Rumus Analisa Perhitungan Pegas Tekan [PDF]

Citation preview

Rumus Analisa Perhitungan Pegas Tekan 1. Gaya tekan pegas ( F )



 2 D2  D12 Pa .............................................(lih.1 hal.62) pers 1.9 Dimana: F= 4



D1 = Diameter dalam bidang gesek ( cm ) D2 = Diameter luar bidang gesek ( cm ) Pa = Besar tekanan rata-rata ( kg/mm2 )



2. Gaya tekan tiap pegas ( Wl ) Wl =



F .................................................................................pers 1.10 n



Dimana : n = jumlah pegas 3. Tegangan geser ( g ) g = 0,8 x a…..……..……………….............…………....….pers 1.11



Gbr 2.18 tegangan maksimum dari pegas tekan



Keterangan gambar :



1. kawat musik kelas B 2. kawat musik kelas A 3. kawat baja keras kelas C 4. kawat baja keras kelas B 5. kawat baja tahan karat no. 2 6. kawat baja tahan karat no. 1 7. kawat musik kelas V 8. baja karbon, kawat ditemper dengan minyak, kelas B 9. kawat baja Cr-V ditemper dengan minyak, untuk pegas katup 10. baja paduan 11. baja pegas ( SUP4 ) 12. kawat baja karbon ditemper dengan minyak, kelas A



4. Konstanta tegangan Wahl ( K ) K=



4.c  1 0,615 ....................................... (lih.2 Hal.316) pers 1.12  4.c  4 c



Dimana : c = fungsi indeks pegas c = D/d………………..………................................………...pers 1.13



Gbr 2.19 faktor tegangan dari Wahl



5. Diameter kawat pegas ( d )



8 D W



g = K . . . 2l ...........................................(lih.2 Hal.315) pers 1.14  d d Maka :



8 Wl d2 = K . .c. ........................................................................pers 1.15  g 6. Diameter lingkaran pegas ( D ) D = 8 x d .................................................................................pers 1.16 7. Lendutan pegas (  ) =



8.n' D 3Wl d 4 .G



.................................................. (lih.1 hal,318) pers.1.17



Dimana : G = modulus geser n’ =jumlah lilitan yang bekerja



8. Konstanta pegas ( k ) k=



G.d 4 ...................................................... lih.1 hal.318 pers.1.18 8.n'.D 3



9. Panjang lilitan pegas ( H ) H/D ≤ 4……………………………………..... lih.1 hal.316 pers.1.19 TABEL 2.6 Bahan pegas silindris menurut pemakaiannya Pemakaian



Bahan



Pegas biasa ( dibentuk panas )



SUP4, SUP6, SUP7, SUP, SUP10, SUP11



Pegas biasa ( dibentuk dingin )



SW, SWP, SUS, BsW, NSWS, PBW, BeCuW, kawat ditemper dg minyak



Pegas tumpan kendaraan



SUP4, SUP6, SUP7, SP9, SUP11



Pegas utk katup keamanan ketel



SWP, SP6, SP7, SUP9, SUP10



Pegas utk governor kecepatan



SWP, SUP4, SUP6, SUP7, kawat ditemper dg minyak



Pegas untuk katup



SWPV,kawat ditemper dg minyak untuk pegas katup



Pegas untuk pemutar telpon, pegas utk



SWP



penutup (shutter) kamera Pegas untuk dudukan,pegas utk mainan



SW



Pegas yang dialiri arus listrik



BsW, NSWS, PBW, BeCuW



Pegas anti magnit



SUS, BsW, NSWS, PBW, BeCuW



Pegas tahan panas



SUS



Pegas tahan korosi



SUS, BsW, NSWS, PBW, BeCuW



TABEL 2.7 Harga modulus geser G Bahan



Lambang



Harga G( kg/mm2 )



Baja pegas



SUP



8



x 103



Kawat baja pegas



SW



8



x 103



Kawat piano



SWP



8



x 103



-



8



x 103



Kawat ditemper dg minyak Kawat baja tahan karat



SUS



7,5 x 103



BsW



4



x 103



NSWS



4



x 103



( SUS 27, 32, 40 ) Kawat kuningan Kawat perak nikel Kawat perunggu fosfor



PBW



Kawat tembaga berilium



BeCuW



4,5 x 103 5



x 103



3. Paku Keling Paku keling adalah untuk menyambung pelat dan batang. Profil paku keling dibuat dipabrik khusus dalam bangunan pesawat terbang dan pada umumnya pada konstruksi logam ringan, banyak dipergunakan paku keling aluminium. Selanjutnya paku keling tembaga dan aluminium dipergunakan antara lain pada pemasangan bahan gesek pada kopling dan rem.



Gbr 2.14 Paku Keling



Rumus Analisa Perhitungan Paku Keling 1. Tegangan geser izin (a) a =



b sf1  sf 2



…………………..……......……...(lih.1 hal.8) pers 1.20



Dimana: b = kekuatan tarik paku keling ( kg/mm2) 2. Tegangan tarik izin (t) t = 0,18 x a…(kg/cm2)………….…….….....(lih.2 hal.297) pers 1.21 3. Gaya tekan paku keling ( P ) T = P . U …….............……………….…...…..…………....…pers 2.1 Maka : P = T/U (kg)........………..…............……………………..…pers 2.2 Dimana :



P = Gaya tekan (kg) T = momen puntir (kg .mm) U = Jarak paku keling (mm)



4. Harga p tiap paku keling p =



P …........…………............……………….......…......…pers 2.3 n pk



Dimana : npk = jumlah paku keling 5. Diameter paku keling ( D ) D2 = (



)………………………...….................................pers 2.4



4. Pasak Pasak adalah suatu elemen mesin yang dipakai untuk menetapkan bagianbagian mesin seperti roda gigi, sproket, puli, kopling, dan lain-lain, pada poros. Pasak benam mempunyai bentuk penampang segi empat dimana terdapat bentuk prismatis dan tirus yang kadang-kadang diberi kepala untuk memudahkan pencabutannya. Untuk pasak, umumnya dipilih bahan yang mempunyai kekuatan tarik lebih dari 60 (kg/mm2), lebih kuat dari pada porosnya. Kadang-kadang sengaja dipilih bahan yang lemah untuk pasak, sehingga pasak akan lebih dahulu rusak daripada poros atau nafnya. Ini disebabkan harga pasak yang murah dan mudah cara menggantinya.



Gbr 2.15 Pasak



Rumus analisa perhitungan pasak 1. Alur pasak (b) b



=



ds (mm)……………............……………. lih.1 hal. 9 Gbr 2.14 4



2. Kedalaman pasak (t) t



=



ds (mm)……….............………………… lih.1 hal.10 tab. 1.8 8



3. Fillet pasak (c) c =.............………...............……………….... lih.1 hal.10 tab. 1.8 1. Tinggi pasak (h)………….......…………….......... ....lih.1 hal.10 tab. 1.8 Dimana : ds = diameter poros t = alur pasak c = jari – jari filet pasak b = lebar pasak r = jari – jari filet dari poros bertangga.



Gbr 2.16 faktor konsentrasi tegangan 



 







 Gbr 2.17 faktor konsentrasi tegangan 



5. Tegangan geser pasak ()



T



 =



  ds 3   16



  



=



5,1T ...……….............…....... (lih 1 hal 7) pers 1.22 ds3



6. Perbandingan tegangan geser yang terjadi selama mengalami faktor konsentrasi tegangan dari poros : ta . Sf 2



> .Cb.Kt…………………............…....(lih.1 hal.8) pers 1.23







2.5 Rumus-Rumus Yang Digunakan Dalam Perencanaan Kopling Gesek



2.5.1 Rumus Analisa Perhitungan Plat Gesek 1. Momen puntir yang diteruskan ( T ) 5 T = 9,74 .10



fc P (mm)………………...........(lih. 1 hal. 59) pers 1.24 n1



2. Besar tekanan pada permukaan bidang gesek ( F ) F=



 ( D22 - D12 )P (kg)………...……….....… (lih.1 hal.62) pers 1.25 



Dimana: D1 = diameter dalam bidang gesek ( cm ) D2 = diameter luar bidang gesek ( cm ) P = besar tekanan rata-rata ( kg/mm2 )



3. Luas plat gesek ( A ) A=



 x ( D2 2 - D12 ) (mm2)…………..….….(lih. 1 Hal.59) pers 1.26 4



4. Jari-jari rata-rata ( rm ) rm =



D1  D2 (mm)…………………..……….(lih.1Hal.59) pers 1.27 4



maka : D2 dapat dicari dengan persamaan T =  . F . rm .....................................................................lih 1 hal 62 Dimana:  = koefisien gesekan



D1/ D2 jarang lebih rendah dari 0,5...................................lih 1 hal 62 Maka : D1 = (0,5 - 0,8) D2 ..................................................................pers 1.28 Dimana 0,6 - 0,8 dipilih. TABEL 2.3 Harga koefisien gesek (  ) dan tekanan rata-rata ( Pa ).  Pa ( kg/mm2 )



Bahan permukaan kontak Kering



Dilumasi



Besi cor dan besi cor



0,10 - 0,20



0,08 - 0,12



0,09 - 0,17



Besi cor dan perunggu



0,10 - 0,20



0,10 - 0,20



0,05 - 0,08



Besi cor dan asbes



0,35 - 0,65



-



0,007 - 0,07



Besi cor dan serat



0,05 - 0,10



0,05 - 0,10



0,005 - 0,03



Besi cor dan kayu



-



0,10 - 0,35



0,02 - 0,03



lih. 1 hal 63 tabel 3.1



2.5.2 Rumus Perhitungan Umur Kopling 1. Momen puntir yang dihitung dari daya penggerak mula ( T ) T = 974 .



fc . P (kg.m)…............……......... (lih. 1 Hal. 65) pers 1.29 n1



Dimana : fc = faktor koreksi P = Daya penggerak mula ( kW ) n1 = putaran poros kopling ( rpm ) 2. Kecepatan relatif ( nr ) nr = n1 - n2…………...............…………… (lih. 1 Hal 65) pers 1.30 Dimana : n1 = putaran poros kopling n2 = putaran beban ( diasumsikan ) 3. Momen percepatan yang diperlukan untuk mencapai waktu perhubungan yang direncanakan ( Ta ) Ta =



GD 2 . n1  T11 …....………………….......(lih. 1 Hal. 67) pers1.31 375 . t e



Dimana : GD2 = Efek total gaya terhadap poros kopling ( kg.m2 ) te



= Waktu penghubungan rencana ( s )



TL1 = momen beban saat start ( kg.m ) 4. Kapasitas momen gesek dinamis ( Tdo ) Tdo  Ta . f……………………...............……(lih.1Hal. 67) pers 1.32 Dimana : f



= faktor keamanan



Tdo = momen gesek dinamis ( kg.m ) 5. Momen beban saat start ( Tl1) TL1  T ................................................................(lih 1 hal 65) pers 1.33 6. Kerja penghubung ( E ) E=



Tdo GD 2 . nr 2 . ................................ (lih. 1 Hla.70) pers 1.34 7160 T do - T



7. Kerja penghubungan yang diizinkan ( Ea ) E  Ea........................................................... (lih. 1 Hal. 70) pers 1.35 8. Waktu penghubungan yang sesungguhnya ( tae ) tae =



GD 2 . nr ........................................ (lih. 1 Hal. 70) pers 1.36 375 (Tdo - T)



9. Waktu penghubungan tae < te............................................................ (lih. 1 Hal. 70) pers 1.37 10. Umur plat gesek dalam jumlah penghubungan ( Nml ) Nml



L3 = .................................................. (lih. 1 Hal. 72) pers 1.38 E.w



Dimana : L3 = volume keausan yang diizinkan dari plat gesek (cm3) w = laju keausan permukaan bidang gesek ( cm2/kg.m ) E = kerja penghubung untuk satu hari ( kg.m/hb )



11.Umur plat dalam hari atau tahun (Nmd ) Nl = N . 60 . td (hari)............................................................pers 2.5 N2 = N . 60 . td . th (tahun).....................................................pers 2.6



Nmd =



N ml .(tahun)............................................ .................... pers 2.7 N2 Dimana :



Nl = umur plat dalam hari N2 = umur plat dalam tahun N = frekuensi penghubungan ( hb/min ) td = jumlah jam kerja dalam sehari. th = jumlah hari kerja dalam setahun TABEL 2.4 laju keausan permukaan plat gesek w [ cm3/(kg.m)]



Bahan permukaan Paduan tembaga sinter



(3-6) x 10-7



Paduan sinter besi



(4-8) x 10-7



Setengah logam



(5-10) x 10-7



Damar cetak



(6-12) x 10-7



lih.1 Hal 72 TABEL 2.5 batas keausan kopling Nomor kopling/rem Batas keausan permukaan ( mm )



1,2



2,5



5



10



20



40



70



100



2,0



2,0



2,5



2,5



3,0



3,0



3,5



3,5



7,4



10,8



22,5



33,5



63,5



91,0



150



210



Volume total pada batas keausan ( cm3)



lih.1 Hal 72