bab ii landasan teori

 II-1
BAB II
LANDASAN TEORI
Rekalkulasi dan pembangunan ulang electric stacker ini mengunakan
beberapa teori dasar. Antara lain untuk bagian utamanya kelistrikan, dan sistem
transmisi.
2.1
Kelistrikan
Electric stacker yang dibangun ulang menggunakan sumber daya listrik
dan menggunakan sistem kelistrikan yang terdiri dari:
a. Accumulator
b. Rangkaian Driver Motor DC
c. Dinamo Starter
2.1.1 Accumulator
Accumulator merupakan sumber daya listrik dari electric stacker yang
dibangun ulang / rebuild. Accumulator atau Storage Battery adalah sebuah sel
atau elemen sekunder dan merupakan sumber arus listrik searah yang dapat
mengubah energy kimia menjadi energy listrik. Accumulator termasuk elemen
elektrokimia yang dapat mempengaruhi zat pereaksinya, sehingga disebut elemen
sekunder. Kutub positif accumulator menggunakan lempeng oksida dan kutub
negatifnya menggunakan lempeng timbale sedangkan larutan elektrolitnya adalah
larutan asam sulfat.
Reaksi kimia akan terjadi saat accumulator dipakai, yang mengakibatkan
pendapat pada anode (reduksi) dan katode (oksidasi). Akibatnya, dalam waktu
tertentu antara anode dan katode tidak ada beda potensial, artinya accumulator
menjadi kosong. Accumulator dapat digunakan lagi, tetapi harus diisi dengan cara
mengalirkan arus listrik kearah yang berlawanan
dengan arus listrik yang
dikeluarkan accumulator itu. Accumulator yang diisi akan terjadi pengumpulan
muatan listrik.
II-2
Pengumpulan jumlah muatan listrik dinyatakan dalam ampere jam disebut
tenaga accumulator. Pada kenyataannya, pemakaian accumulator tidak dapat
mengeluarkan seluruh energy yang tersimpan accumulator itu. Oleh karenanya,
accumulator
mempunyai rendemen atau efisiensi. Accumulator yang kami
gunakan memiliki spesifikasi yaitu tegangan sebesar 12 V dan kuat arus sebesar
50 Ah. Contoh accumulator dapat dilihat pada gambar 2.1.
Gambar 2.1. Accumulator (http://ishak.unpad.ac.id/?p=1466)
2.1.2 Rangkaian Driver Motor DC
Rangkaian penggerak ini memanfaatkan relay 12 Volt yang dirangkaikan
secara seri. Relay ini dapat bekerja seperti DPDT yang dapat merubah polaritas
supply sehingga arah putar motor penggerak dapat berubah. Karena relay yang
dipakai adalah relay 12 Volt yang dirangkaikan secara seri sehingga dibutuhkan
supply sebesar 12 Volt untuk mengaktifkan relay. Rangkaian kontrol dari
rangkaian penggerak, memanfaatkan rangkaian inverter. Sinyal kendali dari
rangkaian penggerak ini, berasal dari tegangan accumulator dalam hal ini berupa
tegangan 0 – 12 Volt. Berikut adalah gambar rangkaian penggerak motor yang
ditunjukkan pada gambar 2.2:
II-3
Gambar 2.2. Rangkaian penggerak motor
Rangkaian
penggerak
motor
tersebut
dapat
digunakan
untuk
menggerakkan motor yang membutuhkan arus besar. Rangkaian ini memiliki
beberapa kelebihan yaitu dapat merubah polaritas motor penggerak, dan mengon/off-kan motor penggerak.
Rangkaian driver yang digunakan memanfaatkan relay untuk merubah
polaritas supply yang dicatu ke motor dc sehingga arah putaran motor dc dapat
diubah. Dengan demikian 2 buah relay yang terpasang seri bekerja dan mengubah
polaritas motor penggerak. Dengan demikian kita dapat mengatur arah putaran
motor penggerak. Rangkaian on/off motor penggerak memanfaatkan 2 buah push
button switch sebagai saklar untuk meng-on/off-kan motor dc yaitu switch CW
untuk arah putaran dinamo starter searah jarum jam dan switch CCW untuk arah
putaran dinamo starter berlawanan arah jarum jam. Rangkaian ini juga
menggunakan 2 buah limit switch yaitu limit switch up untuk mematikan sumber
tegangan listrik pada ketinggian maksimum dan limit switch down untuk
mematikan sumber tegangan listrik pada ketinggian minimum.
II-4
2.1.3 Motor DC
Motor DC yang menghasilkan arus listrik searah (DC) dengan demikian,
pada saat kumparan berputar, selalu menghasilkan arus imbas yang arahnya selalu
setiap selang putaran 180° (p) sedangkan grafik arus listrik terhadap waktu
tetap
berupa parabola yang selalu positif. Motor listrik merupakan sebuah perangkat
elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.
Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum adalah:
a. Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.
b. Jika
kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah
lingkaran/loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan
magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.
c. Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/torque untuk memutar
kumparan.
d. Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan
tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh
susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.
Sebuah motor dapat dipahami bila mengerti apa yang dimaksud dengan
beban motor. Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar/ torque sesuai dengan
kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga
kelompok:
a. Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran
energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak
bervariasi. Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors, rotary
kilns, dan pompa displacement konstan.
b. Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang
bervariasi dengan kecepatan operasi. Contoh beban dengan variabel torque
adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat
kecepatan).
II-5
c. Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque
yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk
beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin.
Motor Listrik dibagi menjadi dua berdasarkan arusnya yaitu motor DC dan
motor AC. Gambar 2.3 memperlihatkan klasifikasi motor listrik yang paling
umum. Motor tersebut dikategorikan berdasarkan pasokan input, konstruksi, dan
mekanisme operasi.
Gambar 2.3. Klasifikasi Jenis Utama Motor Listrik
(http://www.energyefficiencyasia.org/docs/ee_modules/indo/Chapter%20%20Electric%20motors%20(Bahasa%20Indonesia).pdf)
Motor listrik yang cocok untuk desain electric stacker adalah motor DC
berdasarkan pertimbangan mobilitas. Motor arus searah, sebagaimana namanya,
menggunakan arus langsung yang tidak langsung/direct-unidirectional. Motor DC
digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang
tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas. Sebuah
motor DC yang memiliki tiga komponen utama:
1. Kutub medan. Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub
magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC
memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan
bearing pada ruang diantara kutub medan. Motor DC sederhana memiliki
dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi
II-6
membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan.
Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih
elektromagnet. Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar
sebagai penyedia struktur medan.
2. Dinamo. Bila arus masuk menuju dinamo, maka arus ini akan menjadi
elektromagnet. Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as
penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil,
dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub,
sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi,
arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo.
3. Commutator. Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC.
Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo.
Commutator juga membantu dalam transmisi arus antara dinamo dan
sumber daya. ”Pedoman efisiensi energi untuk industri di Asia.”,
http://www.energyefficiencyasia.org/docs/ee_modules/indo/Chapter%20%20Electric%20motors%20(Bahasa%20Indonesia).pdf.
Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang
tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan
mengatur:
a. Tegangan dinamo – meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan
kecepatan
b. Arus medan – menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.
Untuk menetukan daya dari sebuah motor dapat menggunakan rumus
sebagaimana berikut :
P=V.I
(1)
Dimana: P = Daya motor ( Watt )
V = Tegangan ( Volt )
I = Arus ( Ampere )
II-7
Daya juga dapat di tentukan dengan menggunakan rumus dibawah ini:
2. .n
60
P=T
Dimana : P
(2)
= daya (watt)
T
= tegangan (volt)
n
= rpm
Motor DC tersedia dalam banyak ukuran, namun penggunaannya pada
umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah, penggunaan
daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills, sebab sering
terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang
lebih besar. Juga, motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang
bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnya. Gambar
motor DC dapat dilihat pada gambar 2.4.
Gambar 2.4. Motor Listrik DC
2.2 Sistem Transmisi
Sistem transmisi yang digunakan dalam pembangunan ulang electric
stacker antara lain:
a. Gearbox Ulir Cacing
b. Ball Screw
c. Leaf chain
d. Counter Weigth
e. Kopling
f. Poros
g. Bearing
II-8
2.2.1
Gearbox Ulir Cacing
Gearbox digunakan untuk menyalurkan daya dan mereduksi putaran dari
yang juga berfungsi memindahkan putaran poros yang tegak bersilangan.
motor
Gambar gearbox ulir cacing dapat dilihat pada gambar 2.5.
Gambar 2.5. Gearbox Ulir Cacing
Jenis roda gigi yang digunakan dalam gearbox ini adalah roda gigi cacing,
Ciri-ciri rodagigi cacing adalah:
1.
Kedua sumbu saling bersilang dengan jarak sebesar a, biasanya sudut
yang dibentuk kedua sumbu sebesar 90.
2.
Kerjanya halus dan hampir tanpa bunyi.
3.
Umumnya arah transmisi tidak dapat dibalik untuk menaikkan
putaran dari roda cacing ke cacing (mengunci sendiri).
4.
Perbandingan reduksi bisa dibuat sampai 1 : 150.
5.
Kapasitas beban yang besar dimungkinkan karena kontak beberapa
gigi (biasanya 2 sampai 4).
6.
Rodagigi cacing efisiensinya sangat rendah, terutama jika sudut
kisarnya kecil.
Batasan pemakaian rodagigi cacing adalah:
a)
Kecepatan rodagigi cacing maksimum 40.000 rpm
b)
Kecepatan keliling rodagigi cacing maksimum 69 m/s
c)
Torsi rodagigi maksimum 70.000 m kgf
d)
Gaya keliling rodagigi maksimum 80.000 kgf
e)
Diameter rodagigi maksimum 2 m
f)
Daya maksimum1.400 Hp
II-9
Peningkatan pemakaian roda gigi cacing dibatasi pada nilai i antara 1
sampai dengan 5, karena dengan ini bisa digunakan untuk mentransmisikan daya
yang besar dengan efisiensi yang tinggi dan selanjutnya hubungan seri dengan
satu
salah
tingkat
roda gigi lurus sebelum atau sesudahnya untuk dapat
mendapat reduksi yang lebih besar dengan efisiensi yang lebih baik. Contoh dari
roda gigi cacing dapat dilihat pada gambar 2.6.
Gambar 2.6. Rodagigi Cacing (blogdosen.unsada.ac.id/yefri_chan/wp.../02/Diktat-Elemen-2.pdf)
Untuk menentukan besar perbandingan dari sebuah gearbox cacing dapat
diketahui dengan menggunakan rumus :
n1 z1

n2 z 2
(3)
Dimana : n1 = Jumlah putaran input (rpm)
n2 = Jumlah putaran output (rpm)
z = Jumlah gigi
Pemakaian dari roda gigi cacing meliputi: gigi reduksi untuk semua tipe
transmisi sampai daya 1.400 Hp, diantaranya pada lift, motor derek, untuk mesin
tekstil, rangkaian kemudi kapal, mesin bor vertikal, mesin freis dan juga untuk
berbagai sistem kemudi kendaraan.
Adapun bentuk profil dari rodagigi cacing ditunjukkan seperti pada
gambar 2.7. :
II-10
N-worm
i
E-worm
ii
K-worm
H-worm
iii
iv
Gambar 2.7. Profil Rodagigi Cacing
(blogdosen.unsada.ac.id/yefri_chan/wp.../02/Diktat-Elemen-2.pdf)
1. N-worm atau A-worm
Gigi cacing yang punya profil trapozoidal dalam bagian normal dan
bagian aksial, diproduksi dengan menggunakan mesin bubut dengan pahat
yang berbentuk trapesium, serta tanpa proses penggerindaan.
2.
E-worm
Gigi cacing yang menunjukkan involut pada gigi miring dengan  antara
87sampai dengan 45o.
3.
K-worm
Gigi cacing yang dipakai untuk perkakas pahat mempunyai bentuk
trapezoidal, menunjukkan dua kerucut.
4.
H-worm
Gigi cacing yang dipakai untuk perkakas pahat yang berbentuk cembung.
Tipe-tipe dari penggerak rodagigi cacing antara lain :
a. Cylindrical worm gear dengan pasangan gigi globoid
Gambar 2.8. Cylindrical Worm Gear Dengan Pasangan Gigi Globoid
(blogdosen.unsada.ac.id/yefri_chan/wp.../02/Diktat-Elemen-2.pdf)
II-11
b. Globoid worm gear dipasangkan dengan rodagigi lurus
Gambar 2.9. Globoid Worm Gear Dipasangkan Dengan Rodagigi Lurus
(blogdosen.unsada.ac.id/yefri_chan/wp.../02/Diktat-Elemen-2.pdf)
c. Globoid
worm drive dipasangkan dengan rodagigi globoid
Gambar 2.10. Globoid worm drive dipasangankan dengan rodagigi globoid
(blogdosen.unsada.ac.id/yefri_chan/wp.../02/Diktat-Elemen-2.pdf)
d. Rodagigi cacing kerucut dipasangkan dengan rodagigi kerucut globoid yang
dinamai dengan rodagigi spiroid (gambar 2.11.)
Gambar 2.11. Pasangan rodagigi cacing kerucut globoid
(blogdosen.unsada.ac.id/yefri_chan/wp.../02/Diktat-Elemen-2.pdf)
2.2.2
Ball Screw
Ball screw digunakan untuk merubah arah gaya yang berbentuk putaran
menjadi arah vertical dan untuk menggerakkan leaf chain yang dibantu dengan
pemberat yang menghubungkan ball screw dengan leaf chain dan dibantu dengan
limit switch yang akan menghentikan gerak ball screw atau memutuskan arus.
Ball Screw mempunyai gesekan yang kecil karena menggunakan bola pada bagian
II-12
yang kontaknya, ball screw ini juga akan memperingan kerja motor. Gambar ball
screw dapat ditunjukkan pada gambar 2.12.
Gambar 2.12. Ball Screw
Ball screw adalah aktuator linier mekanik yang melanjutkan gerak rotasi
untuk gerakan linier dengan gesekan kecil. Sebuah poros berulir menyediakan
jalur heliks untuk bantalan bola yang bertindak sebagai ulir presisi. Serta mampu
menerapkan atau menahan beban dorong tinggi, dan dapat melakukannya dengan
gesekan internal minimum. Bantalan tersebut dibuat untuk menutup toleransi dan
karena itu cocok untuk digunakan dalam situasi di mana presisi tinggi diperlukan.
Berbeda dengan leadscrew konvensional, ballscrew cenderung agak besar.
Untuk menentukan besar gaya yang terjadi pada ball screw dapat dilihat
dari gambar dibawah ini.
Gambar 2.13. Arah gaya
W ( µ.cos α + sin α ) = P ( cos α - µ. sin α )
Dimana : W
= gaya normal (N)
P
= gaya (N)
µ
= koefisien gesek
α
= sudut ulir
(4)
II-13
Dari gambar diatas dapat diketahui torsi yang dihasilkan dari ball screw
tersebut.
T =P
d2
2
 tan   tan   d 2
= W
1  tan  . tan   2
Dimana : T1
= torsi (N.mm)
P
= gaya (N)
d2
= diameter (mm)
W
= gaya normal (N)

= sudut ulir
2.2.3
(5)
Leaf Chain
Leaf chain digunakan untuk mengangkat fork dengan bantuan sprocket
dan pemberat yang menghubungkan rantai rol dengan ball screw. Leaf chain
memiliki beberapa keunggulan dibandingkan rantai lainnya. Leaf chain keandalan
operasinya jauh lebih tinggi dan mempunyai kefleksibelan yang baik sehingga
dapat dipakai pada sprocket dengan diameter kecil dan jumlah gigi yang lebih
sedikit. Hal ini akan mengurangi ukuran mekanisme dan sekaligus harganya.
Juga, gesekan pada leaf chain jauh lebih kecil.
Leaf chain terdiri dari pelat yang dihubung-engselkan oleh pena. Rantai
untuk beban ringan terbuat dari dua keping pelat saja, sedangkan untuk beban
berat dapat menggunakan sampai 12 keping pelat. Pelat dapat dipaskan pada pena
dengan mengupset (memekarkan ujung) pena. Metode ini digunakan untuk rantai
dengan beban ringan. Untuk rantai yang memiliki beban berat, ditambahkan
cincin dibawah ujung pena yang di upset. Pengikat pena belah dengan cincin atau
pena belah saja digunakan bila rantai harus sering dilepas hubungannya. (N.
Rudenko, Erlangga :1996)
Leaf chain sering dipakai pada katrol yang digerakkan tangan. Sedang
yang berpenggerak tenaga daya digunakan derek dan mekanisme pengangkat
dengan kapasitas angkat tinggi dan beroperasi hanya pada kecepatan rendah dan
II-14
pada jalur pandu. Jenis-jenis leaf chain dan ukuran penampangnya dapat
ditunjukkan pada gambar 2.13. dan gambar 2.14.
Gambar 2.14. Penampang Leaf chain
Gambar 2.15. Jenis Leaf chain
(http://www.alibaba.com/product-gs/313191531/LH1266_Leaf_Chain_forklift_chain_.html)
2.2.4
Counter Weight
Counter weight diperlukan dalam tugas akhir ini untuk memperingan kerja
dari motor. Counter weight adalah pengimbang beban dari stacker, letaknya
berlawanan dengan arah fork. Counter weight biasanya digunakan pada elevator
dan crane. Contoh penggunaan counter weight dapat dilihat pada gambar 2.15.
II-15
Gambar 2.16. Penggunaan counter weight
(http://usahamart.wordpress.com/2012/02/22/membuat-lift/)
Dalam menentukan berat dari counter weight dapat menggunakan rumus
dibawah ini
m counter weight = m + 0,35 (m beban max)
(6)
Dimana : m = massa (kg)
2.2.5
Kopling
Kopling merupakan bagian mesin yang berfungsi sebagai penerus putaran
dan daya dari poros penggerak (poros input) ke poros yang digerakan (poros
output). Kopling yang akan kami gunakan adalah kopling tetap
Kopling Tetap.adalah suatu elemen mesin yang berfungsi sebagai penerus
putaran dan daya dari poros penggerak/input ke poros yang digerakan/output
secara tepat (tanpa slip) dan ke 2 poros ini selalu dalam keadaan terhubung.
Sumbu ke 2 poros tersebut terletak pada satu garis lurus atau dapat sedikit
berbeda sumbunya.
II-16
Macam Kopling Tetap :
Kopling tetap dibagi menjadi 3 jenis dapat dilihat di gambar 2.16 yaitu:
2 buah sumbu poros terletak pada satu garis lurus, contoh :
o Kopling bus
o Kopling flens kaku
o Kopling flens tempa
1. Kopling Kaku
2. Kopling luwes/fleksibel
2 buah sumbu poros dijinkan tidak terletak pada satu garis lurus,
contoh :
o Kopling flens luwes
o Kopling karet
o Kopling gigi
o Kopling rantai
3. Kopling Universal
Kopling Universal dipergunakan bila 2 buah poros akan membentuk
sudut yang cukup besar, contohnya adalah kopling universal hook.
(blogdosen.unsada.ac.id/yefri_chan/wp-content/.../04/Kopling.doc)
II-17
Gambar 2.17. Macam-Macam Kopling Tetap
(blogdosen.unsada.ac.id/yefri_chan/wp-content/.../04/Kopling.doc)
2.2.6
Poros
Poros
adalah
suatu
bagian
stationer
yang
berputar,
biasanya
berpenampang bulat, dimana terpasang elemen - elemen seperti roda gigi, roda
gila dan elemen pemindah daya lainnya. Poros dapat menerima beban – beban
lentur, tarik, tekan atau putaran yang bekerja sendiri – sendiri atau berupa
gabungan satu dengan yang lainnya. Definisi yang pasti dari poros adalah
sesuai dengan penggunaan dan tujuan penggunaan.
II-18
Terdapat beberapa definisi dari poros, yaitu :
a. Shaft adalah poros yang ikut berputar untuk memindahkan daya dari
mesin ke mekanisme yang digunakan. Contoh shaft dapat dilihat pada
gambar 2.17.
Gambar 2.18. Shaft (www.scribd.com/doc/79949784/11/Poros)
b. Axle adalah poros yang tetap dan mekanismenya yang berputar pada
poros tersebut, juga berfungsi sebagai pendukung. Contoh axle dapat
dilihat pada gambar 2.18.
Gambar 2.19. Axle (www.scribd.com/doc/79949784/11/Poros)
c. Spindle adalah poros yang terpendek terdapat pada mesin perkakas dan
mampu atau sangat aman terhadap momen bending. Contoh spindle
dapat dilihat pada gambar 2.19.
Gambar 2.20. Spindle (www.scribd.com/doc/79949784/11/Poros)
II-19
d. Line shaft adalah poros yang
langsung
berhubungan dengan
mekanisme yang digerakkan dan berfungsi memindahkan daya dari
motor penggerak ke mekanisme tersebut. Contoh
dilihat pada gambar 2.20.
line
shaft dapat
Gambar 2.21. Line Shaft (www.scribd.com/doc/79949784/11/Poros)
e. Jack Shaft adalah poros yang pendek, biasanya dipakai untuk dongkrak
“JACK” mobil. Contoh Jack Shaft dapat dilihat pada gambar 2.21.
Gambar 2.22. Jack Shaft (www.scribd.com/doc/79949784/11/Poros)
f. Flexible adalah poros yang juga berfungsi memindahkan daya dari dua
mekanisme, dimana perputaran poros membentuk sudut dengan poros
yang lainnya, daya yang dipindahkan rendah. Contoh Flexible dapat
dilihat pada gambar 2.22.
II-20
Gambar 2.23. Flexible
(www.scribd.com/doc/79949784/11/Poros)
Dalam menentukan diameter poros yang akan digunakan dapat
menggunakan rumus:
10,2

d
. Kt . Km . M 
a

Dimana : d
1/ 3
(7)
= diameter poros (mm)
a
= tegangan geser ijin (N/mm2)
Kt
= Faktor koreksi momen puntir
Km = Faktor koreksi momen lentur
M
= Momen (N.mm)
Poros pada umumnya dibuat dari baja yang telah diheattreatment. Poros
yang dipakai untuk meneruskan daya dan putaran tinggi umumnya dibuat dari
baja paduan dengan pengerasan kulit yang sangat tahan terhadap keausan.
Poros dapat dibedakan menjadi 2 macam :
1. Poros Lurus
Poros lurus adalah sebatang logam yang berpenampang lingkaran
berfungsi memindahkan putaran atau mendukung beban-beban yang
didukung pada poros ini adalah beban puntir dan bending.
2. Poros Bintang
Poros bintang adalah sebatang logam yang berpenampang lingakaran dan
terdapat sirip yang menyerupai bintang. Poros dihubungkan dengan roda gigi
tanpa menggunakan pasak.
II-21
Poros pada umumnya dibuat dari baja yang telah di heatreatment. Poros
yang dipakai pada untuk meneruskan daya dan putaran tinggi umumnya dibuat
dari baja paduan dengan pengerjaan kulit yang sangat tahan terhadap keausan.
2.2.7
Bearing
Bearing adalah elemen mesin yang menumpu poros sehingga putaran
dapat berlangsung dengan smoot dan aman.
Bearing harus cukup kokoh untuk memastikan poros serta elemen mesin
bekerja dengan baik. Jika bearing
lainya
tidak berfungsi dengan baik maka
prestasi seluruh system akan menurun atau tak dapat bekerja secara semestinya.
Klasifikasi Bearing :
1. Berdasar gerakan bearing terhadap poros .
1. Journal bearing / bantalan luncur
Pada journal bearing terjadi gesekan luncur antara poros dengan
journal bearing, karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan
journal bearing dengan perantaraan lapisan pelumas.
2. Rolling bearing / bantalan gelinding
Pada rolling bearing terjadi gesekan gelinding antara bagian yang
berputar dengan bagian yang diam melalui elemen gelinding (ball,
roll).
2. Berdasar arah beban terhadap poros .
1. Radial bearing / bantalan radial
Arah beban yang ditumpu bearing adalah tegak lurus sumbu poros.
2. Thrust bearing / bantalan aksial
Arah beban yang ditumpu bearing adalah sejajar sumbu poros.
3. Kombinasi a & b
Bearing ini dapat menumpu beban yang arahnya sejajar dan tegak
lurus sumbu poros.
II-22
2.3
Rangka
Rangka adalah bagian yang paling penting dari sebuah struktur bangunan.
Arsitektur klasik bangsa Yunani zaman dulu menggunakan struktur rangka yang
terdiri
dari pilar dan balok. Konstruksi rangka mengurangi pembatasan pembatasan besarnya bentangan ruang yang terdapat dalam konstruksi solid.
Sebagian rangka dari struktur dapat diletakkan di dalam ruang, di antara batas
ruang yang diinginkan dan garis batas luar bangunan.. Penggunaan baja dengan
daya tarik yang tinggi, daya tekan tahan lekuk dan gaya geser,sejak abad delapan
mulai digunakan, oleh karena dapat membentang lebih panjang daripada
belas
kayu.
Rangka gelagar dalam bangunan petak terdiri atas batang-batang
mendatar, tegak lurus (vertikal) dan diagonal. Batang-batang terletak dalam
bidang datar yang berdimensi dua dan menahan gaya tarik atau gaya tekan.
Batang-batang itu dapat dikembangkan menjadi gelagar didalam ruang yang
berdimensi tiga,disebut struktur rangka ruang.
Gambar 2.24. Macam-macam struktur rangka
II-23
Perencanaan struktur bangunan adalah hasil dari penelitian / penyelidikan
dan perhitungan dengan pandangan bahwa bangunan beserta pondasinya
merupakan suatu struktur yang kompleks tetapi integral.
Untuk mengetahui kekuatan sebuah rangka maka banyak hal –hal yang
perlu diketahui, seperti bahan rangka, beban yang diterima ,dll. Kekuatan rangka
dapat diketahui dengan menggunakan free body diagram seperti di bawah ini.
F1
F2
D
C
s1
RA
s2
s3
RB
ΣM=0
(8)
Fn x sn = sn x R
Dimana: Σ M
= total Momen yang terjadi (N.mm)
Fn
= gaya yang terjadi (N)
sn
= jarak titik gaya yang terjadi (mm)
R
= gaya resultan yang terjadi (N)
Σ VF = 0
(9)
F1 + F2 = RA + RB
Dimana: F1
= gaya yang terjadi di titik 1 (N)
F2
= gaya yang terjadi di titik 2 (N)
RA
= gaya resultan yang terjadi di A (N)
RB
= gaya resultan yang terjadi di B (N)
Dalam menghitung kekuatan rangka perlu diketahui pula bentuk profil dari
rangka yang akan dirancang tersebut. Karena berbeda profil maka berbeda pula
rumus yang dipakai dalam menghitungnya. Berikut ini adalah rumus yang
digunakan dalam menghitung titik tengah dan momen inersia dari dari sebuah
rangka dengan profil C.
II-24
b
h l
A=hxb
( 10 )
h
Y=
( 11 )
2
Dimana: A
h
= tinggi penampang (mm)
b
= lebar penampang (mm)
Y
= jarak titik berat luasan terhadap x (mm)
IX
= b.h3
Ȳ
=
ΣIX
= IX1 + IX2 + IX3
Y
=h-Ȳ
( 12 )
 Ai.Yi
 Ai
Dimana: IX
= luas penampang (mm2)
= momen inersia terhadap sumbu x
h
= tinggi penampang (mm)
b
= lebar penampang (mm)
Ȳ
= jarak titik berat luasan terhadap x (mm)
Ai
= luas penampang (mm2)
Yi
= jarak titik berat luasan terhadap x (mm)
( 13 )
( 14 )