Jadi, σ
t
2
376 ,
8 4
10 π
=
= 0,18 kgmm
2
, aman kekuatan geser yang terjadi yaitu pada dudukan pegas :
τ
t
t d
W .
.
π =
=
13 .
10 .
10
π = 0,024 kgmm
2
c. Pin
, aman
Pin disesuaikan dengan bahan standar.
d. Pegas
Pegas ini adalah komponen dari knob, dimana pegas ini terdiri dari lilitan kawat piano SWP B dengan kekuatan tarik 220 – 240 kgmm
2
. Fungsi dari pegas ini adalah
sebagai penahan atau pendorong poros agar garpu dapat terkunci dan apabila ball knob
ditarik maka pegas akan tertarik dan garpu dapat bergerak sepanjang finger board.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.12. Pegas Dari mekanisme pergerakan ini, direncanakan H
c
solid length = 10 mm, dalam hal ini ditentukan 8 mm.
Jumlah lilitan, N = n + 1,5 ÷ 2
Dimana : n = 3 ; 4 dipilih
Jadi : N = 4 + 2 ; 2 dipilih
= 6 lilitan. H
c
= n + 1,5.d Dengan demikian,
8 = 4 + 1,5.d → d kawat = 1,45 mm, dari standard terlampir,
dipilih d kawat = 1,60 mm ........................................... lit 6, hal 316 Jadi, H
c
Untuk menyesuaikan dengan pergerakan pegas, maka D = 13 mm ditentukan = 4 + 1,5 1,40 = 7,7 mm
c = faktor koreksi D = diameter lilitan
d = diameter kawat
Universitas Sumatera Utara
Jadi, c =
d D
=
60 ,
1 13
= 8,125 Harga c ini masih dalam batas 4 – 10 baik.
Faktor Wahl , K =
c c
c 615
, 4
. 4
1 .
4 +
− −
= 1,180 Tegangan maksimum yang terjadi dipermukaan dalam lilitan pegas ini, adalah :
τ =
3 3
60 ,
1 .
10 13
8 180
, 1
60 ,
1 .
. .
8 .
π π
= W
D K
= 95,41 kgmm
2
Bahan dipilih dari kawat piano SWP B, dengan kekuatan tariknya 220-240 kgmm
2
. Besarnya tegangan harus diambil maksimum 80 dari tegangan tariknya.
Jadi, τ
d
= 0,8 220 = 176 kgmm
2
G d
W D
n .
. .
. 8
4 3
. Karena tegangan yang terjadi terlalu kecil dibandingkan harga ini,maka baik
digunakan. Lendutan maksimum dapat diketahui dengan persamaan :
δ = Dimana :
N = jumlah lilitan aktif = 4 D = diameter lilitan = 13 mm
W = gaya yang bekerja = 10 kg d = diameter kawat pegas = 1,40 mm
G = modulus geser bahan pegas = 8.10
3
kgmm
2
...........lit.2, hal.313
Universitas Sumatera Utara
Jadi, δ =
10 .
8 60
, 1
10 13
4 8
3 4
3
= 22,9 mm Konstanta pegas,
K = 745
, 13
. 4
. 8
60 ,
1 .
10 .
8 .
. 8
.
3 4
3 3
4
= =
D n
d G
kgmm............................ lit.6, hal 318 Tinggi pegas dalam keadaan bebas,
Hf + Hc = 22,9 + 7,7 = 30,6 mm. Tinggi pegas dalam keadaan terpasang, Hs direncanakan 20 mm. Perbandingan
antara tinggi pegas dalam keadaan bebas dengan diameter lilitan pegas harus lebih kecil dari 4 untuk menghindari tekuk pada pegas. .................................lit.2, hal.
136 HfD = 22,213 = 1.7 ---- 4 ; berarti aman.
3.1.5. Pengarah Bawah
Pengarah bawah tidak mendapat beban. Oleh karena itu pada pengarah bawah tidak dilakukan analisis gaya – gaya. Namun demikian bahan pengarah
bawah ditentukan sama dengan bahan pengarah atas, yaitu baja AISI 1035. demikian juga, bahan las ditentukan sama dengan bahan las pada pengarah atas.
Pengarah bawah hanya berfungsi sebagai pengarah untuk pergerakan garpu pada Finger Board
Bawah.
Universitas Sumatera Utara
3.1.6. Finger Board Atas
Gambar 3.13. Finger Board Atas
y =
45 .
20 100
. 65
110 45
. 20
50 100
. 65
. .
2 1
2 2
1 1
+ +
= +
+ A
A y
A y
A
= 57,3 mm x
= 45
. 20
100 .
65 5
, 42
45 .
20 5
, 32
100 .
65 .
.
2 1
2 2
1 1
+ +
= +
+ A
A x
A x
A
= 33,7 mm. Berat Finger Board Atas dapat dihitung dengan rumus :
W = W
1
+W
2
Dimana : W
1
= berat finger board atas elemen pertama W
2
= berat finger board atas elemen kedua. Karena W = ρ.v ;
Maka, W = ρv
1
+ ρv
2
.
Universitas Sumatera Utara
Dimana : ρ = massa jenis bahan kgcm²
V = volume mm³. Bahan yang digunakan untuk Finger Board atas ini dipilih dari baja
dengan berat jenis bahan baja 7850 kgmm
3
. Jika dimisalkan Finger Board atas
adalah pejal penuh. Maka :
W = 7850.10
-9
65.100.1060 + 7850.10
-9
20.45.1060 = 61,6 kg.
Ix
1
= 112.bh
3
+ A
1
.a
2
= 112 65 100
3
+ 645.100 57,3-50
2
= 5 763 051,667 mm
4
Ix
2
= 112.bh
3
+ A
2
.a
2
= 112 45 20
3
+ 45.20 110-57
2
= 2529561 mm
4
Jadi, Ix = Ix
1
+ Ix
2
= 8 292 612,667 mm
4
. Iy
1
= 112.h.b
3
+ A
1
.c
2
= 112 100 65
3
+ 100.65 33,7-32,5
2
= 2 297 901,667 mm
4
Ix
2
= 112.h.b
3
+ A
2
.c
2
= 112 20 45
3
+ 20.45 42,5-33,7
2
= 221 571 mm
4
Universitas Sumatera Utara
Jadi, I
y
= I
y1
+ I
y2
= 2 519 472,667 mm
4
a. Analisa gaya geser dan momen lengkung lentur.
.
Gambar 3.14. Gaya –gaya pada Finger Board atas Dari perhitungan sebelumnya, telah diketahui bahwa :
F
xc
= F
xd
= 2463,6 kg maksimum F
yc
= F
yd
= 1295,6 kg maksimum Posisi garpu titik C dan D yang menyebabkan bahan maksimum pada Finger
Board atas adalah pada saat garpu pengarah atas berada pada posisi terluar dari
Finger Board atas. Gaya – gaya searah sumbu x, berat garpu diabaikan.
R
xA
= R
xB
6 ,
2463 2
6 ,
2463 6
, 2463
2 .
= +
=
XD XC
F F
= kg
M
C
= 0 M
A
= - F
XC
.260 = -2463,6260 = - 640536 kgmm M
B
= - F
XC
.640 +R
XA.
380 = -2463,6640 + 2463,6 380
Universitas Sumatera Utara
= 295632 kgmm M
D
= 0 Momen tahan lengkung lentur,
W
bt
x Iy
= Dimana : Iy = momen inersia luasan terhadap sumbu Y
x = jarak titk berat kesisi luar terbesar pada sumbu X. Jadi,
W
bt
8 ,
74761 7
, 33
667 ,
2519472 =
= mm
3
Tegangan lengkunglentur yang terjadi pada arah sumbu X, adalah : σ
b
=
bt b
W M
=
6 ,
8 8
, 74761
640536 =
kgmm
2
Tegangan geser yang terjadi ; τ
g
A F
= dimana : A = luas penampang geser
= A
1
+ A
2
= 100.65 + 45.20 = 7400 mm
2
Jadi, τ
g
33 ,
7400 6
, 2463
=
= kgmm
2
Gaya – gaya searah sumbu Y, berat diperhitungkan R
yA
= R
yB
2 =
+ +
W F
F
yD yC
= 4
, 1326
2 6
, 61
6 ,
1295 6
, 1295
= +
+ kg
Mc = -
. 058
, .
2 80
2
− =
q
-
96 ,
185 2
80
2
− =
kgmm.
Universitas Sumatera Utara
M
A
= - F
yC .
. 058
, 260
4 ,
1326 2
340
2
− −
=
260-q. -
96 ,
185 2
80
2
− =
kgmm.
M
B
= - F
yD .
. 058
, 260
4 ,
1326 2
340
2
− −
=
260-q. -
9 ,
348222 2
340
2
− =
kgmm.
M
D
96 ,
185 2
80 .
058 ,
2 80
2 2
− =
− =
= - kgmm
M
E
= Mg = nol Momen tahanan lengkunglentur untuk arah sumbu Y,
W
bt
y Ix
= Dimana : Ix = momen inersia luasan terhadap sumbu X,
y = jarak terjauh dari titik berat kesisi luar pada sumbu Y.
Jadi, W
bt
6 ,
132258 37
, 57
120 667
, 8292612
= −
= mm
3
Tegangan lengkung lentur yang terjadi pada arah sumbu Y adalah: σ
b
63 ,
2 6
, 132258
9 ,
348222 =
=
bt b
M M
= kgmm
2
Tegangan geser yang terjadi, τ
g
18 ,
7400 4
, 1326
= =
A F
= kgmm
2
Dari perhitungan di atas dapat diketahui bahwa momen lengkunglentur maksimum yang terjadi adalah 8,6 kgmm
2
dan tegangan geser maksimum yang terjadi adalah 0,33 kgmm
2
. Bahan untuk finger board atas ini ditentukan dari
Universitas Sumatera Utara
baja AISI 1050, dengan tegangan tarik maksimumnya adalah 105 kpsi = 73,7 kgmm
2
σ Tegangan tarik ijin bahan,
n
v
maks
σ =
=
4 ,
18 4
7 ,
73 =
kgmm
2
Tegangan lengkunglentur ijin, σ
b
= σ
t
= 18,4 kgmm
2
Tegangan geser ijin, τ
g
=0,7. σ
t
= 0,718,4 = 12,9 kgmm
2
Karena tergangan geser dan tegangan lengkunglentur yang terjadi lebih kecil dari tegangan geser dan tegangan bengkok ijin bahan, maka bahan aman untuk
digunakan. Dengan v = faktor keamanan
v = 4 dipilih
Universitas Sumatera Utara
b. Perhitungan defleksi pada finger board atas
