BAB 6 P E G A S M E K A N I S

dokumen-dokumen yang mirip
BAB III LANDASAN TEORI. Beton bertulang merupakan kombinasi antara beton dan baja. Kombinasi

IV. ANALISA RANCANGAN

Kombinasi Gaya Tekan dan Lentur


MACAM-MACAM SAMBUNGAN BAJA

ANALISAPERHITUNGANWAKTU PENGALIRAN AIR DAN SOLAR PADA TANGKI

ELEMEN MESIN II ELEMEN MESIN II

VIII. ALIRAN MELALUI LUBANG DAN PELUAP

BAB 7 P A S A K. Gambar 1. Jenis-Jenis Pasak

BAB III PERENCANAAN PEMILIHAN TALI BAJA PADA ELEVATOR BARANG. Q = Beban kapasitas muatan dalam perencanaan ( 1 Ton )

BAB III LANDASAN TEORI. teknik mesin, teknik elektro, alat-alat transformasi,dan lain-lain.

PANJANG PENYALURAN TULANGAN

Baja : Tipe 6 x Fibre Core

BAB III UJICOBA KALIBRASI KAMERA

BAB II LANDASAN TEORI

BAB 7 ULIR DAN PEGAS A. ULIR Hal umum tentang ulir Bentuk ulir dapat terjadi bila sebuah lembaran berbentuk segitiga digulung pada sebuah silinder,


2.3 Perbandingan Putaran dan Perbandingan Rodagigi. Jika putaran rodagigi yang berpasangan dinyatakan dengan n 1. dan z 2

BAB IV ESTIMASI DIMENSI ELEMEN STRUKTUR. 1 basement. Denah bangunan hotel seperti terlihat pada gambar 4.1 : Gambar 4.1.

BAB III PROSES PERANCANGAN DAN PERHITUNGAN

PERILAKU KOMPONEN STRUKTUR LENTUR PROFIL I BERDASARKAN FORMULA AISC

DAFTAR NOTASI. ρ max. Daftar Notasi

BAB 3 MODEL DASAR DINAMIKA VIRUS HIV DALAM TUBUH

KAPASITOR. Pengertian Kapasitor

PEGAS. Keberadaan pegas dalam suatu system mekanik, dapat memiliki fungsi yang berbeda-beda. Beberapa fungsi pegas adalah:

PUNTIRAN. A. pengertian

BAB III INTERFERENSI SEL

dan E 3 = 3 Tetapi integral garis dari keping A ke keping D harus nol, karena keduanya memiliki potensial yang sama akibat dihubungkan oleh kawat.

DAFTAR NOTASI. : Tinggi blok tegangan persegi ekuivalen. : Koefisien momen lapangan arah x. : Koefisien momen tumpuan arah y

BAB III KONTROL PADA STRUKTUR

Mekanika Bahan TEGANGAN DAN REGANGAN

BAB 4 ANALISIS DAN MINIMISASI RIAK TEGANGAN DAN ARUS SISI DC

BAB V KAPASITOR. (b) Beda potensial V= 6 volt. Muatan kapasitor, q, dihitung dengan persamaan q V = ( )(6) = 35, C = 35,4 nc

METODE MATRIK APLIKASI METODE MATRIK UNTUK ANALISA STRUKTUR BALOK

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

IMPLEMENTASI TEKNIK FEATURE MORPHING PADA CITRA DUA DIMENSI

METODE PENELITIAN Data Langkah-Langkah Penelitian

3. Kegiatan Belajar Medan listrik

Tujuan Pembelajaran:

Penentuan Parameter Bandul Matematis untuk Memperoleh Energi Maksimum dengan Gelombang dalam Tangki

F = M a Oleh karena diameter pipa adalah konstan, maka kecepatan aliran di sepanjang pipa adalah konstan, sehingga percepatan adalah nol, d dr.

BAB VI POROS DAN PASAK

BAB III PERANCANGAN. = 280 mm = 50,8 mm. = 100 mm mm. = 400 gram gram

Oleh. εc=teg batas. εc=0,003. K 3 fc K 1. c h. As fs. T=Asfy. T=Asfy. C=k 1 k 3 fc bc. C=0.85fc ab. Penampang Balok Bertulang Tunggal

Respon Getaran Lateral dan Torsional Pada Poros Vertical-Axis Turbine (VAT) dengan Pemodelan Massa Tergumpal

Macam-macam Tegangan dan Lambangnya

Pembebanan Batang Secara Aksial. Bahan Ajar Mekanika Bahan Mulyati, MT

Jurnal Flywheel, Volume 1, Nomor 2, Desember 2008 ISSN :

Hukum Coulomb. a. Uraian Materi

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Maksud 1.2 Tujuan

Bab 5 Puntiran. Gambar 5.1. Contoh batang yang mengalami puntiran

BAB II DASAR TEORI 2.1. Prinsip kerja Mesin Penghancur Kedelai 2.2. Gerenda Penghancur Dan Alur

PERTEMUAN 3 dan 4 MOMEN INERSIA & RADIUS GIRASI

BAB II DASAR TEORI. Mesin perajang singkong dengan penggerak motor listrik 0,5 Hp mempunyai

MAKALAH TUGAS AKHIR DIMENSI METRIK PADA PENGEMBANGAN GRAPH KINCIR DENGAN POLA K 1 + mk n

TEKNIK PEMBESIAN PELAT FONDASI

BAB IV SIFAT MEKANIK LOGAM

BAB VI PERENCANAAN TEKNIS

PERSAMAAN DIFFERENSIAL. Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Matematika

PENGARUH KADAR AIR TERHADAP KESTABILAN LERENG (KAMPUS POLITEKNIK NEGERI PADANG)

LANDASAN TEORI. Katungau Kalimantan Barat, seorang perencana merasa yakin bahwa dengan

BAB II DASAR TEORI. II.1 Saham

Analisis Stabilitas Lereng

( ) P = P T. RT a. 1 v. b v c

BAB II LANDASAN TEORI. yang berlaku. Pada struktur bangunan terdapat beberapa jenis beban

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI

BAB II TEORI DASAR. BAB II. Teori Dasar

1 Kapasitor Lempeng Sejajar

PERANCANGAN ANTENA MIKROSTRIP PATCH SEGI EMPAT SLOTS DUAL-BAND PADA FREKUENSI 2,4 GHz DAN 3,3 GHz

MAKALAH SEMINAR TUGAS AKHIR. Analisis Teknik Penyambungan Secara Fusi Pada Serat Optik Ragam Tunggal. Oleh : Nama : Agus Setiyawan Nim : L2F

1 Kapasitor Lempeng Sejajar

BAB VII KONDUKTOR DIELEKTRIK DAN KAPASITANSI

BAB II LANDASAN TEORI

Kopling tetap adalah suatu elemen mesin yang berfungsi sebagai penerus putaran dan daya dari poros penggerak ke poros yang digerakkan secara pasti

TUGAS MAHASISWA TENTANG

BAB II LANDASAN TEORI

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN. Pembahasan hasil penelitian ini secara umum dibagi menjadi lima bagian yaitu

X. TEGANGAN GESER Pengertian Tegangan Geser Prinsip Tegangan Geser. [Tegangan Geser]

BAB II LANDASAN TEORI

Cahaya. Cermin. A. 5 cm B. 10 cm C. 20 cm D. 30 cm E. 40 cm

PROGRAM KOMPUTER UNTUK PEMODELAN SEBARAN PERGERAKAN. Abstrak

Arus Melingkar (Circular Flow) dalam Perekonomian 2 Sektor

BAB II DASAR-DASAR DESAIN BETON BERTULANG. Beton merupakan suatu material yang menyerupai batu yang diperoleh dengan

Antiremed Kelas 11 FISIKA

BAB II LANDASAN TEORI

=== BENTUK KANONIK DAN BENTUK BAKU ===

PEMODELAN Deskripsi Masalah

MESIN PEMINDAH BAHAN PERANCANGAN HOISTING CRANE DENGAN KAPASITAS ANGKAT 5 TON PADA PABRIK PENGECORAN LOGAM

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. buah kabin operator yang tempat dan fungsinya adalah masing-masing. 1) Kabin operator Truck Crane

BAB IV SIFAT MEKANIK LOGAM

BAB VI. FUNGSI TRANSENDEN

UJIAN TENGAH SEMESTER KALKULUS/KALKULUS1

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

VII ELASTISITAS Benda Elastis dan Benda Plastis

ANALISA STABILITAS LERENG PADA TEPI SUNGAI TEMBUNG

MATERI/MODUL MATA PRAKTIKUM

PERANCANGAN SISTEM PENGGERAK KROMATOGRAFI ANULAR

PENENTUAN FREKUENSI MAKSIMUM KOMUNIKASI RADIO DAN SUDUT ELEVASI ANTENA

METODE MENGIKAT KEBELAKANG

BAB I PENDAHULUAN. secara nyata baik dalam tegangan maupun dalam kompresi sebelum terjadi

Transkripsi:

BAB 6 P E G A S M E K A N I S Pegas, aalah suatu elemen mesin yang memperoleh gaya bila iberi perubahan bentuk. Pegas mekanis ipakai paa Mesin untuk menesakan gaya, untuk menyeiakan lenturan an untuk menyimpan atau menyerap energi. Paa umumnya, pegas apat igolongkan : Pegas awai Pegas aun Pegas berbentuk khusus an setiap golongan ini masih teriri ari ari beberapa jenis. Pegas awai mencakup pegas ulir ari kawat bulat atau persegi an ibuat untuk menahan beban tarik, tekan atau puntir. Dalam pegas aun termasuk jenis yang menganjur (cantilever) an yang berbentuk ellips, pegas aya pemutar motor atau pemutar jam an pegas aun penahan baut yang biasannya isebut pegas Belleville. 80

F F F T D Gambar 6.1 (a) Pegas helical yang iberi beban aksial (b) Diagram free boy yang Menunjukan bahwa kawat mengalami gaya geser langsung an gaya-gaya torsi. Paa gambar iatas menujukkan bahwa pegas ulir tekan ari kawat bulat yang ibebani engan gaya aksial F. D inyatakan sebagai iameter pegas rata-rata (mean spring iameter, an aalah iameter kawat (wire iameter). Paa gambar (b) pegas tersebut ipotong paa suatu titik sebagian ari pegas isingkirkan an pengaruh ari bagian yang isingkirkan iganti oleh gaya alam. Seperti terlihat paa gambar, bagian yang terpotong tersebut akan menesakkan suatu gaya geser langsung F an suatu puntiran T paa bagian pegas tersisa. Dengan menggunakan superposisi, tegangan maksimum alam kawat apat ihitung engan menggunakan persamaan, Tr F max (a) J A imana Tr / J aalah rumus puntiran, engan mengganti bagian bagian alam persamaan tersebut engan T = FD / 2, r = / 2, J = 4 / 32 an A = 4 / 4 an memberikan persamaan : 8FD 4F + 3 2 Tana positif paa persamaan (a) ipertahankan, an karenannya persamaan (b) menyatakan tegangan geser paa serat pegas sebelah alam. (b) 81

Maka apat itetapkan Ineks Pegas (spring inex) : C = D Sebagai suatu ukuran ari kelengkungan gulungan, engan persamaan ini persamaan (b) apat iubah menjai : 8FD 0. 5 = 3 1 C maka Ks = 1 + atau engan menyatakan : 0.5 C 8FD Ks 3 imana Ks isebut sebagai factor perkalian tegangan geser (shear stress multiplication factor). Untuk kebanyakan pegas, C akan berkisar antara 6 sampai 12. Ini memberikan tegangan geser maksimum paa kawat an tegangan ini terjai paa serat sebelah alam ari pegas. 8FD Persamaan lain : K 3 Dimana K isebut factor koreksi Wahl. Faktor ini mencakup geseran langsung, bersama engan pengaruh lain terhaap kelengkungan. Seperti paa gambar ibawah ini, kelengkungan ari kawat memperbesar tegangan isebelah alam ari pegas tetapi mengurangi tegangan hanya seikit i sebelah luarnnya. Harga K bisa iapat ari persamaan : K = 4C 1 0. 615 4C 4 C Dengan menyatakan iapatkan, K = Kc Ks, imana Kc aalah khusus untuk pengaruh kelengkungan K Kc = Ks 82

(a) (b) ( c) () Gambar 6.2 Superposisi tegangan paa suatu pegas ulir Keterangan gambar : (a). Tegangan puntiran murni (b). Tegangan geser langsung (c ). Resultante ari tegangan tegangan geser langsung an puntiran (). Resultante ari tegangan tegangan geser puntiran an kelengkungan 6.1. Defleksi paa pegas ulir Untuk menapatkan persamaan bagi lenturan (eflektion) paa suatu pegas ulir akan iperhatikan suatu elemen ari kawat yang ibentuk oleh ua penampang yang saling berekatan. Seperti paa gambar 6.3 yang menunjukan bahwa engan panjang x, potongan ari kawat beriameter. Paa garis ab paa permukaan kawat yang sejajar engan sumbu pegas. Setelah eformasi akan berputar sejauh suut an menempati posisi baru ac. 83

a b c x x Gambar 6.3 Elemen penampang ari suatu pegas ulir Dalam Hukum Hooke untuk puntiran, iapatkan : 8FD = 3 G 6.2 Pegas Tarik Paa pegas ini harus mempunyai beberapa alat untuk meminahkan beban ari tumpuannya ke baan pegas. Walau apat ilakukan engan suatu sumbat berulir atau suatu cantelan berputar. 1. Cantelan yang itekuk penek 2. Cantelan yang inaikan 3. Cantelan yang setengah lingkaran terbuka 4. Cantelan yang itekuk Penuh Tarikan awal Bila pegas tarik i buat engan gulungan yang menempel satu sama lain, isebut sebagai gulungan rapat (close woun). Tarikan awal ibuat paa proses gulungan engan memuntirkannya ketika igulungkan paa batng penggulung. Bila pegas telah selesai ibuat 84

an ilepas ari batang penggulungan, tarikan awal akan terkunci ialamnya karena pegas tiak apat bergerak lebih penek. F y F k l F F I A y (a) (b) (c) F Keterangan : (a). tanpa gaya luar, pegas menekan blok A engan gaya awal l F (b). pegas memanjang paa jarak y engan gaya luar F (c). hubungan gaya-lenturan Gambar 6.4 Simulasi ari suatu pegas tarik engan tarikan awal Arah ari tegangan tegangan seperti paa gambar iatas. Paa gambar (a) blok A mesimulasi pengaruh ari gulungan bertingkat tersebut, an panjang bebas ari pegas aalah panjang l F tanpa aanya gaya luar F, yang menyebabkan pegas memanjang sejauh sejauh y, tegangan alam pegas aalah paa arah yang sama paa gambar (a) an (b) an F harus melebihi gaya tarik awal F i sebelum suatu lenturan y terjai. 85

6.3 Pegas Tekan Suatu pegas engan ujung polos (plain ens) mempunyai suatu gulungan ulir yang tiak terganggu ; ujungnya aalah sama seperti suatu pegas yang panjang yang ipotong potong menjai beberapa bagian. Pegas engan ujung yang polos yang bersegi atau irapatkan iapat engan merubah bentuk ujungnya kesuatu suut ulir nol erajat. Jenis ujung yang ipakai menghasilkan gulungan gulungan yang mati atau tak aktif paa setiap ujung pegas tersebut an ini harus ikurangi ari jumlah gulungan total untuk menapatkan jumlah gulungan yang aktif. Rumusnya aalah : N = N T N D imana : N = jumlah gulungan yang aktif N T = jumlah gulungan total N D = jumlah gulungan yang tak aktif 6.4. Bahan Pegas Pegas ibuat melalui proses kerja panas ataupun ingin, tergantung paa : Ukuran ari bahan Ineks pegas Sifat-sifat yang iinginkan. 86

Paa umumnya, kawat yang iberi perkerasan awal ipakai kalau D / < 4 atau kalau > ¼ in. Penggulungan pegas menimbulkan tegangan-tegangan sisa melalui lenturan. Sejumlah variasi ari bahan pegas termasuk : Baja karbon biasa Baja campuran Baja tahan karat Bahan Non ferro seperti : Perunggu Phosphor Kuningan pegas Tembaga Beryllium an berbagai campuran Nikel. 6.5. Perencanaan pegas ulir engan beban statis Persyaratan untuk suatu pegas Ulir aalah : a. Kekuatan menerima suatu beban/gaya b. Kekakuan c. Biaya an jumlah yang iinginkan. Konisi lingkungan, seperti suhu an uara yang korosif e. Harga gaya-gaya an lenutan yang bekerja f. Ruang ke alam mana pegas harus ipasang an bekerja g. Teloransi an variasi yang iizinkan alam spesifikasi Pegas Ulir Tarik : Pegas ulir yang apat mengalami beban tarik, an prinsipnya sama engan pegas tekan. Pegas tarik tiak mempunyai kemampuan untuk mencegah terjainya Overloa. Paa pegas tekan, meskipun suah rusak / patah masih apat menahan gaya, tiak seperti paa pegas tarik. 87

Perencanaan Pegas Mula-mula yang harus iketahui aalah besarnya beban pegas. Keaaan lain yang perlu iketahui berhubung engan pemakaiannya aalah : Besar lenutan yang iizinkan Besar energi yang akan iserap Besar ruangan yang apat iseiakan Kekerasan pegas akan ibuat tetap atau bertambah engan membesarnya beban Bagaimana cara beban, berat seang atau ringan an engan kejutan atau tiak Bagaimana lingkungan kerjanya ; korosif atau temperatur tinggi ll Beberapa pegas mempunyai lenutan yang besarnya sebaning engan beban. Dalam hal ini jika (mm) aalah lenutan yang terjai paa beban W1(kg), maka terapat hubungan : W1 = k. Dimana k aalah konstanta pegas (kg/mm). Kekuatan pegas itentukan oleh besarnya tegangan geser atau tegangan lentur, seangkan kekakuannya itentukan oleh Moulus Elastisitas E (kg/mm 2 ) atau Moulus Gesernya G (kg/mm 2 ). Bila tarikan atau kompresi bekerja paa pegas uli, besarnya momen punter T (kg/mm) aalah tetap untuk seluruh penampang kawat yang bekerja. Untuk iameter lilitan rata-rata (iukur paa sumbu kawat) D (mm), besar momen puntir tersebut aalah : T = ( D/2 ). W1 Jika iameter kawat aalah (mm), maka besarnya momen tahanan puntir kawat aalah : Zp =. 16 3 an tegangan gesernya ; (kg/mm 2 ) apat ihitung ari ; = T Zp 16. 3 DW. 1 x 2 Tegangan maksimal yang terjai ipermukaan alam lilitan pegas ulir aalah : 8. DW. 1 = k. 3. 8 D W1 = k..( ). 2 W 1 =.. 8. kd 3 88

6.6. Sifat Pegas Sifat pegas yang terpenting aalah : Kemampuan menerima kerja lewat perubahan bentuk elastic an ketika mengenur, mengerahkan kembali kerja tersebut, yang isebut engan sifat pegas. Gambar 6.5 Kerja an sifat pegas Paa bahan yang biasa igunakan untuk pegas, gaya F alam aerah elastic sepaan engan perpinahan F titik tangkap gaya. Hal ini itunjukan paa iagram pegas ibawah ini : b a c b = Pegas kaku F Fa A c = Pegas lemah A = Garis pemegasan/karakteristik pegas O fb fa fc f Gambar 6.6 Diagram pegas Garis A alam iagram pegas aalah garis pemegasan atau karakteristik pegas paa sebuah pegas. Garis B aalah karakteristik pegas sebuah pegas yang lebih kaku an garis C aalah garis sebuah pegas yang lebih lemah, karena fb < fa an fc > fa. Perbaningan tetap antara gaya an perpinahan F / f isebut engan tetapan pegas C, F C = f 89

Luas yang terletak antara garis A an sumbu menatar merupakan kerja yang terhimpun alam pegas yang itegangkan. Pegas apat berfungsi sebagai : Pelunak tumbukan atau kejutan, seperti paa pegas kenaraan Sebagai penyimpan energi seperti paa jam Untuk mengukur seperti paa timbangan Sebagai penegang atau penjepit Sebagai pembagi rata tekanan Alat pencegah an peream getaran Disamping pegas logam aa juga alat yang igunakan untuk mencegah an meream getaran. Aa beberapa jenis gabungan antara pegas logam engan alat ini yang apat meream getaran yang sangat baik, seperti : 1. Pegas Karet : - Mempunyai sifat menyerap getaran - Amplituo kecil kerana elastisitasnya yang sangat besar - Tiak cenrung untuk memperbesar getaran Keuntungan Kelemahan Mencegah penerusan getaran an Menjai lapuk alam waktu bunyi ari sumbernya. yang relativ penek jika ibaningkan engan logam. Kurang tahan terhaap minyak, asam an panas. 2. Pegas Uara. : Memanfaatkan sifat kompresibilitas uara yang ikurung alam suatu bellows. Pegas ini umumnya ipakai paa kenaraan karena apat menyerap getaran. Bellows : Bahan yang berining tipis an bergelombang seperti harmonica, sehingga muah mengembang atau mengempis menurut tekanan ialamnya. 90

Bellows-large-foot-pump Metallic-Bellows Bellows Camera Gambar 6.7 Jenis-jenis bellows 6.7 Nilai Pegas Elastisitas, aalah sifat suatu bahan yang memungkinkan ia kembali ke bentuknya semula setelah mengalami perubahan bentuk. Gambar 6.6 menunjukkan sebuah gelagar lurus engan panjang l yang itumpu secara seerhana paa ujung-ujungnya an iberi beban gaya melintang F. Besar efleksi y mempunyai hubungan yang linear engan gaya, sejauh batas elastis bahan itu tiak ilampaui, seperti terlihat paa grafik gelagar ini isebut sebagai suatu pegas linear. Dalam gambar sebuah gelagar lurus itumpu oleh ua siliner seemikian rupa sehingga jarak antara ua titik tumpuan akan berkurang sementara gelagar melenut akibat gaya F. Gaya yang lebih besar iperlukan untuk melenutkan gelagar yang lebih penek an karena itu, makin besar gelagar iefleksikan ia semakin kaku. Juga, gaya tiak berhubungan secara linear engan efleksi, ank arena itu gelagar ini isebut sebagai pegas yang mengeras secara non-linear. 91

Soal : 1. Pegas ulir tekan seperti paa gambar, terbuat ari baja kawat pegas yang mempunyai kekuatan mengalah puntir sebesar 640 MPa. a. Carilah nilai pegas tersebut b. Berapa gaya yang iperlukan untuk merapatkan pegas ke tinggi paatnya. c. Setelah pegas rapat sampai tinggi paatnya an gaya tekan tersebut ilepas, apakah pegas ini akan kembali ke panjang bebasnya yang semula. 120 mm 50 mm 3.4 mm 2. Sebuah pegas ulir tekan terbuat ari senar musik No. 16 (0.037). Diamater luar pegas aalah 7/16 in. Ujungnya iratakan an mempunyai 12 ½ gulungan total. a. Taksirlah kekuatan menyerah puntiran ari senar tersebut b. Carilah beban statis maksimum sesuai engan kekuatan menyerah. c. Berapa skala ari pegas tersebut.. Berapa lenutan yang terjai karena beban paa point b e. Hitung tinggi paat ari pegas. 92

3. Sebuah pegas puntir seperti gambar ibawah ini, terbuat ari senar musik 0.070 in an mempunyai 4 ¼ gulungan total. a. Carilah aya putar operasi maksimum an perputaran suut. b. Hitunglah iameter alam sesuai engan hasil yang iapat i (a) c. Carilah aya putar operasi maksimum an perputaran suut untuk umur operasi alam jumlah siklus yang tak terhingga. 2 F 1 0.59 1 F 2 93