Momen ekivalen Me : Diameter poros
Tegangan Lentur ijin =
Keamanan Faktor
geser Tegangan
=
12 250
= 20,8 N
2
mm
M =
32
p .
b
s .
3
d
d =
3
. .
32
b
M
s p
=
3
8 ,
20 .
14 ,
3 2723
. 32
= 11,15 mm
Dari perhitungan yang didapat maka untuk mendapatkan poros dengan kekuatan yang baik maka dipilih poros dengan diameter 24 mm
3.2.6. Perhitungan rangka
Berat drum + poros = 15 kg
Berat kotoran sapi maksimal = 40 kg
Berat
gear
+ rantai = 3 kg
Berat keseluruhan yang diterima dua buah rangka = 58 kg
Gambar 3.11 Pembebanan pada salah satu rangka
Gambar 3.12 Diagram pembebanan pada salah satu rangka
å
A
M
= 0 ® P x 4,5 –
BV
R
x 9 = 0
® 290 x 4,5 –
BV
R
x 9 = 0
® 1.305 –
BV
R
x 9 = 0
®
BV
R
=
9 305
. 1
®
BV
R
= 145 N
å
B
M
= 0
AV
R
x 9 – P x 4,5 = 0
AV
R
x 9 – 290 x 4.5 = 0
AV
R
x 9 – 1.305 = 0
AV
R
= 145 N
Momen lentur di titik E ME =
AV
R
x X = 145 N x 4,5
= 652,5 N
Diagram gaya geser SFD
Gambar 3.13 Diagram gaya geser A - E - B
Diagram momen lentur
BMD
Gambar 3.14 Diagram momen lentur A – E – B
Gambar 3.15 Diagram gaya pada rangka
F =
90 ,
145
N Cos
Rav
= a
= 161,1 N Rah = F Sin
a = 161,1 x 0,42
= 67,66 N Dimana F =
1
F
Rcv = Cos a x
1
F
= 0,90 x 161,1 N = 144,99
Rch =
1
F
x Cos b
= 161,1 x 0,42 = 67,66
Gambar 3.16 Diagram gaya normal
F1 = Rav x Cos
b = 145 N x 0,42
= 60,9 N F2
= Rav x Cos a
= 145 N x 0,90 = 130,5 N
Mc = F x X
= 60,9 x 99 = 6.029,1 Nmm
Gambar 3.17 Diagram pembebanan pada batang A-C
Gambar 3.18 SFD batang A-C
Gambar 3.19 NFD batang A-C Gambar 3.20 BMD batang A-C
Pada kontruksi rangka untuk mesin
mixer
ini digunakan baja profil L ISA 2020 50 mm x 50 mm x 4 mm dengan momen inersia I = 9,05 x
10
4
mm
4
dan pusat titik berat Y = 10,9 mm. Dan dari hasil perhitungan,
dapat diketahui besar momen maksimum rangka adalah 6.029,1 Nmm. Sehingga dari data tersebut akan ditentukan :
1. Tegangan tarik yang terjadi
s
max
=
I y
M .
=
4
10 05
, 9
9 ,
10 1
, 029
. 6
x x
= 0,726 Nmm
2
2. Tegangan tarik ijin bahan
s
b
=
Sf
s
=
8 370
= 46,25 Nmm
2
Sehingga didapat s
max
s
b
rangka aman digunakan 3.3.
Perencanaan Mur dan Baut
Dalam perencanaan mesin
mixer
dengan tenaga motor ini mur dan baut digunakan untuk merangkai beberapa elemen mesin diantaranya :
1. Baut pada dudukan rangka motor, untuk mengunci posisi motor.
2. Baut pada dudukan rangka
reducer
, untuk mengunci posisi
reducer
. 3.
Baut pengunci rangka dengan rumah bantalan. 4.
Baut pengunci sambungan klem dengan rangka.
3.3.1. Baut pada dudukan motor
Baut yang digunakan adalah M10 sebanyak 4 buah, terbuat dari baja ST 37 yang menopang beban P sebesar 150 N. dari lampiran
diketahui mengenai baut M10 antara lain sebagai berikut : 1.
Diameter mayor d = 12 mm
2. Diameter minor dc
= 9,85 mm 3.
Tegangan tarik s
= 370 Nmm
2
4. Tegangan geser
t = 0,18 x s
= 0,18 x 370 Nmm² = 66,6 Nmm
2
5. Faktor keamanan sf
= 6 6.
W = 2T
1
+ T
2
= 2 1.502,25 + 631,15 = 2 2.133,4
= 4.266,8 N Kekuatan baut berdasarkan perhitungan tegangan tarik
a. Tegangan tarik ijin
s
t
s
t
=
sf
s
=
6 370
= 61,67 N mm
2
b. Tegangan geser ijin
t
t
t
t
=
sf
t
=
6 6
, 66
= 11,1 N mm
2
c. Beban geser langsung yang diterima baut
W
s
=
n W
=
4 4.266,8
= 1.066,7 N d.
Beban tarik yang terjadi akibat gaya tarik sabuk, beban tarik maksimal terjadi pada baut 3 dan 4.
W
t
=
2 2
2 1
2
2
L L
L x
L x
W
+
=
2 2
8 15
2 8
6 4.266,8
+ x
x
= 578
4 ,
806 ,
204 =
354,34 N
e. Diasumsikan beban tarik dan geser yang diterima baut ekivalen
- Beban tarik ekivalen
W
te
=
[ ]
2 2
4 2
1
s t
t
W W
W +
+
=
[ ]
2 2
7 ,
066 .
1 4
34 ,
354 34
, 354
2 1
x +
+ =
1.258,48 N
- Beban geser ekivalen
W
se
=
[ ]
2 2
4 2
1
s t
W W
+
=
[ ]
2 2
066 .
1 4
354,34 2
1 x
+
= 1.081,3 N
f. Tegangan tarik
baut
s dan tegangan geser
baut
t yang terjadi
- Tegangan tarik
baut
s =
2
4
dc x
W
te
p
=
2
858 ,
9 4
1.258,48 x
p = 16,49 N
mm
2
Tegangan tarik pada baut
baut
s tegangan tarik ijin
s
t
maka baut aman
- Tegangan geser
baut
t =
2
4
d x
W
se
p
=
2
12 4
1.081,3 x
p = 9,56 N
mm
2
Tegangan geser pada baut
baut
t tegangan geser ijin
t
t
maka baut aman
3.3.2. Baut pada dudukan
