3.4 Poros Ketel Adukan
Poros ketel adukan ditentukan sepanjang 2,5 meter yang terikat oleh dua buah bantalan diberi beban dengan 5 lima stirring arm dengan berat masing- masing 54 kg
dan satu buah expeller arm seberat 72 kg. Posisi ketel adukan pada keadaan sebenarnya berada pada posisi ditengah
tabung ketel dan dalam keadaan berdiri secara vertikal, yang mana pada ditahan oleh bantalan. Untuk menentukan momen-momen yang berkerja pada poros maka
digambarkan poros dalam keadaan horizontal dan sebagaimana hasilnya akan dengan poros vertikal Dinamika permesinan, hal 374.
Gambar 3.3 Diagram benda bebas poros ketel adukan Menentukan reaksi-reaksi dari persamaan kesetimbangan untuk keseluruhan
balok dengan mengambil momen-momen terhadap penyangga di titik B = 0, maka : ∑ F = 0, R
A
+ R
B
= 54kg+54kg+54kg+54kg+54kg+72kg = 342 kg ∑ M
B
= 0, Maka :
-R
A
.2,34 + 54. 0,39 + 54.0,78 + 54.1,17 + 54.1,56 + 54.1,95= 0 R
A
= 135 kg Karena R
A
= 135 kg diperoleh R
B
= 207 kg. Kemudian dapat diperoleh momen lentur maksimum dari diagram momen lentur
sebesar :
Universitas Sumatera Utara
M = R
A
x r = 94,77 kg maka r = 0,702 m Momen lentur maksimum berada pada jarak 0,702 m dari titik A sebesar 94,77 kg.
Momen lentur diperoleh dari diagram momen lentur pada gambar 3.4 berikut :
RA
RB V
X M
X 94,77 kg
Gambar 3.4 Diagram gaya lintang dan momen lentur Poros ketel adukan dihubungkan dengan kopling diteruskan terhadap roda gigi
gear box untuk kemudian dikopel langsung ke elektro motor. Poros ketel adukan mendapatkan momen punter dan juga beban lendutan.
Daya motor yang ditransmisikan yaitu 22,4 KW 30 HP dan putaran motor sebesar 25 rpm. Untuk menetukan torsi yang terjadi menurut rumusan sebagai berikut :
T = 9,74 x 10
5
n P
d
………………………………lit. 3,hal 7 Dimana : T
= torsi yang terjadi kg.mm P
d
= Daya rencana KW n
= putaran poros rpm sehingga torsi yang terjadi adalah :
T = 9,74 x 10
5
25 4
, 22
= 872704 kg.mm Karena 1 kg = 9.81 N dan 1 mm = 11000 m maka :
T = 8561,23 N.m Diameter poros dihitung berdasarkan rumusan sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
d
p
=
3 1
1 ,
5
T
C K
b t
a
τ ..................................................lit. 3,hal 8
dimana :
a
τ = tegangan geser izin Pa
K
t
= faktor koreksi untuk momen puntir 1,0 – 3,0 , diambil 1,5 karena terjadi sedikit tumbukan.
C
b
= faktor koreksi momen lentur 1,2 – 2,3 diambil 2,0 karena mengalami beban lentur.
Sebelum menentukan diameter poros, tegangan geser izin perlu diketahui, berdasarkan jenis bahan yang akan digunakan untuk membuat poros. Dimana bahan
poros ketel adukan dipilih yakni Stainless steel AISI 430 dengan kekuatan tarik bahan pada kondisi kerja 1000
F sebesar 75000 psi 5,168 x 10
8
Pa dan mempunyai batas mulur 45.000 psi 3,101 x 10
8
. Adapun komposisi dari AISI 430 adalah sebagai berikut : 0,12C; 0,04P; 0,03S; 1,0 Mn; 1,0Si; dan 16,0-18,0Cr.
Tegangan geser izin mengikuti rumusan :
a
τ =
2 1
sf x
sf
B
σ …………………………………..lit.3,hal 8
dimana :
B
σ = tegangan tarik ijin bahan Pa
1
sf = merupakan faktor keamanan akibat kelelahan puntir, untuk
paduan S-C yaitu 6
2
sf = merupakan faktor keamanan akibat konsenterasi tegangan yang
cukup besar 1,3-3,0 pada perencanaan dipilih 2,0 sehingga :
a
τ = 2
6 10
168 ,
5
8
x x
= 4,307 x 10
7
Pa
Universitas Sumatera Utara
maka diameter poros yaitu :
d
p1
=
3 1
7
23 ,
8561 .
2 .
5 ,
1 10
307 ,
4 1
, 5
x d
p1
= 0,1452 m = 145 mm didapat ukuran poros yaitu 145 mm
karena poros mengalami tumbukan sedikit dan tidak mengalami momen lentur harga C
b
diambil 1.
d
p2
=
3 1
7
23 ,
8561 .
1 .
5 ,
1 10
307 ,
4 1
, 5
x d
p2
= 0,118 m = 118 mm
3.5 Pemeriksaan Kekuatan Poros
Kategori