commit to user 55
Ø
Diameter Poros Dengan Me
Me ⾸
펨 ⎠
⸨Km . M Te ⾸
펨 ⎠
⸨1,5 . 48199 72396,4 ⾸
펨 ⎠
⸨144694,9 ⾸ 72347,45 Nmm
Me ⾸
π 32
. σ . d
䙸
d ⾸
32 . Me π .σ
⾸ 2315118,4
1130,4 ⾸ 12,6 mm
= 13 mm Untuk menyesuaikan dengan bantalan digunakan poros dengan diameter 20 mm.
3.7 Perhitungan Bantalan
Besar diameter poros adalah 20 mm, bantalan yang digunakan adalah “
single row deep groove ball bearing
” dengan data sebagai berikut: 1.
Nomor bantalan : 204 2.
Diameter dalam : 20 mm 3.
Diameter luar : 47 mm 4.
Lebar bantalan : 14 mm 5.
Dinamik spesifik C : 10000 N 6.
Statik spesifik Co : 6550 N Untuk beban radial Wr diambil dari resultan gaya terbesar yang ditumpu
bantalan adalah 265,5 N
commit to user 56
Keterangan Rumus: Xr = Faktor beban radial
V = Faktor putaran 1,0 = ring dalam yang berputar
1,2 = ring luar yang berputar Wr = Beban radial
Yt = Faktor beban aksial Wt = Beban aksial
Ks = Faktor keamanan 1,0 = untuk beban mantap dan merata
1,5 = untuk beban kejut ringan 2,0 = untuk beban kejut menengah
2,5 = untuk beban kejut berat Dari lampiran tabel
values
x dan y untuk radial
groove ball bearing
, didapat: Xr = 0,6
Dengan k
⾸ 3 ⸨ꎨ e 地 地e ga
Ø Beban bantalan
W
⾸ ⸨X V
W Y
ᅠ
W
ᅠ
. K ⾸ ⸨0,6 1 265,5 0 . 1
⾸ 159,3 N
Karena W
C, maka bantalan aman di gunakan. Ø
Besar umur rata-rata bantalan L
⾸ . 10
⾸ 10000
159,3
䙸
. 10 ⾸ 247373,2145 10 putaran
L
m
⾸ L
60. N ⾸
247373,21 10 60 1516
⾸ 2719432,86 jam
commit to user 57
3.8 Perhitungan Rangka 6
Gambar 3.13 Perencanaan rangka
3.8.1 Perhitungan Rangka Atas
Gambar 3.14 Skema rangka dengan beban
brake chamber
dan poros A
B
F E
G I
J D
C
H B1
E1
commit to user 58
ΣFx ⾸ 0 ΣFy ⾸ 0
RA RF
⾸ R R
RA RF
⾸ 117.6 N 127,53 N RA
RF ⾸ 245.13 N
ΣM ⾸ 0 RF
1500 mm R 730 mm R
440 mm ⾸ 0 RF
1500 mm 127,53 N 730 mm 117.6N 440 mm ⾸ 0 RF
1500 mm 93096 N 51744 N ⾸ 0 RF
1500 mm 144840 N ⾸ 0 RF
⾸ 144840
1500 RF
⾸ 96,56 N RA
RF ⾸ 245,13 N
RA ⾸ 245,13 N 96,56 N
RA ⾸ 148,57 N
Ø Potongan kiri 1-1 =A ke B
Gambar 3.15 Potongan 1-1
commit to user 59
N
歀
⾸ 148,57 ·
Titik A ⸨x ⾸ 0
N ⾸ 148,57 N
· Titik B
⸨x ⾸ 70 N
⾸ 148,57 N
Ø Potongan 5-5 = F ke E
Gambar 3.16 Potongan 5-5 N
歀
⾸ 96,56 N Titik F
⸨x ⾸ 0 Titik E
⸨x ⾸ 70 N
⾸ 96,56 N N
⾸ 96,56 N
Ø Potongan 4-4 E ke D
Gambar 3.17 Potongan 4-4
commit to user 60
Nx ⾸ 0
Vx ⾸ 96,56 N
Mx ⾸ 96,56 N .x
Titik E ⸨x ⾸ 0
Titik D ⸨x ⾸ 770
N ⾸ 0
N ⾸ 0
V ⾸ 96,56 N
V ⾸ 96,56 N
M ⾸ 96,56 N 0
M ⾸ 96,56 N 770
⾸ 0 ⾸ 74351,2 Nmm
Potongan 3-3 D ke C
Gambar 3.18 Potongan 3-3 Nx
⾸ 0 Vx
⾸ RF 127,53 N ⾸ 96,56 N 127,53 N ⾸ 31 N
Mx ⾸ RF . x 127,53 N.⸨x 770 mm
· Titik D
⸨x ⾸ 770 N
⾸ 0 V
⾸ 31 N M
⾸ 96,56 N 770 mm 127,53 N ⸨770 mm 770 mm ⾸ 74351,2 Nmm
commit to user 61
· Titik C
⸨x ⾸ 1060 N
⾸ 0 V
⾸ 31 N M
⾸ 96,56 N 1060 N 127,53 N ⸨1060 770 ⾸ 65369,9 Nmm
Ø Potongan 2-2 C ke B
Gambar 3.19 Potongan 2-2 Nx
⾸ 0 Vx
⾸ RF 127,57 N 117.6 N
⾸ 96,56 N 127,57 N 117.6 N ⾸ 148,61 N Mx
⾸ RF . x RD⸨x 770 RC
⸨x 1060 ⾸ 96,56 N.x 127,53 N⸨x 770
117.6 N⸨x 1060 ·
Titik C ⸨x ⾸ 1060
N ⾸ 0
V ⾸ 148,61 N
M ⾸ 96,56 N 1060 mm 127,5 N⸨1060 770
117.6 N⸨1060 1060 ⾸ 65378,6 Nmm
commit to user 62
· Titik B
⸨x ⾸ 1500 N
⾸ 0 V
⾸ 148,61 N M
⾸ 96,56 N 1500 127,53 N⸨1500 770 117,6 N⸨1500 1060
⾸ 144840 93097 51744 ⾸ 0
Gambar 3.20 Diagram NFD, SFD, dan BMD
commit to user 63
Ø Tegangan pada rangka atas
Data diambil dari table profil L a.
Dimensi L = 50 mm 50 mm 5 mm
b. Moment inertia I =
11 cm ⾸ 110000 mm
⎠
c. Jarak terjauh dari sumbu normal y =
1.40 cm ⾸ 14 mm Momen maksimum
= 74351,2 Nmm Bahan rangka siku
= ST 37 Tegangan tarik ijin Fci
= 360N
mm
⎠
Tegangan tarik pada rangka Fc Fc
⾸ Mmaks
y I
Fc ⾸
74351,2 14
110000 Fc
⾸ 9,5 N mm
⎠
Fci Fc maka rangka aman untuk menahan beban.
3.8.2 Perhitungan Rangka Bawah
Gambar 3.21 Skema rangka dengan beban
commit to user 64
Σfx ⾸ 0 Σfy ⾸ 0
RA RF
⾸ R R
R R
RA RF
⾸ 49 107,9 245,25 107,9 RA
RF ⾸ 510,05 N
ΣM ⾸ 0 RF
1500 R 1030 R
920 R 730 R
110 ⾸ 0 RF
1500 107,9 1030 245,25 920 107,9 730 49 110 ⾸ 0
RF 1500 111137 225630 78767 5390 ⾸ 0
RF 1500 420924 ⾸ 0
RF ⾸
420924
1500 RF
⾸ 280,617 N RA
RF ⾸ 510,05 N
RA 280,61 N ⾸ 510,05 N
RA ⾸ 510,05N 280,61 N
RA ⾸ 229,44 N
Ø Potongan 1-1 A ke B1
Gambar 3.22 Potongan 1-1
commit to user 65
N
歀
⾸ 229,44 N ·
Titik A ⸨x ⾸ 0
N ⾸ 229,44 N
· Titik
B1 ⸨X ⾸ 10 N
⾸ 229,44 N
Ø Potongan 7-7 F ke E1
Gambar 3.23 Potongan 7-7 N
歀
⾸ 280,617 N ·
Titik F ⸨x ⾸ 0
N ⾸ 280,617 N
· Titik
E1 ⸨X ⾸ 10 N
⾸ 280,617 N
Ø Potongan 6-6 E1 ke G
Gambar 3.24 Potongan 6-6
commit to user 66
V
歀
⾸ 280,617 N M
歀
⾸ 280,617. x
Titik E1⸨x ⾸ 0
Titik G ⸨x ⾸ 470
V ⾸ 280,617N
V ⾸ 280,617N
M ⾸ 280,617 0
M ⾸ 280,617 470
⾸ 0 ⾸ 131889,9 Nmm
Ø Potongan 5-5 G ke H
Gambar 3.25 Potongan 5-5
V
歀
⾸ 280,617N 107,91 ⾸ 172,70 N
M
歀
⾸ RF . x 107,91⸨x 470
· Titik G
⸨x ⾸ 470 V
⾸ 172,70 N M
⾸ 280,617 470 107,91⸨470 470 ⾸ 131889,9 Nmm
· Titik H
⸨x ⾸ 580 V
⾸ 172,70 M
⾸ 280,617 580 107,91⸨580 470 ⾸ 162496,86 11870,1
⾸ 150626,76 Nmm
commit to user 67
Ø Potongan 4-4 H ke I
Gambar 3.26 Potongan 4-4 V
歀
⾸ RF R
R ⾸ 280,617 107,91 245,25
⾸ 72,54 N M
歀
⾸ RF . x R ⸨x 470 R
⸨x 580 ⾸ 280,617.x 107,91 ⸨x 395
245,25⸨x 580
· Titik H
⸨x ⾸ 580 V
⾸ 72,54 N M
⾸ 280,617 580 107,91⸨580 470 245,25⸨580 580
⾸ 162757,86 N 11870,1 N ⾸ 150626,76 Nmm
· Titik I
⸨x ⾸ 770 V
⾸ 72,54 N M
⾸ 280,617 770 107,91⸨770 470 245,25⸨770 580
⾸ 216075,09 32373 46597,5 ⾸ 137105,5 Nmm
commit to user 68
Ø Potongan 3-3 I ke J
Gambar 3.27 potongan 3-3
V
歀
⾸ RF R
R R
⾸ 280,617 107,91 245,25 107,91 ⾸ 180,453 N
M
歀
⾸ RF . x R ⸨x 470 R
⸨x 580 R
⸨x 770 ⾸ 280,617.x 107,91⸨x 470
245,25⸨x 580 107,91⸨x 770
· Titik I
⸨x ⾸ 770 V
⾸ 180,453 N M
⾸ 280,617 770 107,91⸨770 470 245,25⸨770 580
107,91⸨770 770 ⾸ 137104,59 Nmm
· Titik J
⸨x ⾸ 1390 V
⾸ 180,453 N M
⾸ 280,617 1390 107,91⸨1390 470 245,25⸨1390
580 107,91 ⸨1390 770
⾸ 25223,73 Nmm
commit to user 69
Ø Potongan 2-2 J ke B1
Gambar 3.28 Potongan 2-2
V
歀
⾸ RF R
R R
R ⾸ 280,617 107,91 245,25 107,91 49
⾸ 229,453 N M
歀
⾸ RF . x R ⸨x 470 R
⸨x 580 R
⸨x 770 R
⸨x 1390 ⾸ 280,617 x 107,91⸨x 470
245,25⸨x 580 107,91⸨x
770 49⸨x 1390
Ø Titik J
⸨x ⾸ 1390 V
⾸ 229,453 N M
⾸ 280,617 1390 107,91⸨1390 470 245,25⸨1390 580
107,91⸨1390 770 49⸨1390 1390
⾸ 25223,73 Nmm Ø
Titik B1 ⸨x ⾸ 1500
V ⾸ 229,453 N
M ⾸ 280,617 1500 107,91⸨1500 470
245,25⸨1500 580 107,91⸨1500 770
49⸨1500 1390 ⾸ 420925 111147,3 225630 78774,3 5390
⾸ 0
commit to user 70
Gambar 3.29 Diagram NFD, SFD dan BMD
Ø Tegangan pada rangka bawah
Data diambil dari table profil L a.
Dimensi L = 50 mm 50 mm 5 mm
b. Moment inertia I =
11 cm ⾸ 110000 mm
⎠
c. Jarak terjauh dari sumbu normal y =
1.40 cm ⾸ 14 mm
commit to user 71
Momen maksimum =
150626,76 Nmm Bahan rangka siku
= ST 37 Tegangan tarik ijin Fci
= 360N
mm
⎠
Tegangan tarik pada rangka Fc Fc
⾸ Mmaks
y I
Fc ⾸
150626,76 N 14
110000 Fc
⾸ 19,1706 N mm
⎠
Fci Fc maka rangka aman untuk menahan beban
3.8.3 Kestabilan Rangka
Kestabilan rangka dihitung berdasarkan pusat massa atau titik berat dari suatu benda. Koordinat titik berat suatu sistem benda dengan berat masing-masing
seperti berikut: W1
= bearing, poros, teromol roda, roda = 12 kg W2
= motor listrik = 11 kg
W3 = kompresor
= 11 kg W4
= tabung
reservoir
= 25 kg W5
=
foot valve
= 5 kg W6
=
brake chamber
= 12 kg
Gambar 3.30 Kestabilan rangka
commit to user 72
Xo ⾸
w1. x1 w2. x2 w3. x3 w4. x4 w5. x5 w6. x6 w1 w2 w3 w4 w5 w6
Xo ⾸
127,53.73 107,9.73 107,9.103 245,25.92 49.11 117,6.44 127,53 107,9 107,9 245,25 49 117,6
Xo ⾸
56576,49 755,18
Xo ⾸ 74,9 cm
Yo ⾸
w1. y1 w2. y2 w3. y3 w4. y4 w5. y5 w6. y6 w1 w2 w3 w4 w5 w6
Yo ⾸
127,53.72,5 107,9.20 107,9.21 245,25.20 49.10 117,6.80 755,18
Yo ⾸
28472,83 755,18
Yo ⾸ 36,2 cm
Dari perhitungan kestabilan rangka tersebut didapatkan X = 74,9 cm dari panjang
rangka 150 cm dan Y = 36,2 cm dari tinggi rangka 70 cm. Dengan titik X
dan Y
berada setengah dari panjang rangka maka alat peraga rem angin tersebut dalam kondisi stabil.
3.9 Perhitungan Baut
Ø Baut pengikat antara bantalan dengan rangka
Data perencanaan: Bahan baut adalah ST 37 dengan
τ ⾸ 360 N mm
⎠
⁄ dengan baut M 10 x 1,5
sebanyak N = 4 Tegangan tarik bahan karena dipengaruhi kosentrasi tinggi maka sf = 3
Kisar p = 1,5
Tinggi ulir = 0,92 mm
Diameter luar ulir d = 10 mm
Diameter efektif d2 = 9,026 mm
Diameter dalam ulir d1 = 8,376 mm
commit to user 73
Gaya yang diterima F = 127,53 N Maka, tegangan tarik ijin adalah
τ ⾸ 360
3 ⾸ 120 N mm
⎠
⁄ Tegangan geser ijin
τ ⾸ 0,5 . τ ⾸ 0,5 . 120
⾸ 60 N mm
⎠
⁄ Beban yang diterima tiap baut W
W ⾸
F N
⾸ 127,53
4 ⾸ 31,9 N
Tegangan yang terjadi pada baut τ ⾸
W π
4 . D
펨 ⎠
⾸ 31,9
π 4 . 8,376
⎠
⾸ 31,9
0,785 70 ⾸ 0,6 N mm
⎠
⁄ karena
τ τ ijin maka perencanaan baut aman.
Ø Baut pengikat antara kompresor dengan rangka
Data perencanaan: Bahan baut adalah ST 37 dengan
τ ⾸ 360 N mm
⎠
⁄ dengan baut M 8 x 1,25
sebanyak N = 4. Tegangan tarik bahan karena dipengaruhi kosentrasi tinggi maka sf = 3
Kisar p = 1,25
commit to user 74
Tinggi ulir = 0,767 mm
Diameter luar ulir d = 8 mm
Diameter efektif d2 = 7,188 mm
Diameter dalam ulir d1 = 6,647 mm Gaya yang diterima
= 107,91 N Maka, tegangan tarik ijin adalah
τ ⾸ 360
3 ⾸ 120 N mm
⎠
⁄ Tegangan geser ijin
τ ⾸ 0,5 . τ ⾸ 0,5 . 120
⾸ 60 N mm
⎠
⁄ Beban yang diterima tiap baut W
W ⾸
F N
⾸ 107,91
4 ⾸ 26,97 N
Tegangan yang terjadi pada baut τ ⾸
W π
4 . D
펨 ⎠
⾸ 26,97
π 4 . 6,647
⎠
⾸ 26,97
0,785 44,2 ⾸
26,97 34,7
⾸ 0,77 N mm
⎠
⁄ Karena
τ τ ijin maka perencanaan baut aman.
commit to user 75
Ø Baut pengikat antara motor listrik dan rangka
Data perencanaan: Bahan baut adalah ST 37 dengan
τ ⾸ 360 N mm
⎠
⁄ dengan baut M 8 x 1,25
sebanyak N = 4. Tegangan tarik bahan karena dipengaruhi kosentrasi tinggi maka sf = 3
Maka, tegangan tarik ijin adalah: τ ⾸
360 3
⾸ 120 N mm
⎠
⁄ Tegangan geser ijin 0,5 – 0,75
. τ τ ⾸ 0,5 . τ
⾸ 0,5 . 120 ⾸ 60 N mm
⎠
⁄ Beban yang diterima tiap baut W
W ⾸
F N
⾸ 107,91
4 ⾸ 26,97 N
Tegangan yang terjadi pada baut τ ⾸
W π
4 . D
펨 ⎠
⾸ 26,97
π 4 . 6,647
⎠
⾸ 26,97
0,785 44,2 ⾸
26,97 34,7
⾸ 0,77 N mm
⎠
⁄ karena
τ τ ijin maka perencanaan baut aman
commit to user 76
3.10 Perhitungan Las