98 δ
2
= 004051
, 054
, 16286
10 .
1 ,
2 768
200 51
, 66
768
6 4
4
= ×
× ×
= EI
qL cm,akibat berat cakram
Selanjutnya ditentukan: ∑F
i
y
i
= Wp. δ
1
+ W
cr .
δ
2
= 710,25 x 0,003461 + 66,51 x 0,004051 = 2,7277 kg.cm
∑F
i
y
i 2
= 618,69 x 0,003461
2
+ 66,51 x 0,004051
2
= 0,0096 kgcm
2
Maka Putaran kritis diperoleh dengan persamaan
[13,313]
: n
kr
= 300
∑ ∑
2 i
i i
i
y F
y F
..... [4.32]
n
kr
= 300
0096 ,
7277 ,
2
= 5056,88 rpm. Sehingga besarnya perbedaaan putaran kritis dengan putaran normal turbin, diperoleh
:
100 -
x n
n n
n
kr t
kr
= ∆
= 100
5700 5056,88
- 5700
x = 11,28
Dari praktek ternyata, bila putaran kritis berbeda dengan putaran normal sebesar 15 sampai 20 , dapat dipastikan bahwa turbin sudah berada dalam operasi
yang aman, akan tetapi kebanyakan pabrik pembuat turbin memakai kepesatan operasi normal lebih tinggi atau lebih rendah daripada kepesatan kritis sebesar 30
sampai 40.
4.7. Roda Gigi
Oleh karena putaran poros turbin melebihi putaran maksimum generator dimana putaran poros turbin yang besarnya 5700 rpm dan putaran yang dihasilkan
generator sebesar 1500 rpm maka digunakan roda gigi reduksi dengan demikian
Universraitas Sumatera Utara
99 perbandingan kecepatannya adalah : i = 57001500 = 3,8.Untuk menghindari
terjadinya beban kejut dan getaran yang besar akibat dari tingginya putaran yang disuplai dari poros turbin maka roda gigi yang dipilih adalah roda gigi miring, dimana
pasangan roda gigi jenis ini mempunyai kontak yang halus, dan getaran yang dihasilkan rendah, dan kontak tiap giginya lebih luas dibanding roda gigi jenis lain.
Dari pertimbangan diatas maka roda gigi yang direncanakan adalah roda gigi miring tersusun seperti gambar berikut :
Gambar 4.6 Roda gigi miring
[1.208]
Untuk sebuah rangkaian roda gigi tersusun, rasio kecepatan ditulis : 327
, 3
2 1
1 2
= =
= n
n Z
Z i
Dalam hal ini direncanakan z
1
= 21, sehingga : Z
2
= i
2
× 22 = 3,327 × 22 = 70 buah Harga-harga yang ditetapkan
m modul = 6 mm φ
n
sudut tekan pada bidang normal = 20 °
ψ sudut kemiringan gigi = 30°
Universraitas Sumatera Utara
100 Sudut tekan
[1.209]
, φ
t
= tan
-1
tan φ
n
cos ψ ..... [4.33]
= tan
-1
tan 20cos30 = 22,8
° Jarak bagi lingkar P :
P = π m mm
P = π 6 = 18,84 mm
Jarak bagi lingkaran dari bidang normal P
n
: P
n
= P cos ψ
P
n
= 18,84 cos 30 ° = 16,31mm
Diameter picth untuk pinion D
1
: D
1
= m z
1
D
1
= 6 × 21 =126 mm
Diameter picth untuk roda gigi2 D
2
: D
2
= m . z
2
D
2
= 6 × 70 = 420 mm
Tinggi gigi H H = 2m + ck
Dimana ck = 1,5 maka H = 26 + 1,5
H = 13,5 mm Diameter lingkaran kepala
D
k1
= Z
1
+ 2 m D
k1
= 21 + 2 6 D
k1
= 138 mm D
k2
= Z
2
+ 2 m D
k2
= 70 + 2 6 D
k2
= 432 mm
Universraitas Sumatera Utara
101 Kecepatan tangensial u pada diameter pitch untuk pinion adalah
u = π D
1
n60 u =
π ×0,126 × 500060 u = 32,98 mdet
Gaya tangensial yang dipikul roda gigi pinion F
t
adalah :
kg u
N F
eff t
⋅ =
102
Maka : 32,98
1199,3142 102
⋅ =
t
F =
t
F 3709,219 kg
Sehingga : Gaya radial pada roda gigi F
r
F
r
= F
t
tan φ
t
= 3709,219 tan 22,8 °
= 1972,22 kg Gaya aksial pada roda gigi F
a
F
a
= F
t
tan ψ
= 3709,219 tan 30 °
= 2141,518 kg Gaya total F
Ψ =
tan cos
n
φ
t
F F
tan30 20
cos 219
, 3709
= F
kg F
694 ,
6836 =
Dalam pemilihan bahan roda gigi, baja adalah bahan yang memuaskan karena mempunyai kekuatan yang tinggi. Bahan roda gigi dibuat dari baja paduan dengan
Universraitas Sumatera Utara
102 kekerasan kulit SCN 21 dengan tegangan lentur yang diizinkan
σ
a
= 40 kgmm
2
, tegangan tarik
σ
B
= 80 kgmm
2
. Besarnya tegangan lentur yang diizinkan persatuan lebar sisi F
b
’ dihitung dari persamaan : F
b
’ = σ
a
. m . Y . f
v
kgmm Dimana :
m = modul roda gigi = 6 mm Y = faktor bentuk gigi = 0,327
f
v
= faktor dinamis, untuk u = 20 ÷ 50 mm
= u
+ 5
, 5
5 ,
5
= 97
, 32
5 ,
5 5
, 5
+ = 0,5
Sehingga : F
b
’ = 40 6 0,327 0,5 F
b
’ = 39,24 kgmm Maka lebar roda gigi b :
b = F
t
F
b
’ = 3709,21939,24 = 80,26 mm Tegangan tarik yang timbul pada roda gigi adalah :
v t
b
f m
b F
⋅ ⋅
⋅ =
γ σ
= 5
, 0,327
6 26
, 80
3709,219 ⋅
⋅ ⋅
= 40 kgmm
2
Dari persamaan diatas diperoleh σ
B
≥ σ
b
, dengan demikian kostruksi roda gigi aman terhadap tegangan tarik dan beban lentur yang terjadi.
4.8. Bantalan dan Pelumasan
