Upload
ariefhidayatullah
View
272
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/25/2019 Kurmi Elemen mesin 1.docx
1/20
1. Pengantar
1.1 Pengertian
Mata kuliah Mesin Desain adalah penciptaan baru dan mesin yang
lebih baik dan meningkatkan yang sudah ada. Sebuah mesin baru atau
mesin yang lebih baik adalah salah satu yang lebih ekonomis di biayakeseluruhan produksi dan operasi. Proses desain yang panjang dan
memakan waktu. Dari penelitian tersebut ide yang ada, ide baru harus
dipahami. Ide kemudian diteliti mengingat keberhasilan komersial dan
diberikan bentuk dan bentuk dalam bentuk gambar. Dalam penyusunan
gambar-gambar ini, perawatan harus diambil dari ketersediaan sumber
daya uang, pada pria dan bahan diperlukan untuk berhasil menyelesaikan
ide baru ke dalam realitas yang sebenarnya. Dalam merancang komponen
mesin, itu perlu untuk memiliki pengetahuan yang baik dari banyak mata
pelajaran seperti Matematika, Teknik Mekanika, ekuatan !ahan, Teori
Mesin, Proses "orkshop dan Teknik Menggambar.
1.2 Klasifkasi Desain Mesin
Desain mesin dapat diklasi#kasikan sebagai berikut$
%. Desain adaptif. Dalam kebanyakan kasus, pekerjaan desainer berkaitan
dengan adaptasi yang ada desain. &enis desain tidak memerlukan
pengetahuan atau keterampilan khusus dan dapat dicoba oleh desainer
pelatihan teknis biasa. Desainer hanya membuat pergantian kecil atau
modi#kasi yang ada desain produk.
'. Pengembangan desain. &enis desain membutuhkan pelatihan ilmiah
yang cukup besar dan desain kemampuan untuk memodi#kasi desain
yang ada menjadi ide baru dengan mengadopsi materi baru atau berbeda
metode pembuatan. Dalam hal ini, meskipun desainer dimulai dari desain
yang sudah ada, tapi #nal produk mungkin berbeda cukup nyata dari
produk asli.
(. Desain baru. &enis desain membutuhkan banyak penelitian,
kemampuan teknis dan berpikir kreati). *anya mereka desainer yang
memiliki kualitas pribadi dari tatanan yang cukup tinggi dapat mengambil
karya desain baru.Desain, tergantung pada metode yang digunakan, dapat
diklasi#kasikan sebagai berikut$
+a Desain Rasional. &enis desain tergantung pada rumus-rumus
matematika dari prinsip mekanika.
+b Desain empiris. &enis desain tergantung pada rumus empiris
berdasarkan praktek dan pengalaman masa lalu.
+c Desain industri. &enis desain tergantung pada aspek produksi untuk
memproduksi komponen mesin di industri.
7/25/2019 Kurmi Elemen mesin 1.docx
2/20
+d Desain Optimum. Ini adalah desain terbaik untuk )ungsi tujuan yang
diberikan di bawah yang ditentukan kendala. Ini dapat dicapai
dengan meminimalkan e)ek yang tidak diinginkan.
+e Desain sistem. Ini adalah desain dari setiap sistem mekanis yang
kompleks seperti mobil. Desain+) lement. Ini adalah desain dari setiap elemen dari sistem mekanis
seperti piston, cranksha)t, menghubungkan batang, dll
+g omputer dibantu desain. &enis desain tergantung pada penggunaan
sistem komputer untuk embantu dalam penciptaan, modi#kasi,
analisis dan optimalisasi desain.
1.3 Pertimbangan umum dalam Desain Mesin
!erikut ini adalah pertimbangan umum dalam merancang
komponen mesin$
%. Jenis beban dan tekanan yang disebabkan oleh beban. !eban, pada
komponen mesin, dapat bertindak dalam beberapa cara karena yang
tekanan internal ditetapkan. !erbagai jenis beban dan tekanan yang
dibahas dalam bab dan /.
'. Gerak bagian atau kinematika dari mesin. eberhasilan operasi dari
setiap mesin tergantung pada pengaturan sederhana dari bagian-bagian
yang akan memberikan gerakan diperlukan.
0erakan dari bagian-bagian mungkin$
+a gerakan bujursangkar yang meliputi gerakan searah dan
reciprocating.+b gerak lengkung yang meliputi rotary, osilasi dan harmonis
sederhana.
+c kecepatan konstan.
+d percepatan konstan atau 1ariabel.
(. Pemilihan bahan. Sangat penting bahwa seorang desainer harus
memiliki pengetahuan mendalam tentang si)at-si)at bahan dan perilaku
mereka di bawah kondisi kerja. !eberapa penting karakteristik bahan
adalah$ kekuatan, daya tahan, 2eksibilitas, berat, ketahanan terhadap
panas dan korosi, kemampuan untuk melemparkan, dilas atau mengeras,machinability, kondukti1itas listrik, dll berbagai jenis bahan rekayasa dan
si)at mereka dibahas dalam bab '.
. Bentuk dan ukuran bagian-bagian. !entuk dan ukuran didasarkan pada
penilaian. Praktis terkecil penampang dapat digunakan, tetapi dapat
diperiksa bahwa tekanan diinduksi dalam dirancang penampang yang
cukup aman. Dalam rangka untuk merancang setiap bagian mesin untuk
bentuk dan ukuran, perlu untuk mengetahui kekuatan yang bagian harus
mempertahankan. *al ini juga penting untuk mengantisipasi tiba-tiba
beban diterapkan atau dampak yang dapat menyebabkan kegagalan.
7/25/2019 Kurmi Elemen mesin 1.docx
3/20
/. Perlawanan gesekan dan pelumasan. Selalu ada kehilangan daya
karena gesekan resistensi dan perlu dicatat bahwa gesekan awal adalah
lebih tinggi dari menjalankan gesekan. 3leh karena itu, penting bahwa
perhatian harus diberikan untuk masalah pelumasan semua permukaan
yang bergerak dalam kontak dengan orang lain, baik dalam berputar,geser, atau bantalan rolling.
4. Nyaman dan ekonomis tur. Dalam merancang, #tur operasi mesin
harus dipelajari secara hati-hati. 5wal, mengendalikan dan menghentikan
tuas harus berada di dasar penanganan nyaman. Penyesuaian untuk
pakaian harus disediakan menggunakan berbagai pengambilan perangkat
dan mengatur mereka sehingga penyelarasan bagian yang diawetkan. &ika
bagian yang harus diubah untuk produk yang berbeda atau diganti karena
aus atau pecah, akses mudah harus disediakan dan perlunya
menghilangkan bagian lain untuk mencapai hal ini harus dihindari jika
mungkin. 3perasi ekonomis dari mesin yang akan digunakan untuk
produksi, atau untuk pengolahan bahan harus dipelajari, untuk
mengetahui apakah ia memiliki kapasitas maksimum konsisten dengan
produksi pekerjaan yang baik.
6. Gunakan bagian standar. Itu Penggunaan bagian standar erat terkait
biaya, karena biaya standar atau bagian saham hanya sebagian kecil dari
biaya bagian serupa yang dibuat untuk memesan. Standar atau saham
bagian harus digunakan bila memungkinkan7 bagian yang pola sudah
yang ada seperti roda gigi, puli dan bantalan dan bagian yang mungkin
dipilih dari toko biasa saham tersebut sekrup, mur dan pin. !aut dankancing harus sesedikit mungkin untuk menghindari keterlambatan yang
disebabkan oleh perubahan latihan, reamers dan keran dan juga untuk
mengurangi jumlah kunci pas diperlukan.
8. eselamatan operasi. !eberapa mesin yang berbahaya untuk
beroperasi, terutama mereka yang dipercepat untuk memastikan produksi
pada tingkat maksimum. 3leh karena itu, setiap bergerak bagian dari
mesin yang adalah dalam 9ona seorang pekerja dianggap sebagai bahaya
kecelakaan dan mungkin menjadi penyebab cedera. 3leh karena itu, perlu
bahwa seorang desainer harus selalu menyediakan perangkat keamananbagi keselamatan operator. Peralatan keselamatan harus sekali tidak
mengganggu pengoperasian mesin.
:. !asilitas "orkshop. Seorang insinyur desain harus akrab dengan
keterbatasan nya lokakarya majikan, untuk menghindari perlunya
memiliki pekerjaan yang dilakukan di beberapa bengkel lainnya. *al ini
kadang-kadang diperlukan untuk merencanakan dan mengawasi operasi
lokakarya dan untuk menyusun metode untuk pengecoran, penanganan
dan mesin bagian-bagian khusus.
%;.Jumlah mesin yang akan diproduksi. ¨ah artikel atau mesin akandiproduksi mempengaruhi desain di sejumlah cara.
7/25/2019 Kurmi Elemen mesin 1.docx
4/20
biaya yang disebut biaya tetap atau biaya tinggi yang didistribusikan
melalui jumlah artikel yang akan diproduksi. &ika hanya beberapa artikel
yang harus dibuat, biaya tambahan tidak dibenarkan kecuali mesin besar
atau dari beberapa desain khusus. Perintah menyerukan sejumlah kecil
produk tidak akan mengi9inkan beban yang tidak semestinya dalamproses lokakarya, sehingga desainer harus membatasi spesi#kasi untuk
standar bagian sebanyak mungkin.
%%. Biaya konstruksi. !iaya pembangunan sebuah artikel adalah
pertimbangan yang paling penting terlibat dalam desain. Dalam beberapa
kasus, sangat mungkin bahwa biaya tinggi sebuah artikel mungkin segera
bar dari pertimbangan lebih lanjut. &ika sebuah artikel telah ditemukan
dan tes tangan membuat sampel memiliki menunjukkan bahwa ia
memiliki nilai komersial, itu kemudian memungkinkan untuk
membenarkan pengeluaran jumlah yang besar uang dalam desain dan
pengembangan mesin otomatis untuk menghasilkan artikel, terutama jika
bisa dijual dalam jumlah besar. Tujuan desain mesin di bawah semua
kondisi, harus mengurangi biaya produksi untuk minimum.
%'. Perakitan. Setiap mesin atau struktur harus dirakit sebagai sebuah
unit sebelum bisa )ungsi. =nit besar harus sering dirakit di toko, diuji dan
kemudian dibawa ke mereka tempat pelayanan. >okasi akhir dari mesin
apapun yang penting dan insinyur desain harus mengantisipasi lokasi
yang tepat dan )asilitas lokal untuk ereksi.
1.4 Prosedur umum di Mesin Desain
Dalam merancang komponen mesin, tidak ada aturan yang kaku. Itu
masalah dapat dicoba dengan beberapa cara. ?amun, secara umum
prosedur untuk memecahkan masalah desain adalah sebagai berikut$
%. Pengakuan kebutuhan. Pertama-tama, membuat pernyataan lengkap
masalah, menunjukkan kebutuhan, tujuan atau tujuan dilakukannya Mesin
harus dirancang.
'. #intesis $%ekanisme&. Pilih mekanisme yang mungkin atau elompok
mekanisme yang akan memberikan gerakan yang diinginkan.
(.'nalisis kekuatan. Menemukan gaya yang bekerja pada masing-masinganggota mesin dan energi ditransmisikan oleh masing-masing anggota.
. Pemilihan bahan. Pilih bahan yang paling cocok untuk setiap anggota
dari mesin.
/. Desain elemen $(kuran dan %enekankan&. @ari ukuran setiap anggota
dari mesin dengan mempertimbangkan gaya yang bekerja pada anggota
dan tekanan yang diijinkan untuk bahan yang digunakan. Itu harus diingat
bahwa setiap anggota harus tidak membelok atau merusak daripada
batas yang dii9inkan.
4. %odikasi. Memodi#kasi ukuran anggota setuju dengan pengalamanmasa lalu dan penilaian untuk mem)asilitasi pembuatan. Itu modi#kasi
7/25/2019 Kurmi Elemen mesin 1.docx
5/20
juga mungkin diperlukan dengan pertimbangan manu)aktur untuk
mengurangi biaya keseluruhan.
6. %enggambar lengkap. Menggambar gambar rinci dari setiap komponen
dan perakitan mesin dengan spesi#kasi lengkap untuk proses manu)aktur
yang disarankan.8. Produksi. omponen, sesuai gambar, diproduksi di bengkel. Diagram
alir untuk prosedur umum dalam desain mesin ditunjukkan pada 0ambar.
%.%.
Catatan$ !ila ada sejumlah komponen di pasar memiliki kualitas yang
sama e#siensi, daya tahan dan biaya, maka pelanggan akan secara alami
menarik terhadap produk yang paling menarik. stetika dan ergonomi
adalah #tur yang sangat penting yang memberikan rahmat dan kilau
dengan produk dan mendominasi pasar.
1.5 Satuan Dasar
Pengukuran kuantitas #sik adalah salah satu operasi yang paling
penting dalam rekayasa dunia teknik. Setiap kuantitas diukur dalam
beberapa satuan yang berbeda-beda, tetapi diterima secara internasional,
disebut satuan dasar.
1.6 Satuan Turunan
!eberapa satuan yang dinyatakan dalam satuan lain, yang berasal
dari satuan dasar, yang dikenal sebagai satuan turunan, misalkan satuan
luas, kecepatan, percepatan, tekanan, dll
1. Sistem Satuan
*anya ada empat sistem Satuan, yang umum digunakan dan diakui
secara umum.
5ntara lain$
%. Sistem Satuan @.0.S., '. Sistem Satuan A.P.S. , (. Sistem Satuan M..S.
,dan . Sistem Satuan S.I. arena pada rangkaian pembelajaran kita
sekarang memberlakukan satuan SI, oleh karena itu, kita akan membahas
sistem satuan ini saja.
1.! Satuan S.". #Sistem "nternasional$
Pada on)erensi =mum kesebelas B !erat dan =kuran telah
direkomendasikan menjadi satu dan dengan sistematis berdasarkan
sistem satuan dasar dan diturunkan untuk penggunaan internasional.
Sistem ini sekarang sedang digunakan di banyak negara. Di India, standar
!erat dan =kuran 5ct %:/4 + kita beralih ke M..S. unit telah dire1isi
untuk mengenali semua unit SI dalam industry dan perdagangan.
Dalam sistem satuan ini, ada tujuh satuan dasar dan dua satuantambahan, yang
7/25/2019 Kurmi Elemen mesin 1.docx
6/20
mencakup seluruh bidang sains dan teknik. =nit-unit ini ditunjukkan pada
Tabel %.%
Tabel %.%. Aundamental dan tambahan unit.
?o uantitas #sik SatuanSatuan dasar% Panjang +l Meter +m' Massa +m ilogram +kg( "aktu +t edua +s Suhu +T el1in +/ 5rus listrik +I 5mpere +54 Intensitas >uminous +I1 @andela +cd6 ¨ah 9at +n Mole +molSatuan Tambahan% sudut Pesawat +C, , E, F inear 5 m s'
( ecepatan Sudut G rad s percepatan sudut J rad s'
/ Massa &enis K kg m(4 0aya, !erat, A ," ?7 %? L %kg-m s'
6 Tekanan P ? m'
8 erja, nergi, ntalpi ", , * &7 %& L %?-m: Daya P "7 %" L %& s%
;
5bsolute atau 1iskositas
dinamis
?-s m'
%
%
Hiskositas kinematis H m' s
%
'
Arekuensi A *97 % *9 L % siklus
s%(. 0as < &
7/25/2019 Kurmi Elemen mesin 1.docx
7/20
konstan kg %
(
0as Ideal < &kg
%
onduktansi Thermal * " m'
%
/
Thermal kondukti1itas " m
%
4
alor &enis @ &kg
%
6
molar atau massa
molekul
M kg mol
1.% Meter
Meter dide#nisikan sebagai panjang sama dengan % 4/; 64(,6(
panjang gelombang dalam ruang hampa radiasi sesuai dengan transisiantara tingkat ' p%; dan / d/ dari rypton- 84 atom.
1.1& Kilogram
ilogram dide#nisikan sebagai massa prototipe internasional +blok
standar platinum iridium
paduan dari kilogram, disimpan di !iro Internasional !erat dan =kuran di
Se1res
dekat Paris.
1.11 Se'ond
edua dide#nisikan sebagai durasi : %:' 4(% 66; periode radiasi
yang sesuai dengan transisi antara dua tingkat hyper#ne dari keadaan
dasar dari cesium - %(( atom.
1.12 Presentation dari satuan dan nilain(a
Perubahan sering dalam kehidupan hari ini di)asilitasi oleh badan
internasional yang dikenal sebagai 3rganisasi Standar Internasional +IS3
yang membuat rekomendasi mengenai prosedur standar internasional.
Pelaksanaan rekomendasi >S3, di negara, dibantu oleh organisasi yang
ditunjuk untuk tujuan tersebut. Di India, !iro Standar India +!IS, telah
dibuat untuk tujuan ini. ita telah membahas bahwa unit mendasar dalam
SI, untuk panjang, massa dan waktu meter, kilogram dan kedua masing-
masing. ?amun dalam praktek yang sebenarnya, tidak perlu untuk
mengungkapkan semua panjang dalam meter, semua massa dalam
kilogram dan sepanjang waktu dalam hitungan detik. ami akan, kadang-
kadang, menggunakan unit dasar, yang merupakan kelipatan atau di1isi
dari unit dasar kita dalam puluhan. Sebagai contoh yang khas, meskipun
meter adalah satuan panjang, namun panjang yang lebih kecil dariseperseribu meter terbukti menjadi unit yang lebih, terutama di dimensi
7/25/2019 Kurmi Elemen mesin 1.docx
8/20
gambar. =nit dasar tersebut dibentuk dengan menggunakan awalan
dalam unit dasar untuk menunjukkan multiplier. Da)tar lengkap dari
awalan ini diberikan pada tabel berikut$
Table %.(. 5walan yang digunakan dalam unitdasar.
!a)tor by whi)h the unit
is multiplied
#tandard
form Pre*
'bbre+iati
on
% ;;; ;;; ;;; ;;; %;%' tera T% ;;; ;;; ;;; %;: giga 0% ;;; ;;; %;4 mega M%;;; %;( kilo k
%;; %;'hectoB h
%; %;% decaB da;.% %;N% deciB d;.;% %;N' centiB c;.;;% %;N( milli m;.;;; ;;% %;N4 micro O;.;;; ;;; ;;% %;N: nano n
;.;;; ;;; ;;; ;;% %;N%' pico p
1.13 )kuran untuk satuan S"on)erensi =mum kesebelas !erat dan =kuran direkomendasikan
hanya satuan mendasar dan berasal dari satuan SI. Tapi itu tidak merinci
aturan untuk penggunaan satuan. emudian banyak ilmuwan dan insinyur
mengadakan sejumlah pertemuan untuk gaya dan penggunaan satuan SI.
!eberapa keputusan dari pertemuan ini adalah$
%. =ntuk nomor memiliki lima digit atau lebih, angka harus
ditempatkan dalam kelompok tiga dipisahkan oleh spasi +bukan
koma BB menghitung baik ke kiri dan kanan titik desimal.'. Dalam nomor empat digit BBB, ruang tidak diperlukan kecuali nomor
empat digit digunakan dalam kolom angka dengan lima digit atau
lebih.(. Sebuah garis akan digunakan untuk memisahkan satuan yang
dikalikan bersama-sama. Misalnya, newton meter ditulis sebagai
?-m. Seharusnya tidak bingung dengan m?, yang merupakan
singkatan dari newton mili.. &amak tidak pernah digunakan dengan simbol. Misalnya, meter atau
meter ditulis sebagai m./. Semua simbol ditulis dalam huru) kecil kecuali simbol berasal dari
nama-nama yang tepat. Misalnya, ? untuk newton dan " untukwatt.
7/25/2019 Kurmi Elemen mesin 1.docx
9/20
4. Satuan dengan nama-nama para ilmuwan seharusnya tidak mulai
dengan huru) kapital ketika ditulis secara penuh. Misalnya, :;
newton dan tidak :; ?ewton.
Pada saat menulis buku ini, penulis meminta nasihat dari berbagai
otoritas internasional, mengenai penggunaan satuan dan nilai-nilai
mereka. Tetap melihat reputasi internasional penulis, serta popularitas
internasional buku-buku mereka, diputuskan untuk menyajikan BBBB
satuan akhir.
B 5walan ini umumnya menjadi usang, mungkin karena
kebingungan. Selain itu hal ini menjadi praktek kon1ensional untuk
menggunakan hanya mereka kekuatan sepuluh yang sesuai dengan
%;(Q, di mana Q adalah seluruh nomor positi) atau negati).
BB Di negara-negara tertentu, koma masih digunakan sebagai tanda
desimal
BBB Di negara-negara tertentu, ruang yang digunakan bahkan di
nomor empat digit.
BBBBDalam beberapa makalah pertanyaan tentang uni1ersitas dan
lainnya badan memeriksa nilai standar tidak digunakan. Para penulis
telah mencoba untuk menghindari pertanyaan seperti dalam teks
buku. ?amun, di tempat-tempat tertentu pertanyaan dengan nilai-
nilai sub-standar harus dimasukkan, dengan tetap melihat man)aat
dari pertanyaan dari sudut pembaca.
?ilai-nilai mereka sebagai per rekomendasi dari IS3 dan !IS. Diputuskan
untuk menggunakan$
/;; not /;; 3r ,/;;6/ 8:;
;;; not 6/8:;;;; 3r
6,/8,:;
,;;;
;.;%' // not ;.;%'// 3r .;%'//
(; %;4 not
(,;;,;;,;;
; 3r ( %;6
5ngka-angka yang disebutkan di atas dimaksudkan untuk nilai-nilai
numerik saja. Sekarang mari kita bahas tentang satuan. ita tahu bahwa
unit mendasar dalam sistem SI unit untuk panjang, massa dan waktu yang
meter, kilogram dan kedua masing-masing. Sementara mengekspresikan
jumlah ini, kami merasa memakan waktu untuk menulis satuan seperti
meter, kilogram dan detik, penuh, setiap kali kita menggunakannya.
Sebagai hasil dari ini, kami merasa cukup nyaman untuk menggunakan
beberapa singkatan standar$
ita akan menggunakan$
m untuk meter atau meterkm untuk kilometer atau kilometer
7/25/2019 Kurmi Elemen mesin 1.docx
10/20
kg untuk kilogram atau kilogram
t untuk ton atau ton
s untuk kedua atau detik
min selama satu menit atau menit
?-m untuk newton meter +misalnya pekerjaan yang dilakukan?M untuk kilonewton meter
re1 untuk re1olusi atau re1olusi
rad untuk radian atau radian
1.14 Massa dan *erat
adang-kadang banyak kebingungan dan kesalahpahaman dibuat,
sementara menggunakan berbagai sistem satuan dalam pengukuran
kekuatan dan massa. *al ini terjadi karena kurangnya pemahaman yang
jelas tentang perbedaan antara massa dan berat. !erikut de#nisi dari
massa dan berat yang harus jelas dipahami$
Massa. Ini adalah jumlah materi yang terkandung dalam tubuh
tertentu dan tidak berbeda dengan perubahan posisi pada permukaan
bumi. Massa tubuh diukur dengan perbandingan langsung dengan massa
standar dengan menggunakan keseimbangan tuas.
*erat. Ini adalah jumlah tarik, yang bumi diberikannya pada tubuh
tertentu. Sejak tarik ber1ariasi dengan jarak tubuh dari pusat bumi,
karena itu, berat tubuh akan ber1ariasi dengan posisinya di permukaan
bumi +mengatakan lintang dan ketinggian. Dengan demikian jelas, bahwa
berat adalah sebuah gaya.
Tarik bumi dalam satuan metrik di permukaan laut dan / R lintang
telah diadopsi sebagai satu satuan gaya dan disebut sebagai salah satu
kilogram dari gaya. Dengan demikian, itu adalah jumlah yang pasti dari
gaya. Tapi, sayangnya, memiliki nama yang sama dengan satuan massa.
!erat diukur dengan menggunakan keseimbangan pegas, yang
menunjukkan ketegangan yang ber1ariasi di pegas sebagai tubuh
dipindahkan dari satu tempat ke tempat.
Catatan$ ebingungan dalam satuan massa dan berat dihilangkan
untuk sebagian besar, dalam satuan SI. Dalam sistem ini, massa diambil
7/25/2019 Kurmi Elemen mesin 1.docx
11/20
di kg dan berat di newton. *ubungan antara massa +m dan berat +" dari
tubuh adalah
" Lm,g or m L" g
Dimana " adalah dalam ?ewton, m dalam kg dan g adalah percepatan
gra1itasi dalam ms'.
1.15 "nersia
Ini adalah properti dari suatu hal, berdasarkan mana tubuh tidak
bisa bergerak sendiri atau mengubah gerak disampaikan untuk itu.
1.16 +ukum ,erak
?ewton telah merumuskan tiga hukum gerak, yang merupakan
postulat dasar atau asumsi yang seluruh sistem dinamika didasarkan.
Seperti hukum ilmiah lain, ini juga dibenarkan sebagai *asil, sehingga
diperoleh, setuju dengan pengamatan yang sebenarnya. !erikut ini adalah
tiga hukum gerak$
%. *ukum ?ewton Pertama Motion. Ini menyatakan, Setiap tubuh terus
di negaranya istirahat atau gerak seragam dalam garis lurus, kecuali
ditindaklanjuti oleh kekuatan eksternal . *al ini juga dikenal sebagai
*ukum Inersia.'. *ukum ?ewton edua Motion. Ini menyatakan, Tingkat perubahan
momentum berbanding sebanding dengan gaya terkesan danberlangsung dalam arah yang sama di mana tindakan kekerasan .
(. *ukum etiga ?ewton dari Motion. Ini menyatakan, =ntuk setiap aksi,
selalu ada yang sama dan
7/25/2019 Kurmi Elemen mesin 1.docx
12/20
dan laju perubahan momentum
mvmu
t =
m(vu)t
=m.a
U (vut =a) or Aorce, A ma atau A L k m a
di mana k adalah konstanta proporsionalitas.
Demi kenyamanan, satuan gaya yang diadopsi adalah seperti yang
menghasilkan akselerasi =nit untuk tubuh satuan massa.
A L m,aL Massa Percepatan
1& - Tetbook o/ Ma'0ine Desain
Dalam sistem SI unit, satuan gaya disebut newton +singkat ditulis
sebagai ?. Sebuah newton mungkin dide#nisikan sebagai kekuatan,
sementara bertindak atas massa satu kg, menghasilkan percepatan % m
s' di arah di mana ia bertindak. Demikian
%? L %kg % m s' L %kg-m s'
11! -bsolute dan graitasi )nit -ngkatan
ita telah membahas, bahwa ketika tubuh massa % kg bergerak dengan
percepatan
% ms', gaya yang bekerja pada tubuh adalah salah satu newton +singkat
ditulis sebagai % ?. arena itu, ketika samatubuh bergerak dengan
percepatan :,8% ms', gaya yang bekerja pada tubuh adalah :.8%?. Tapi
kita menunjukkan % kg massa, tertarik terhadap bumi dengan percepatan:,8% ms'sebagai kekuatan % kilogram +singkat ditulis sebagai kg) atau
berat % kilogram +kg singkat ditulis sebagai-wt. Dengan demikian jelas
bahwa
%kg) L %kg :,8% ms'L :,8% kg -ms'L :,8% ? ...+ %? L
%kg-ms'
=nit di atas kekuatan yaitu kilogram gaya +kg) disebut gra1itasi atau unit
insinyur dari
kekuatan, sedangkan netwon adalah unit absolut atau ilmiah atau SI
kekuatan. Dengan demikian jelas, bahwa unit gra1itasi adalah VgV kalisatuan gaya dalam satuan absolut atau SI.
7/25/2019 Kurmi Elemen mesin 1.docx
13/20
Ini akan menarik untuk mengetahui bahwa massa tubuh di unit
mutlak adalah numerik sama dengan berat tubuh yang sama di unit
gra1itasi.
Sebagai contoh, pertimbangkan sebuah badan yang massanya, m L %;;
kg. ekuatan, dengan yang akan tertarik ke arah pusat bumi,
A L m,aL m,gL %;; :,8% L :8% ?
Sekarang, per de#nisi, kita tahu bahwa berat badan adalah
kekuatan, dengan yang tertarikmenuju pusat bumi
!erat tubuh,
"L 981N=981
9,81=100kgf U+ % kg) L :,8% ?
Secara singkat, berat badan massa m kg di tempat di mana
percepatan gra1itasi adalah VgV ms'
adalah m,gnewton.
1.1% Momen -ngkatan
Ini adalah e)ek balik yang dihasilkan oleh kekuatan, pada tubuh, di
mana ia bertindak. Saat kekuatan adalah sama dengan produk dari
kekuatan dan jarak tegak lurus dari titik, tentang yang saat diperlukan,
dan garis aksi gaya. Secara matematis,
Momen gaya L A l
di mana A L 5ngkatan bertindak pada tubuh, dan
l L jarak tegak lurus dari titik dan garis aksigaya +A seperti ditunjukkan pada 0ambar. %.'.
1.2& Pasangan
Dua kekuatan paralel yang sama dan berlawanan, garis yang
tindakan adalah bentuk yang berbeda beberapa, seperti ditunjukkan pada
0ambar. %.(.
&arak tegak lurus +Q antara garis aksi dari dua sama dan
berlawanan paralel Pasukan dikenal sebagai lengan pasangan. !esarnya
pasangan +yaitu saat beberapa adalah produk salah satu kekuatan dan
lengan dari pasangan. Secara matematis,
Momen pasangan L A Q Sebuah sedikit pertimbangan akan
menunjukkan, bahwa pasangan tidak menghasilkan gerak translatory
+yaitu gerak dalam garis lurus. Tapi, beberapa menghasilkan gerak rotasi
tubuh yang ia bertindak.
1.21 Massa enis
Massa jenis dari material adalah perbandingan massa dari suatu
benda dengan 1olume benda tersebut. Tebel ini menunjukkan beberapa
massa jenis dari berbagai material yang dapat digunakan sebagai acuan.
7/25/2019 Kurmi Elemen mesin 1.docx
14/20
1.22 Momen "nersia
Telah disepakati sejak lama bahwa bagian dari semua benda terdiri
dari banyak partikel partikel kecil. &ika massa setiap partikel dikalikan
dengan kuadrat jarak tegak lurus tetap maka total dari jumlah tersebut
dinyatakan sebagai massa inersia dari benda hal ini dilambangkan denga
I.Partikel kecil dari m%,m',m(,m jika k%,k',k(,k.adalah jarak dari garis
tetap seperti ditunjukkan pada gambar dibawah ini maka massa inersia
dari seluruh bagian benda ini dapat dirumuskan dengan $
I L m%+k%'Wm'+k''Wm(+k('Wm+k'W........Wmn+kn'
&ika massa dari semua bagian dapat diasumsikan untuk )okus pada suatu
titik +dikenbal sebagai pusat massa atau pusat gra1itasi pada jarak dari
sumbu yang diberikan maka
mk'L m%+k%'Wm'+k''Wm(+k('Wm+k'
I L mk'
&arak disebut jari jari rotasi ini dapat dide)enisikan sebagai jarak dari
re)erensi yang diberikan dimana seluruh bagian dari massa diasumsikan
terkosentrasi untuk memberikan nilai yang sama pada I.
Satuan S.I dari momen inertia adalah g- m'
7/25/2019 Kurmi Elemen mesin 1.docx
15/20
@atatan $
% $ &ika bagian momen inersia terhadapt suatu sumbu melalui pusat
gra1itasi maka pada saat itu inersia mengenai sumbu paralel lainnya
dapat diperoleh dengan menggunakan paralel sumbu teorema momen
inersia pada sumbu paralel.
IPL I0W mh'
Dimana I0 $ Momen Inersia dari bagian yang berpotongan dengan pusat
gra1itasi
h $ &arak dari ' garis yang paralel
' $ !erikut ini adalah nilai nilai untuk kasus yang sederhana Momen inersia
untuk
+a. disk tipis dengan radius r suatu sumbu melalui pusat gra1itasi
dan tegak lurus dengan bidang disk adalah
I Lmr
2
2 dan momen inersia jika diketahui diameter I Lmr
2
4
+b. =ntuk batang panjang > suatu sumbu melalui pusat gra1itasinya
dan tegak lurus dengan panjangnya.
I0L ml' %'
Dan momen inersia yang paralel dengan perpotonganya diberikan
IP L ml'(
( $ Momen Inersia untuk silinder padat dengan jari jari < dan panjang >
sekitar sumbu longitudinal atau polar
I Lmr
2
2
Dan Momen Inersia yang melalui pusatnya tegak lurus dengan sumbu
memanjang maka7
IP L m +r2
4 Wl2
12
1.23 Momentum -ngular
Ini adalah hasil dari momen inersia, massa dan kecepatan sudut dari
setiap bagian secara matematis dituliskan
7/25/2019 Kurmi Elemen mesin 1.docx
16/20
Momen 5ngular L I w
Dimana I $ Momen Inertia
w $ ecepatan sudut
1.24 Torsi Torsi dapat dide#nisikan sebagai hasil gaya dan jarak tegak lurus dari
jajaran aksi yang berasal dari titik atau sumbu. Pertimbangan kecil akan
menunjukkan bahwa torsi setara dengan beberapa aksi atas tubuh.
*ukum kedua ?ewton tentang gerak bila diterapkan untuk memutar
badan menyatakan, torsi adalah tepat sebanding dengan laju perubahan
sudut
momentum. Secara matematis, Torsi dapat dijabarkan seperti dibawah ini
!eberapa 0aya yang berasal dari dua lengan dan gaya torsi
1.25 )sa0a
Setiap kali gaya yang bekerja pada suatu benda dan mengalami
perpindahan dalam arah gaya maka usaha dapat dikatakan telah
dikerjakan. Sebagai contoh, jika sebuah gaya A yang bekerja pada benda
menyebabkan perpindahan Q benda dalam arah gaya, maka
(saha Gaya * Perpindahan ! * .
&ika gaya ber1ariasi secara linear dari nol sampai nilai maksimum A, maka
(saha /0! * . !12 * .
etika kopel atau torsi +T yang bekerja pada benda menyebabkan
perpindahan sudut +E terhadap suatu sumbu tegak lurus terhadap bidang
pasangan, maka
(saha 3orsi * Perpindahan 'nguler 3,
=nit kerja tergantung pada unit kekuatan dan perpindahan. Dalam S. I.
sistem unit,=nit praktis kerja adalah ?-m. *al ini adalah kerja yang dilakukan oleh
7/25/2019 Kurmi Elemen mesin 1.docx
17/20
gaya % newton, ketika menggantikan benda melalui % meter. Pekerjaan %
?m dikenal sebagai joule +singkat ditulis sebagai &, sehingga % ?m L % &.
@atatan$ Saat menulis unit kerja, itu adalah praktek umum untuk
menempatkan unit angkatan pertama diikuti oleh unit perpindahan
+misalnya ?-m.
1.26 Da(a
*al ini dapat dide#nisikan sebagai tingkat melakukan pekerjaan atau
kerja yang dilakukan per satuan waktu. Secara matematis dapat ditulis,
Daya $P& (saha 1 "aktu " 1 t
Dalam sistem SI unit, satuan daya adalah watt +singkat ditulis sebagai "
yang sama dengan % & s atau %?-m s. Dengan demikian, kekuatan yang
dikembangkan oleh kekuatan A +dalam newton bergerak dengan
kecepatan 1m s adalah A1 watt. =mumnya, sebuah unit yang lebih besar
dari kekuatan yang disebut kilowatt +k" singkat ditulis sebagai
digunakan yang sama %;;; ".
@atatan $
%. &ika T adalah torsi ditransmisikan dalam ?m atau & dan X adalah
kecepatan sudut dalam rad s, maka Power, P 3 L 3 '
N 1 4; watts ... L ' N14;di mana ? adalah kecepatan dalam r.p.m.
'.
7/25/2019 Kurmi Elemen mesin 1.docx
18/20
*al ini adalah energi yang dimiliki oleh benda, untuk melakukan
pekerjaan, berdasarkan posisinya. Sebagai contoh, benda diangkat ke
beberapa ketinggian di atas tingkat dasar memiliki energi potensial,
karena dapat melakukan beberapa pekerjaan dengan jatuh di permukaan
bumi.
P,4, ", h m,g,h
" L "eight o) the body,
m L Mass o) the body, and
h L Distance through which the body )alls.
Dapat dicatat bahwa
+a !ila " adalah newton dan h dalam meter, maka energi potensial akan
di ?m.
+b !ila m adalah kg dan h dalam meter, maka energi potensial juga akan
di ?m seperti yang dibahas
di bawah $
ita tahu bahwa energi potensial L m.g.h L kg ms' Q m L ?.m
% ? L % kg.m s'
2. nergi regangan.
*al ini adalah energi potensial yang tersimpan oleh badan elastisketika cacat. Suatu
pegas yang terkompresi memiliki jenis energi, karena dapat melakukan
beberapa pekerjaan dalam memulihkan bentuk semula. Dengan
demikian, jika pegas dikompresi kekakuan yang +s ? per unit de)ormasi
+yaitu perpanjangan atau kompresi mengalami de)ormasi melalui jarak Q
oleh " berat benda, maka
4nergi Regangan 8 " * . 8 s,*2
Dalam kasus pegas torsi kekakuan yang +[ ?m per unit de)ormasi angular
ketika memutar
melalui radian sudut E, maka
4nergi Regangan 8 9, 2
7/25/2019 Kurmi Elemen mesin 1.docx
19/20
3. nergi kinetik.
*al ini adalah energi yang dimiliki oleh benda, untuk melakukanpekerjaan, berdasarkan massanya dan kecepatan gerak. &ika benda
massanya m mencapai suatu kecepatan 1 dari sisa waktu t, di bawah
pengaruh dari gaya A dan menggerakkan jarak s, maka
(saha !,s m,a,s
nergi kinetik dari benda atau energi kinetik translasi,
Dapat dicatat bahwa ketika m kg dan 1 dalam m s, maka energi
kinetik akan dalam ?m sebagai dibahas berikut$
ita tahu bahwa energi kinetik,
@atatan$
%. etika benda saat massa inersia I +sekitar sumbu yang diberikandiputar sekitar sumbu itu, dengan kecepatan sudut X, maka ia
memiliki beberapa energi kinetik. Pada kasus ini,
'. etika benda memiliki kedua linear dan gerakan angular,
misalnya roda mobil yang bergerak, maka total kinetik energi
benda adalah sama dengan jumlah energi kinetik linear dan
sudut.
(. nergi tidak dapat diciptakan atau dihancurkan, meskipun dapat
diubah dari satu bentuk ke setiap bentuk, di mana energi bisa
eksis. Pernyataan ini dikenal sebagai V*ukum onser1asi nergiV.
. kehilangan energi dalam satu bentuk selalu disertai dengan
peningkatan setara dalam bentuk lain. etika pekerjaan dilakukan
pada benda kaku, pekerjaan diubah menjadi energi kinetik atau
potensial atau digunakan dalam mengatasi gesekan. &ika tubuh
7/25/2019 Kurmi Elemen mesin 1.docx
20/20
elastis, beberapa pekerjaan juga akan disimpan sebagai energi
regangan.