IV - 78
4.6 Analisa Elemen Mekanika
Pembahasan subbab ini adalah analisa elemen gaya yang ditimbulkan dari natur fisik desain. Sebagai permulaan, maka pembahasan dimulai dari
pembahasan elemen gaya yang muncul pada fungsi
rotating
dan
lifitng
.
4.6.1 Elemen Gaya
Rotating Unit
pada saat tuas diberi gaya ke bawah sebesar 26,2 N, maka pada
pinion
akan dihasilkan torsi sebesar 15,74 Nm yang telah kita dapatkan hasilnya pada subbab 4.4.2. Skema gaya yang timbul diperlihatkan pada gambar 4.23 dibawah
ini.
2 3
4
Gambar 4.23 Skema Komponen Gaya yang Timbul pada Poros Gir
Gaya tangensial dari gir 2 ke gir 3 dinotasikan sebagai F
t 23
dapat dicari menggunakan persamaan 2.12. selanjutnya gaya radial dapat diperoleh
menggunakan hukum phytagoras.
F 2
d T
=
………………..………………………………….....……………….2.12
4 N
74 ,
15 x
2 F
d T
2 F
= =
N 787
F
23 t
= N
F F
F
r t
r
4 ,
286 20
tan
23 23
23
= =
F
r 23
F
t 23
F
r 34
F
t 34
20
IV - 79 Gaya resultannya dicari menggunakan rumus phytagoras :
F
R23
=
2 r
23 2
t 23
F F
+
F
R23
=
2 2
4 ,
286 787
+
= 838 N
Selama gir 3 adalah idler gir yang berfungsi meneruskan gaya, maka ia hanya meneruskan gaya dari gir 2 ke gir 4 sehingga gaya F
t 34
dan F
r 34
sama dengan F
t 23
dan F
r 34
. Begitu juga dengan gaya resultan F
R34
yang mengarah ke poros, besarnya pun sama dengan F
R23
.
4.6.2 Elemen Gaya
Lifting Unit
Elemen gaya yang timbul pada
lifting unit
diuraikan sebagai berikut.
Gambar 4.24 Komponen Gaya pada Poros
Gaya tangensial F
t 34
dicari dengan persamaan 2.12 serupa dengan perhitungan sebelumnya subbab 4.6.1. Kemudian komponen gaya radialnya
dicari dengan persamaan phytagoras. Besarnya torsi adalah 5,2 Nm angka yang didapat pada perhitungan di subbab 4.4.3.
t
W d
T 2
=
N 260
F cm
4 2
, 5
x 2
d T
2 F
t 34
= =
= N
63 ,
94 F
F x
20 tan
F
r 34
t 34
r 34
= =
N 68
, 276
F 63
, 94
260 F
34 2
2 34
= +
=
F
r 34
F
t 34
F
34
IV - 80 komponen gaya ini semua diteruskan ke poros gir.
Pada posisi gir 4 berhubungan dengan rack yang dinotasikan angka 5, maka komponen gaya-nya adalah sebagai berikut.
Gambar 4.25 Komponen Gaya pada Gir dan
Rack Lifting Unit
N F
t
8 ,
254
54
=
gaya berat total
N 4
, 239
F xF
20 cos
F
54 t
54 54
= =
N 74
, 92
F 8
, 254
x 20
h tan F
r 54
r 54
= =
4.6.3 Elemen Gaya pada Struktur Bawah Rangka
Struktur bawah fungsi utamanya adalah sebagai struktur penahan penopang struktur atas agar tetap statis dan stabil. Struktur rangka dipilih karena
ia menyediakan kemudahan dalam perakitan, minimasi bahan dan bobot, serta biaya yang relatif murah. Struktur yang digunakan dapat dilihat pada gambar 4.14.
skema elemen gaya yang ada diperlihatkan pada gambar 4.26 dibawah ini.
Gambar 4.26 Elemen Gaya pada Struktur Bawah
Fw F
t 54
F
54
F
r 54
W
Fw
1 2
4 3
5
Fr
65
63,7 N
IV - 81 Titik 5.
Pada posisi ini, gaya yang muncul pertama kali adalah gaya reaksi Fr. Yaitu gaya reaksi dari gaya berat yang dibebankan pada rangka. Karena ada 2
kaki yang menopang struktur atas, maka gaya berat dari struktur atas sebesar 254,8 N dibagi dua antara dua kaki menjadi 127,4 N di masing-masing kaki.
Kemudian karena masing-masing kaki terdiri dari dua tumpuan roda, maka gaya 127,4 N dibagi dua menjadi 63,70 N di masing-masing roda. Gaya reaksi sebesar
63,70 N inilah yang ditunjukkan oleh titik 5.
Komponen gaya-nya diperlihatkan pada gambar berikut :
25 Fr
F
53
Fr = 63,70 N F
53
= cos 25 . Fr
F
5x
= cos 65 . F
53
= 57,73 N F
5x
= 24,40 N
Titik 3. Pada titik 3, elemen gaya yang muncul adalah seperti gambar berikut ini
3
F
53
F
3x
= cos 65 . F
53
= 24,40 N
F
53
F
5x
F
3x
IV - 82 Titik 4.
F
4x
= F
34
= F
3x
= 24,40 N
Titik 2.
3
F
53
F
2x
= cos 65 . F
32
F
2x
= 24,40 N
4.6.4 Analisa Kekuatan Bahan
Kategori