Perhitungan Diameter Poros Pisau Pemotong

commit to user 17 T pisau = Ft . r pisau = 125 N . 76,2 mm = 9525 Nmm = 9,5 Nm

3.4 Perhitungan Diameter Poros Pisau Pemotong

Spesifikasi perencanaan poros : Bahan yang sering digunakan dalam pembuatan poros adalah baja karbon ST 42. Diketahui: Bahan poros = ST 42 Tegangan ultimate bahan σ u = 42 Nmm 2 Lampiran 2 Tegangan geser ijin τ = 23 Nmm 2 T 1 = 163 N dari perhitungan Sistem Transmisi T 2 = 11,5 N dari perhitungan Sistem Transmisi Berat total pisau = 7 kg = 70 N Berat puli = 0,3 kg = 3 N Susunan pisau dan gaya-gaya yang dihasilkan oleh belt dapat terlihat pada gambar 3.5: Gambar 3.5 Susunan pisau dan gambar gaya pada belt Sin α = x r r 1 2 - = 480 1 , 38 2 , 76 mm mm - = 0,079 α = 4,55° commit to user 18 Uraian gaya yang terjadi pada belt seperti terlihat pada gambar 3.6: Gambar 3.6 Uraian Gaya T 1 dan T 2 pada Belt 3.4.1. Perhitungan gaya yang bekerja Beban pada poros pemotong dipengaruhi oleh : Berat total pemotong = 7kg = 70 N Berat puli = 0,3kg = 3 N T 1 = 163 N T 2 = 11,5 N Gaya vertikal dan horizontal pada T 1 dan T 2 : Dv = T 1V – T 2V + W puli = T 1 . cos 捠 – T 2 . cos 捠 + 3N = 163 N . cos 4,55° - 11,5 N . cos 4,55° + 3 N = 163N . 0,99 – 11,5N . 0,99 + 3N = 161,37 – 11,385 + 3 N = 152,985 N D H = T 1 . sin 捠 – T 2 . sin 捠 = 163 N . sin 4,55° - 11,5 N . sin 4,55° = 163 . 0,079 – 11,5 . 0,079 = 12,887 – 0,9085 = 11,94 N commit to user 19 3.4.2. Uraian gaya vertikal Uraian gaya vertikal seperti terlihat pada gambar 3.7: Gambar 3.7 Uraian gaya vertikal a. Kesetimbangan gaya luar ∑ Fx = 0 R AX = 0 ∑ F Y = 0 A V + C V = W B + D V ∑ M A = 0 W B . 95 – C V . 190 + D V . 260 = 0 70 . 95 – C V . 190 + 152,9 . 260 = 0 6650 – C V . 190 + 152,9 . 260 = 0 6650 – C V . 190 + 39754 = 0 – C V . 190 + 46404 = 0 – C V . 190 = - 46404 C V = 櫰 6  쇸5 C V = 244,23 N ∑ F Y = 0 A V + C V = W B + D V A V + 244,23 N = 70N + 152,9N A V = 70 + 152,9 – 244,23 N A V = - 21,33 N commit to user 20 Keseimbangan gaya dan titik potong pada gaya vertikal seperti terlihat pada gambar 3.8: Gambar 3.8 Kesetimbangan gaya dan titik potong pada gaya vertikal b. Kesetimbangan gaya dalam: Ø Potongan x-x kiri seperti terlihat pada gambar 3.9: Gambar 3.9 Reaksi gaya dalam potongan x-x kiri vertikal Nx = 0 Vx = -21,33 N Mx = 21,33 . x Jarak Titik Gaya Normal Gaya Geser Momen x = 0 A N A = 0 V A = -21,33 N M A = 0 x = 95 B N B = 0 V B = -21,33 N M B = 2026,35Nmm Ø Potongan y-y kiri seperti terlihat pada gambar 3.10: Gambar 3.10 Reaksi gaya dalam potongan y-y kiri vertikal commit to user 21 Nx = Vx = -Wb – Av = -91,33 N Mx = Av . x + W B .x-95 Jarak Titik Gaya Normal Gaya Geser N Momen Nmm x = 95 B N B = 0 V B = -91,33 M B = 2026,35 x = 190 C N C = 0 V C = -91,33 M C = 10703 Ø Potongan z-z kanan seperti terlihat pada gambar 3.11: Gambar 3.11 Reaksi gaya dalam potongan z-z kanan vertikal Nx = 0 Vx = 152,9 N Mx = 152,9 . x Jarak Titik Gaya Normal Gaya Geser N Momen Nmm x = 0 D N D = 0 V D = 152,9 N M D = 0 x = 70 C N C = 0 V C = 152,9 N M C = 10703 Ø Diagram: Diagram NFD, SFD dan BMD seperti terlihat pada gambar 3.12: commit to user 22 Gambar 3.12 NFD, SFD dan BMD gaya vertikal 3.4.3. Uraian gaya horizontal Uraian gaya horizontal dapat dilihat pada gambar 3.13: Gambar 3.13 Uraian gaya horizontal c. Kesetimbangan gaya luar ∑ Fx = 0 R AX = 0 ∑ F Y = 0 A H + C H = D H ∑ M A = 0 D H . 260 – C H . 190 = 0 11,96 . 260 – C H . 190 = 0 3109,6 – C H . 190 = 0 – C H . = 190 6 , 3109 - C H = 16,36 N commit to user 23 ∑ F Y = 0 A H + C H = D H A H + 16,36 N = 11,96 N A H = 11,96 – 16,36 N A H = - 4,4 N Kesetimbangan gaya dan titik potong gaya horizontal dapat dilihat pada gambar 3.14: Gambar 3.14 Kesetimbangan gaya dan titik potong uraian gaya horizontal a. Kesetimbangan gaya dalam : Ø Potongan x-x kiri seperti terlihat pada gambar 3.15: Gambar 3.15 Reaksi gaya dalam potongan x-x kiri horizontal Nx = 0 Vx = -4,4 N Mx = 4,4 . x Jarak Titik Gaya Normal Gaya Geser N MomenNmm x = 0 A N A = 0 V A = - 4,4 M A = 0 x = 190 C Nc = 0 Vc = - 4,4 Mc = 836 commit to user 24 Ø Potongan y-y kanan seperti terlihat pada gambar 3.16: Gambar 3.16 Reaksi gaya dalam potongan y-y kanan horizontal Nx = 0 Vx = 11,94 N Mx = 11,94 . x Jarak Titik Gaya Normal Gaya Geser Momen x = 0 D N D = 0 V D = 11,94 N M D = 0 Nmm x = 70 C N C = 0 V C = 11,94 N M C = 836 Nmm Ø Diagram NFD, SFD dan BMD gaya horizontal dapat dilihat pada gambar 3.17: Gambar 3.17 Diagram NFD, SFD dan BMD gaya horizontal commit to user 25 Ø Momen resultan terbesar antara momen vertikal dan horizontal : M R = 2 2 V H M M + = 2 2 836 , 10.703 + = 69 , 114,55 + = 115,25 = 10,74 Nm Ø Momen ekuivalen : Me = ½ M + 2 2 M T + = ½ .10,74 + 2 2 5 , 9 10,74 + = ½ . 10,74 + 25 , 90 3476 , 115 + = ½ . 25,07 = 12,53933 N.m d. Perhitungan diameter poros yang diijinkan : d = 3 . . 32 b Me s p = 3 42 . 14 , 3 33 , 12539 . 32 = 3 88 , 131 79 , 401258 = 3 60 , 3042 mm 3 = 14,5 mm Maka diameter poros pisau yang diijinkan minimal adalah 14,5 mm. Dalam kenyataanya poros yang digunakan adalah berdiameter 20 mm, jadi kontruksi dinyatakan AMAN. 3.5. Perhitungan Pasak Diketahui : Bahan pasak ST 37 dengan, � ijin = 21 Nmm² lampiran 3 Dporos = 20 mm commit to user 26 w =  = 堸  = 5 mm t = 堸 . w = 23 . 5 = 3,3 mm = . = ,쇸 .堸 . = 31,4 mm Torsi poros motor = 돨 . 6 堸 . = 滛堸 .6 堸 . ,쇸 .쇸 = 4,913 Nm Ø Menguji kekuatan pasak T = . w . r . � 4,913 Nm = 31,4 mm . 5 mm . 10 mm. � 4913 Nmm = 1570 mm³ � = 3,13 Nmm² Karena τ τ ijin yaitu 3,13 Nmm² 21 Nmm² maka pasak dinyatakan AMAN. 3.6. Perhitungan Bantalan Direncanakan bantalan untuk poros pisau pemotong dengan data – data sebagai berikut : - Beban radial W R = 11,94 N - Beban aksial W A = 222,985 N Diketahui beban radial W R sebesar 11,94 N dan diameter poros d 20 mm, maka nomor bantalan yang digunakan adalah 204 dengan data – data sebagai berikut: - Lebar bantalan : 14 mm - Diameter luar bantalan D : 47 mm - Kapasitas beban statis C o : 6550 N - Kapasitas beban dinamis C : 10000 N Beban radial ekuivalen W e yaitu dengan menggunakan persamaan : Beban radial ekuivalen statis W e - Faktor radial x dan y commit to user 27 W A C o = 222,9856550 = 0,03 Maka dari tabel didapat x = 0,56 dan y = 2 - Faktor keamanan K s = 1,0 untuk beban merata dan terpusat - Beban aksial W A = 222,985 N - Faktor rotasi v = 1 Maka, W e = x . v . W R + y . W A . K s = 0,56 . 1 . 11,94 + 2 . 222,985 . 1,0 = 1357,96 N Jadi bantalan dengan nomor 204 aman di pilih karena W e C 10400 N commit to user

BAB IV PEMBUATAN DAN PEMBAHASAN