BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belaka Belakang ng Poros (shaft)dan roda jalan adalah bagian stasioner yang berputar, biasa nya bernampang bulat,diamana ini terpasang di bagian pengangkut pada crane hoist(cra (cran ne je jem mbatan) poros dan roda jala alan bisa menerim imaa beb ebaan lenturan,tar lentur an,tarikan, ikan,tekan, tekan, atau punt puntiran,y iran,yang ang bekerja sendir sendiri-send i-sendiri iri atau berup berupaa gabungan gabu ngan satu dengan dengan lain nya.Bila beban tersebut bergabung, bergabung, kita bisa mencari kekuatan statis dan kekuatan lelah yg perlu untuk pertimbangan perencanaan , karena kar ena suatu suatu por poros os tungga tunggall bis bisaa di beri tegang tegangan an tegang tegangan an statis statis ,te ,tegan gangan gan berulang , yang semua nya bekerja pada aktu yg sama bila lendutan lateral atau puntiran dari poros dan roda jalan tersebut harus dijaga pada batas yg ketat,poros dan roda tersebut harus ditentukan ukuran nya dan diameter diamet er nya berdasarkan berdasarkan ledutan ledutan dan beban yg direncanak direncanakan an akan diterim diterimaa nya berdasarkan ledutan sebelum melakukan analisa atas tegangan tegangan . alasan untuk itu adalah baha ,kalau poros dan roda tersebut dibuat cukup kaku sehingga ledutan tidak terlalu besar,ada kemungkinan tegangan tegangan yg dihasilkan nya aman.tetapi tak ada alasan bagi si perencana untuk mengangdaikan baha rencana tersebut aman , selalu di perlukan untuk menghitung nya untuk mengetahui baha rencana tersebut barada pada batas batas aman(melihat factor keamanan). !an pada pesaat pesaat angka angkatt seperti jenis hoi hoist st crane memerlukan memerlukan rel atau jembatan itu juga berfungsi sebagai rel, hal ini mengakibatkan tipe jembatan memindah kan beban secara hori"ontal dengan jarak terbatas sesuai panjang rel 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah disebutkan diatas maka secara umum permasalahan yang akan dibahas dalam makalah ini adalah # 1. a. apa itu poros $ b. apa fungsi nya$ c. bagaimana menghitung ukuran dan beban yg dapat diterima poros $ %. a. apa itu roda jalan$ b.apa fungsi nya $ c. bagaimana menghitung ukuran dan beban yg dapat diterima oleh roda jalan $ 1 &. a. apa itu jembatan(lintasan rel) $ b.apa fungsi nya$ c.bagaimana menghitung ukuran dan kekuatan atau beban yg dapat diterima oleh jembatan(lintasan rel) 1.3 Tujuan 'ujuan dari penulisan makalah ini adalah# 1. engetahui engetahui apa apa itu p poros, oros,roda roda ja jalan lan dan jembatan jembatan serta fungs fungsii nya. %. engetahui engetahui jenis jenis jenis jenis dari poros poros ,roda jalan, dan jem jembatan( batan(rel rel lint lintasan). asan). &. engetahui engetahui contoh contoh perh perhitung itungan an da dari ri po poros,ro ros,roda da jal jalan an dan jembatan(lintasan rel). nutuk memenuhi tugas yang diberikan dosen pembimbing mata kuliah pesaat kerja. B*B ++ ++ A. Defi Defini nisi si Por Poros os Poros adalah suatu bagian stasioner yang beputar, biasanya berpenampang bulat dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi ( gear), pulley, flywheel, engkol, sprocket dan dan el elem emen en pe pemi mind ndah ah la lain inny nya. a. Poro Poross bi bisa sa menerima beban lenturan, beban tarikan, beban tekan atau beban puntiran 2 yang yan g bekerj bekerjaa sen sendir diri-se i-sendi ndiri ri atau atau berupa berupa gabung gabungan an satu den dengan gan lainny lainnya. a. (osep dard higley, 1/0& 1/0&). ). Poros Por os dalam dalam seb sebuah uah mes mesin in berfun berfungsi gsi untuk untuk meneru meneruska skan n tena tenaga ga mel melalu aluii putaran mesin. etiap 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. ontoh sebuah poros dukung yang berputar, yaitu poros roda kereta api, *s *s gardan, dan lain-lain. Gambar 1 Konstruksi Poros Kereta Kereta Api ntuk merencanakan merencanakan sebuah poros, perlu diperhitung diperhitungkan kan gaya yang bekerj bekerjaa pada poros di atas antara lain# gaya dalam akibat beratnya (2) yang selalu berpusat pada titik gra3itasinya. 4ayaa (5) merupa 4ay merupakan kan gay gayaa lua luarr arah arahnya nya dapat dapat sejajar sejajar dengan dengan per permuk mukaan aan benda ataupun membentuk sudut 6 dengan permukanan benda. 4aya 5 dapat menimbulkan tegangan pada poros, karena tegangan dapat timbul pada benda yang mengalami gaya. 4aya yang timbul pada benda dapat berasal dari gaya da dalam lam ak akib ibat at bera beratt bend bendaa sendi sendiri ri ata atau u gaya gaya lu luar ar yang yang me meng ngen enai ai be bend ndaa 3 tersebut. Baik gaya dalam maupun gaya luar akan menimbulkan berbagai macam tegangan pada kontruksi tersebut. B. Maa Maam!m m!ma aam am Por Poros os 1. Berdasarkan enis Pembebanannya a. 4andar 4andar 4an dar merupak merupakan an por poros os yang yang tida tidak k mendap mendapatk atkan an beb beban an pun puntir tir,, fungsi fun gsiny nyaa hanya hanya sebagai sebagai penaha penahan n beb beban, an, biasany biasanyaa tid tidak ak berput berputar ar.. ontohnya onto hnya seperti yang dipasang pada roda-r roda-roda oda kereta barang barang,, atau pada as truk bagian depan. Gambar 2 Contoh poros gandar ". pindle Poro Po ross tr tran ansm smisi isi ya yang ng relat relatif if pe pend ndek ek,, seper seperti ti po poro ross ut utam amaa me mesin sin perkakas, di mana beban utamanya berupa puntiran, disebut spindle. yarat yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti. 4 Gambar 3 pindel Penggerak pada !ench "athe . Poros 'ransmisi Poros transmisi berfungsi berfungsi untuk memindahkan memindahkan tenaga mekanik salah satu sat u el elem emen en me mesin sin ke el elem emen en me mesi sin n ya yang ng la lain in.. Poro Poross tr tran ansm smisi isi mend me ndap apat at be beba ban n punt puntir ir murn murnii at atau au punt puntir ir da dan n le lent ntur ur ya yang ng ak akan an meneruskan daya ke poros melalui kopling, roda gigi, puli sabuk atau sproket rantau, dan lain-lain. Gambar # Poros $ransmisi $ransmisi 2. Berdasarkan Bentuknya a. Poros Lurus Gambar % Poros "urus ". Poros ngkol Poro Po ross en engk gkol ol meru merupa paka kan n bagi bagian an da dari ri mesin mesin yang yang di dipa paka kaii un untu tuk k meruba mer ubah h ger geraka akan n nai naik k turun turun dar darii tor torak ak men menjad jadii geraka gerakan n berput berputar ar.. Poros engkol yang kecil sampai yang sedang biasanya dibuat dari satu 5 bahan yang ditempa kemudian dibubut, sedangkan yang besar-besar dibuat dari beberapa bagian yang disambung-sambung dengan cara pengingsutan. Gambar & Perubahan gerakan yang dihasilkan poros poros engkol !idalam praktek dikenal % macam poros engkol yaitu # 1# Poros ngkol 'unggal Poross ini terdiri dari sebuah poros engk Poro engkol ol dan sebuah peneng penengkol. kol. 7edu 7e duaa-du duan any ya di diik ikat at menj menjad adii satu satu ol oleh eh pi pipi pi engk engkol ol yang ang pemasangannya menggunakan cara pengingsutan. Pipi engkol biasanya dibuat daripada baja tuang, sedangkan pen engkolnya dari pada baja t.89 atau t.:9. jarak antara sumbu pen engkol dengan sumbu poros engkol adalah setengah langkah torak. Gambar ' Poros (ngkol (ngkol $u $unggal nggal %) Poro Poross ng ngko koll 4an 4anda da 6 Poros engkol ini mempunyai % buah pipi engkol terdiri dari satu bahan sedang pemasangan poros engkolnya adalah dengan sambungan sambu ngan ingsutan ingsutan.. Poros-poro Poros-poross engko engkoll ini bahan dibuat dari besi tuang khusus. !isamping harga pembuatannya lebih ringan, besi tuang itu mempunyai sifat dapat menahan getaran-getaran. Gambar ) Poros (ngkol (ngkol Ganda $. Pere Peren nan anaa aan n ;al;a l-ha hall pent pentin ing g dala dalam m pere perenc ncan anaa aan n poro poross seba sebaga gaii beri beriku kutt in inii perl perlu u diperhatikan # 1. 7ekuatan poros Poros transmisi akan menerima beban puntir (tisting moment), beban lentur len tur (be (bendi nding ng mom moment) ent) ataupun ataupun gab gabung ungan an antara antara beban beban puntir puntir dan lentur. !alam perancangan poros perlu memperhatikan beberapa faktor, 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. 7ekakuan poros eskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup aman dalam menahan pembebanan tetapi adanya lenturan atau defleksi yang terlalu besar akan mengakibatkan ketidakte ketidaktelitian litian (pada mesin perkakas), getaran mesi me sin n (3 (3ib ibra rati tion on)) dan dan suar suaraa (n (noi oise se). ). <leh <leh kare karena na it itu u di disa samp mpin ing g memperhatikan kekuatan poros, kekakuan poros juga harus diperhatikan 7 dan disesuaikan dengan jenis mesin yang akan ditransmisikan dayanya dengan poros tersebut. 3. Putaran kritis Bila putaran mesin dinaikan maka akan menimbulkan getaran (3ibration) pada mesin tersebut. Batas antara putaran mesin yang mempunyai jumlah putaran normal dengan putaran mesin yang menimbulkan getaran yang tinggi tin ggi dis disebu ebutt putara putaran n kri kritis. tis. ;al ini dap dapat at terj terjadi adi pada pada turbin turbin,, motor motor bakar, motor listrik, dll. elain itu, timbulnya getaran yang tinggi dapat mengakibatk menga kibatkan an kerusa kerusakan kan pada poros dan bagia bagian-bagi n-bagian an lainny lainnya. a. adi dalam perancangan poros perlu mempertimbangkan putaran kerja dari poros tersebut agar lebih rendah dari putaran kritisnya, %. 7orosi *pabila terjadi kontak langsung antara poros dengan fluida korosif maka dapat mengakibatkan korosi pada poros tersebut, misalnya propeller shaft pada pompa air. <leh karena itu pemilihan bahan-bahan poros (plastik) dari bahan yang tahan korosi perlu mendapat prioritas utama. &. aterial poros Poros yang biasa digunakan untuk putaran tinggi dan beban yang berat pada umumnya dibuat dari baja paduan (alloy steel) dengan proses pengerasan kulit (case hardening) sehingga tahan terhadap keausan. Bebe Be berap rapaa di dian anta taran ranya ya ad adala alah h baja baja khro khrom m ni nikel kel,, ba baja ja kh khrom rom ni nikel kel molebdenum, baja khrom, baja khrom molibden, dll. ekalipun demikian, baja paduan khusus tidak selalu dianjurkan jika alasannya hanya karena putaran tinggi dan pembebanan yang berat saja. !engan demikian perlu dipertimban dipert imbangkan gkan dalam pemili pemilihan han jenis proses heat treatmen treatmentt yang tepat sehingga akan diperoleh kekuatan yang sesuai. D. Perhi'un( Perhi'un(an an Diame Diame'er 'er Poro Poross Pembebanan tetap *constant loads+ 1. Poros yang hanya terdapat momen puntir saja. ntuk menghitung diameter poros yang hanya terdapat momen puntir saja (tisting moment only), dapat diperoleh dari persamaan berikut # 8 elain el ain dengan dengan persam persamaan aan diat diatas, as, besarny besarnyaa momen momen puntir puntir pad padaa por poros os (tisting moment) juga dapat diperoleh dari hubungan persamaan dengan 3ariable-3ariable lainnya, misalnya # 9 2. Poros yang hanya terdapat momen lentur saja. ntuk menghitung diameter poros yang hanya terdapat momen lentur saja (bending moment only), dapat diperoleh dari persamaan berikut # 10 &. Poros dengan kombinasi momen lentur dan momen puntir. ika pada poros tersebut terdapat kombinasi antara momen lentur dan momen mom en pun puntir tir maka maka per peranc ancang angan an por poros os harus harus didasar didasarkan kan pad padaa ked kedua ua momen tersebut. Banyak Ban yak teo teori ri tel telah ah dit diterap erapkan kan unt untuk uk men menghi ghitun tung g elastic elastic failur failuree dari material ketika dikenai momen lentur dan momen puntir, misalnya # a) a=imu a=imum m shea shearr stres stresss theory theory atau 4ues 4uest> t>ss theory theory 'eori ini digunakan untuk material yang dapat diregangkan (ductile), misalnya baja lunak (mild steel). b) a=imum normal stress theory atau ?ankine>s theory 'eori eori ini dig diguna unakan kan unt untuk uk materia materiall yang yang ker keras as dan get getas as (br (britt ittle), le), misalnya besi cor (cast iron). Pada pembahasan selanjutnya, cakupan pembahasan akan lebih terfokus pada pembahasan baja lunak (mild steel) karena menggunakan material @8 @8 sebaga sebagaii mat materia eriall por poros. os. 'erkai erkaitt dengan dengan a=imu a=imum m shear shear stress stress theory atau 4uest>s theory baha besarnya ma=imum shear stress pada poros dirumuskan ## 11 'egangan 'egangan geser yang dii"inkan untuk pemakaian umum pada poros dapat dipe dipero role leh h da dari ri be berb rbag agai ai ca cara, ra, salah salah sat satu u ca cara ra di dian antar taran anya ya de deng ngan an menggunakan perhitungan berdasarkan kelelahan puntir yang besarnya diambil @9A dari batas kelelahan tarik yang besarnya kira-kira @8A dari kekuatan tarik. adi batas kelelahan puntir adalah 10A dari kekuatan tari tarik, k, sesua sesuaii deng dengan an stand standar ar *. . n ntu tuk k ha harg rgaa 10A 10A in inii fakto faktorr keamanan diambil sebesar . ;arga 8,: ini diambil untuk bahan 5 dengan kekuatan keku atan yang dijamin dijamin dan :,9 untuk bahan - dengan dengan pengaruh masa dan baja baja pad paduan uan.. 5aktor 5aktor ini dinyat dinyataka akan n dengan dengan . elanj elanjutny utnyaa per perlu lu diti ditinj njau au ap apak akah ah po poro ross terseb tersebut ut ak akan an di dibe beri ri al alur ur pasa pasak k at atau au di dibu buat at bertangga karena pengaruh konsentrasi tegangan cukup besar. Pengaruh keka kekasar saran an perm permuk ukaan aan ju juga ga ha haru russ di dipe perh rhat atik ikan an.. ntu ntuk k mema memasu suka kan n pengaruh ini kedalam perhitungan perlu diambil faktor yang dinyatakan dalam yang besarnya 1,& sampai &,9 (ularso dan 7iyokatsu suga, 1//@# 0). Pembebanan berubahubah berubahubah *fluctuating loads+ Pada pembahasan sebelumnya telah dijelaskan mengenai pembebanan tetap (const (co nstant ant loads) loads) yang yang terj terjadi adi pada pada poros. poros. !an pad padaa ken kenyat yataan aanny nyaa bah baha a 12 poros justru akan mengalami pembebanan puntir puntir dan pembebanan lentur yang berubah-ubah. !engan mempertimbangkan jenis beban, sifat beban, dll. yang terjadi pada poros maka * (*merican ociety of echanical ngineers) menganjurkan mengan jurkan dalam perhitungan perhitungan untuk menentukan menentukan diameter poro poross yang dapat diterima (aman) (aman) perlu memperhitu memperhitungkan ngkan pengaruh kelelahan karena beban berulang. . Be Beba ban np pad adaa P Por oros os 1. Poro Poross deng dengan an b beb eban an pun punti tirr !aya dan perputaran, momen puntir yang akan dipindahkan oleh poros dapat ditentukan dengan mengetahui garis tengah pada poros. 13 Gambar Poros $ransmisi $ransmisi dengan !eban !eban Puntir *pabila gaya keliling 5 pada gambar sepanjang lingkaran dengan jari-jari r menempuh jarak melalui sudut titik tengah 6 (dalam radial), maka jarak ini adalah r , dan kerja yang dilakukan adalah 5. 4aya 5 yang bekerja pada keliling roda gigi dengan jari-jari r dan gaya reaksi rea ksi pad padaa poros poros sebesar sebesar 5 mer merupa upakan kan sua suatu tu kopel kopel yang yang mom momenny ennyaa 5.r .r.. omen omen ini mer merupa upakan kan mom momen en pun puntir tir yang yang bek bekerja erja dalam dalam poros. W ) F * r * 6 ) M+ * 6 Bila jarak ini ditempuh dalam aktu t, maka daya# P ) W / t ) M+ * , t ) M+ * - di mana C ialah kecepatan sudut poros. adi, momen puntirnya# M+ ) - P %. Poros Poros deng dengan an Beb Beban an L Lent entur ur urn urnii 14 Poros dengan beban lentur murni biasanya terjadi pada gandar dari kereta tamb tamban ang g dan dan le leng ngan an ro robo bott yang ang ti tida dak k di dibe beba bani ni deng dengan an punt puntir iran an,, melain mel ainkan kan diasum diasumsik sikan an mendap mendapat at pembeb pembebana anan n lentur lentur saj saja. a. eskipu eskipun n pada kenyataannya gandar ini tidak hanya mendapat beban statis, tetapi juga mendapat beban dinamis. Gambar 1. !eban lentur murni pada lengan rob robot ot ika momen lentur 1, di mana beban pada suatu gandar diperoleh dari 1 % berat kendaraan dengan muatan maksimum dikurangi berat gandar dan roda, tegangan lentur yang dii"inkan adalah Da, maka diameter dari poros adalah# 3/ Poros dengan Beban Puntir dan Lentur 15 Poros dengan beban puntir dan lentur dapat terjadi pada puli atau roda gigii pada gig pada mesi mesin n untuk untuk men meneru eruskan skan daya melalu melaluii sabu sabuk, k, atau rantai. rantai. !engan demikian poros tersebut mendapat beban puntir dan lentur akibat adanya beban. Beban yang bekerja pada poros pada umumnya adalah beban berulang. ika poros tersebut mempunyai roda gigi untuk meneruskan daya besar, maka kejutan berat akan terjadi pada saat mulai atau sedang berputar. elain itu beban punter dan lentur juga terjadi pada lengan arbor mesin frais, terutama pada saat pemakanan. Gambar 11 !eban punter dan lentur saat arbor arbor melakukan pemakanan *gar mampu menahan beban puntir dan lentur, bahan poros harus bersifat liat dan ulet agar mampu menahan tegangan geser maksimum sebesar# Pada poros yang pejal dengan penampang bulat, 16 !an# 17 BAB III PENUTUP &.1 7esimpulan 1. Poros adalah elem emen en mesi esin yan ang g berbentuk batan ang g dan umumny nyaa berpenampang lingkaran, berfungsi untuk memindahkan putaran atau mendukung sesuatu beban dengan atau tanpa meneruskan daya. %. hal-hal penting yang perlu diperhatikan dalam perencanaan sebuah poros, yaitu# a) 7ekuatan poros. Poros transmisi mengalami beban puntir atau lentur maka kekuatannya harus direncanakan b) 7orosi. PorosPor os-por poros os yang yang seri sering ng berhen berhenti ti lama lama mak makaa per perlu lu dip dipilih ilih poros poros yang yang terbua ter buatt dar darii bahan bahan yang yang tahan tahan koros korosii dan pe perlu rlu un untuk tuk dilak dilakuka ukanny nnyaa perlindungan terhadap korosi secara berkala. c) Bahan poros Poros yang biasa digunakan pada mesin adalah baja dengan kadar karbon yang ber3ariasi. &. ?el(lintasan ) untuk troli crane jalan o3erhead dan rel mekanisme penjalan crane yang digerakkan oleh tangan atau batang bentang @. roda jalan di rancang sedemikan rupa sebagai tempat bergantungnya puli dan hook.disamping harus dapat menahan beban yang diangkat ,troli juga berfungsi berf ungsi sebagaipembaa beban yang melintas diatas rel pada ginder &.% &.% a aran ran 1.Perbanyak membaca tentang pesaat kerja. %.Pergi Belajar ke tempat yang menggunakan jasa pesaat pengangkut,lihat,pahami dan di imajinasikan,dan tuliskan yang perlu,untuk perlu,untuk kamu baca ulangi di rumah. 18 Daftar pustaka 1. ?uden ?udenko ko E,1//%, E,1//%, esin Pengangkat Pengangkat,rlan ,rlangga, gga, akarta %. yamsi yamsirr * uin, ++r, r, 1//9, 1//9, Pesaat Pesaat F Pesaat Pe Pengang ngangkat, kat, d disi isi Pertam Pertama, a, Pt. ?aja4rapindo Persada akarta &. ularso ularso,, 7iyokatsu 7iyokatsu uga, uga, 1//G 1//G,, !asar !asar F Perencanaan Perencanaan !an Pemilihan Pemilihan lemen esin, disi 7esembilan, P'. Pradya Paramita, akarta. @. https#H https#HHid.s Hid.scribd. cribd.comHdo comHdocH1/: cH1/:1&:9 1&:9%1Hak %1Hakalah-Po alah-Poros ros 19
