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
Bantalan merupakan bagian utama dari elemen mesin sehingga dalam pemilihannya harus dipertimbangkan peranannya. Bantalan yang dipakai pada
rancangan ini adalah bantalan luncur, mengingat beban yang dialami cukup besar dan
Universraitas Sumatera Utara
103 putaran yang tinggi. Bantalan disuplai dengan minyak pelumas yang biasanya pada
tekanan 0,4 sampai 0,7 atm pengukuran gauge. Ruang bebas disediakan diantara poros dan permukaan bantalan untuk dapat memberi tempat bagi lapisan minyak
pelumas. Secara umum bantalan luncur dapat digambarkan sebagi berikut :
Gambar 4.7 Bantalan Luncur
[13,277]
Pendesainan bantalan ini dilaksanakan menurut metode yang disarankan oleh M.I. Yanovsky untuk bantalan luncur 180
. Jenis bantalan yang digunakan adalah bantalan radial journal bearing.
Untuk ruang bebas a dan b dipilih sesuai dengan diameter poros. Ruang bebas yang diperbolehkan untuk bantalan luncur yang didasarkan pada data operasi turbin uap
diberikan pada tabel 4.6 berikut : Tabel 4.6 Ruang bebas yang diperbolehkan untuk bantalan luncur
[13,277]
Universraitas Sumatera Utara
104 Ruang bebas a dan b dipilih sesuai dengan diameter poros Tabel 4.6,
dengan interpolasi didapat harga a untuk diameter 224 mm yang dipilih untuk bantalan dengan lapisan logam putih a = 0,32 mm dan b = 0,50 mm.
Gambar 4.8 Dudukan poros pada bantalan pada berbagai kecepatan
[13,276]
Perbandingan dL biasanya diandaikan sebesar 1 sampai 1,2, akan tetapi untuk bantalan yang dibebani dengan beban yang berat, nilai-nilai yang lebih besar dapat
dipakai diambil 2. L = d2 = 2242
L = 112 mm. Gaya tangensial yang terjadi pada poros sebesar
[7.25]
: ..... [4.34]
2
p t
t
d M
F =
kg 892
, 15256
2 224
930 ,
1708771 =
=
Beban pada poros sebesar : W = berat poros + berat cakram
W = 618,69 + 529,32kg = 1148,01 kg Maka gaya radial sebesar :
kg F
F F
W F
r r
t r
02 ,
15300 892
, 15256
01 ,
1148
2 2
2 2
= +
= +
=
Koefisien kriteria beban bantalan diperoleh dari persamaan
[13,278]
:
µ φ
υ
. .
2
u L
d a
F
r v
= ..... [4.35]
Universraitas Sumatera Utara
105 dimana :
F
r
= beban bantalan = 15300,02 kg L = panjang permukaan bantalan = 112 mm
u = kecepatan keliling permukaan poros =
60 n
. d
. π
p
=
det 112
, 6685
60 5700
4 ,
22 cm
= ×
×
π
µ = viskositas rata-rata minyak pelumas = 0,3 x 10
-6
kg.detcm
2
untuk minyak jenis TZOUT GOST 32-53 maka :
4 ,
1 10
3 ,
112 ,
6685 2
, 11
4 ,
22 032
, 15300,02
6 2
= ×
× =
−
x x
v υ
φ
Besar harga koefisien x diperoleh dari gambar 4.9. Untuk bantalan luncur θ = 180
dan harga ε = 2,0 diperoleh x = 0,72
Gambar 4.9 Grafik koefisien φ
v
kriteria beban
[13,278]
Koefisien gesek f untuk bantalan dapat dihitung dengan menggunakan data-data pada gambar 4.10. Untuk bantalan luncur
θ = 180 dan harga
ε = 2,0 dan x = 0,72, diperoleh
φ
s
= 4,5
Universraitas Sumatera Utara
106 Gambar 4.10 Grafik untuk menentukan koefisien
φ
s [13,279]
maka : 0004592
, 4
, 1
4 ,
22 5
, 4
032 ,
. =
= ⋅
⋅ =
x x
d a
f
v ss
φ φ
Kerja untuk melawan gesekan :
100 . u
F f
A
r
=
γ
kg.mdet 68
, 469
100 112
, 6685
02 ,
15300 0004592
, =
= x
x A
γ
kkaldet 1,1
427 68
, 469
427 =
= =
γ
A Q
r
Dengan mengabaikan kerugian akibat radiasi, maka jumlah minyak yang dibutuhkan untuk menyerap kalor yang timbul akibat gesekan pada bantalan akan
sebesar : .
. .
60
1 2
t t
C Q
q
x
− =
γ
γ
dimana : γ = bobot spesifik pelumas 0,92 kgltr
C = kapasitas termal rata-rata minyak pelumas 0,4 kkalkg C
t
1
= temperatur minyak pada sisi masuk, diandaikan 35 ÷ 45
C. untuk perencanaan ini diambil 40
C. t
2
= temperatur minyak pada sisi keluar t
2
= t
1
+ 10 ÷ 45
C. Temperatur minyak pada sisi keluar dari bantalan tidak boleh lebih dari 60
C, karena pada temperatur yang lebih tinggi kualitas minyak pelumas menurun dengan
Universraitas Sumatera Utara
107 cepat yang menjadi tadak dapat dipakai lagi untuk pemakaian selanjutnya maka
ditetapkan, t
2
= 52 C.
Maka : 96
, 14
40 52
4 ,
92 ,
1 ,
1 60
= −
= x
x x
q
γ
literdetik
4.9. Rumah Turbin
