MAKALAH ELEMEN MESIN "POROS" PDF

Preview

Summary

MAKALAH ELEMEN MESIN “POROS” DISUSUN OLEH : NAMA : NUR HAMNASHRI NIM : D021 19 1043 KELAS :B DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HASANUDDIN GOWA 2020 KATA PENGANTAR Puji dan syukur saya panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala berkat, rahmat, taufik dan hidayah-Nya yang tiada terki...

Description

MAKALAH ELEMEN MESIN “POROS”

DISUSUN OLEH :

NAMA

: NUR HAMNASHRI

NIM

: D021 19 1043

KELAS

:B

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HASANUDDIN GOWA 2020

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala berkat, rahmat, taufik dan hidayah-Nya yang tiada terkira besarnya, sehingga saya dapat menyelesaikan makalah mengenai “Poros” dengan baik dan tepat waktu. Pembuatan makalah ini merupakan salah satu tugas dari mata kuliah elemen mesin sebagai salah satu sarana pengambilan nilai. Tujuan umum dari pembuatan makalah ini adalah supaya mahasiswa khususnya yang mempelajari elemen mesin mengetahui tentang dasar perencanaan dari sebuah poros Saya sangat menyadari bahwa penulisan makalah ini masih banyak kekurangannya. Oleh karena itu, saya sangat mengharapkan kritik dan saran yang mendukung untuk membangun penulisan yang lebih sempurna lagi kedepannya. Demikian makalah ini saya susun, akhir kata saya mengucapkan terima kasih, semoga bermanfaat.

Makassar, 26 September 2020

Penulis

ii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ......................................................................................ii DAFTAR ISI ....................................................................................................iii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang .............................................................................................1 1.2 Rumusan Masalah ........................................................................................1 1.3 Tujuan Penulisan ..........................................................................................1 BAB II PEMBAHASAN 2.1 Definisi Poros ..............................................................................................2 2.2 Jenis-jenis Poros...........................................................................................2 2.3 Gaya dan Beban Yang Bekerja Pada Poros ...................................................4 2.4 Perencanaan .................................................................................................6 BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan ..................................................................................................8 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................9

iii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Poros adalah suatu bagian stasioner yang berputar, biasanya berpenampang bulat dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi (gear), pulley, flywheel, engkol, sprocket dan elemen pemindah lainnya. Poros bisa menerima beban lentur, beban tarikan, beban tekan atau beban puntiran yang bekerja sendiri-sendiri atau berupa gabungan satu dengan lainnya. (Josep Edward Shigley, 1983). Poros dalam sebuah mesin berfungsi untuk meneruskan tenaga melalui putaran mesin. Setiap elemen mesin yang berputar, seperti cakra tali, puli sabuk mesin, piringan kabel, tromol kabel, roda jalan, dan roda gigi. Dipasang berputar terhadap poros dukung yang tetap atau dipasang tetap pada poros dukung yang berputar. Adapun poros engkol yang dalam sejarah poros engkol ditemukan oleh insinyur muslim yang bernama Al-Jazai ia dipanggil Al-jazari karena lahir di Al-Jazira, sebuah wilayah yang terletak diantara Tigris dan Efrat, Irak. Sepeti ayahnya ia mengabdi pada raja-raja Urtuq atau Artuqid di Diyar Bakir dari 1174 sampai 1200 sebagai ahli teknik.

1.2 Rumusan Masalah 1. Definisi dan fungsi dari poros 2. Jenis-jenis dari poros. 3. Beban dan gaya yang bekerja pada poros. 4. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pembuatan poros.

1.3 Tujuan Penulisan 1. Untuk mengetahui tentang pengertian dan fungsi dari sebuah poros. 2. Untuk mengetahui jenis-jenis poros. 3. Untuk mengetahui gaya-gaya yang bekerja pada poros. 4. Dapat memilih bahan yang akan dibuat poros. 1

BAB II PEMBAHASAN 2.1 Definisi Poros Poros adalah suatu bagian stasioner yang beputar, biasanya berpenampang bulat dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi (gear), pulley, flywheel, engkol, sprocket dan elemen pemindah lainnya. Poros bisa menerima beban lenturan, beban tarikan, beban tekan atau beban puntiran yang bekerja sendiri-sendiri atau berupa gabungan satu dengan lainnya. (Josep Edward Shigley, 1983). Poros dalam sebuah mesin berfungsi untuk meneruskan tenaga bersamasama dengan putaran. Setiap elemen mesin yang berputar, seperti cakaran tali, puli sabuk mesin, piringan kabel, tromol kabel, roda jalan dan roda gigi. Dipasang berputar terhadap poros dukung yang tetap atau dipasang tetap pada poros dukung yang berputar. Contohnya sebuah poros dukung yang berputar, yaitu poros roda keran dan gerobak.

2.2 Jenis-jenis Poros 1. Berdasarkan Jenis Pembebanannya a. Poros transmisi Poros transmisi berfungsi untuk memindahkan tenaga mekanik salah satu elemen mesin ke elemen mesin yang lain. Poros transmisi mendapatkan beban puntir murni atau puntir dan lentur yang akan meneruskan daya ke poros melalui kopling, roda gigi, puli sabuk, sprocket rantai dan lain-lain. Poros ini memindahkan tenaga antara sumber dan mesin yang menyerap tenaga.

Gambar 1. Poros Transmisi Untuk Roda Gigi

2

b. Spindle Poros transmisi yang relative 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.

Gambar 2. Spindle Penggerak pada Bench Lathe

c. Gandar Gandar merupakan poros yang tidak mendapatkan beban puntir, fungsinya hanya sebagai penahan beban, biasanya tidak berputar. Contohnya seperti yang dipasang pada roda-roda kereta barang, atau pada as truk bagian depan.

Gandar

Gambar 3. Poros Gandar

3

2. Berdasarkan Bentuknya a. Poros Lurus

Gambar 4. Poros Lurus b. Poros Engkol Poros engkol merupakan bagian dari mesin yang dipakai untuk merubah gerakan naik turun dari torak menjadi gerakan berputar. Poros engkol yang kecil sampai yang sedang biasanya dibuat dari satu bahan yang ditempa kemudian dibubut, sedangkan yang besar-besar dibuat dari beberapa bagian yang disambung-sambung dengan cara pengingsutan.

Gambar 5. Perubahan Gerakan pada Poros Engkol

2.3 Gaya Dan Beban Yang Bekerja Pada Poros Didalam poros terdapat beberapa gaya antara lain : gaya dalam beratnya (W) yang selalu berpusat pada titik gravitasinya. Gaya (F) merupaka gaya luar arahnya dapat sejajar dengan permukaan benda ataupun membentuk sudut α

4

dengan permukaan benda. Gaya (f) dapat menimbulkan tegangan pada poros, karena tegangan dapat timbul pada benda yang mengalami gaya-gaya. Gaya yang timbul pada benda dapat berasal dari gaya dalam akibat berat benda sendiri atau gaya luar yang mengenai benda tersebut. Baik gaya dalam maupun gaya luar akan menimbulkan berbagai macam tegagan pada konstruksi tersebut. Dalam poros terdapat beberapa beban diantaranya : 1. Poros dengan beban puntir Daya dan perputaran, momen puntir yang akan dipindahkan oleh poros ditentukan dengan mengetahui garis tengah pada poros. Apabila gaya keliling (F) pada sepanjang lingkaran dengan jari-jari (r) menempuh jarak melalui sudut titik tengah α (dalam radial), maka jarak ini adalah (r), dan kerja yang dilakukan adalah (F).

2. Poros dengan beban lentur murni Poros dengan beban lentur murni biasanya terjadi pada gandar dari kereta tambang dan lengan robot yang tidak dibebani dengan puntiran, melainkan diasumsikan mendapat pembebanan lentur saja. Meskipun pada kenyataanya gandar ini tidak hanya mendapat beban statis, tetapi juga mendapat beban dinamis.

3. Poros dengan beban puntir dan lentur Poros dengan beban puntir dan lentur dapat terjadi pada puli atau roda gigi pada mesin untuk meneruskan daya melalui sabuk, atau rantai. Dengan demikian poros tersebut mendapat beban puntir dan lentur akibat adanya beban. Beban yang bekerja pada poros umumnya adalah beban berulang. Jika poros tersebut mempunyai roda gigi untuk meneruskan daya besar, maka kejutan berat akan terjadi pada saat mulai atau sedang berputar. Selain itu beban puntir dan lentur juga terjadi pada lengan arbor mesin frais, terutama pada saat pemakanan.

5

2.4 Perencanaan Hal-hal penting dalam perencanaan poros sebagai berikut ini perlu diperhatikan : 1. Kekuatan poros Poros transmisi akan menerima beban puntir (twisting moment), beban lentur (bending moment) ataupun gabungan antara beban puntir dan lentur. Didalam perancangan poros perlu memperhatikan beberapa factor, misalnya : kelelahan, tumbukan dan pengaruh konsentrasi tegangan bila menggunakan poros bertangga ataupun penggunaan alur pasak pada poros tersebut. Poros yang dirancang tersebut harus cukup aman untuk menahan beban-beban tersebut. 2. Kekakuan poros Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup aman dalam menahan pembebanan tetapi adanya lenturan atau defleksi yang terlalu besar akan mengakibatkan ketidaktelitian (pada mesin perkakas), getaran mesin (vibration) dan suara (noise). Oleh karena itu disamping memperhatikan kekuatan poros, kekakuan poros juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan jenis mesin yang akan ditransmisikan dayanya dengan poros tersebut. 3. Putaran kritis Bila putaran mesin dinaikan maka akan menimbulkan getaran (vibration) pada mesin tersebut. Batas antara putaran mesin yang mempunyai jumlah putaran normal dengan putaran mesin yang menimbulkan getaran yang tinggi disebut putaran kritis. Hal ini dapat terjadi pada turbin, motor bakar, motor listrik, dll. Selain itu, timbulnya getaran yang tinggi dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagian-bagian lainnya. Jadi dalam perancangan poros perlu mempertimbangkan putaran kerja dari poros tersebut agar lebih rendah dari putaran kritisnya, 4. Korosi Apabila terjadi kontak langsung antara poros dengan fluida korosif maka dapat mengakibatkan korosi pada poros tersebut, misalnya propeller shaft pada pompa air. Oleh karena itu pemilihan bahan-bahan poros (plastik) dari bahan yang tahan korosi perlu mendapat prioritas utama.

6

5. Material poros Poros untuk mesin umum biasanaya dibuat dari baja batang yang ditarik dingin dan defines, baja karbon konstruksi mesin (disebut bahan SC) yang dihasilkan dari ingot yang di”kill” (baja yang dideoksidasikan dengan ferrosilicon dan dicor; kadar karbon terjamin), (JIS G3123 Tabel 1) meskipun demikian, bahan ini kelurusannya agak kurang tetap dan dapat mengurangi deformasi karena tegangan yang kurang seimbang misalnya bila diberi alur pasak, karena ada tegangan sisa di dalam terasnya. Tetapi penarikan dingin membuat permukaan poros menjadi keras dankekuatannya bertambah besar. Harga – harga yang terdapat dalam table diperoleh dari batang percobbaan dengan diameter 25 mm ; dalam hal ini harus diingat bahwa untuk poros yang diameternya jauh lebih besar fdari 25 mm, harga – harga akan lebih rendah dari pada yang ada dalam tabel karena adanya pengaruh masa. Poros – poros yang dipakai untuk meneruskan putaran tinggi dan beban berat umumnya dibuat dari baja paduan dengan pengerasn kulit yang sangat tahan terhadap keausan. Beberapa diantaranya adalah baja khrom nikel, baja khrom nikel molibden, baja khrom, baja khrom molibden, dll. (G4102, G4103, G4104, G4105 dalam Tabel 2). Sekalipun demikian pemakaian baja paduan khusus tidak dianjurkan jika alasannya hanya putaran tinggi dan beban berat. Dalam hal demikian perlu dipertimbangkan penggunaan baja karbon yang diberi perlakuan panas secara tepat untuk memperoleh kekuatan yang diperlukan. Baja empa (G3201, ditempa dari ingot. 6. Standard diameter poros transmisi  25 s/d 60 mm dengan kenaikan 5 mm  60 s/d 110 mm dengan kenaikan 10 mm  110 s/d 140 mm dengan kenaikan 15 mm  140 s/d 500 mm dengan kenaikan 20 mm

7

BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan Poros adalah suatu bagian stasioner yang beputar, biasanya berpenampang bulat dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi (gear), pulley, flywheel, engkol, sprocket dan elemen pemindah lainnya. Poros dalam sebuah mesin berfungsi untuk meneruskan tenaga bersamasama dengan putaran. Setiap elemen mesin yang berputar, seperti cakaran tali, puli sabuk mesin, piringan kabel, tromol kabel, roda jalan dan roda gigi. Dipasang berputar terhadap poros dukung yang tetap atau dipasang tetap pada poros dukung yang berputar. Jenis-jenis poros dibedakan menjadi dua, yaitu berdasarkan jenis pembebanannya dan berdasarkan bentuknya. Jenis poros berdasarkan pembebanannya terbagi atas tiga, yaitu poros transmisi, spindle dan gandar. Jenis poros berdasrkan bentuknya terbagi atas da, yaitu poros lurus dan poros engkol. Pada poros terdapat tiga jenis pembebanan, yaitu poros dengan pembebanan puntir, poros dengan beban lentur murni dan poros dengan beban puntir dan lentur. Terdapat beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam perencanaan poros, yaitu kekuatan poros, kekakuan poros, putaran kritis, korosi, material poros, standard diameter poros transmisi.

8

DAFTAR PUSTAKA

Agustinus Purna Irawan. 2009. Diktat Elemen Mesin. Universitas Tarumanegara

Ariatno. 2013. Elemen Mesin (Poros/Shaft). Politeknik Manufaktur Astra

Heru Iryanto, dkk. 2013. Poros Engkol. Institut Sains dan Teknologi AKPRIND

Rizka Cindyantika Tiara Ayu Pratiwi. 2013. Poros. Politeknik Manufaktur Astra

Samsul Arifin. 2013. Poros dan Pasak. Politeknik Manufaktur Astra

9...