Embed Size (px)
Citation preview
KATA PENGANTAR
Assalamu alaikum Wr. Wb.
Dengan ini kami mengucapkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT
karena atas ijin-nya sehingga saya dapat menyelesaikan laporan tugas ELEMEN
MESIN I sesuai dengan yang diharapkan.
Tak lupa kami sampaikan ucapan terima kasih kepada Bapak dosen mata
kuliah ELEMEN MESIN I yang telah memberi bimbingan kepada kami sehingga
laporan ini selesai dengan baik, serta tidak lupa ucapan terima kasih kepada
asisiten pemberi tugas dan rekan-rekan mahasiswa yang telah memberi bantuan
dalam penyusunan laporan ini.
Namun kami menyadari banyak dalam laporan ini masih terdapat banyak
kesalahan, karena itu kami mengharapkan banyak kritikan serta saran-saran yang
bersifat membangun.
Akhirnya kami dari penyusun berharap semoga laporan ELEMEN MESIN
I dapat bermanfaat.
Makassar, November 2008
(Penyusun)
BAB I
PENDAHULUAN
Sambungan merupakan bagian yang banyak terdapat pada setiap konstruksi
terutama pada konstruksi mesin umumnya sambungan di buat dengan maksud :
1. Membentuk konstruksi menurut kebutuhan yang di kehendaki terutama
jika sulit atau kurang ekonomis bila bentuk dari satu bahan baja
2. Memudahkan waktu pemasangan, pemeliharaan, dan penggantian bahan
bahan yang rusak.
3. Memungkin membentukkonstruksi dari bermacam-macam jenis dan
ukuran bahan menurut kebutuhan dan harga yang lebih rendah.
4. Mendapatkan baian bagian yang dapat bergerak diam dan dapat di buak
atau tidak di buka di lihat dari fungsinya.
Di lihat dari segi konstruksi, maka sambungan dapat di bedakan menjadi :
1. Sambungan tetap (permanen)
Yaitu sambungan yang tidak dapat di buka kecuali dengan jalan
merusaknya
2. Sambungan tidak tetap
Yaitu sambungan yang sewaktu-waktu dapat di lepas.
Untuk lebih jelasnya kami akan menulis beberapa perencanaan
dalam laporan ini yaitu “Perencanaan Paku Keling” untuk kebutuhan
penampungan air garam.
BAB II
PENDAHULUAN
Paku keling merupakan alat penyambung yang tetap/mati walaupun
sambungan-sambungan dengan paku keling kini sudah banyak digantikan dengan
las, namun pada sambungan kapal dan bangunan/konstruksi jembatan-jembatan
masih tetap dipakai. Paku keling ini terdiri dari sebuah kepala setinggi 0,6 d, dan
sebuah batang sepanjang 1 kepala penutup yang dibentuk sewaktu mengeling.
Tingginya juga 0,6 d dan lebarnya 1,6 d. Panjang batang terhadap plat yang akan
dikeling adalah 1,5 d, sisa panjangnya 1,5 d inilah nantinya dipakai untuk
membentuk kepala penutup.
Agar paku keling dapat dimasukkan kedalam lubang dengan cepat, maka
lubang tersebut harus lebih besar daripada diameter paku keling. Adapun
selisihnya adalah paling besar 1 mm, tetapi dalam gambar kerja lubang paku
keling disamakan dengan diameter batang pakunya.
Memasang paku keling dengan diameter sampai 8 mm paku kelingnya
harus dipanasi atau dibakar lebih dulu. Mengenai beberapa macam sambungan
kampuh paku keling, macam kampuh yang paling sederhan adalah kampuh lap.
Kelemahan dari macam-macam sambungan ini adalah disamping bahwa terjadi
pembebanan tarik juga terjadi pemebebanan lengkung.
Pada sambungan strip itu kedua plat yang akan dikeling dilapisi dengan
plat yang ketiga, disinipun terjadi pembebanan lengkung yang merugikan.
Dalam membuat sambungan dengan paku keling, maka setiap bagian
harus dipasang tegak dan dihubungkan dengan bagus, baik sebelum dan sesudah
pemasangan. Pada paku keling ini dapat dilakukan dengan pertolongan baut yang
dipasang pada setiap lubang ketiga dan ke empat, yaitu lubang-lubang itu nantinya
akan diisi dengan paku keling.
Jika hendak dilakukan pemasangan paku keling panas maka haruslah
dilakukan pemanasan yang uniform sepanjang paku tersebut tanpa menjadikannya
terbakar ataupun sampai terkupas. Setelah paku dipukul maka paku keling
tersebut haruslah mengisi penuh atau sempurna pada lubang dan jika terbenam
maka harus diisi penuh dan jika dikehendaki kepala paku keling diratakan. Setiap
paku keling yang hilang, terbakar atau rusak haruslah diganti dengan yang lain.
Jika paku keling dan las keduanya digunakan dalam membuat suatu
sambungan, maka pengelasan haruslah pertama kali dilakukan atau dikerjakan .
Paku keling dari bahan baja karbon rendah terutama jika dipanaskan akan
melentur dan elastis , karena itu dapat digunakan untuk menutup dan membentuk
sambungan didalam struktur dari papan baja.
Hal-hal yang harus diperhatikan dalam membuat sambungan dengan
menggunakan paku keling, yaitu:
Apakah paku atau batang cukup baik untuk mengisi lubang
Apakah paku-paku resusun satu garis dan beraturan .
Janganlah membuat tanda lubang pada kepala paku keling.
Jangan sampai paku keling menjadi bengkok karena tegangan yang tinggi
- selama operasi terhadap paku keling.
Paku keling yang telah dibakar jangan dipakai lagi.
Semua lubang harus bersih dari berkas-berkas bor.
Jika mungkin semua plat ditumpuk dijadikan satu , diikat kemudian baru
dilubangi secara serempak.
Tidak dibenarkan membuat lubang dengan menggunakan las pemotong.
Jika las harus dibentuk lengkung, maka pembuatan lubang paku keling
dikerjakan setelah plat dilengkungkan terlebih dahulu.
Rusaknya paku ling pada sambungannya disebabkan oleh:
Adanya gesekan antara plat yang satu dengan yang lainnya.
Patah plat antara lubang paku keling pada garis yang sama.
Akibat paku keling patah karena tegangan geser.
Akibat plat melengkung .
Akibat dari semua hal ini akan mengakibatkan ketidak sempurnaan dari
sambungan paku keling atau menimbulkan kerusakan pada sambunggan paku
keling sehingga tidak akan berfungsi sebagaimana mestinya
1. Ukuran
Diameter lubang biasanya 1,5d mm lebih besar dari pada diameter normal
dari paku keling dalam keadaan normal. Paku keling harus dapat dimasukan
secara tepat kedalam lubang sebelum dipukul
Beberapa hal yang biasa terjadi pada paku keling,yaitu :
1. batang paku keling tidak dapat menutup lubang agar terbentuk kepala agar
terbentuk kepala yang baik
peyebabnya:
- paku keling kurang panjang
- ukuran lubang terlalu besar
- mangkuk pematuk terlalu besar
- jika paku kelikng dipanaskan , maka pemanasan tidak mencukupi.
2. Batang pakun keling yang terlalu panjang meyebabkan terbentuk suatu
topi 2”joikey” .
peyebabnya :
- paku keling bengkok
- letak pematuk miring
- paku keling terlalu panjang
3. kepala paku keling tidak segaris lurus .
peyebabnya :
- kesalahan penyusunan meyebabkan lubang-lubang keluar dari garis
susunan.
- Pematuk tidak segaris lurus
- Meletakan paku keling dalam posisi meyudut
4. Batang paku keling tidak mengembang didalam lubang.
Penyebabnya :
- Bagian pinggir atau sisi paku keling telah dipukul terlebih dahulu sebelum
dipakai
- Plat-plat tidak dibuat secara baik.
5. Plat-plat antara lubang mengembang.
Penyebabnya :
- Kurang banyak menggunakan baut dalam pengikat plat
- Terlalu berdebu
- Jika menggunakan paku keling panas, maka penekanan paku keling
lama.
6. Plat terluka.
Penyebabnya :
- Paku keling terlalu pendek
- Proses pematukan terlalu lama
- Memaku dengan sudut terlalu besar
7. Batang paku mengembang diantara plat-plat.
Penyebabnya :
- Memakai baut yang tidak mencukupi atau kurang
- Baut tidak akan kuat mengikat
- Plat-plat sendiri yang saling menutup
2. Macam-macam paku keling
Pada umumnya pembuatan paku keling dapat dibuat menurut ketetapan-
ketetapan yang tercantum dalam lembaran normalisasi menurut ASME
(American Society Mechanical Enginering). Contoh-contoh paku keling
menurut kegunaanya masing-masing seperti berikut:
Paku keling menurut normalisasi :
N 667 : Paku keling dengan kepala bulat
Tipe A, digunakan pada jembatan dan pengerjaan konsi, dengan ukuran
a = 1,6 d
b = 0,6 d
Tipe B, digunakan untuk ketel uap, ukurannya :
a = 1,6 d
b = 0,7 d
Tipe BB, digunakan untuk maksud istimewa, ukurannya
a = 1,8 d
b = 0,7 d
Tipe C, digunakan untuk ketel uap dan untuk pekerjaan yang
membutuhkan terapan, ukurannya
a = 1,6 d
b = 0,6 d
a1 = 1,8 d
b11= 0,7 d
N 669 : Paku keling dengan kepala-kepala yang dibenam,
digunakan untuk bangunan kapal terutama pada sambungan dibawah air,
ukurannya
a = 1,6 d
b = 0,5 d
N 668 : Paku keling dengan kepala tirus
digunakan untuk bangunan kapal, ukurannya
a = 1,6 d
b = 0,7 d
N 746 : Paku keling dengan kepala-kepala dibenam
Bj 27, ukurannya :
a = 1,7 d
b = 0,5 d
Bj 34, bentuk kepala paku menurut ASME
Bj 39 straigt base/button head
Cone head
Bj 48 button head
Pan head
Bj 57 Double radius/button head
Steeple head
Bj 16 Countersunk head
Plat head
Menurut ASME yang paling banyak dipakai adalah bentuk cone head,
button head, steeple head dan counter head.
3. Perhitungan kekuatan
Perhitungan kekuatan sambungan paku keling, maka seluruh
pembebanan dianggap bekerja pada paku-paku kelingnya untuk sambungan lap
dilakukan sebagai berikut :
Beban sebesar F bekerja pada penampang A atas dasar gesekan, maka :
F = n . /4 . d 2 . d
4F = n . . d 2 . d
d 2 =
d =
dimana :
F = Beban (kg)
n = Jumlah paku (buah)
d = Diameter paku (cm)
d= Tegangan geser (kg/cm2)
Kemungkinan lain dapat terjadi, bahwa disebabkan oleh beban F tadi,
bukannya kelingan purus, melainkan platnya yang akan rusak atau robek
sepanjang A, untuk menghindari ini maka plat ditetapkan bahwa jarak antara
sumbu paku sisi plat adalah :
K = 1,5 d – 2 d
Disebabkan pula oleh pembebanan tumpuan maka plat dibelakang, berlaku :
F = n . d . . d
=
Dengan adanya lubang dengan diameter d, maka panjang b menjadi
berkurang. Dengan demikian rumus untuk menentukan lebar plat adalah :
F = ( b - nd ) . t
b – nd = f/t
b = f/t + n . d
dimana:
b = lebar plat (cm)
t = tegangan tarik ( kg/cm2)
untuk besarnya tegangan gesr dan tegangan sumbu tergantung dari jarak antara
sumbu paku dan tepi plat .
k = 1,5 d
d = 0,8 t
persentase kekuatan (U) terhadap plat dan paku keling
U plat =
U paku keling =
4. Tipe sambungan paku keling
Sambungan ini dipakai untuk dua plat yang satu menutup yang lain,
kemudian disambung dengan paku keling. Jenis ini terbagi atas jumlah baris paku
keling yang digunakan.
a. Sambungan lap yang dikeling tunggal (single riveted)
Apabila digunakan sebagai berikut :
t = jarak pusat paku
d = diameter paku/pusat paku kepinggir plat
Syarat-syarat sambungan lap dikeling tunggal :
1. p 8 s untuk rapat .................. (4)
2. p 2d + 6 mm .................. (5)
3. e = 1,5 d .................. (6)
4. d = 0,7 s + 13 mm .................. (7)
catatan : (4), (5), (6) dan (7) bahan kuliah Manhine Element, hal 29
Daftar kampuh lap (berimpit) dikeling tunggal
Tebal plat (s)
mm
Paku keling Jarak antara (t)
mm
Persentase
%D d
6
7
8
10
11
12,5
14
16
13
16
16
19
19
22
25
28
13,5
17
17
20
20
23
26
29
33
43
40
45
44
50
56
62
c.a 59
c.a 60
c.a 57
c.a 55
c.a 54
c.a 54
c.a 53
c.a 53
2. Sambungan lap yang dikeling beganda
Sesuai dengan urutan penempatan paku keling, maka dibagi atas :
a. Sistem berliku
1. P = 2,6 d + 15 mm
2. a = 0,6 d
3. e = 1,5 d
b. Sistem rantai, syarat-syaratnya :
1. p = 2,6 d + 10 mm
2. a = 0,8 d
3. e = 1,5 d
Daftar kampuh yang dikeling berganda
Tebal plat (s)
mm
Paku keling Jarak antara
mm
Persentase
%D d
6
7
8
10
11
12,5
14,5
14
16
19
22
13
13
16
19
19
22
22
25
25
28
31
13,5
13,5
17
20
20
23
23
26
26
29
32
48
46
62
70
65
76
70
86
80
84
90
c.a 72
c.a 70
c.a 72
c.a 71
c.a 69
c.a 70
c.a 73
c.a 70
c.a 67
c.a 65
c.a 64
4. Sambungan lap dikeling triple
Syarat-syaratnya :
1. p = 3 d + 22 mm
2. a = 0,5 d
3. c = 1,5 d
sambungan terputus bila antara paku keling :
1. Robek menurut 1
2. Robek menurut 2
Dari I terdapat rumus
P (t – d) s . t
Kekuatan paku keling dihitung dengan rumus :
P = 3. /4.d2.D
dimana D = 0,8 t
Perhitungan terhadap beban tumpuan
P = 3 . d . s . s
dimana s = 1,5 t
Daftar kampuh lap dikeling triple
Tebal plat (s)
mm
Paku keling Jarak antara
mm
Persentase
%D d
12,5
14
16
19
22
23
25
28
22
25
25
28
28
31
31
31
23
26
26
29
29
32
32
32
100
102
105
112
104
119
109
101
c.a 77
c.a 77
c.a 75
c.a 74
c.a 71
c.a 73
c.a 70
c.a 68
4. Sambungan dengan billah (butt joint) atau sambungan berhadapan.
Cara ini untuk mengikatkan beberapa plat satu sama lain dimana dikelingkan
billah pada sambungan itu.
Sambungan ini terbagi atas :
a. Sambungan billah berganda dikeling tunggal (butt joint two strap single
riveted).
t1 = tebal billah
t = tebal plat
d = diameter paku = 0,7 + 10 mm
maka syarat-syarat yang harus dipenuhi adalah :
1. p = 2,6 d + 10 mm
2. b = 0,5 d
b. Sambungan billah berganda dikeling berganda (butt joint two strap double
riveted).
Syarat-syarat yang harus dipenuhi adalah :
1. P = 3,5 d
2. b = 1,5 d
3. pb = 0,5 d
4. e = 1,5 d
Dimana :
Pb = Jarak antara baris-baris paku keling
b = Jarak pusat paku kecelah plat
c. Sambungan istimewa rowe
Sambungan ini adalah sambungan dengan billah berganda dengan dua
langkah/dua baris paku tetapi ukuran lebar billah tidak sama yaitu ukuran
lebih kecil.
Syarat-syarat paku yang harus dipenuhi, adalah :
1. a = 1,3 d
2. e = 1,5 d
Jarak memanjang diluar billah yang kecil = p
Jarak paku memanjang didalam billah yang kecil = p
Disamping ke empat tipe sambungan paku keling diatas terdapat juga
sambungan paku keling dengan tipe sambungan tumpang (lap joint) dan
sambungan temu. Pada sambunga tumpang plat dihubungkan ditumpangkan
diatas plat lain dan bersama-sama diikat dengan satu atau lebih paku keling,
disambung dengan dua plat tutup masing-masing dikeling ke plat utama (kadang
kala hanya dipakai satu plat tutup).
Jumlah baris paku keling yang digunakan untuk mengikat plat tutup kemasing-
masing plat utama menunjukkan sambungan sebagai keling tunggal, keling ganda
dan sebagainya.
Biasanya pada sambungan ketel, plat utama luar lebih kecil dari plat tutup dalam,
plat luar cukup lebar untuk satu baris paku keling dimana paku keling
ditempatkan secara rapat tipe sambungan ini disebut sambungan tekanan
pemakaian.
5. Kampuh Keling
Kampuh sambungan keling dibuat menurut kebutuhyan dari kekuatan dan
kerapatan Yang dikehendaki.
a. Kampuh berimpit
Kampuh berimpit dapat dibentuk dengan kedua pinggir plat yang
disambung, lalu dikeling. kampuh berimpit biasanya untuk kekuatan kecil dan
sedang serta untuk sambungan yang hanya memerlukan kerapatan jika diperlukan.
Antara kedua pelat diberi perekat seperti kain yang dibasahi cat, gasket dan bahan
perekat lainnya. Kampuh berimpit ada yang dikeling tunggal, berganda atau
dikeling tiga baris.
Diameter paku keling dipilih dengan patokan :
d = 5 s-0,4cm
s = Tebal pelat
b. Kampuh bilah tunggal
Kampuh bilah tunggal dibuat untuk sambungan yang tidak mendapat gaya
tarik yang terlalu besar sehingga dapat menyebabkan lengkungan bilah dan
merenggangkannya sambungan tebal billah (sambungan) biasanya diam
S* = 0,6 - 0,8 dan maksimal
S* = 5
Seperti halnya kampuh ber impit, kampuh bilah tunggal atau di kelling 3 baris
c. Kampuh Bilah Ganda
Kampuh bilah ganda banyak digunakan untuk sambungan yang dikehendaki
kekuatan dan kerapatan pada tekanan tinggi, misalnya sambungan memanjang dan ketel
uap. Kampuh bilah ganda juga dikeling tunggal, dikeling 2 atau 3 baris. Sambungan ini
juga disebut dengan sambungan dilantik (buttj oins)
d. Kampuh Rowe
Gambar diatas menunjukkan kampuh bilah ganda yang di keling ganda, yang
dikenal dengan kampuh Rowe. Yang istimewa dari kampuh ini bilah luar yang dikenal
atau kurang lebar dari bilah dalam. Selain itu baris paku keling luar diumpamakan untuk
mempertinggi persen plat. Oleh karena itu jarak paku keling dari baris sebelah dalam
agak kecil dari bilah sebelah luar dan dapat kita rapatkan dengan baik walaupun jarak
antara paku keling pada baris luar kampuh Rowe biasanya delapan kali lebih besar
daripada tebal bilah dalam.
BAB III
ANALISA PERHITUNGAN
Kapasitatsa ngkiy anga kand ibuat : 107 m3
: 107.000 liter
Jenis paku keeling yang digunakan yaitu paku keeling kepala persing
Jenis sambunganya itu melintang dengan kampuh berimpit dikeling lurus
dangan3 baris paku
Bahan paku keeling yang digunakan dan ada dipasaran yaitu baja ST 47
dengan
- Tegangan tarik (σt) = 940kg/cm2
- Tegangan geser (σd) = 752kg/cm2
Bahan paku keeling yang digunakan yaitu ST 47 dengan:
- Tegangan geser (σd) = 752kg/cm2
- Tegangan tumpu (σs) = 14100'kg/cm2
Ukuran plat yang akan digunakan dan tersedia dipasaran:
- Panjang = 2,30 m
- Lebar = 1,20 m
Ukuran tangki :
- Diameter = 5 m
- Tinggi = 5,096 m
Sehingga volume tangki :
V. π.r2.t
3 ,14. (2,5)2.5 ,096
: 100.009 m3
Sehingga jumlah plat yang digunakan yaitu :
- Keliling lingkaran tangki yaitu :
π.D = 3,14 . 5 = l5,7 m
Sehingga 15,7 : 12 = 13,08 lembar = 13,1 lembar
- Tinggi tangki = 5,096 m
Sehingga 5,096 : 2,3 = 2,22 lembar
Sehingga :
S = 509,6.500.0,1025 . 107 2,940.10 65
26117 . 107 18800 65
= 1,39 . 1,65
= 2,29 cm = 22,9 mm
2. Diameter paku keling
d1 = S + 0,8 cm = 2,29 + 0,8 dimana d = diameter pakukeling
= 3,09 cm = 30,9 mm S = Tebal Plat
3. Jarak baris paku keeling
8. Kampuh berimpit sambungan melintang
d = 3,09 mm = 30,9 cm di mana t = jarak baris paku keeling
t = 3.d + 0,5
= 91,7 mm = 9,17 cm
9. Jarak baris paku keeling sampai tepi plat :
1,5 d = 1,5 . 30,9
= 46,35 mm = 4,63 cm
4. Paku keeling di bebani dengan beban tarik
Kemampuan paku menerima beban
Karena kemampuan paku menerima beban lebih besar di banding beban
yang di terima , maka perencanaan aman.
BAB IV
PENUTUP
A. Kesimpulan
Sambungan merupakan bagian yang banyak atau sering di gunakan pada
konstruksi mesin yang umumnya di buat dengan maksud membentuk
konstruksi menurut kebutuhan yang di kehendaki terutama jika sulit atau
kurang ekonomis bila bentuk dari suatu benda akan di cetak,
Sambungan ini juga memudahkan waktu pemasangan dan juga dapat
memungkinkan membentuk konstruksi dari berbagai jenis dan ukuran
bahan menurut kebutuhan dan harga yang lebih murah dan juga dapat
mengganti bagian bagian yang rusak.
B. Saran saran
Dalam perencanaan sambungan, kita tahu pentingnya paku keeling dalam
konstruksi mesin. Jadi dalam menentukan ukuran serta kekuatan agar
tidak terjadinya kelelahan yang singkat pada baja keeling kita harus
mengetahui kekuatan dari bahan yang akan kita pakai.
Oleh karena itu dalam pengolahan data kita harus teliti agar tidak terjadi
sesuatu hal yang fatal pada percobaan atau perencanaan sambungan
keeling.
DAFTAR PUSTAKA
1. Elemen Mesin I.”sularso dan kiyokatsu”1987,PT. Oradaya Paramitha.
Jakarta
2. Mekanika Fluida edisi ke dua jilid I. “Frank M,White”1988.Erlangga.
Bandung
BAB I
PENDAHULUAN
Dalam era keterbukaan dan globalisasi yang semakin meningkat dewasa ini
di perlukan peningkatan wawasan serta pengetahuan khusus dalam bidang
teknologi dan industri. Dengan kenyataan seperti ini maka perlu ada peningkatan
di segala aspek pembangunan guna mencapai taraf hidup yang layak. Maka dari
itu kita sebagai penerus perlu melihat jauh ke depan agar Negara kita dapat
bersaing dengan Negara lain.
Pembangunan industry pada hakikatnya bertujuan untuk mengurangi
ketergantungan terhadap Negara lain yang sudah maju. Oleh karena itu kita harus
dapat berbuat atau dapat menghasilkan sesuatu sehinga bisa di manfaatkan.
Untuk mencapai hal itu tidaklah gampang karena harus di tunjang oleh tenaga
tenaga terampil serta dana yang besar.
Salah satu untuk mencapai upaya tersebut adalah melalui sector
pendidikan. Namun pendidikan di sini bukan hanya melalui teori yang
mengandalkan penghafalan tetapi juga dengan praktek agar dpat mengerti cara
perencanaan dan proses kerjanya.
Untuk lebih jelasnya kami telah menulis perencanaan pda laporan ini yaitu
proses gandar dengan cara menghitung kekuatan produk dan pemilihan bahan
yang berkualitas.
BAB II
POROS ATAU GANDAR
GERBONG KERETA API
Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin.
Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama – sama dengan putaran utama
dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros.
A. Macam – Macam Poros
Poros untuk meneruskan daya dan klasifikasikan menurut pembebanannya
seperti berikut :
1. Poros Transmisi (Line Shaft)
Poros ini mendapat beban puntir dan lentur. Daa transmisikan kepada
poros ini melalui kopling, roda gigi, puly sabuk, rantai dan lain – lain.
2. Spindel ( Spindle )
Poros yang pendek, seperti poros utama mesin perkakas, dimana beban
utamanya berupa puntiran. Syarat yang harus dipenuhi poros ini adalah
deformasinya harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti.
3. Gandar
Poros ini dipasang diantara roda roda kereta api, dimana tidak mendapat
beban puntir dan tidak berputar. Gandar ini hanya mendapat beban lentur,
kecuali tidak digerakkan oleh penggerak mula dimana akan mengalami
beban puntir juga.
4. Poros ( Shaft )
Poros yang ikut berputar untuk memindahkan daya dari mesin ke
mekanisme yang digerakkan. Poros ini mendapat beban puntir murni dan
lentur.
5. Poros yang berfungsi untuk memindahkan daya dari dua mekanisme,
dimana perputaran poros membentuk sudut dengan poros lainnya. Daya
yang dipindahkan kecil.
B. Hal – Hal Penting dalam perencanaan Poros
Hal – hal yang perlu diperhatikan dalam merencanakan sebuah poros
adalah :
1. Kekuatan Poros
Suatu poros trasmisi dapat mengalami beban puntir atau lentur gabungan
antara puntir dan lentur juga ada poros yang mendapat beban tarik atau
tekan seperti poros baling – baling kapal atau turbin dan lain-lain.
2. Kekuatan Poros
Meskipun sebuah poros mempunai kekuatan yang cukup tetapi jika
lenturan atau defleksi puntirnya terlalu besar akan mengakibatkan
ketidakpastian, atau menimbulkan getaran atau suara.
3. Putaran Kritis
Bila putaran suatu mesin dinaikkan maka pada suatu harga putaran tertentu
dapat terjadi getaran yang luar biasa besarnya. Putaran ini disebut dengan
putaran kritis. Hal ini dapat terjadi pada turbin, motor torak, motor listrik
dan lain – lain, jika mungkin poros harus direncanakan sedemikian rupa
hingga putaran kerjanya lebih rendah dari putaran kritisnya.
4. Korosi
Bahan – bahan tahan korosi harus dipilih untuk propeller dan pompa bila
terjadi kontak dengan media yang korosif. Demikian pula untuk poros
yang terancam kavitasi dan poros mesin yang sering berhenti lama.
C. Bahan Poros
Secara umum untuk poros dengan diameter 3-3 ½ in dipergunakan bahan
yang dibuat dengan pengerjaan dingin, baja karbon. Dan bila dibutuhkan untuk
mampu menahan beban kejut, kekerasan dan tegangan yang besar maka dipakai
bahan baja paduan, yang dapat dilihat pada table bahan ( misalnya: ASME 1020;
1117; 2215; 4320; 4820; atau G 4102, G 4103, G 4104, G 4105 dalam table dan
sebagainya ). Karena sangat tahan terhadap korosi dan poros ini dipakai untuk
meneruskan putaran tinggi dan beban berat. Sekalipun demikian pemakaian baja
paduan khusus tidak selalu dianjurkan jika alasannya hanya karena putaran tinggi
dan beban berat. Dalam hal ini perlu dipertimbangkan penggunaan baja karbon
yang diberi perlakuan panas secara tepat untuk memperoleh kekuatan yang
diperlukan, sedangkan untuk poros – poros yang bentuknya sulit seperti poros
engkol, besi cor robuler atau cor lainya banyak dipakai .
Table : Baja Paduan untuk Poros
Standar dan Macam Lambang Perlakuan Panas Kekuatan tarik
Baja khrom nikel
(JIS G 4102)
SNC 2
SND 3
SNC 21
SNC 22
-
-
Pengerasan kulit
Pengerasan kulit
85
95
80
100
Baja khrom nikel
Molibden
(JIS G 4103)
SNCM 1
SNCM 2
SNCM 7
SNCM 8
SNCM 22
SNCM 23
SNCM 25
-
-
-
-
Pengerasan kulit
Pengerasan kulit
Pengerasan kulit
85
95
100
105
90
100
120
Baja khom
(JIS G 4104)
SCr 3
SCr 4
SCr 5
SCr 21
SCr 22
-
-
-
Pengerasan kulit
Pengerasan kulit
90
95
100
80
85
Baja khrom Molibbden
(JIS G 4105)
SCM 2
SCM 3
SCM 4
SCM 5
SCM 21
SCM 22
SCM 23
-
-
-
-
Pengerasan kulit
Pengerasan kulit
Pengerasan kulit
85
95
100
105
85
95
100
Gandar untuk kereta rel di buat dari baja karbon dan demi keamanan di dalam
perencanaan harus dipertimbangkan secara hati hati
D. Poros dengan beban punter dan lentur yang berulang berdasarkan
teori tresca
Poros pada umumnya meneruskan daya melalui sabuk, dan rantai.
Dengan demikian poros tersebut mendapat bahan punter dan lentur sehingga pada
permukaan poros akan terjadi tegangan geser karena momen punter Mt dan
tegangan tarik karena momen lentur.
BAB III
ANALIS PERHITUNGAN
Merencanakan suatu batang poros untuk kebuhan gandar kereta api dengan
data data sebagai berikut :
Data yang di ketahui = 27 ton
= 27.000 kg
Berat muatan = 20 ton
= 20.000 kg
Data yang di pilh
10. Kecepatan maksimum = 100 km/jam
11. Bahan gandar S45 C, kelas 3 dari baja karbon konstruksi mesin.
Di mana :
j : jarak bantalan radial = 1930 mm
g : jarak telapak roda = 1120 mm
r : jari jari telapak roda = 430 mm
h ; tinggi titik berat = 970 mm
a : luar naf roda = 345 mm
L : panjang naf roda = 128 mm
Penyelesaian :
1. Perhitungan diameter gandar yang harus di ambil pada bantalan rol berikut
yang di pasang pada jarak 624 mm dan tengah.
12. Beban statis (w)
Berat kereta + berat muatan w = --------------------------------------
2
27.000 + 20.000w = -----------------------
2
= 23.500 kg
13. Panjang lengan momen pada bantalan rol kerucut (pl)
Jarak bantalan radial pl = ---------------------------- - jarak dari tengah gandar
2
1930= ------------ - 642 2
= 341 mm
14. Perhitungan momen
Wm = ------- . pl
2
23.500m = ----------- . 341
2
= 4.006.750 kg.mm
Beban yang di pakai yaitu S45 C, maka σ b = 58 kg/mm2
15. Jika factor keamanan untuk beban statis di ambil 6 dan factor perkalian
untuk beban dinamis di ambil 4, maka menjadi :
6 . 4 = 24
σaMaka : σ a = ---------------------------------------- Beban statis + beban dinamis
58 58 σ a = -------- = -------
6 . 4 24
= 2,4 kg/mm2
16. Perhitungan diameter tumpuan roda (ds)
10,2ds = ---------- . w
σa
10,2 = ---------- . 23.500 = 47.50 mm
2,4
2. Perhitungan beban gandar pada dudukan roda
w = berat kereta + berat beban
= 27.000 + 20.000
= 47.000 kg
17. Perhitungan momen pada tumpuan roda karena beban statis (MI)
j - gMI = ------------ . w
4
1930 - 1120MI = ------------------ . 47.000
4
MI = 9.517.500 kg/mm
BAB IV
PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Pemeriksaan poros yang di gunakan pada gerbong kereta api cukup
meyakinkan sebab diameter tumpuannya cukup tinggi
2. Pada fakto keamannya di dapatkan n = l, di mana factor keamanannya
cukup aman atau baik untuk di pergunakan.
B. Saran
1. Perancangan juga mengharapkan akan kerja sama yang baik dari para
ahli di bidangnya masing masing untuk membantu atau mengarahkan
perancangan agar rancangannya sesuai dengan apa yang di harapkan.
2. Agar dalam perancannaan dapat sedikit mudah, perancang berharap
agar buku buku referensi mengenai apa yang di rencanakan lebih
akurat lagi sehingga perancangan dapat selesai sesuai denhgan waktu
yang di harapkan.
DAFTAR PUSTAKA
1. Ir. Sularso, Kiyokatsu Zuga. “Dasar Perencanaan Dan Pemilihan
Elemen Mesin”. Pradya Paramitha. Jakarta. 1980
2. Ir. Zainuddin Achmad, MSc. “Elemen Mesin 1” PT. Refika Aditama.
Bandung.1999
