Perhitungan Pneumatik

Transkripsi

1 Perhitungan Pneumatik A. Penentuan Kondisi Kerja 1. Tekanan kerja P = 6kgf. Masa gerak silinder t s =0s, t d =0 s 3. Arah pemasangan Vertikal dengan sudut kemiringan = Koefisien friksi = 1 5. Frekuensi operasi N = 1cycle/menit 6. Berat Beban = 68,97 kgf 7. Panjang selang L=1 m 8. Panjang langkah silinder L = 15 mm B. Penentuan Ukuran Silinder 1. Penentuan beban silinder F = µª.w ; µª=1,w = 68,97 kg F = 68,97 kgf. Menentukan ukuran silinder F1 = 68,97 kgf = D = 3,83 cm = 38,3 mm

2 Katalog Festo -Merk : FESTO -Type : DSNU PPV-A -Designation : Round cylinder double acting -Diameter piston : 40 mm -Diameter batang piston : 0 mm -Panjang langkah : 15 mm (bisa disesuaikan)

3 Perhitungan Berat Beban Gaya reaksi pada Silinder pneumatik Gaya reaksi pada engsel Keterangan : W f, W r = gaya reaksi normal jalan pada roda depan dan belakang R rf, R rr = gaya hambatan rolling pada roda depan dan belakang F f, F r = gaya dorong pada roda penggerak depan dan belakang W = gaya berat total h = tinggi posisi titik pusat massa L = jarak titik pusat roda depan dan belakang L 1 = jarak titik pusat massa ke pusat roda depan L = jarak titik pusat massa ke pusat roda belakang A H SMH = (FPsin780)(0,450m) - (W)(0,59m) = 0

4 t 15? = 0?~ 0 = Kecepatan Maksimum Silinder (kecepatan rata-rata) L = 15 mm L t x 0,8 = 6,5 mm/detik (kecepatan maksimum) t = 0 detik 15?¾ 0 = = 7,8 mm/detik 0 x 0,8 Kalkulasi Energi Kinetik W E =. v g 6 68,97 E =.7,8.10 x 9,8 E =, kgf 6 = Kapasitas Udara Dalam Silinder dan Unit FRL 1. Unit FRL D v0 ( P + 1,033) x60 Q = π 4 4x1,033 x10 π(50 mm ) 7,8mm / s(5 + 4x1,033 x10 6 1,033) x60 = 5,43 liter/min. Konsumsi udara yang harus dipenuhi silinder q q 1 q 1 πd D L ( P + 1,033) x N = 6 4x1,033 x10 (50mm).15mm(5 + 1,033) x.1cycle / min = π 6 4x1,033 x10 q 1 = 4,89 liter/menit 3. Konsumsi udara yang harus dipenuhi pada pipa q D L( P + 1,033) xn = π 6 4x1,033 x10 (10mm) 100mm(5 + 1,033) x.1cycle / min = π 6 4x1,033 x10 q =,1 liter/menit maka q = q 1 + q = 4,87 +,1 = 7,08 liter/min

5 Perhitungan Daya Penggerak Kursi Roda Lintasan miring Dimana : N = Gaya normal ( N ) F r = Gaya gesek ( N ) F a = Gaya hambat aerodinamika ( N ) F t = Gaya dorong ( N ) W = Gaya berat ( N ) u = Sudut kemiringan ( o ) Parameter yang ditentukan : -Massa kursi roda 147 kg ( massa kursi roda dan pemakai ) -Percepatan gravitasi, g = 9.81 m s -Sudut kemiringan, u = 30 o -Koefisien rolling resistance, c rr = 0,014 -Jari jari kursi roda, R = 0 cm -Percepatan, a x = 0, m s m -Kecepatan rata rata, V av = 1 s T R T

6 Perhitungan berat kursi roda W = m x g = 147 x 9,81 = 144,07 N Perhitungan gaya gaya reaksi Arah sumbu y W y = Wcos u = 144,07 x cos 30 0 = 148,86 N Arah sumbu x Wx = Wsin u = 144,07 x sin 30 0 = 71,03 N Gaya gesek Fr= c rr.n = 0,014 x 148,86 N = 17,48 N Kesetimbangan gaya gaya SF x = F t F r F a - W x = 0, dengan mengabaikan gaya hambat ( F a = 0 ) maka; F t min = F r + W x = 17, ,03 = 738,51 N Sehingga SF x = m x a x = F t F r W x F t = 9, ,51 = 767,91 N Jadi gaya dorong yang dibutuhkan adalah 767,91 N Perhitungan torsi T = F t x R = 767,91 N x 0, m = 153,58 Nm atau T = 113,17 lbf.ft Menghitung putaran roda ( n ) n = = v πd 60 1,6 = 47,61 rpm

7 Lintasan Datar T Perhitungan berat kursi roda W = m x g = 147 x 9,81 = 144,07 N W y = N = W = 144,07 N F r = c r. N = 0,014 x 144,07 = 0,18 N Kesetimbangan gaya gaya SF x = F t F r - F a = 0, ( F a = 0 ) maka ; F t min = F r = 0,18 N Sehingga SF x = m.a x = F t F r R F t = m.a x + F r = 9,4 + 0,18 = 49,58 N Perhitungan torsi T = F t x R = 49,58 x 0, = 9,91 Nm Atau T = 7,3 lbf.ft Perhitungan daya T. n HP = 55 7,3x47,61 = = 0,066 55

8 Perancangan Mekanisme Pengaman ( Auto Lock ) Pemasangan pengaman pada kedua roda depan kursi roda

9 S at Perhitungan material ratchet Dimensi ratchet ditentukan sebagai berikut : Diameter : 3 in P (diametral pitch ) : 3 N t ( jumlah gigi ) : 9 buah b ( lebar gigi ) : 0,5 in Diameter roda : 30 cm Diameter sprocket bawah : 0 cm Diameter srocket atas : 8 cm Diameter ratchet : 3 in T R T Dari perhitungan didapat:: Ft pada ratchet : 347,33 lb S at = 37094,884 psi Dari hasil perhitungan diatas, maka bahan yang digunakan untuk gigi ratchet dipilih AISI 1010 dengan yield strenght 4 Kpsi

10 Perhitungan pasak pada gigi ratchet Berdasarkan compression stress Torsi yang bekerja pada poros sebesar : T 15 4 = T = 4830Ncm Diagram bebas Torsi Pada Poros Syp = Ft A σijin dimana Ft = T/(d/) ; A AB = l.w/ Syp = 4. T w. d. l Syp = σijin ,35 7 1, 7 σijin σijin 19,89N / mm sj ijin =á796,9 psi

11 Berdasarkan shear stress Ssyp = Syp =. T w. d. l. T 0,58. w. d. l Ssyp =0,58 Syp σijin Syp = 400 0,58 6,35 7 1, 7 σijin σijin 13.3N / mm atau sv ijin =á psi Berdasarkan hasil tegangan ijin yang telah dihitung sebesar 198,906?Ypsi dan dibandingkan terhadap katalog yang tersedia maka material yang dipilih adalah ASTM 0 dengan? 198,906?? psi

12 Perhitungan kekuatan pin pada pawl Gambar diagram benda bebas gaya pada pawl Data awal : Gaya yang mengenai pawl : 1545,6 N ( 347,33 lb ) Diameter pin : 0,5 in ( 1,7 cm ) 4. F = π.d d 4.347,33 = π.(0.5) tá = 1769,83 psi Untuk material pin dipilih material alunimium 1100 dengan yield strenght 5000 psi dengan tensile strenght psi