rr
hub
0,783 0,879 1
k 0,0323
0,03113 k
1
-0,4742 -0,2567 0
k
2
1,4742 1,1789 1
k σ
u
’ 31,034
29,91 k
1
σ
rhub
-255,827 -138,487 0
k
2
σ
thub
3631,537 2904,096 2463,395
σ
t
, kgcm
2
3406,744 2795,519 2463,395
Jenis baja yang digunakan untuk konstruksi cakram turbin tergantung pada besarnya tegangan yang dialami dan kondisi operasi dimana tegangan–tegangan
yang diizinkan untuk masing–masing hal ditentukan dengan memperhatikan sifat– sifat fisis baja maupun temperatur operasi cakram yang direncanakan. Umumnya
tegangan-tegangan yang diizinkan tidak pernah lebih dari 0,4 kali tegangan tarik pada temperatur yang dimaksudkan.
Dari hasil perhitungan tegangan-tegangan pada bagian-bagian yang penting untuk cakram yang direncanakan, jenis baja yang dipakai adalah bahan
Alloy steel S55C-D Lampiran IV dengan tegangan tarik = 75 kgmm
2
= 7383,966 kgcm
2
= 73,83966 kgmm
2
. Sehingga tegangan yang diizinkan adalah :
2 1
max
586 ,
2953 004
, 2541
966 ,
7383 .
4 ,
cm kg
t
Maka desain cakram ini sudah memenuhi.
4.5 Perhitungan Ukuran Poros
Universitas Sumatera Utara
Pada perancangan ini poros mempunyai fungsi sebagai penghubung yang memindahkan daya dan putaran turbin serta tempat pemasangan cakram dan sudu,
sehingga beban yang akan dialami poros ini adalah : 1.
Beban lentur yang berasal dari berat sudu-sudu dan cakram. 2.
Beban puntir yang berasal dari cakram Untuk poros putaran sedang dan beban berat, maka pada perancangan ini
digunakan bahan Alloy steels S55C Lampiran IV dengan tegangan tarik = 98 kgmm
2
. Sehingga tegangan geser yang diizinkan untuk bahan poros ini [Menurut lit. 8, hal. 8] dapat dihitung berdasarkan persamaan :
2 1
Sf Sf
b a
Dimana
2
Sf
=faktor keamanan karena berat poros, untuk baja paduan = 6
2
Sf
=faktor keamanan karena adanya pasak, untuk poros bertingkat dengan konsentrasi tegangan 1,3 ÷3,0, diambil = 2,2
maka :
2 2
459 ,
7 2
, 2
6 98
mm kg
mm kg
a
Daya nominal N yang ditransmisikan pada perancangan ini = 73,69 MW pada putaran n = 3000 rpm. Maka besarnya momen torsi poros Mt Menurut lit. 5,
hal. 7 dapat dihitung dengan persamaan :
n N
M
t
5
10 .
74 ,
9
Universitas Sumatera Utara
3000 690
. 73
10 .
74 ,
9
5
t
M mm
kg M
t
. 10
96 ,
295
5
Diameter poros dp [Menurut lit. 8, hal. 8] dapat dihitung dengan persamaan :
3 1
. .
. 1
, 5
a t
b t
p
M c
K d
Dimana : Kt = faktor pembebanan 1,5 ÷ 3,0, maka untuk beban kejutan dan ÷
tumbukan yang besar diambil = 2,5 cb = faktor pembebanan lentur 1,2 ÷ 2,3, maka diambil = 2,2
Maka :
3 1
5
459 ,
7 10
. 96
, 295
. 2
, 2
. 5
, 2
. 1
, 5
p
d
mm d
p
012 ,
281
Dari standarisasi poros [Lit.8, hal.9], maka dipilih diameter poros yang dipakai pada perancangan ini d
p
sebesar 300 mm. Berat poros akibat masa poros pada diameter 30 cm lit. 7 hal. 315 :
kg l
d W
p
12 ,
1220 220
4 00785
, 30
14 ,
3 .
4
2 1
2 1
Maka berat poros = 1120,12 kg
4.6 Perhitungan berat cakram
Putaran kritis adalah putaran permenit yang secara numerik berimpit dengan frekuensi alami getaran getaran poros. Secara teoritis putaran kritis
Universitas Sumatera Utara
menyebabkan lendutan poros cenderung untuk memperbesar sampai ke takhingga. Jadi pengoperasian pada putaran kritis haruslah dihindari, untuk menghitung
putaran kritis harus menghitung terlebih dahulu pembebanan yang terjadi pada poros. Pembebanan yang dimaksud adalah pembebanan statis yang disebabkan
berat cakram dan berat poros itu sendiri. Berat cakram pada tingkat terakhir ke-10 dapat dihitung melalui
persamaan berikut ini Sumber : lit, 5 hal. 364:
2 .
. .
1 2
1 2
2 2
2 1
y y
r r
y r
r W
as ck
2 7
2 8
, 36
81 ,
63 14
. 30
09 ,
31 .
. 00785
,
2 2
2 2
ck
W
kg W
ck
4 ,
324
Untuk berat cakram dari tingkat pengaturan sampai tingkat ke-10 dihitung dengan cara yang sama dan hasilnya ditabelkan pada tabel 5.4 berikut ini.
Tabel 4.4 ukuran dan masa cakra
N o
hal Tingkat ke-
Tingkat
Tingkat impulus neka tingkat I II 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Universitas Sumatera Utara
1 d cm
101.911 111.96 116.05 117.43 118.79 119.52 121.03 124,15 125,67 127,62
2 r2 cm
50.955 50.955
55.98 58.029
58.715 59.398 59.760 60,572 61,473 62,057 63,81 3
r1 cm 25.477 25.477 27.99 29.014 29.354 29.698 29.880
31,544 32.867 34,042 36,8 4
ro cm 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
5 y1 cm
7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 6
yo cm 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14
7 y
cm 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
8
Wcr kg
141.18 167,73
190,23 206,75 225,86 253,43 285,34 297,04 302,32 324,4
4.7 Bantalan dan Pelumasan
