ELEMEN MESIN by Atika Wahyuningsih: 2012

Jumat, 03 Februari 2012

Tegangan Ijin

Tegangan Ijin :

Tegangan yang terjadi akibat pembebanan yang berlangsung tak terbatas lamanya pada elemen mesin, tanpa mengakibatkan terjadinya kepatahan maupun perubahan bentuk yang menuju ke kerusakan.

Pemilihan tegangan ijin sangat menentukan untuk menghitung dan memeriksa kembali ukuran dari elemen mesin

Besarnya tegangan ijin tergantung pada :

Bahan / Material

Logam ( Ferro / non Ferro )

Non Logam ( Kayu, Keramik etc. )

Jenis Pembebanan

Pembebanan Tekan Menghasilkan tegangan tekan s_d

Pembebanan Tarik menghasilkan tegangan tarik s_z

Pembebanan Tekuk / Bengkok Menghasilkan tegangan tekuk / bengkok s_b

Pembebanan Puntir / Torsi Menghasilkan tegangan puntir / torsi t_t

Jenis Beban

Beban Statik

Beban Dinamik Ulang

Beban Dinamik Ganti

Beban Dinamik Umum

Beban Statik

Terdapat terutama pada penyangga, tiang, sambungan atap, termasuk didalamnya konstruksi kran ( katrol ) dan jembatan.

Kekuatan material ( tegangan batas ).

s_B ( atau t_B ) =	F_m	( N mm² )
	A₀

s_B = Batas patah ( N / mm² )

F_m = Beban maksimum atau beban patah ( N )

A₀ = Penampang awal dari batang uji ( mm² )

Untuk menghitung tegangan ijin pada elemen konstruksi

dengan material sebagai berikut :

baja

baja paduan

baja tuang

metal ringan yang lain dan paduannya,seperti : kuningan

aluminium

paduan aluminium

Angka keamanan

Beberapa pertimbangan untuk menentukan besarnya angka keamanan

Angka keamanan kecil apabila :

· Besarnya gaya luar diketahui dengan pasti

· Patahnya elemen konstruksi yang bersangkutan tidak membawa akibat yang fatal terhadap keseluruhan konstruksi.

· Kerusakan dari elemen konstruksi yang bersangkutan dapat diatasi dengan cepat.

Angka keamanan besar apabila :

· Besarnya gaya luar tidak diketahui dengan pasti

· Patahnya elemen konstruksi yang bersangkutan berakibat fatal terhadap keseluruhan konstruksi ( membawa kematian, kemacetan operasi ).

· Kerusakan dari elemen konstruksi yang bersangkutan sukar diatasi ( suku cadang yang langka / mahal, pengerjaan sukar, kesukaran memperoleh material ).

Beban Dinamik :

Terdapat terutama pada elemen-elemen mesin yang bergerak, misalnya : poros, tuas, roda gigi, pegas dan lain-lain.Dipandang dari segi keamanan, elemen mesin yang dibebani secara dinamik akan jauh lebih kritis dari pada elemen mesin yang dibebani secara statik.

Titik tolak perhitungan untuk menentukan jenis material, ukuran jenis pengerjaan dan lain-lain berbeda dari yang diperuntukkan bagi elemen mesin dengan beban statik.

Efek Lekuk

Efek yang menurunkan batas tegangan kontinyu ( kekuatan ) material yang terutama disebabkan

oleh perubahan penampang sisi luar, misalnya :

· Slot / alur ( groove ).

· Lekuk bubut ( undercut ).

· Pundak poros ( shoulder ).

· Lubang bor yang melintang

· Dan lain-lain.

Penyebab efek lekuk

Terjadinya pemadatan garis gaya setempat ( di sekitar lokasi perubahan penampang sisi luar ) yang juga berarti naiknya tegangan pada bagian tersebut.

Material yang keras dan getas lebih peka terhadap efek lekuk.

Pada material elastik puncak-puncak tegangan dapat diimbangi dengan deformasi elastik atau sebagian deformasi plastik.

Puncak tegangan yang sedikit melebihi batas tegangan kontinyu pada material elastik tidak bersifat merusak elemen konstruksi.

ANGKA KEAMANAN

1. sf = 1,25 – 1,5 : kondisi terkontrol dan tegangan yang bekerja dapat ditentukan dengan pasti

2. sf = 1,5 – 2,0 : bahan yang sudah diketahui, kondisi lingkungan beban dan tegangan yang tetap dan dapat ditentukan dengan mudah.

3. sf = 2,0 – 2,5 : bahan yang beroperasi secara rata-rata dengan batasan beban yang diketahui.

4. sf = 2,5 – 3,0 : bahan yang diketahui tanpa mengalami tes. Pada kondisi beban dan tegangan rata-rata.

5. sf = 3,0 – 4,5 : bahan yang sudah diketahui. Kondisi beban, tegangan dan lingkungan yang tidak pasti.

Beban berulang : Nomor 1 s/d 5

•Beban kejut : Nomor 3 – 5

Bahan Getas : Nomor 2 – 5 dikalikan dengan 2

Dobrovolsky (“Machine element”)

Faktor Keamanan/ Safety Factor berdasarkan jenis beban adalah :

• Beban Statis : 1,25 – 2

• Beban Dinamis : 2 – 3

• Beban Kejut : 3 – 5

Selasa, 31 Januari 2012

Poros Penyangga & Poros Transmisi

Poros Penyangga

Elemen konstruksi yang berfungsi menyangga elemen konstruksi lain yang berputar

Contoh :

· Puli kabel / tali pada keran angkat

· Puli penegang sabuk atau rantai

· Roda gigi antara

· Tuas pengungkit

· Tuas pengunci

Poros Penyangga Pembebanan bengkok / tekuk sangat dominan. (Pembebanan tarik atau tekan sangat jarang) Tidak meneruskan / mentransmisikan momen puntir. Dapat berupa poros diam, maupun poros ikut berputar. Pada poros ikut berputar, pembebanan tekuk adalah pembebanan tekuk ganti (reverse bending load ).

Poros Transmisi

Elemen konstruksi yang berfungsi menerima, kemudian meneruskan momen puntir ( M_t ) dari elemen transmisi yang satu ke elemen transmisi yang lain.

Contoh :

· Roda gigi

· Puli sabuk

Pembebanan terutama adalah puntir ( t_t ) akibat momen puntir ( M_t ). Masih menerima pembebanan bengkok ( s_b ) akibat berat elemen mesin yang harus disangga. Jika elemen yang disangga adalah roda gigi miring, poros juga harus menerima pembebanan tekan ( s_d ) dan pembebanan tarik ( s_z ) akibat gaya aksial ( F_a ).

Material Poros:

Penyangga dan transmisi beban normal : biasanya St. 37 – St. 70

Transmisi untuk beban berat : baja perlakuan panas, Baja keras,Baja otomatik, Baja kerja dingin.

Menghitung poros :

Menghitung poros bisa berdasarkan keseluruhan konsep konstruksi: Hubungan jarak antara kontruksi lain dangan poros.

Rumus poros penyangga :

Syarat : diketahui jenis material dan kekasaranya, besarnya beban, jarak antara bantalan/penompang, angka keamanan.

1. Hitung tengangan sementara

2. Hitung dk sementara dari tegangan sementara

Besarnya Mb hitung dengan cara uraian gaya, cari Mb yang paling maksimal.

3.Menghitung tegangan sebenarnya dari dk sementara

Dk sementara berfungsi untuk mencari besanya b1 dan b2