ANALISA KEKUATA}I POROS PADA SUATUKONSTRT]KSI MESIN

. Oleh :

Kun Suhamol)

lfurusan Teknik Mesin, Fakuftas Teknik Universitas TidarMagelang

ABSTMCT

nE plarning of coAtuetion o machine especially eis of constuctionto he dtached ot ueared ot one pattidtlar lsel ma.hite nntbvallyand t p*ioacally have to be selectec W a coneat atis na@rlals asaell as way of naking .of eis haee to at accordw to re4uabetilimergio^ Therefore an atb have to al*ats in its str.ngth anabsband %peded can contirrue btden to be continued and the atis

lhod etisterce of c@L1he aralyse stength ofatis orient at ifierc"t.ing streng[l, stret gthofand also torsia buc*lb1g and ako bending tension shif, genetakndefeksion so thd peaceful axit erbugh do not happened Aniage 6one patticzlar nochine Resuh of calnlation lron a n4chinecorsFuction got bt @is dhnetet 15 n, tercion shif a,8l Wnn','tastnaefli*siono,4 ( peacefrl torston deJteksion 0,4 - 1,$

Xerwo ls: aaabsg strength ofrxii, nachine

124

vot. 32 No. 2, I 5 ls6a6 2N9 : l2+Ii7

: A. PENDAEULUAN

* Porosl, Pengertian Poros

Poros merupakan salah satu bagian yang terpentingdari setiap mesia. Hampir sernua rnesin merupakan tanaga

belsaoa-sama dengan putaran. I\rtaran utama dalam sistemseperti iai dilakukan bleh por<,s.

a- P.orcs Tratrsmisi-. b, Spindel

c- Gandar2. Perencaaaaa Poros-

Hal-hal yang perlu dipe{hatikan dalam perencanaan porcs

' antara lah:a- Kekuatan Porosb. Kekakuan Poros

e. Puh€o Kiitisd. Korcsie. Baban Poros,

Dithat dad arah gaya (bebaD) yang bekerja, nakaporcs dapat dibedakar menjadi :

a- Poios radia! gaya-gaya yang didukmg bekeda tegaklulls dengan sumbu poros,

b. Poros aksial, gaya-gaya yang bekerja searah dengansumbu poros.

c. Poros dengan gaya aksial dan radial,

125

Tabel l. Baja ka6on untuk konstruksi mesin dan baja batang yang

,1M!iM Kehutd ?M Pado Setu Kdstn*li M.dd (Ka Sqt@)

dituis ntok

Stander da!1Lambang

PerlakuanPanas

Kelc,Elantarik

ke/mm'?lKeteraqan

Bajs ' karbonkons-truksitiesin (JIS G4501)

s30c

s35C

s40c

s45C

s50c

s55C

Penormalan 4E

52

55

58

62

66

Batang bajayang difrnisdingin

s35C-D

s45C-D

s55C-D

53

60

72

Ditadkdingin,digerind4dibubut,ataugabuqaaafiaaa hal-halletsebul

Tabel 2 Baja paduan untuk porcs

Standar dan macam I-amtiangPerlakuan

DATAS

Kekuatan ta.ikftdnm1

Baja ktrom nikel

(JIS C 4lo2)

sNc 2

sNc 3- -

SNC2I Pensemsar1

85

95

80

126

Tabel 1. Baja karbon uduk konstruksi mesin dan b4ia batang yaDgdifinis dinsin llntuk

Tabel 2 Baja paduan untuk poros

.4@tis Kcltut@ tMs Pada $att Kfu,'lttti Mdi,t (Kd Stlmo)

Staodar dan!na43m

LambangPerlakuan

Pams

Kekuata4tarik

ks/mm1Keterangatr

Bajo ' karbonkons-truksimesin gIS G4501)

s30c

s35C

s40c

s45C

s50c

s55C

Penormalan 48

52

55

58

62

55

Batang bajayaag difinisdi"gi"

s35C-D

S45c-D

s55C-D

53

60

72

Ditarikdingin,digEritdadibubulataugabusganantara hal-hsttels€brll'

Slandar dan macam LambangPerlakuan

Daflas

Kekuatat tarik{ks/mm2 }

Baja ktrom nikel

(Jrs G 4102)

sNc 2

sNc 3- -

SNC2I Pensemsa

85

95

80

126

vd|. i2 No. 2, 15 Aa18^E 2w : l2tB7

sNc22kulit

100

Baja lituorn nikelmolibdeu (JIS G4103)

SNCM I

SNCM 2

SNCM 7

sNcrM s

sNcM22

sNcM23

sNcM25

Pengerasanlliit

85

95

100

105

90

100

1m

Baja ldrom

(irs G4104)

SCr 3

SCr 4

SCr 5

q)

95

100

Fundamentsl.a. Puniiran poros berpenrmp|trg bulat

Sebuah batang atau poros (slol), berpenampang

lingkaran yang Fengalami puntiran, maka yang terjadiperputaran terhadap sumbu lotrgitudinal dari salah satu

uj 'ng batang terhadap yang laimya. Msalqya, apabila

ujtmg bagian bawah batang Cltjepit (fi*ed), maka ujungbagian atasnya akall berpular membentuk sebuah sudutkecil 0 lerbadap uirrng bagian balabnya Meqhitung sudutpuntir 0 pada suatu b&tatrg bulat sepqti pada gambar l.

127

Atuli6 K.butu1 PMs Pada &aa! KMbakd M*n (Ktd $hatu)

" Gambar l. Poros penampaog bulat

Tegangan geser yang terjadi besamya tidak seragamdi tiap titik pada penampang, yaitu beiganhrng pada jaraktitik.yang bersangkutan k€ pusat sumbu batang adalah nol,dan tegaryan te$esar terjadi pada tepi penanpang yaitupadajarak D/2. Maka besarnya sudut putrtir batang (porcs)

. @=T.L/Ip.G

Dimana T : Torsi ( momen puntir)...,. Nm

L : panjang poros .,.........,..., m

' Ip; momen Inersia polar...... m4

G : Modrilus geser..,..,,.....,.. N/m'?.

b. Puntiran poroi ysng berpenrmpang empat persegipanjarg.Problem dari puotiran sebuah poros berpenampang

empat penegi panjang merupakan sesuatu yang sulit,karena pembengkokan peaampang selama pudir.

128

vd. 32 No 2. 15 As,'na 2009 : 12+137

Datam melaklkan suatu pelcobaan i eksperimen

dengan sebuah batug empat persegi panjaog. Id akan

Demb€rjkan keterangan bahwa terjadi kerusakan kecil pada

permukaan -permuhan segi €mpat sepanjang batang yang

diuji. Penelitian dari qrasalah ini, menunjukkau bahrlalegangan g6er terjadi pada penengahaD penampang empat

persegi panjang dau memberikut persamaan tegangan geser

naksimum.Sudut puntir p€rsatuan paDjalg : O : Mt/ k2.a"b.G

Diriina a b : sisi parjang dan pendek dan kz =libat gambar

2

Gambar 2: besamYa nilai k2

B. METODOLOGI

Dengan realitas yang didasad<an pada logika danpengetahuan teori lang ada. maka kita arnati mesin pengolah

makan temak sapi, dengan beberapa berat yaitu pisau 1,5 kg,penga)"k 18 kg dan spinl 0,5 kg, sehingga tolal berat adalah 20

129

'1,elis rchdtdt PMPa&Stz/lKet'ltki Mdbt (Ka &ttu)

kg, mengalisa kekuatan poros pada beba! statis da! ,lin'mis, sertategangan puntir yang terjadi akibat beban dan gemkan

C. EASIL DAN PEMBAEASAN

Mesin Pengolah Pakan Ternak Sapi

Ketenngan :

2. Moior listdt3. Puli motor listrik4. Sabuk / belt5. Puli porcs mesitr pengolah pakan temak sapi6. Poros mesill pengolab pakan temak sapi7. Bantalan8, Brower9, Pengayak10. Pisau

Gambar Mesin Pengolah Pakan Temak Sapi

130

t ol. 32 Na 2, I t lstdtt Z&9 : 12+l 37

* Perhihngar Poros terhadap keku|tan tirikl. Grys-gays yang bekerja padr bantalrlr

Bahm poros.disini memakai baja 545C, dengao kekuata!

tarit (or) 58 kg/mm2, poros dibebaoi 1 buah puli dao 3 buah

beban de.ngan bemt yaitu pisau 1,5 kg, pengeyak l8 kg d8n

spiral 0,5 kg = 20 kg.

131

,4tu1n6 Kehtdd PM Poda tud/ K@tui Me'b 6n e@

Beban pada bartatan A dan B :

: Q.300a

- 18'3oo = 27oo ka,,,m

,.-

>MA -OPl .40 + q.,140 * P2 . 840 - RB. 880 :0o,5 .40 + 2',100 . 440 + 1,5.840-R8.880 :020 + 1188000 + 1260 - 880.R8 :0

1189280Re=_" 880: 1351,45 kg.gm>MB:O

-Pr.840-q.,K0-P2.40+RA880 =04,5 .84O -270 .440 - 15 . 40 + RA880 = 0

-420 - 1188000 60 + RA880 = 0

1188480Ra=-,880

. :1350,54 kg.6m

t32

rot 32 No- Z I t Asttts 2049 : l2+t37

Pr

B

ACMA =Pr -40

= 0,5 . 40 = 20 kC.nm

c40 400

.DQam E40

1350,54

riso-04Diag&mSFD

|lilililI

tililtilil

illllllilt(+)

ltilllliltc

Diagran

D

BMD

G) (-)

1349,96

t3stt6

c B

133

AMI@ Kehrdtut PM Pd.lo Svtt KMtd.st M.tb (Ktd gll@tu)

MR =P2.40

= 1,5 . 40 = 60 kg.nm

2. Dsys yang ditransmisik&, P:2 x Hp

:2x0,746= 1'492Kw.

3. Dryr rencuaPd=fcxP

- 1,5 x lA92=223 Kw

4. Momen puntirBesar daya ditetrtukan dengaa persuaan :

Maka momen Fmtir rencana (T) :

' T=9,?4x105 Etr2223' : g,l4xl05 7N

: 3 102,88 kg.nm .

= 3103 kg.nm

5. Tegatrgrn g€s€r yang diijitrkrn ( t' ) :Dari hal tersebut diags maka ta dapat dihitung :

oh

"- sf, *sf,

t02 .

134

vol. 32 Nd 2, l5 Acusaa zt 09 : t 21-137

58

6x2: 4,83 kghnm2

6, DiaD€ter poiosBila momen punti T ( kg.mn ) dibebankan pada suatudiaoeter poros 4 ( mm ) {aka tegangan ges€r I ( kglnm2 Iyang terjadi, maka :

* = EJ.o,..o.rl"'Lt. lDari rumus di atas, maka diameter porcs dapal dihitung :

ds = lll*."0.r.]"'* L""

""""'l= lLl.,.,.r,orl"'14,83 I: [ros:r.r.:ro:]"= 13258'i5lr4:14J9 mm

t :l5nm

:-\: Dati hasil di atas, -maka untuk menghitung tegargar geser' maksimrm adalah:

"*"(il).,m;Y;1;;;t . kg/mm2

=[+l're';m.,*f_ (337sJ'' ',

135

Ardle Kehetan Pdd Po.b &ahr KMldlBi Itut lKatgrh@b)

=t#!FrF6*r= 0,0015

= 4,65 k{nm2

Def,eksi puntiran

g:584 T xL,'. Grdsa

:584

:584

7.

3103 x880

8,3 x103 x 506025

2730640

420000?500

= 0,3796

= 0,40 lnefleksi prmtinn aman 0,4 - 1,8!

Putaran kritir (Nc) :

Nc = 52?00 dt'l El, xl, lWxl,xl,

= 52',t0015'x8dO 800

40 x 800 I20 x 40x 800

:52766 22s 8m-fi32000 11640000

: 52zoo l8oooo.6.0012532ff)0 '

136

Yol. 32 No. 2, 15 ,let ntt 2@9 : 12+137

: 527@ x 5,68 x 0,035

= 10375 lpm

D. KESIMPT]LAN

1. Berd6arkan hasil perhitunga4 daya pada motormencapai 1,49 kw , daya rencana (Pd) = 223 kw

2. Momen puntir yang didapat (T) = 3103 kg.mm, putaranlaitis didapat= 10375 rym

3. Tegangan geser yatrg diijinkan (ra) : 4,83 kg/mm2,diameler poros (ds) = 15 mrrt. defleksi puntiran padaporos - 0.4

0 ldefleksi puntiran amar 0.4 - I ,$

4. Dari hasil aoalisa didapat bahwa daya yang dipakaiuntuk penggei?k dibawah daya rcrcanq dan jugadiameter poros dengan angak defleksi didalam batasaman, oleh kalena itu analisa konstrusi poios pa&kondisi aman-

DAtrTAR PUSTAKA

Joseph E. Shigley, Larry D. Mitchell, Gaodhi l{arahap,. "Perencanaon Tebrit Mesin 2" , takafi4ErlarrggL

Kbumd P.S dan Gupi-1" J.K'Machine Design htrisia PubrishingEouse @W) LTO',New Delhi, 2002.

Sularso, Kiyokatsu Sug4. Dasar Perencanaan dsn PemilihanElenen Me sin, PrdyaParamit4 Jakart4 1997.