a. Beban Puntir b. Beban Lentur
Menurut [Lit 14, Hal 8] untuk poros putaran sedang dengan beban yang berat digunakan baja paduan dengan pengerasan kulit. Untuk itu dipilih bahan
poros adalah baja khrom nikel molibden JIS G 4103 dengan kode SNCM 25 dengan komposisi sebagai berikut:
C = 0,12 – 0,18 Ni = 4,00 – 4,50
Si = 0,15 – 0,35 Cr = 0,70 – 1,00 Mn = 0, 30 – 0,60 Fe = 93,37 – 94,73
Langkah – langkah perencanaan diameter poros turbin adalah sebagai berikut:
5.1.1. Perhitungan Poros • Daya yang ditranmisikan Pd
Pd = Fc . Pt … Lit 14, Hal 7
Dimana: Pt = Daya turbin 396,614 MW
Fc = Faktor koreksi 1,1 – 1,2 = 1,2 diasumsikan
Maka : Pd = 1,2 x 396,614 MW
= 475,9368 MW
• Momen torsi yang ditransmisikan T
T = 9,74 . 10
5
n Pd
… Lit 14, Hal 7 T = 9,74 . 10
5
3000 10
9368 ,
475
3
×
T = 154,5208144 x 10
6
kg.mm •
Tegangan geser yang diizinkan τ
a
2 1
.Sf Sf
b a
σ τ =
Dimana : σ
b
= Kekuatan tarik beban = 110 kgmm
2
Sf
1
= Faktor keamanan untuk batas kelelahan puntir
Universitas Sumatera Utara
Untuk bahan S-C, Sf
1
= 6 … Lit 9, Hal 8
Sf
2
= Faktor keamanan untuk pengaruh konsentrasi tegangan, seperti adanya alur pasak pada poros dan kekerasan
permukaan. = 1,3 – 3,0
… [diambil 1,5] Maka :
τ
a
= 5
, 1
. 6
110 =12,22 kgmm
2
• Diameter poros dihitung dari persamaan :
d
p
= [
a
τ 1
, 5
.Kt.Cb.T]
13
Dimana : Kt = Faktor koreksi terhadap momen puntir. Besarnya 1,0 – 1,5
jika beban dikenakan kejutan dan tumbukan. Kt = 1,2 disumsikan Cb = Faktor koreksi terhadap beban lentur, harganya antara 1,3 –
2,3 diambil 1,5 T = Momen torsi rencana
Maka : d
p
= [ 22
, 12
1 ,
5 1,21,5154,5208 x 10
6
]
13
= 497,812 mm Dari standar poros yang ada maka dipilih diameter poros yang
direncanakan adalah d
p
= 500 mm. [Lit 14, Hal 9]
5.1.2. Pemeriksaan kekuatan poros
Ukuran poros yang diperoleh harus diuji kekuatannya. Pengujian dilakukan dengan memeriksa tegangan geser akibat momen puntir yang bekerja
pada poros. Apabila tegangan geser ini melampaui tegangan geser izin yang dapat ditahan oleh bahan, maka poros akan mengalami kegagalan. Untuk analisa
keamanannya dapat dilakukan perhitungan berikut ini :
Universitas Sumatera Utara
• Tegangan geser yang timbul pada poros selama beroperasi τ
s
τ
s
=
3
1 ,
5
S
d T
×
τ
s
=
3 6
500 10
. 5208
, 154
1 ,
5 ×
τ
s
= 6,304 kgmm
2
Dari perhitungan diatas dapat dilihat bahwa tegangan geser yang timbul pada poros selama beropersi τ
s
= 6,304 kgmm
2
jauh lebih kecil dari tegangan geser izin poros τ
a
= 12,22 kgmm
2
. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa poros aman untuk digunakan.
5.2. Gaya – Gaya Pada Sudu Tiap Tingkat Turbin
