Tugas Perencanaan Elemen Mesin I BAB III PERHITUNGAN 3.1. Data-data Spesifikasi Kendaraan Panjang kendaraan 1910 mm Lebar kendaraan 715 mm Tinggi kendaraan 1067 mm Jarak sumbu roda 1222 mm Berat kosong 95 Kg Tipe mesin 4 langkah, 1 silinder, OHC, pendingin udara Diameter x langkah 50 x 49,5 mm 97,1 cm3 Volume langkah Perbandingan kompresi 8,8 : 1 Kopling Ganda otomatis sentrifugal Transmisi 4 kecepatan bertautan tetap, sistem rotari Daya 8 HP Pada 8000 Rpm Data-data ini didapat dari manual book Honda Supra Fit. 3.2. Perhitungan Poros Daya yang diteruskan oleh poros : P = 8 . 0,7527 = 6 KW Daya yang kita rencanakan : Pd = fc.P (Sularso, hal 7) Pd = 1,2 . 6 = 7,2 KW fc (Faktor koreksi) = 1,2 1 Ps = 0,7350 KW 1 Hp = 0,7527 KW 15 Tugas Perencanaan Elemen Mesin I Adapun untuk perhitungan Torsi bila Torsi maksimum tidak diketahui maka digunakan persamaan Pd (T/1000).( 2 n/60) 102 (Sularso, hal 7) 5 T = 9,74 x 10 . Pd/n T = 9,74 x 10 5 . 7,2/8000 T = 876,6 Kg/mm2 Tegangan geser yang diizinkan τa τa τb Sf1 x Sf 2 (Sularso, hal 8) 66 6.2 τ a 5,5 Kg/mm 2 Keterangan : Baja yang diambil untuk bahan poros adalah Baja Karbon Konstruksi mesin type S55C (JIS 450) dengan kekuatan tarik b = 66 Kg/mm2 Sf1 = Safety faktor untuk baja S - C = 6 Sf2 = Safety faktor untuk tambahan = 2, misalnya untuk : - Pembagian alur pasak - Konstruksi tegangan - Kekerasan permukaan Dengan harga antara 1,3 - 3,0 (Sularso, hal 8) Diameter Minimum Poros : Ds = [ 5,1 . Kt . Cb. T/a]1/3 Ds = [ 5,1 . 1,5 . 1,2. 876,6 / 5,5] 1/3 Ds = 11,1 mm agar aman diambil 20 mm 16 Tugas Perencanaan Elemen Mesin I Pemeriksaan : Tahanan geser yang terjadi pada poros : = 5,1 . T/ds3 = 5,1 . 876,6/203 = 0,55 Kg/mm2 (Sularso, hal 27) Keterangan : Karena tegangan geser yang terjadi pada poros ternyata lebih kecil dari pada tegangan geser yang diijinkan, maka bahan baja karbon S55C dengan diameter 20 mm dapat dipergunakan. Bentuk Poros Dari tabel didapat diameter untuk poros baji = 20 mm, dan berdasarkan ukuran poros tersebut maka didapat ukuran-ukuran sebagai berikut : Diameter dalam = 20 mm Jumlah baji = 10 Lebar baji = 3 mm Panjang Profil : L = (1,5 - 0,75) . Ds L = (1,5 - 0,75) . 20 mm L = 15 mm (Sularso, hal 27) Tinggi Profil : h = ½ . (Ds) h = ½ . (20mm) h = 10 mm Pemeriksaaan Kekuatan Profil : Ft = T 0,5 . d1 Ft = 867,6 0,5 . 20 (Sularso, hal 27) Ft = 86,76 Kg Tekanan pada permukaan sisi profil : 17 (Sularso, hal 27) Tugas Perencanaan Elemen Mesin I P = Ft Ds x h P = 86,76 20 x 10 P = 0,43 Kg/mm2 Momen Puntir yang diijinkan kepada profil : Mt = 0,75 . P . i . h . rm Mt = 0,75 . 0,43 . 10 . 6 . 10. 6 Mt = 1161 Kg.mm Karena momen puntir yang diizinkan kepada profil lebih besar dari pada momen puntir poros, maka bentuk beralur 10 dapat digunakan. Tegangan geser yang terjadi pada profil : τ ka = F b.l 86,76 9x3 = 3,21 Kg/mm2 Tegangan geser yang diizinkan kepada profil : τ ka τb Sf1 x Sf 2 τ ka 66 5,5 Kg/mm 2 6x2 Karena tegangan geser yang terjadi lebih kecil dengan tegangan geser yang diizinkan maka profil tersebut memenuhi syarat untuk dibuat. 18 Tugas Perencanaan Elemen Mesin I 3.2. Perhitungan Pasak Karena diameter poros 12 mm maka ukuran nominal pasak yang diambil pasak tirus 6 Tabel.1 Ukuran – ukuran utama dari pasak Penampang pasak tirus 6 Kedalaman alur pasak : t1 = 3,5 (mm) t2 = 2,2 (mm) Bahan pasak adalah S30C dengan B = 48 (kg/mm2) Asumsi : Sfk1 = 6,0 ; Sfk2 = 3,0 Tekanan permukaan yang diizinkan (p) = 8 (kg/mm2) Tegangan geser pasak (ka) = B Sfk1xSfk2 = = 2,7 (kg/mm2) 19 48` (6,0 x 3,0) Tugas Perencanaan Elemen Mesin I Panjang pasak yang didapat dari tegangan geser yang diizinkan : ka = F b x l1 l1 = F b x ka = 84 (6,0)(2,7) l1 = 5,2 (mm) Panjang pasak yang didapat dari tekanan permukaan yang diizinkan : pa = F l2 x t2 l2 = F l2.pa = 84 (8,0)(2,2) l2 = 4,8 (mm) Diambil harga terbesar dari l1 dan l2 : L = 5,2 (mm) Panjang pasak antara 6 .ds, Diambil (Lk) = 6 .ds = (6)(18) = 14 (mm) Perbandingan : b = 6 = 0,33 ds 18 Lk = 14 = 0,78 ds 18 0,25 < 0,33 < 0,35 : baik 0,75 < 0,78 < 1,5 ; baik Maka : Ukuran pasak : 5 x 5 Panjang pasak aktif : 14 (mm) Bahan = S30C ; penormalan 20 Tugas Perencanaan Elemen Mesin I 3.3 Perhitungan Sambungan Mur Baut Sambungan baut dan mur yang digunakan pada as sepeda motor direncanakan untuk menahan beban berkapasitas 95 kg dengan diasumsikan berpenumpang 2 orang atau Wo = 250 kg jika faktor koreksi, fc = 1,2 maka beban direncanakan : W = fc x Wo = 1,2 x 250 kg = 300 kg Bahan baut yang dipilih adalah JIS B 1051 yang memiliki : Kekuatan tarik σb = 100 kg/mm² Faktor keamanan Sf = 7 Kekuatan tarik izin σa = 10 kg/mm² Diameter inti mur yang diperlukan : ______ d>√ 2W ( Sularso, hal 296 ) σa _________ d > √ 2x 300 10 d > 7,74 mm Dipilih ulir baut kasar M 14 lihat dengan : Diameter dalam D1 = 11,835 mm Diameter efektif D2 = 12,701 mm Diameter luar D3 = 14,000 mm Dari tabel diperoleh mur 14 dengan : D = 14,000 mm D1 = 11,835 mm D2 = 12,701 mm P = 2 mm 21 Tugas Perencanaan Elemen Mesin I Tinggi ulir yang diperlukan : H > ( 0,8 ≈ 1,0 ) d H > 1,0 x 7,74 H > 7,74 mm Dipilih H = 8 mm Maka jumlah ulir mur : Z=H P Z= 8 = 4 2 Jika k = 0,84 maka tegangan geser akan ulir baut : τb = τb = W π . d1 . k . P . Z 250 3,14 x 11,835 x 0,84 x 2 x 4 τb = 1,001 kg/mm² Jika j = 0,75 maka tegangan geser akan ulir mur : τa = W π.D.j.P.Z τa = 250 3,14 x 14 x 0,75 x 2 x 4 . τa = 0,947 kg/mm2 τ τ Karena b > a maka tegangan geser yang terjadi aman. Mur yang digunakan = M 14 Baut yang digunakan = M 14 Tinggi ulir yang digunakan = 8 mm 22 Tugas Perencanaan Elemen Mesin I BAB IV KESIMPULAN Dalam perencanaan sistem sambungan mur dan baut pada as roda sepeda motor dengan berpenumpang 2 orang dapat disimpulkan bahwa sambungan as roda sepeda motor digunakan : - Diameter poros = 20 mm - Ukuran pasak = pasak tirus 6 (sesuai diameter poros) - Bahan yang digunakan pada pasak = S30C ( penormalan ) - Ukuran mur yang digunakan = M 17 - Ukuran Baut yang digunakan = M 14 Dengan menggunakan semua itu penulis sudah memperhitungkan dengan cukup teliti sehingga perencanaan ini dapat dilakukan atau dilaksanakan. Walaupun demikian penulis menyadari bahwa mungkin saja ada kesalahan yang terjadi. Penulis sangat menghargai kritik dan saran dari pembaca yang dapat membantu untuk lebih menyempurnakan perencanaan ini. 23
