Perencanaan Kopling pada Mobil Avanza TUGAS ELEMEN MESIN II : PERENCANAAN KOPLING PADA MOBIL AVANZA PDF

Preview

Summary

Perencanaan Kopling pada Mobil Avanza Oleh: Muchlis Zain D21107099 TUGAS ELEMEN MESIN II : Dosen : FAUZAN,ST.,MT. PERENCANAAN KOPLING PADA MOBIL AVANZA OLEH: MUCHLIS ZAIN D211 O7 O99 JURUSAN MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR 2009 TUGAS ELEMEN MESIN 1 II Dosen Pembimbing: Fauzan,S...

Description

Accelerat ing t he world's research.

Perencanaan Kopling pada Mobil Avanza TUGAS ELEMEN MESIN II : PERENCANAAN KOPLING PADA MOBIL AVANZA Anggi Afrizal

Related papers

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

RANCANGAN ELEMEN MESIN I DESIGN KOPLING PLAT GESEK " DAIHAT SU XENIA " DAYA (P) : 63 … M.r Paryant o

T UGAS AKHIR – T M 145502 RANCANG BANGUN MEJA MESIN PLASMA CUT T ING DENGAN GERAK 3 AXI… wahyu 87. RANCANG BANGUN RESCUE ROBOT DENGAN KENDALI WIRELESS febi pent ong

Perencanaan Kopling pada Mobil Avanza

Oleh: Muchlis Zain D21107099

TUGAS ELEMEN MESIN II : Dosen : FAUZAN,ST.,MT.

PERENCANAAN KOPLING PADA MOBIL AVANZA

OLEH: MUCHLIS ZAIN D211 O7 O99

JURUSAN MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR 2009

1

TUGAS ELEMEN MESIN

II Dosen Pembimbing: Fauzan,ST,MT

Perencanaan Kopling pada Mobil Avanza

Oleh: Muchlis Zain D21107099

KATA PENGANTAR

Asalamu’alaikum Wr. Wb Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan karunia, atas terselesaikannya Tugas Elemen Mesin II ini walaupun masih jauh dari tarap kesempurnaan.

Dalam Tugas Elemen Mesin II ini, penulis mencoba merencanakan suatu kopling mobil Avanza, dengan daya dan putaran mesin yang tertentu. Dalam merencanakan kopling ini penulis mengambil literatur dari berbagai buku-buku mesin dan masukan dari temanteman serta dosen.

Penulis hendak mengucapkan banyak terimakasih kepada Bapak Fauzan,ST.,MT. selaku pembimbing tugas dalam perencanaan ini, yang telah banyak membimbing dalam penyusunan Tugas Elemen Mesin II ini. Serta kepada rekan-rekan mahasiswa jurusan Teknik Mesin unhas terutama angkatan Turbin 2007.

Akhir kata penulis mengharapkan adanya sumbang saran yang dapat beramanfaat bagi penulis untuk memperbaiki isi perencanaan ini.

Wasalamu’alaikum Wr. Wb Makassar, 10 Desember 2009

( Penyusun)

2

TUGAS ELEMEN MESIN

II Dosen Pembimbing: Fauzan,ST,MT

Perencanaan Kopling pada Mobil Avanza

Oleh: Muchlis Zain D21107099

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR DAFTAR ISI BAB I PENDAHULUAN 1.1.

Latar belakang....................................................................... 1

1.2.

Tujuan....................................................................................

1

1.3.

Batasan masalah.....................................................................

2

BAB II TEORI DASAR 2.1. Pengertian kopling.................................................................... 3 2.2. Klasifikasi kopling.................................................................... 4 2.3. Rumus-rumus yang digunakan dalam percobaan...................... 6 BAB III PERENCANAAN 3.1. Desain Poros............................................................................. 10 3.2. Desaimn Kampas Kopling........................................................ 14 3.3. Karakteristik Kopling............................................................... 26 BAB IV PENUTUP 4.1. Kesimpulan................................................................................ 31 4.2. Saran.......................................................................................... 31 LAMPIRAN DAFTAR PUSTAKA....................................................................... 32

NOMENKLATUR

3

TUGAS ELEMEN MESIN

II Dosen Pembimbing: Fauzan,ST,MT

Perencanaan Kopling pada Mobil Avanza

Oleh: Muchlis Zain D21107099

Nama dan Lambang

Satuan

Momen puntir yang terjadi (Mp)

kg.mm

Momen puntir yang direncanakan (Mtd)

kg.mm

Daya mesin maksimum (N)

dk

Putaran Mesin (n)

rpm

Faktor keamanan ( v,s,β)

-

Momen gesek (Mfr)

kg.mm

Tegangan geser yang diizinkan (σbol)

kg/cm2

Tegangan tarik yang diizinkan (τbol)

kg/cm2

Diameter poros (dp)

cm

Diameter spline (ds)

cm

Tinggi spline (h)

cm

Lebar spline (w)

cm

Jari-jari rata-rata

cm

Panjang (l)

cm

Jumlah spline (z)

-

Lebar permukaan gesek (b)

cm

Luas penampang poros (A)

cm2

Tekanan yang terjadi (P)

kg/cm2

Gaya Tekan (F)

kg.cm/s2 4

TUGAS ELEMEN MESIN

II Dosen Pembimbing: Fauzan,ST,MT

Perencanaan Kopling pada Mobil Avanza

Oleh: Muchlis Zain D21107099

Jari-jari dalam (r1)

cm

Jari-jari luar (r0)

m

Berat kopling (G)

kg

Defleksi yang terjadi (Y)

cm

Putaran kritis (ncr)

rpm

Diameter kritis

cm

Energi yang hilang karena gesekan (Wg)

watt

Putaran sudut (ω)

rad/s

Waktu (t)

detik

Panas jenis spesifik (Cp)

J/kg0C

Tebal plat gesek (a)

cm

Umur kopling (Lt)

jam/tahun

Kerja beban spesifik (k)

watt jam/cm3

Daya yang hilang (Nfr)

watt

Luas permukaan gesek (Am)

cm2

Efesiensi kopling (η)

%

BAB I PENDAHULUAN 5

TUGAS ELEMEN MESIN

II Dosen Pembimbing: Fauzan,ST,MT

Perencanaan Kopling pada Mobil Avanza

Oleh: Muchlis Zain D21107099

1.1.

Latar Belakang Dalam kehidupan sehari-hari kendaraan merupakan sarana terpenting dalam sistem transportasi dan sangat dibutuhkan. Ide pengembangan sarana transportasi yang kian berkembang, menunjukkan suatu bukti nyata dengan adanya perubahan-perubahan yang terjadi pada sarana transportasi tersebut. Kendaraan yang dahulunya bersifat klasik dimana mengandalkan tenaga hewan, kini telah berubah menjadi modern yang lebih mengandalkan mekanik atau mesin. Mobil sebagai salah satu sarana transportasi, kerap dipakai oleh segenap masyarakat. Dapat dikatakan bahwa mobil memiliki kelebian tersendiri dibandingkan dengan kendaraan bermotor lainya. Diantaranya adalah dapat mengangkut beban yang besar, dapat dipakai untuk menempuh perjalanan yang jauh, memiliki konstruksi yang lebih kokoh dan stabil serta kelebihan-kelebihan lainnya. Namun kadangkala kita selalu diperhadapkan pada masalah-masalah teknis permesinannya. Hal ini membuktikan bahwa mesin tersebut yang terdiri dari bermacammacam elemen mesin memegang peranan yang sangat penting. Salah satu elemen mesin yang akan dibahas lebih jauh pada tugas perencanaan ini adalah kopling, dalam hali ini Kopling Pada Mobil Avanza.

1.2.

Tujuan

6

TUGAS ELEMEN MESIN

II Dosen Pembimbing: Fauzan,ST,MT

Perencanaan Kopling pada Mobil Avanza

Oleh: Muchlis Zain D21107099

Karena suatu perencanaa elemen mesin haruslah benar-benar akurat atau teliti, maka khusus dalam perencanaan kopling ini terdapat beberapa tujuan yang hendak dicapai agar memiliki efisiensi yang tinggi, antara lain : a.

Mendapatkan kekuatan kopling yang baik dengan dasar bahwa faktor keamanan yang dimilikinya adalah optimal yang ditunjang dengan pemilihan bahan yang sesuai.

1.3

b.

Memiliki efisiensi kerja yang tinggi.

c.

Mendapatkan kopling yang kuat tetapi ekonomis.

d.

Dapat memperkirakan umur kopling yang direncanakan.

Batasan Masalah. Dalam perencanaan kopling ini tidak semua bagian-bagian dari sebuah kopling kami jabarkan. Hanya sebahagian saja dimana dalam hal ini yang kami bahas adalah : 1. Diameter poros 2. Diameter sepline 3. Diameter plat gesek 4. Diameter plat tengah 5. Efisiensi kopling 6. Lamamya pemakaian

BAB II TEORI DASAR 7

TUGAS ELEMEN MESIN

II Dosen Pembimbing: Fauzan,ST,MT

Perencanaan Kopling pada Mobil Avanza

Oleh: Muchlis Zain D21107099

2.1.

Pengertian Kopling Kopling merupakan suatu bagian dari mesin yang berfungsi sebagai sambungan poros dengan elemen mesin yang dengan terus menerus atau kadang-kadang harus ikut berputar dengan poros tersebut. Elemen mesin serupa itu ialah umpamanya puli sabuk, puli tali dan puli rantai, roda gigi serta tromol. Sehubungan dengan tujuannya, terdapat bermacam-macam prinsip kopling. Prinsip-prinsip tersebut antara lain : a)

Kalau harus dibuat suatu sambungan mati, dipergunakan kopling lekat

b)

Kalau kopling harus membolehkan gerakan poros yang satu terhadap poros yang lain dalam arah memanjang sebagai akibat perubahan yang diakibatkan oleh perubahan temperatur, dalam arah radial sebagai akibat

ketidaktelitian ketika memasang – maka dipasang kopling yang dapat bergerak atau fleksibel. c)

Suatu sambungan yang mengurangi tumbukan lewat akumulasi kerja dan lewat pengubahan kerja menjadi kalor danyang banyak atau sedikit meredam getaran, dinamakan kopling elastik.

d)

Apabila sambungan dapat dibuat bekerja hanya kalau sedang berhenti, tetapi dapat dilepaskan selama sedang bergerak, maka kita sedang berhadapan dengan kopling yang dapat dilepaskan. Misalnya pada kopling cakar.

e)

Apabila sambungan sembarang waktu selama sedang bergerak harus dapat dihubungkan dan dilepaskan, maka yang dipergunakan ialah

8

TUGAS ELEMEN MESIN

II Dosen Pembimbing: Fauzan,ST,MT

Perencanaan Kopling pada Mobil Avanza

Oleh: Muchlis Zain D21107099

kopling yang dapat dihubungkan, kopling gesek, kopling hidrolik atau kopling induksi elektromagnetik. f)

Untuk pekerjaan berat atau pekerjaa yang peka, dipergunakan kopling aman untuk menghindari tumbukan dalam bagian yang peka dalam perkakas yang digerakkan atau beban terlampau besar dalam mesin penggerak, motor dan sebagainya. Untuk yang belakangan ini juga diterapkan kopling starter.

Adapun hal-hal yang perlu diperhatikan dalam merencana kopling adalah sebagai berikut : a)

Kopling harus ringan, sederhana dan semurah mungkin dan mempunyai

garis tengah yang sekecil mungkin. b)

Garis-sumbu poros yang hendak di sambung harus berderet dengan tepat terutama apabila kopling tidak fleksibel atau tidak elastik.

c)

Titik berat kopling sebanyak mungkin harus terletak pada gasris sumbu poros, tambahan pula kopling harus disetimbangkan dinamik, kalau tidak, kopling akan berayun. (Apabila titik barat terletak dalam garissumbu, maka kopling telah disetimbangkan).

d)

Kopling harus dapat di pasang dan dilepaskan dengan mudah.

e)

Bagian menonjol harus di cegah atau ditutupi demikian rupa sehingga tidak menimbulkan bahaya.

2.2.

Klasifikasi Kopling Secara umum kopling dapat dibedakan atas 2 macam, yaitu : 9

TUGAS ELEMEN MESIN

II Dosen Pembimbing: Fauzan,ST,MT

Perencanaan Kopling pada Mobil Avanza

Oleh: Muchlis Zain D21107099 a)

Kopling tetap adalah suatu elemen mesin yang berfungsi sebagai penerus putaran dan daya poros pengerak ke poros (tanpa terjadi slip), dimana sumbu poros tersebut

yang digerakkan secara pasti terletak

pada

suatu

garis lurus. Yang termasuk kopling tetap adalah 1. Kopling kaku Kopling ini dipergunakan bila kedua poros harus dihubungkan dengan sumbu segaris. Kopling ini dipakai pada mesin dan poros transmisi umumnya di pabrikpabrik. Kopling ini terbagi atas: 

Kopling box atau kotak digunakan apabila dua buah poros dan transmisi harus dihubungkan dengan sebuah garis. Kopling ini dipakai pada poros transmisi. 

Kopling flens kaku terdiri dari naf dengan flens yang terbuat dari besi cor atau baja cor dan dipasang pada ujung poros yang diberi pasak serta diikat dengan flensnya. Dalam beberapa hal, naf pada poros dengan sumbunya dipress atau dibaut.



Kopling flens tempa.

2. Kopling luwes, kopling ini terbagi atas: 

Kopling fans lurus



Kopling karet ban



Kopling karet bintang



Kopling rantai



Kopling gigi 10

TUGAS ELEMEN MESIN

II Dosen Pembimbing: Fauzan,ST,MT

Perencanaan Kopling pada Mobil Avanza

Oleh: Muchlis Zain D21107099

3. Kopling universal, kopling ini terbagi atas:

b)



Kopling universal hook



Kopling universal

Kopling Tidak Tetap Yaitu suatu elemen mesin yang menghubungkan poros yang digerakkan dengan poros penggerak dengan putaran yang sama dalam meneruskan daya serta dapat melepaskan hubungan kedua poros tersebut baik dalam keadaan diam maupun berputar. Jenis kopling tidak tetap ini adalah

1.

Kopling cakar Kopling ini berfungsi untuk meneruskan momen dengan kontak positif (tidak

dengan perantaraan gesekan) sehingga tidak terjadi slip. Ada dua bentuk kopling cakar yaitu:

2.



Kopling cakar persegi



Kopling cakar spiral

Kopling Plat. Kopling ini disusun berdasarkan : 

Berdasarkan banyaknya plat yaitu kopling plat tunggal dan kopling plat banyak



Berdasarkan ada tidaknya pelumas yang digunakan yaitu basah dan kering.



Berdasarkan pelayanannya yaitu kopling manual, hidrolik, numatik dan elektromagnetik.

3.

Kopling kerucut

4.

Kopling friwill 11

TUGAS ELEMEN MESIN

II Dosen Pembimbing: Fauzan,ST,MT

Perencanaan Kopling pada Mobil Avanza

Oleh: Muchlis Zain D21107099

5. Kopling gesek ( dutch ) 2.3.

Rumus-Rumus Yang Digunakan 1.

Momen Puntir (Mp) Mp = 71620 N/n (Kg/mm2) ………………………………….…………….…….1 Dimana : N = Daya maksimum mesin (Hp) n = Putaran mesin (rpm)

2.

Momen puntir yang direncanakan Mtd = Mp x v…..………………………………………………………………....2

3.

Momen Gesek (Mfr) Mfr = B x Mtd….…………………………………………………………………3

4.

Tegangan tarik yang diizinkan

σ bol = 5.

Tegangan geser yang diizinkan

τ bol = 6.

σ td ………………………..…………………………………………….…4 s

σ bol ………………………………………………………………………..5 s

Diameter Poros Dp = [ 5 . Mfr/τbolII]1/3………………………………………...……………….…6

7.

Diameter Spline Ds = dp/0.8……………………………………………………………………….7

8.

Tinggi spline H = 0.1 x ds………………………………………………………………………8

9.

Lebar spline W = 0.25 x ds…………………………………………………………………….9

10.

Jari-jari rata-rata rm =

11.

Dp + Ds …………………………………………………………….........10 4

Tegangan geser yang terjadi pada poros τs =

P …………………..……………………………………………….…..11 A

12

TUGAS ELEMEN MESIN

II Dosen Pembimbing: Fauzan,ST,MT

Perencanaan Kopling pada Mobil Avanza

Oleh: Muchlis Zain D21107099

12.

Tegangan geser yang terjadi pada spline τg =

13.

Mg ……….……………….………………….……………………...12 m.F .z

Perbandingan lebar permukaan gesek terhadap jari-jari rata-rata b = r0 – r1 …………………………………………….………………….13 rm = 0.5(r0 + r1)

14.

Perbandingan jari-jari dalam dengan jari-jari luar r1/r0 = ( 0.6 – 0.8 )……………………………………………………………14

15.

Momen Gesek Mfr = f . P . Fm . rm.…………………………………………………………15

16.

Jari-jari dalam plat gesek r1g = 0.6 r0g…………………………………………………………………..16

17.

Diameter luar plat gesek D0g = 2 . r0…………………………………………………………………...17

18.

Diameter dalam plat gesek D1g = 2 . r1g……………………….……………………………………..…..18

19.

Berat plat gesek Gl = 2 . π (D0g2 – D1g2) t . γasbes / 4………......……………………………19

20.

Perhitungan berat plat tengah G2 = π . (D0t – D1t) . t . γ plat…………………….…………………..........20

21.

Perhitungan naf G3 = π .(D0n-D1n) . t . γ baja..………………………....……………………21

22.

Perhitungan berat rumah kopling G4 = π . ((D0g + 2 . A . K)2 – D1n2) . t. γ plat………………………………22

23.

Perhitungan berat poros G5 = π. dp2 . t . γ plat…..……………………………………………………23

24.

Defleksi akibat beban poros Υ=

5.q.Ι 4 ………………………………..……………………………….24 Ε Ι.348

13

TUGAS ELEMEN MESIN

II Dosen Pembimbing: Fauzan,ST,MT

Perencanaan Kopling pada Mobil Avanza

Oleh: Muchlis Zain D21107099

25.

Defleksi akibat berat kopling Υ=

26.

Ρ Ι3 ………………….………………………………………..……25 Ε Ι.348

Putaran Kritis Ncr = 300

27.

1 Υtot

……………………………………………….…………26

Akibat beban terpusat ML1 = Pl/4……………………………………………………………….…27

28.

Akibat beban terbagi merata Ml2 = gl2/8…………………………………………………………..…..….28

29.

Momen lentur yang terjadi Mltot = Pl/4 + gl2/8…………...………..……………………………………29

30.

Diameter Kritis Mrc = (ml)2 + A (mp)2…………………………….…………..…………..30

31.

Diameter kritis yang terjadi pada poros Dcr =

32.

Μred ……………….……………………………………………31 0,1.σbolii

Energi yang dihilangkan karena gesekan Wg = Mtd . W . t/2…………………………...…………………………….32

33.

Kenaikan Suhu Q = Wg = G . Cp . Dt………………..……………….…….………………33

34.

Umur Kopling Τ=

35.

a.k .Αm Νfr

…………………………………………………………..…….34

Efesiensi Kopling Ν=

Νm − Νfr ………………………………..……………………………35 Νm

BAB III PERENCANAAN 14

TUGAS ELEMEN MESIN

II Dosen Pembimbing: Fauzan,ST,MT

Perencanaan Kopling pada Mobil Avanza

Oleh: Muchlis Zain D21107099

Data perencanaan dari Mobil Avanza dengan type standart deck : 1.

Daya maksimum

: 83 Ps

2. Putaran maksimum 3.1.

: 4200 rpm

Desain Poros A.

Perhitungan Diameter Poros 1. Momen Puntir Yang terjadi Mp = 71620

N n

Mp = 71620

83 = 1415 ,34 kg .cm 4200

2. Momen Puntir Yang Direncanakan Mtd = Mp. V

;

V = Faktor Keamanan =1÷ 6 = dipilih 4, untuk mengantisipasi adanya pembebanan yang tiba-tiba.

Semakin tinggi faktor keamanan maka momen puntir yang direncanakan semakin baik terhadap perencanaan poros. Mtd = (1415.34) (4) = 5661.36 kg.cm. 3. Momen Gesek Mfr = β . Mtd

;

β = Faktor konstanta = 1,2 ÷ 1,5 = dipilih 1,2 untuk memperoleh gesekan yang kecil, sehingga poros yang direncanakan tidak mudah aus.

Semakin besar konstanta maka momen gesek yang terjadi semakin rendah menyebabkan gesekan yang terjadi juga semakin besar. Mfr = (1,2) (5661.36) = 6793,63 kg.cm 4. Diameter Poros 15