Kata pengantar Assalamualaikum. Wr. Wb. Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat Allah SWT, maka kami bisa menyelesaikan makalah yang berjudul “Poros” dan dengan harapan semoga makalah ini bisa bermanfaat dan menjadikan refrensi bagi kita sehingga lebih mengetahui tentang Poros. Akhir kata semoga bisa bermanfaat bagi para mahasiswa/i, umum khususnya pada kelompok kami dan semua yang membaca makalah ini semoga bisa dipergunakan dengan semestinya. Oleh karena itu kami mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk kesempurnaan makalah ini. Akhir kata kami mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam pembuatan makalah ini. Wassalamualaikum. Wr. Wb. 1 DAFTAR ISI Kata pengantar BAB I PENDAHULUAN ................................................................................................................ 3 1.2 Rumusan Masalah ........................................................................................................... 3 1.3 Tujuan .............................................................................................................................. 3 1.4 Manfaat ........................................................................................................................... 3 BAB LLPEMNBAHASAN………………………………………………………………………………………………………………… ……3 2.1 Penjelasan Tentang Poros ............................................................................................... 4 2.2 Fungsi Poros .................................................................................................................... 5 2.3 Jenis-jenis Poros .............................................................................................................. 5 1. Poros transmisi ........................................................................................................... 5 2. Poros mesin ................................................................................................................ 5 3. Gandar ........................................................................................................................ 5 4. Spindle ........................................................................................................................ 5 5. Poros engkol ............................................................................................................... 6 2.4 Bahan yang digunakan untuk membuat poros ............................................................... 7 2.5 Cara pembentukan/pembuatan poros ........................................................................... 7 ............................................................................................................................................... 7 2.6 Gaya yang bekerja pada poros ........................................................................................ 8 2.7 Beban pada poros............................................................................................................ 9 2.8 Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pembuatan poros ............................................. 9 1. Kekuatan poros .......................................................................................................... 9 2. Kekakuan poros ........................................................................................................ 10 3. Putaran kritis ............................................................................................................ 10 4. Korosi pada poros .................................................................................................... 10 5. Bahan poros ............................................................................................................. 10 BAB III PENUTUP ...................................................................................................................... 11 1.Kesimpulan : ...................................................................................................................... 11 2.Saran : ................................................................................................................................ 11 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................................... 12 2 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah 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 rajaraja Urtuq atau Artuqid di Diyar Bakir dari 1174 sampai 1200 sebagai ahli teknik. 1.2 Rumusan Masalah 1. Penjelasan dan fungsi dari poros. 2. Jenis-jenis dan cara pembentukan/pembuatan dari poros. 3. Beban dan gaya yang bekerja pada poros. 4. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pembuatan poros. 1.3 Tujuan 1. Untuk mengetahui tentang pengertian dan fungsi dari sebuah poros. 2. Untuk mengetahui jenis-jenis dan cara pembentukan poros. 3. Untuk mengetahui gaya-gaya yang bekerja pada poros. 4. Dapat memilih bahan yang akan dibuat poros. 1.4 Manfaat 1. Agar pembaca benar-benar memahami tentang poros. 2. Agar pembaca dapat memilih bahan yang akan digunakan dalam pembuatan poros. 3 BAB II PEMBAHASAN 2.1 Penjelasan Tentang 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 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. Contoh sebuah poros dukung yang berputar, yaitu poros roda kereta api, As gardan, dan lain-lain. Gambar 1.1 Konstruksi Poros pada Kereta Api Untuk merencanakan sebuah poros, perlu diperhitungkan gaya yang bekerja pada poros di atas antara lain: gaya dalam akibat beratnya (W) yang selalu berpusat pada titik gravitasinya. Gaya (F) merupakan gaya luar arahnya dapat sejajar dengan permukaan benda ataupun membentuk sudut α dengan permukanan benda. Gaya F dapat menimbulkan tegangan pada poros, karena tegangan dapat rimbul pada benda yang mengalami gayagaya. Gaya yang timbul pada benda dapat berasal dari gaya dalam akibat berat benda sendiri atau gaya luar 4 yang mengenai benda tersebut. Baik gaya dalam maupun gaya luar akan menimbulkan berbagai macam tegangan pada kontruksi tersebut. 2.2 Fungsi Poros Poros dalam sebuah mesin berfungsi untuk meneruskan tenaga bersama-sama 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. 2.3 Jenis-jenis Poros Adapun beberapa jenis-jenis poros, yaitu : 1. 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. 2. Poros mesin Poros ini adalah bagian dari mesin itu sendiri. Poros engkol adalah contoh dari poros mesin. 3. 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. 4. 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. 5 5. 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. Didalam praktek dikenal 2 macam poros engkol yaitu : a. Poros Engkol Tunggal Poros ini terdiri dari sebuah poros engkol dan sebuah pen engkol. Kedua-duanya diikat menjadi satu oleh pipi engkol yang pemasangannya menggunakan cara pengingsutan. Pipi engkol biasanya dibuat daripada baja tuang, sedangkan pen engkolnya dari baja St 50 atau St 60. Jarak antara sumbu pen enkol dengan sumbu poros engkol adalah setengah langkah torak. Gambar Poros Engkol Tunggal b. Poros Engkol Ganda Poros engkol ini mempunyai 2 buah pipi engkol terdiri dari satu bahan sedang pemasangan poros engkolnya adalah dengan sambungan ingsutan. Poros-poros engkol ini bahannya dibuat dari besi tuang khusus. Disamping harga pembuatannya lebih ringan, besi tuang itu mempunyai sifat dapat menahan getaran-getaran. Gambar Poros Engkol Ganda 6 2.4 Bahan yang digunakan untuk membuat poros Poros yang biasanya digunakan untuk putaran tinggi dan beban yang berat pada umumnya dibuat dari baja paduan (alloy steel) dengan proses pengerasan kulit (case hardening) sehingga tahan terhadapt keausan. Beberapa diantaranya adalah baja khrom nikel, baja khrom nikel molebdenum, baja khrom, baja khrom molibden, dll. Sekalipun demikian, baja paduan khusus tidak selalu dianjurkan jika alasannya hanya karena putaran tinggi dan pembebanan yang berat saja. Dengan demikian perlu dipertimbangkan dalam pemilihan jenis proses heat treatment yang tepat sehingga akan diperoleh kekuatan yang sesuai. 2.5 Cara pembentukan/pembuatan poros Pada perancangan bahan poros ini terdapat perlakuan panas. Perlakuan panas adalah proses pada saat bahan dipanaskan hingga suhu tertentu dan selanjutnya didinginkan dengan cara tertentu pula. Tujuannya adalah untuk mendapatkan sifat-sifat yang lebih baik dan yang diinginkan sesuai dengan batas-batas kemampuannya. Sifat yang berhubungan dengan maksud dan tujuan perlakuan panas tersebut meliputi: 1. Meningkatnya kekuatan dan kekerasannya. 2. Mengurangi tegangan. 3. Melunakkan . 4. Mengembalikan pada kondisi normal akibat pengaruh pengerjaan sebelumnya. 5. Menghaluskan butir kristal yang akan berpengaruh terhadap keuletan bahan. Untuk proses pembuatan poros dengan melakukan hardening permukaan. Pemanasan poros ini dilakukan di atas suhu transformasi fase dan selanjutnya didinginkan dengan cepat sekali pada suhu kamar. Sehingga terbentuk suatu fase yang stabil pada suhu tinggi, pengerasan dengan cara ini mengakibatkan terbentuknya susunan yang tidak stabil. Tetapi inilah yang membuat elemen poros ini tidak mudah aus tergerus oleh gesekan yang ada. 7 Untuk mendapatkan sifat-sifat bahan untuk poros yang lebih baik sesuai dengan karakter yang diinginkan dapat dilakukan melalui pemanasan dan pendinginan. Tujuannya adalah mengubah struktur mikro sehingga bahan dikeraskan, dimudahkan atau dilunakan. Pemanasan bahan dilakukan diatas garis transformasi kira-kira pada 770 derajat C sehingga perlit yang ada pada bakal poros itu berubah menjadi austenit yang homogen karena terdapat cukup karbon. Pada suhu yang lebih tinggi ferrit menjadi austenit karena atom karbon difusi ke dalam ferrit tersebut. Untuk pengerasan baja, pendinginan dilakukan dengan cepat melalui pencelupan kedalam air, minyak atau bahan pendingin lainnya sehingga atom-atom karbon yang telah larut dalam austenit tidak sempat membentuk sementit dan ferrit akibatnya austenit menjadi sangat keras yang disebut martensit. Pada baja setelah terjadi austenit dan ferrit kadar karbonya akan menjadi makin tinggi sesuai dengan penurunan suhu dan akan membentuk hipoeutektoid. Pada saat pemanasan maupun pendinginan difusi atom karbon memerlukan waktu yang cukup. Laju difusi pada saat pemanasan ditentukan oleh unsur-unsur paduanya dan pada saat pendinginan cepat austenit yang berbutir kasar akan mempunyai banyak martensit. Austenit serta martensit inilah yang nantinya akan menjadi sumber kekerasan luar dari poros 2.6 Gaya 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 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. 8 2.7 Beban pada poros 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. 2.8 Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pembuatan poros 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 bebanbeban tersebut. 9 2. Kekakuan poros Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup aman dalam menahan pembebanan tetapi adanya lenturan atau defleksi yang terlalu besar akan mengakibatkan ketidak telitian (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 pada poros 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 dari bahan yang tahan korosi perlu mendapatkan priorotas utama. 5. Bahan poros Bahan poros umumnya dibuat dari baja batang yang ditarik dingin dan difinis, baja karbon konstruksi mesin (s-c) yang dihasilkan dari ingot yang di “kill”. Meskipun demikian bahan ini kelurusannya agak kurang tetap dan dapat mengalami deformasi karena tegangan yang kurang seimbang, misalnya bila diberi alur pasak, karena adanya tegangan sisa diterasnya. Poros-poros yang dipakai untuk meneruskan putaran tinggi dan beban berat umumnya dibuat dari baja paduan dengan pengerasan kulit yang sangat tahan terhadap keausan. 10 BAB III PENUTUP 1.Kesimpulan : Poros adalah suatu bagian stasioner yang berputar, biasanya berpenampang bulat dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi (gear). Poros bisa menerima beban lenturan, beban tarikan, beban tekan atau beban puntiran yang bekerja sendiri-sendiri atau berupa gabungan satu dengan lainnya. Berfungsi untuk meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. 2.Saran : Dalam proses pembuatan poros mahasiswa harus mengetahui tahapan-tahapan cara pengerjaannya sehingga mendapatkan hasil yang baik. 11 DAFTAR PUSTAKA http://www.wordpress.com http://PENGERTIAN.PERANCANGAN http://Makalah.Poros_Elemen-MesinI_Kuliah 12
