PERANCANGAN POROS

Disusun Oleh :Nama: Widhi Yoga SaryantoNIM: 09 / 285374 / TK / 35760PROGRAM STUDI TEKNIK MESINFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS GADJAH MADAYOGYAKARTA2011

PERANCANGAN POROSPoros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin. Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama sama dengan putaran . Peranan utama transmisi seperti itu dipegang oleh poros.Poros diklasifikasikan menurut pembebanannya adalah sebagai berikut:1. Poros TransmisiPoros macam ini mendapat beban puntir murni atau puntir dan lentur. Daya ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling, roda gigi, puli sabuk atau sprocket rantai, dan lain-lain.

2. SpindelPoros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran, disebut spindle. Syarat yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti.

3. GandarPoros seperti yang dipasang diantara roda-roda kereta barang, dimana tidak mendapat beban puntir , bahkan kadang-kadang tidak boleh berputar, disebut gandar. Gandar ini hanya mendapat beban lentur, kecuali jika digerakkan oleh penggerak mula dimana akan mengalami beban puntir juga.

Hal-hal penting dala perancangan poros, Untuk merencanakan sebuah poros , yang harus diperhatikan meliputi:1. Kekuatan porosSuatu poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau lentur atau gabungan antara puntir dan lentur seperti telah diutarakan diatas. Juga ada poros yang mendapat beban tarik atau tekan seperti poros baling-baling kapal atau turbin , dan lain- lain.Kelelahan, tumbukan atau pengaruh konsentrasi tegangan bila diameter poros diperkecil (poros bertangga) atau bila poros mempunyai alur pasak, harus diperhatikan. Sebuah poros harus direncanakan hingga cukup kuat untuk menahan beban-beban diatas.

2. Kekakuan porosMeskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup tetapi jika lenturan atau defleksi puntirnya terlalu besar akan mengakibatkan ketidak-telitian (pada mesin perkakas) atau getaran dan suara (misalnya pada turbin dan kotak roda gigi). Karena itu, disamping kekuatan poros , kekakuannya juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan macam mesin yang akan dilayani poros tersebut.

3. Putaran kritisBila putaran suatu mesin dinaikkan maka pada suatu harga putaran tertentu dapat terjadi getaran yang luar biasa besarnya. Putaran ini disebut putaran kritis. Hal ini dapat terjadi pada turbin, motor torak, motor listrik, dan lain-lain. Dan dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagian-bagian lainnya. Jika mungkin, poros harus direncanakan sedemikian rupa hingga putaran kerjanya lebih rendah dari putaran kritisnya.

4. KorosiBahan-bahan tahan korosi (termasuk plastik) harus dipilih untuk poros propoler dan pompa bila terjadi kontak dengan fluida yang korosif. Demikian pula untuk poros-poros yang terancam kavitasi, dan poros-poros mesin yang sering berhenti lama. Sampai batas-batas tertentu dapat pula dilakukan perlindungan terhadap korosi.

5. Bahan porosPoros untuk mesin umum biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik dingin dan difinis, baja karbon konstruksi mesin (disebut bahan S-C )yang dihasilkan dari ingot yang di-kill (baja yang dideoksidasikan dengan ferrosilikon dan dicor. Meskipun demikian, bahan ini kelurusannya agak kurang tetap dan dapat mengalami deformasi karena tegangan yang kurang seimbang misalnya bila diberi alur pasak, karena ada tegangan sisa didalam terasnya. Tetapi penarikan dingin membuat permukaan poros menjadi keras dan kekuatannya bertambah besar.Poros poros yang dipakai untuk meneruskan putaran tinggi dan beban berat umumnya dibuat dari baja paduan dengan pengerasan kulit yang sangat tahan terhadap keausan

Perancangan Poros yang Menghubungkan Antara Mesin Bertenaga 50 KW putaran 800 rpm dengan Roda GigiDiketahui Daya : 50 kwPutaran : 800 rpm

DiketahuiDaya yang akan ditransmisikan

Daya rata-rata yang diperlukan 1,2 2,0

Daya maksimum yang diperlukan 0,8 1,2

Daya normal 1,0 1,5

Asumsi :Disamping ada beban puntir, diperkirakan juga akan adanya beban lentur

Faktor koreksi yang dipakai adalah () = 1

maka, Daya Rencana () sebagai patokan adalah

= x P = 1 x 50 = 50 KW

Jika Momen Puntir (Momen Rencana) adalah T(Kg.mm), maka :

= jadi,

T =

T = 9,74 x x

T = 9,74 x x

T = 60875 Kg.mm

Bahan yang akan digunakan adalah Baja Karbon Konstruksi Mesin (JIS G 4501) yang difinis dingin dengan lambing S30C, yang diketahui memiliki kekuatan tarik () = 48 Kg/Tegangan geser yang diizinkan () dihitung atas dasar batas kelelahan punter yang besarnya diambil 40% dari batas kelelahan tarik yang besarnya kira-kira 45% dari kekuatan tarik (). Jadi batas kelelahan punter adalah 18% dari kekuatan tarik , sesuai dengan standar ASME (American Society of Mechanical Engineers), untuk harga 18% ini faktor keamanan diambil sebesar 1/0,8 = 5,6. Harga 5,6 ini diambil untuk bahan SF dengan kekuatan yang dijamin, dan 6,0 untuk bahan S-C dengan pengaruh massa dan baja paduan , maka = 6,0.Selanjutnya perlu ditinjau apakah poros tersebut akan diberi alur pasak atau dibuat bertangga, karena pengaruh konsentrasi tegangan cukup besar. Pengaruh kekasaran permukaan juga harus diperhatikan. Untuk memasukkan pengaruh-pengaruh ini dalam perhitungan perlu diambil faktor yang dinyatakan sebagai dengan harga 1,3 3,0. Maka diambil sebesar 1,3Maka dapat dihitung besarnya Tegangan Geser yang diizinkan () adalah

=

= =

= 6,15 Kg/

Kemudian keadaan momen puntir itu sendiri juga harus ditinjau. Faktor koneksi yang dianjurkan oleh ASME juga dipakai disini. Faktor ini dinyatakan dengan , dipilih sebesar 1,0 jika beban dikenakan secara halus, dan 1,0 1,5 jika terjadi kejutan atau tumbukan, dan 1,5 3,0 jika beban dikenakan dengan kejutan atau tumbukan besar. Maka dipilih = 1,5.Meskipun dalam perkiraan sementara ditetapkan bahwa beban hanya terdiri atas momen puntir saja, perlu ditinjau pula apakah ada kemungkinan pemakaian dengan beban lentur dimasa mendatang. Jika memang diperkirakan akan terjadi pemakaian dengan beban lentur maka dapat dipertimbangkan pemakaian faktor yang harganya antar 1,2 2,3 dan jika diperkirakan tidak akan terjadi pembebanan lentur maka diambil 1,0. Maka nilai yang akan dipakai adalah sebesar 1,2.Maka diperoleh rumus untuk menghitung diameter poros () sebagai berikut :

= = = 44,95 mm 45 mm

Maka diameter poros yang akan digunakan adalah sebesar 45 mm