PASAK Pasak adalah septong baja yang dimasukkan di antara poros dan puli atau kopling agar kedua bagian tersebut terikat menjadi satu dan tidak ada gerakan relatif di antara keduanya. Jenis-2 pasak :

1. Pasak benam 2. Pasak pelana 3. pasak bulat 4. spline

Gbr. Pasak benam yang tirus Gbr. Pasak benam yang rata

Perhitungan kekuatan sambungan dengan pasak :

Kopling : Kopling adalah alat menyambung dua poros. Terdiri dari :

1. Kopling tetap 2. Kopling tidak tetap/cluth

Kopling tetap :

1. Kopling jepit 2. Kopling flens 3. Kopling fleksibel 4. Kopling universal

Kopling jepit

Kopling flens : 1. Kopling flens tidak terlindung 2. Kopling flens tempa 3. Kopling flens terlindung

Kopling flens tidak terlindung

Kopling flens terlindung :

1. Kopling flens terlindung 2. Kopling flens fleksibel & terlindung

Kopling universal

Kopling tidak tetap/clutch & Rem Kopling tidak tetap/clutch

1. Kopling positif 2. Kopling gesek

Kopling positif

Kopling gesek : 1. Kopling gesek datar 2. Kopling gesek kerucut 3. Kopling sentrifugal

Penampang memanjang

Rem

Figure 17.1 Fives types of brake and clutch. (a) Internal, expanding rim type; (b) external, contracting rim type; (c) band brake; (d) thrust disk; (e) cone disk.

Ukuran pasak :

- lebar w = d/4

- tinggi t = 2/3w

Kekuatan pasak dihitung dari gaya gunting dan tekanan bidang pada pasak tersebut.

Contoh :

Sebuah motor dengan daya 20 hp pada 960 rpm mempunyai poros dengan diameter 4 cm dengan

panjang yang keluar dari motor 7,5 cm. tegangan gunting dan permukaan dari pasak adalah 560 dan

1120 kg/cm2. Rancanglah alur pasak dari poros dan kopling. Periksalah tegangan gunting dari pasak

terhadap tegangan normal dari poros.

Penyelesaian : P x 4500 Momen torsi yang dibangkitkan oleh motor = T = -------------- 2 π N = 20 x 4500/(2 π 960) = 14,92 kg-m= 1492 kg-cm

Memperhitungkan torsi pada pasak :

T = l x w x fs x d/2

1492 = 7,5 x w 560 x 4/2 à w = 1492 x 2/(7,5 x 560 x 4)

= 0,17 cm = 1,7mm

Lebar pasak terlalu kecil, karena ukuran pasak paling kecil d/4 à w = 4/4 = 1 cm

Pemeriksaan gaya gunting pada pasak terhadap gaya normal pada poros.

Gaya gunting pada pasak l.w. fs. d/2 8 l w 8 x 7,5 x 1 -------------------------------- = -------------- = ---------- = --------------- = 1,2

Gaya normal pada poros π/16 fsd3 π d2 π x 42

Kopling flens Perhitungan kopling dilakukan terhadap kopling, baut pengikat dan pasak. Rancangan hub : Hub dianggap poros yang berlubang. T = π/16 fs (D

4 – d4)/D Rancangan flens : Flens pada bagian luar setelah hub menerima gaya gunting pada saat meneruskan torsi à T = lingkaran dari hub x tebal flens x gaya gunting pada flens x jari-jari dari hub = π.D.tf.fs1.D/2 = πD2/2.fs1.tf Rancangan pasak : Sesuai dengan rancangan pasak Rancangan baut pengikat : Beban pada setiap baut = π/4 d1

2 x fs Beban total pada semua baut = π/4 d1

2 x fs x n ( n = jumlah baut) Momen torsi yang diteruskan oleh baut : T = π/4 d1

2 x fs x n x D1/2

Berdasarkan momen torsi ini diameter baut dirancang. Bidang yang menahan kerusakan pada baut = n d1 tf Tegangan crushing pada baut = n d1 tf fc à T = n d1 tf fc D1/2 Diameter luar dari flens = D1 + (D1 – D) = 2D1 – D Tebal dari pelindung dari flens = 0,25 d Contoh

Sebuah kopling flens jenis terlindung menghubungkan dua buah poros dengan diameter 8 cm. Poros

tersebut berputar pada 250 rpm dan meneruskan momen sebesar 430 kg-m. Rancang kopling

tersebut, di mana tegangan yang diijinkan untuk poros, baut dan pasak adalah 500 kg/cm2, tegangan

kerusakan untuk baut dan pasak adalah 1500 kg/cm2. tegangan gunting yang diijinkan untuk besi

tuang dari kopling adalah 80 kg/cm2.

Penyelesaian :

D = 2d = 2 x 8 = 16 cm

Momen torsi yang diteruskan oleh poros = T = π/16 fs (D4 – d4)/D

43000 = π/16 fs (164 – 84)/16 à fs1 = 57 kg/cm2 Oleh karena tegangan gunting yang terjadi < 80 kg/cm2 (tegangan yang diijinkan) à aman

Rancangan pasak :

Dari tabel 13.1 (mengenai ukuran pasak) w = lebar pasak = 22 mm = 2,2 cm

T = tinggi pasak = 14 mm = 1,4 cm

Panjang pasak dihitung dari : T = l x w x fs x d/2

43000 = l x 2,2 x 500 x 8/2 à l =9,8 cm

Panjang pasak juga dihitung dari tegangan tekannya : T = l x t/2 x fc x d/2

43000 = l x 1,4/2 x 1500 x 8/2 à l = 10,24 cm

Diambil panjang pasak yang lebih besar l = 10,24 cm ≈ 11 cm

Rancangan flens :

Tebal flens diambil setengah dari diameter poros : tf = 0,5 x 8 = 4 cm

Perhitungan junction dari flens : T = πD2/2.fs1.tf 43000 = = π162/2.fs1.4 à fs1 = 26,7 kg/cm2 Oleh kerena tegangan guntingnya < dari tegangan gunting yang diijinkan dari bahan flens à aman Rancangan baut : jumlah baut 4 buah Diameter posisi baut = 3 d = 3 x 8 = 24 cm Momen torsi pada baut : T = π/4 d1

2 x fs x n x D1/2 43000 = = π/4 d1

2 x 500 x 4 x 24/2 à d1 = 1,506 cm ≈ 16 mm Pemeriksaan tegangan tekan pada baut : T = n d1 tf fc D1/2 43000 = 4 1,6 4 fc 24/2 à fc = 140 kg/cm2 Karena tegangan tekan < dari yang diijinkan pada bahan baut à aman Diameter luar dari flens = 2D1 – D = 2 x 24 – 16 = 32 cm Ketebalan bagian pelindung flens = 0,25 d = 0,25 x 8 = 2 cm

Kopling flens tempa (gambar 13.14 pada hal. 5 dan gambar a.3 hal. 9)

Jumlah baut :

Diamter poros (mm) = d 35-55 56-150 151-230 231-390 Di atas 390 Jumlah baut 4 6 8 10 12

Tebal flens = d/3

Ketirusan baut = 1 : 20 s/d 1 : 40

Diameter ptitch dari baut = 1,6 d

Contoh

Sebuah kopling seperti pada gambar 13.14 hal 5, digunakan untuk meneruskan daya sebesar 3,75

MW pada 150 rpm. Tegangan gunting yang diijinkan pada poros dan baut adalah sebesar 50 N/mm2.

tentukan ukuran poros dan baut pengikat.

Penyelesaian :

Poros :

P = 3,75 MW = 3,75 x 106 W N = 150 rpm fs = 50 N/mm2 diameter poros = d

Momen torsi = P x 60/(2πN) = 3,75 x 106 x 60 /(2πx 150) = 0,24 106 N-m = 0,24 109 N-mm

Momen torsi yang dibangkitka = T = π/16 fs d3

= 0,24 109 = π/16 fs d3 à d = 3 61044,24 x = 290,2 ≈ 300 mm

Baut :

Dari tabel untuk poros dengan diameter di atas 300 mm, jumlah baut adalah 10 buah

Diameter pitch dari baut = D1 = 1,6 d = 1,6 x 300 = 480 mm

Momen torsi = T = π/4 d2 x fs x n x D1/2 à

0,24 109 = = π/4 x d2 x 50 x 150 x 480/2 à d = √2346 = 50,46 mm

Sesuai dengan standar di ambil baut dengan diameter 56 mm

Kopling pelat (gambar 21.2 hal. 14)

T = momen torsi yang diteruskan

p = tekanan aksial di antara bidang kontak