P.O.R.O.S
Tujuan Pembelajaran: 1. Mahasiswa dapat memahami pengertian poros dan fungsinya 2. Mahasiswa dapat memahami macam-macam poros 3. Mahasiswa dapat memahami hal-hal penting dalam merancang poros 4. Mahasiswa dapat menghitung diameter poros karena beban torsi dan lentur
Pengertian Poros merupakan salah satu komponen terpenting dari suatu mesin yang membutuhkan putaran dalam operasinya. Secara umum poros digunakan untuk meneruskan daya dan putaran.
Jenis-jenis poros: Poros transmisi Beban berupa : momen puntir dan momen lentur Daya dapat ditransmisikan melalui : kopling, Daya dapat ditransmisikan melalui : kopling, roda gigi, belt, rantai.
Poros transmisi
Spindel Poros transmisi yang relatif pendek, misal : poros utama mesin perkakas dengan beban utama berupa puntiran. Deformasi yang terjadi harus kecil dan bentuk Deformasi yang terjadi harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti.
Spindel
Gandar Poros yang tidak berputar Menerima beban lentur, misalnya pada rodaroda kereta
Gandar
Hal Penting Dalam Perencanaan Poros a. Kekuatan Poros : Beban poros transmisi : puntir, lentur, gabungan puntir dan lentur, beban tarikan atau tekan (misal : poros baling-baling kapal, turbin) Kelelahan, tumbukan, konsentrasi tegangan seperti pada poros bertingkat dan beralur pasak. Poros harus didesain dengan kuat.
Hal Penting Dalam Perencanaan Poros b. Kekakuan Poros Untuk menerima beban lentur atau defleksi akibat pntiran yang lebih besar. c. Putaran Kritis c. Putaran Kritis Jika suatu mesin putarannya dinaikkan maka pada suatu harga putaran tertentu dapat terjadi getaran yang luar biasa. Putaran ini disebut putaran kritis. Putaran kerja harus lebih kecil dari putaran kritis
Hal Penting Dalam Perencanaan Poros d. Korosi Perlindungan terhadap korosi untuk kekuatan dan daya tahan terhadap beban. e. Bahan Poros e. Bahan Poros Disesuaikan dengan kondisi operasi. Baja konstruksi mesin, baja paduan dengan pengerasan kulit tahan terhadap keausan, baja krom, nikel, baja krom molibden dll.
Beberapa variabel penting terkait dengan poros : Dimensi poros, dalam hal ini diameter dan panjangnya. Bentuk poros, apakah poros berdiameter seragam atau poros bertingkat dengan variasi diameter. Material poros.
Dalam merancang dimensi poros, sebagai langkah awal adalah menentukan panjang poros. Panjang poros ditentukan berdasarkan pada jumlah dan elemen-elemen apa saja yang duduk padanya serta jarak antar elemenelemen itu.
Standard diameter poros transmisi 25 s/d 60 mm dengan kenaikan 5 mm 60 s/d 110 mm dengan kenaikan 10 mm 110 s/d 140 mm dengan kenaikan 15 mm 140 s/d 500 mm dengan kenaikan 20 mm
Poros yang menerima Beban Momen Puntir (torsi) saja.
Syarat pemakaian rumus : Beban torsi murni Poros bulat, pejal, masif Beban lain tidak diperhitungkan. Diameter poros yang dihasilkan merupakan Diameter poros yang dihasilkan merupakan diameter poros minimum, sehingga harus diambil yang lebih besar.
Poros yang menerima Beban Momen Puntir (torsi) saja. d 3 32 x FS. y xt Dari persamaan di atas, variabel yang perlu diketahui untuk menghitung diameter poros adalah : - Momen puntir atau Torsi (T) - Faktor keamanan (FS) - Kekuatan Mulur (σ y ) material poros.
Merancang Poros Karena Beban Lentur
MOMEN LENTUR Macam-macam gaya yg bekerja pada poros : 1. Gaya aksial 2. Gaya radial 3. Gaya circumferential
Gaya radial : arah gayanya tegak lurus dengan sumbu poros
Efek gaya radial & aksial Perbedaan inilah yang akan menghasilkan perbedaan distribusi tegangan normal pada penampangnya.
Radial melendut? Adanya lendutan disebabkan karena momen lentur Momen lentur muncul karena adanya gaya radial yang bekerja pada elemen poros dengan jarak yang tegak lurus terhadap titik tumpuan. Secara matematis : Momen lentur = gaya radial x Jarak tegak lurus M L = F R x L
Besar momen lentur pada setiap bagian sepanjang poros berbeda-beda. Gaya radial, F R M L M max = F R (L/2) L Distribusi momen lentur sepanjang batang
Setelah distribusi momen lentur diketahui dan momen lentur terbesar juga telah diketahui, berapakah besaran tegangan normalnya? Tegangan normal dalam kasus ini berbeda dengan tegangan normal akibat gaya aksial. Besaran tegangan normal akibat momen lentur adalah : M L.c I I = momen inersia penampang, besarnya tetap sepanjang diameter porosnya seragam, Sedang M L dan c (atau y) tidak tetap.
Momen inersia penampang (I) : Untuk penampang lingkaran I. d 64 4 Tegangan normal terbesar terjadi pada titik momen lentur terbesar.
Momen inersia (I) berbagai penampang Bentuk Penampang Luas Penampang Momen Inersia Penampang Lingkaran A = π.d 2 /4 I = π.d 4 /64 Lingkaran hollow A = π(d 2 -d 2 )/4 I = π(d 4 -d 4 ) Bujur sangkar A = S 2 I = S 4 / 12 Persegi panjang A = b x h I = b x h 3 /12 Segitiga A = b.h/2 I = b x h 3 /36 Setengah lingkaran A = π.d 2 /8 I = 0,007D 4
Pengertian variabel c atau y? Variabel c atau y didefinisikan sebagai jarak vertikal dari titik berat penampang (pusat gravitasi) ke sebuah titik yang kiata amati. Yang dimaksud dengan titik yang diamati adalah titik dimana pada titik itu besaran tegangan normal akan dicari. Sebuah titik yg diamati c = 0 σ = 0 c c = d/2 (maks) σ = maksimum d
Distribusi tegangan normal pada penampang poros Untuk titik diatas sumbu horisontal, nilai c bernilai positif, sedangkan titik dibawah sumbu horisontal, nilai y bernilai negatif. Sebuah titik yg diamati σ maks (tekan) c d σ maks (tarik)
Merencanakan Poros Beban Lentur CONTOH AS DEPAN RODA SEPEDA MOTOR
As we knew M L.c Tegangan normal akan mencapai harga maksimum di bagian permukaan (c = maks) dan besarnya : I M L d 4 x d 2 64 32. M. d L 3
Untuk mencari diameter poros/as dapat dilakukan dengan memodifikasi persamaan : d d 3 32. 3 32 M L. maks 32. M. L maks
d 3 32.. M L maks Untuk kondisi as yang lebih aman maka perlu memasukkan faktor keamanan (FS). Dengan variabel σ maks dalam persamaan diatas diubah menjadi tegangan normal yang diizinkan (σ allowable ). d 3 32.. M L allowable d 3 32. FS.. M L y
d 3 32. FS. M. S y L Dari persamaan diatas, data atau variabel yang perlu diketahui untuk menghitung diameter as adalah : 1. Faktor keamanan (FS). 2. Momen Lentur (M L ) 3. Kekuatan Mulur/YIELD STRESS (σ y ) material as.
REMINDING BEFORE : Poros yang menerima Beban Momen Puntir (torsi) saja. d 3 32 x FS. y xt Dari persamaan di atas, variabel yang perlu diketahui untuk menghitung diameter poros adalah : - Momen puntir atau Torsi (T) - Faktor keamanan (FS) - Kekuatan Mulur/YIELD STRESS (σ y ) material poros.
Jawab
THANK YOU ELMES