Langkah selanjutnya yaitu menghitung diameter minimum poros berdasarkan pada beban-beban yang bekerja pada poros itu. Beban yang bekerja pada poros
dibedakan atas :
1. poros yang menerima beban momen puntir torsi saja. 2. Poros yang menerima beban momen lentur saja atau yang biasa disebut As
3. Poros yang menerima beban kombinasi momen lentur dan torsi.
2.2.1. Poros Yang Menerima Beban Momen Punter Torsi Saja
Yang membedakan poros dengan As dalam sistem transmisi daya adalah jika poros selama beroperasi menerima beban berupa torsi dan beban
beban lainnya, sedangkan as tidak menerima beban torsi hanya jenis beban lain. Poros yang menerima beban torsi artinya jika mengalami kegagalan maka
tegangan yang menyebabkan kegagalan itu adalah tegangan geser. Tegangan geser yang diakibatkan oleh torsi adalah sebagai berikut:
τ = T X r
J Pers.2-1
untuk poros berpenampang lingkaran maka tegangan geser maksimumnya adalah:
τ
maks
= 16 . T
π . d
3
pers 2-2 untuk mencari diameter poros dari persamaan tegangan geser diatas, yaitu :
d
3
= 16 . T
π . τ
maks
Pers 2-3 d=
3
√
16 .T π . τ
maks
untuk kondisi poros yang lebih amanmaka perlu memasukan factor keamanan FS. Dengan demikian variable tmaks dalam persamaan diatas
diubah menjadi tegangan geser yang diizinkan τ
allowable
τ
allowable
= s
y
2 FS
pers 2- 4
Laporan Kerja Praktek 7
dengan memasukan persamaan diatas kedalam persamaan 4-3 maka persaman akhir untuk menghitung diameter poros yang menerima beban torsi
yaitu :
d=
3
√
16 . T π . τ
allowable
=
3
√
32. FS . T π . Sy
pers 2-5 dari persamaan diatas variable yang perlu diketahui untuk menghitung
diameter poros adalah : 1. momen punter atau torsi T
2. faktor keamanan safety factor FS 3. kekutan mulur yield strength S
y
2.2.2. Poros Yang Menerima Beban Momen Lentur Saja
jika poros selama beroperasi menerima beban berupa torsi maka tidak demikian dengan as. Dalam operasinya, as tidak menerima beban torsi tetapi
menerima beban lain seperti momen lentur. Momen lentur yang ada pada as berasal dari gaya radial. Ilustrasi berikut gambarxx memberikan contoh jenis
as yang hanya menerima momen lentur.
gambar 2.2. Contoh as roda depan sepeda motor gambar diatas menunjukan as roda depan pada sebuah sepda motor.
Gaya dari pijakan ban diteruskan ke dua bantalan kiri dan kanan. Kedua gaya itu diseimbangkan oleh gaya yang berasal dari suspense garpu depan roda
depan. As yang menerima beban seperti yang ada pada gambar sama sekali tidak memikul beban torsi hanya beban lentur saja. Tipikal as seperti ini dapat
dijumpai pada aplikasi lain seperti as pada roda depan becak, roda depan sepeda, truk gandengan, gandar kereta apai dan masih banyak cntoh lainnya.
Batang as yang menerima beban lentur menghasilkan tegangan normal di dalam as itu. Untuk batang berbentuk seperti as tegangan normal yang
dihasilkan adalah:
Laporan Kerja Praktek 8
σ = M . y
I Pers 2-6
Tegangan normal akan mencapai harga maksimumdi bagian permukaan dan besarnya adalah :
σ
maks= M
L . d 2
π . d
4
64 =
32. M
L
π .d
3
Pers 2-7 Untuk mencari diameter as dapat dilakukan dengan memodifikasi
persamaan 4-7 diatas menjadi : d
3
= 32. M
L
π . σ
maks
Pers 2-8 d=
3
√
32. M
L
π . σ
maks
Dengan kondisi as yang lebih aman maka perlu memasukan daktor keamanan FS. Dengan demikian variable σ
maks
dalam persamaan diatas diubah menjadi tegangan yang diizinkanσ
allowable
. σ
allowable
= Sy
FS Pers 2-9
Dengan mensubtitusikan persamaan 2-9 ke persamaan 2-8 maka persamaan akhir untuk menghitung diameter as yang menerima beban berupa
momen lentur yaitu:
d=
3
√
32. M
L
π . σ
allowable
=
3
√
32. FS M
L
π . S
y
Pers 2-10 Dari persamaan diatas, data atau variable yang perlu diketahui untuk
menghitungdiameter as adalah: 1. momen lentur M
L
2. faktor keamanan safety factor FS 3. kekuatan mulur yield strength s
y
untuk material as
2.2.3. Poros Yang Menerima Beban Momen Punter Dan Momen Lentur
