada. Data data tersebut biasanya didaat dari ermintaan emesan / asar atau ketetaan yang ditentukan emesan. Daftar tuntutan ini harus memenuhi fungsi, dimensi dan oerasional dari rancangan tersebut. Semakin rinci data data tersebut, maka semakin jelas batasan suatu rancangan untuk memenuhi keinginan emesan atau keinginan asar. 3. Pembagian fungsi Rancangan yang dibuat erlu dikelomokkan berdasarkan fungsi, dimensi atau bentuk sesuai dengan daftar tuntutan yang ada. Dari engelomokkan tersebut, dijelaskan ula bagian bagian yang memunyai fungsi fungsi tertentu. 7

4 Tujuan embagian fungsi adalah membantu memahami tia bagian rancangan lebih mendalam dan menyeluruh, tana mengabaikan fungsi fungsi yang sifatnya hanya sebagai endukung. 4. Alternatif fungsi bagian Alternatif atau ilihan terhada fungsi bagian dibuat dari embagian fungsi sebagai bentuk lain dari fungsi yang telah ada. Tujuan dari embuatan alternatif fungsi bagian ini adalah membantu mencari jalan keluar untuk memeroleh hasil yang lebih baik. 5. Variasi konse Variasi konse meruakan enggabungan beberaa alternatif yang dibuat sehingga membentuk beberaa fungsi bagian. Dengan adanya variasi konse, maka erancangan memeroleh gambaran global tentang bentuk desain yang dibuat. 6. Penilaian terhada variasi konse Variasi konse yang ada harus dinilai berdasarkan asek asek yang dirasa erlu. Penilaian tersebut dititikberatkan ada fungsi, kemudahan ermesinan, kemudahan erakitan, biaya embuatan dan kemudahan erawatan serta asek ergonomisnya. 7. Konse emecahan Setelah melakukan enilaian terhada variasi konse maka hasil enilaian yang memiliki kelebihan dari yang lainnya dijadikan sebagai konse emecahan. 8

5 C. erancang erancang meruakan taha ketiga dari metode erancangan sistematis. Setelah konse emecahan selesai, maka bagian bagian dari emecahan konse tersebut dijadikan dasar dalam merancang. Konstruksi yang dihasilkan dari tahaan merancang meruakan ilihan otimal setelah melalui tahaan emeriksaan secara teknis-ekonomis. Rancangan yang dihasilkan daat berua gambar ra-desain. D. Penyelesaian Setelah rancangan selesai, maka taha enyelesaian akhir yang harus dilakukan adalah sebagai berikut : 1. Gambar susunan;. Gambar bagian / detail; 3. Daftar bagian. Definisi esin Khusus atau Secial esin esin khusus atau secial machine adalah mesin yang memunyai fungsi yang sudah ditentukan berdasarkan tujuan yang telah ditetakan. Sehingga mesin ini hanya daat dioerasikan untuk fungsinya tersebut dan tidak daat digunakan untuk jenis ekerjaan mauun roses yang lainnya. Akibatnya konstruksi mauun bentuk mesin mengikuti benda atau roses yang akan dikerjakannya. Sebagai contohnya adalah mesin rough maker diameter internal ia PP Ø 600 ini.3 esin Rough aker Diameter Internal Pia PP Ø600 esin rough maker diameter internal PP adalah alat untuk mengasarkan ermukaan bagian dalam ia PP. Tujuan dilakukan engasaran adalah karena ia PP 9

6 tersebut akan di assy dengan Coolymer Adhesive, sehingga ermukaan dalam ia PP tersebut harus kasar ikatan assy tersebut tidak mudah terleas. Cara kerja mesin ini adalah dengan dimasukkan kedalam ia PP dan terdaat suatu bagian mesin yang memutar yang diujungnya terdaat engasar yang kemudian mengasarkan dan sambil mesin itu bergerak linier di dalam ia PP seanjang 1 m.4 Kekuatan Bahan.4.1 Tegangan Bengkok Tegangan bengkok diakibatkan momen bengkok yang bekerja ada suatu enamang. omen bengkok yang terjadi dihasilkan oleh gaya tangensial dikali jarak yang tegak lurus dengan enamang dan garis kerja gaya tersebut. Besar tegangan bengkok daat dihitung dengan rumus sebagai berikut : σ b = W b b b = F L.. (.1 ).. (. ) σ b = Tegangan bengkok [ N/mm ] b = omen bengkok [ Nmm] W b = omen tahanan bengkok [ mm 3 3 d W b = 3 untuk enamang bulat.. (.3 ) Gambar. Pembebanan bengkok 10

7 .4. Tegangan Puntir W... (.4) τ = Tegangan untir [ N/mm ] = omen untir [ Nmm ] W = omen tahanan olar [ mm 3 ] 3 d W = 16 untuk enamang... (.5).4.3 Tegangan Gabungan Dalam satu enamang daat terjadi lebih dari satu tegangan, maka terjadi tegangan gabungan. ( gab) 3... (.6) σ = Tegangan untir [ N/mm ] σ = omen untir [ Nmm ] τ = omen tahanan untir [ mm 3 ] Selain terjadi tegangan gabungan juga terjadi momen gabungan. ( gab) b 0.75 ( 0 )... (.7) gab = omen gabungan [ N/mm ] b = omen untir [ Nmm ] = omen tahanan olar [ mm 3 ] A. Tegangan Izin ada Pembebanan Statis izin Re Sf Rm izin Sf B atau... (.8) Sf Faktor keamanan samai mulur = 1,.. Sf Faktor keamanan samai atah = 1,5..,5 B B. Tegangan Izin ada Pembebanan Dinamis izin :..(.9) τ D = Tegangan kekal, tergantung dari macam embebanan ( lihat table ) b1 = Faktor keadaan ermukaan b = Faktor kebesaran 11

8 = Faktor enurunan tegangan S f = Faktor keamanan.4.4 Tegangan Geser g =..(.10) g = Faktor keadaan ermukaan Ft = Faktor kebesaran A = Faktor enurunan tegangan.5 Elemen Transmisi.5.1 Poros Elemen oros meruakan elemen utama ada sistim transmisi utar yang daat berfungsi sebagai embawa, endukung utaran dan beban serta engatur gerak utar menjadi gerak lurus. Antara elemen oros dengan elemen sistim transmisi memunyai hubungan assembling secara langsung, dimana elemen-elemen sistim transmisi selalu duduk atau bertemu ada elemen oros. A. Poros Transmisi Poros macam ini mendaat beban unter murni tau unter dan lentur. Daya ditransmisikan keada oros ini melalui koling, roda gigi, uli, sabuk atau srocket, rantai,dll..6 Langkah-langkah enentuan dimensi oros.6.1 Ratio n1 i1 n D D t t1 Z Z 1... (.11) Untuk transmisi RG 1 tingkat : i max 8 tingkat : i max 45 3 tingkat : i max 00 Penentuan i1 (untuk transmisi atau 3 tingkat ) i = ratio n = jumlah utaran [ Rm ] D t = diamater tusuk [ mm ] Z = jumlah gigi 1

9 i 3 1 0, 8 itot... (.1).6. omen Puntir P n... (.13) = momen untir [ N/mm ] P = daya [ kw ] n = utaran [ Rm ].6.3 Diameter Poros D C (.14) D = diameter oros [ mm ] = momen untir [ N/mm ] C 1 = Konstanta.7 Langkah - langkah Pengontrolan Dimensi Poros.7.1 omen Puntir P n..(.15) = momen untir [ N/mm ] n = utaran [ Rm ] 1. Gaya tumuan 0 F 0... (.16) b a F 0 F 0... (.17) b. Kontrol kekuatan σ b = W b b..(.19) σ b = Tegangan Bengkok [N/mm ] b = omen Bengkok [ N.mm] izin Re Sf..(.18) σ = W..(.0) W b = omen Tahanan Bengkok [ mm 3 ] σ = omen Puntir [N/mm ] = omen Puntir [N.mm] W = omen Tahanan [mm 3 ] gab ( b) 3.( 0. ) bizin..(.1) 13

10 .8 Bantalan gelinding (bearing) Bearing meruakan suatu elemen mesin yang berfungsi mengurangi gesekan terjadi diantara bagian mesin yang berutar dengan yang diam. Bantalan dirancang untuk memerkecil keausan, daat diganti, dan mencegah kerusakan ada bagian mesin yang biasanya biayanya relatif mahal..9 Pasak Pasak termasuk elemen mesin enghubung oros dengan lubang yang sifatnya semi ermanen. Bentuk dasarnya berua balok dari logam yang dibuat khusus menurut kebutuhan. Fungsi Pasak : Sebagai enyalur utaran dari oros ke lubang atau sebaliknya Pengaman hubungan oros dengan elemen transmisi utar Sebagai dudukan engarah ada konstruksi gerakan. Salah satu jenis asak berdasarkan letak asak adalah asak memanjang. Pasak jenis ini diasangkan ke dalam alur memanjang dengan osisi sejajar terhada sumbu oros yang menghubungkan ke alur memanjang lainya ada lubang. Gambar.3 asak memanjang 14

11 .9.1 Perhitungan Beban ada Pasak Pasak ada umumnya menerima beban untuk menerima tegangan geser untuk enamangnya. Tegangan geser yang terjadi diergunakan untuk menentukan anjang asak yang sesuai dan Gambar.4 Gaya yang terjadi ada asak mamu menahan beban. Bahan asak ada umumnya St. 50 dan St. 60, atau disesuaikan dengan ermintaan konstruksi. Tekanan Permukaan F A royeksi Dimana : = Tekanan Permukaan (.) A F = Luas Proyeksi = Gaya F. D t (.3) A royeksi t( l b) (.4) 15

12 .10 Koling Koling adalah suatu elemen mesin yang berfungsi sebagai enerus utaran dan daya dari oros enggerak ke oros yang digerakkan secara asti ( tana terjadi sli ), dimana sumbu oros tersebut terletak ada satu garis lurus atau sedikit berbeda sumbunya.11 Gaya gesek Gaya gesek adalah gaya yang berarah berlawanan gerak benda atau arah kecenderungan benda akan bergerak. Gaya gesek muncul aabila dua buah benda bersentuhan. Gaya gesek akan semakin berat jika ermukaan benda saling bergesekan semakin kasar, semakin berat dan juga luas benda tersebut. Benda benda yang dimaksud di sini tidak harus berbentuk adat, melainkan daat ula berebtuk cair, atauun gas...(.5) = koefisien gesek N = gaya normal benda yang ditinjau dari gaya geseknya [ N ] f = gaya gesek [ N ].11.1 Gaya Gesek Statis Gaya gesek statis adalah gesekan antara dua benda adat yang tidak bergerak relatif satu sama lainnya. Seerti contoh, gesekan statis daat mencegah benda meluncur ke bawah ada bidang miring. Koefisien gesek statis umumnya dinotasikan dengan μs, dan ada umumnya lebih besar dari koefisien gesek kinetis. Gaya gesek statis dihasilkan dari sebuah gaya yang dialikasikan teat sebelum benda tersebut bergerak.. Ketika tidak ada gerakan yang terjadi, gaya gesek daat memiliki 16

13 nilai dari nol hingga gaya gesek maksimum. Setia gaya yang lebih kecil dari gaya gesek maksimum yang berusaha untuk menggerakkan salah satu benda akan dilawan oleh gaya gesekan yang setara dengan besar gaya tersebut namun berlawanan arah. Setia gaya yang lebih besar dari gaya gesek maksimum akan menyebabkan gerakan terjadi. Setelah gerakan terjadi, gaya gesekan statis tidak lagi daat digunakan untuk menggambarkan kinetika benda, sehingga digunakan gaya gesek kinetis.11. Gaya Gesek Kinetis Gaya gesek kinetis ( atau dinamis ) terjadi ketika dua benda bergerak relative satu sama lainnya dan saling bergesekan. Koefisien gesek kinetis umumnya dinotasikan dengan μk dan umumnya selalu lebih kecil dari gaya gesek statis untuk material yang sama..1 Perencanaan Sabuk V dan Perhitungan Sabuk V Tunggal Sabuk V dibedakan dari jenis sabuk lainya atas bentuk enamang traesiumnya yang seerti Huruf V. Sudut baji traesium berkisar 3-38 yang dimaksudkan untuk mendaatkan bidang gesek lebih banyak sehingga untuk tranmisi yang besar dierlukan gaya engencangan yang kecil. Hal ini manguntungkan lebih jauh terhada beban ada oros, ukuran bantalan dan efek ana yang ditimbulkan. Strukturnya terbagi atas laisan tarik terbuat dari serat olyester, inti dari karet alami dan mantel terbuat dari bahan sintetis rajutan. Untuk meningkatkan fleksibilitas terdaat sabuk dengan alur sehingga memungkinkan untuk diameter uli yang kecil. 17

14 .1.1 Perhitungan Sabuk V Tunggal a. Perhitungan daya rencana P = C B.P..(.6) b. Panjang sabuk rencana L wr. e'.( d 1 ) ( d 4. e' w1 dw w1 dw c. Sudut 1 1 ( dw dw 1) cos. e )^ sin..(.7) Keterangan : P =Daya rencana [kw] P= Daya nominal [kw] C b = Faktor Kerja 1 = sudut kontak uli kecil [rad] e = jarak antara oros [mm] L wr = anjang sabuk teoritis [mm] d w1 = diameter uli kecil [mm] d w = diameter uli besar [mm] d.panjang sabuk teliti L wr.. e.cos ( dw 1 dw).( dw dw 1) 180..(.8) e. Jarak engenduran dan engencangan Jarak enyetelan sabuk x L wr Jarak enegangan sabuk 0.03 L wr.13 Pegas k = F..(.9) Defleksi egas (selisih antara anjang egas terasang dengan anjang egas ada kondisi bekerja) [ mm ] k = Konstanta egas [N/mm] F = Beban / load [ N ].13.1 Kontrol Pegas Panjang awal egas anjang solid > 0% x Panjang egas ada kondisi kerja 18