Maka Putaran kritis diperoleh dengan persamaan :
Sehingga besarnya perbedaaan putaran kritis dengan putaran normal turbin, diperoleh :
Dari praktek ternyata, bila putaran kritis berbeda dengan putaran normal sebesar 15 sampai 20 , dapat dipastikan bahwa turbin sudah berada
dalam operasi yang aman, akan tetapi kebanyakan pabrik pembuat turbin memakai kepesatan operasi normal lebih tinggi atau lebih rendah daripada
kepesatan kritis sebesar 30 sampai 40.
4.6 Roda Gigi
Oleh karena putaran poros turbin melebihi putaran maksimum generator dimana putaran poros turbin yang besarnya 5000 rpm dan putaran yang dihasilkan
generator sebesar 1500 rpm maka digunakan roda gigi reduksi dengan demikian perbandingan kecepatannya adalah : i = 50001500 = 3,33. Untuk menghindari
terjadinya beban kejut dan getaran yang besar akibat dari tingginya putaran yang disuplai dari poros turbin maka roda gigi yang dipilih adalah roda gigi miring,
dimana pasangan roda gigi jenis ini mempunyai kontak yang halus, dan getaran yang dihasilkan rendah, dan kontak tiap giginya lebih luas dibanding roda gigi
jenis lain. Dari pertimbangan diatas maka roda gigi yang direncanakan adalah roda gigi miring tersusun seperti gambar berikut :
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.6 Roda gigi miring Untuk sebuah rangkaian roda gigi tersusun, rasio kecepatan ditulis :
327 ,
3
2 1
1 2
= =
= n
n Z
Z i
Dalam hal ini direncanakan z
1
= 21, sehingga : Z
2
= i
2
× 22 = 3,327 × 22 = 70 buah Harga-harga yang ditetapkan
m modul = 6 mm φ
n
sudut tekan pada bidang normal = 20 °
ψ sudut kemiringan gigi = 30° Sudut tekan,
φ
t
= tan
-1
tan φ
n
cos ψ
= tan
-1
tan 20cos30 = 22,8
° Jarak bagi lingkar P :
P = π m mm
P = π 6 = 18,84 mm
Universitas Sumatera Utara
Jarak bagi lingkaran dari bidang normal P
n
: P
n
= P cos ψ
P
n
= 18,84 cos 30 ° = 16,31mm
Diameter picth untuk pinion D
1
: D
1
= m z
1
D
1
= 6 × 21 =126 mm
Diameter picth untuk roda gigi 2 D
2
: D
2
= m . z
2
D
2
= 6 × 70 = 420 mm
Tinggi gigi H H = 2m + ck
Dimana ck = 1,5 maka H = 26 + 1,5
H = 13,5 mm Diameter lingkaran kepala
D
k1
= Z
1
+ 2 m D
k1
= 21 + 2 6 D
k1
= 138 mm D
k2
= Z
2
+ 2 m D
k2
= 70 + 2 6 D
k2
= 432 mm Kecepatan tangensial u pada diameter pitch untuk pinion adalah :
u = π D
1
n60 u =
π ×0,126 × 500060 u = 32,98 mdet
Universitas Sumatera Utara
Gaya tangensial yang dipikul roda gigi pinion F
t
adalah :
kg u
N F
eff t
⋅ =
102
Dimana : N
eff
daya efektif yang dihasilkan poros turbin = 1405,72 KW Maka :
Sehingga : Gaya radial pada roda gigi F
r
F
r
= F
t
tan φ
t
= 4347,587 tan 22,8 °
= 1827,557 kg
Gaya aksial pada roda gigi F
a
F
a
= F
t
tan ψ
= 4347,587 tan 30 °
= 2510,08 kg
Gaya total F
Universitas Sumatera Utara
Dalam pemilihan bahan roda gigi, baja adalah bahan yang memuaskan karena mempunyai kekuatan yang tinggi. Bahan roda gigi dibuat dari baja paduan
dengan kekerasan kulit SCN 21 dengan tegangan lentur yang diizinkan σ
a
= 40 kgmm
2
, tegangan tarik σ
B
= 80 kgmm
2
. Besarnya tegangan lentur yang diizinkan persatuan lebar sisi F
b
’ dihitung dari persamaan : F
b
’ = σ
a
. m . Y . f
v
kgmm Dimana :
m = modul roda gigi = 6 mm Y = faktor bentuk gigi = 0,327
f
v
= faktor dinamis, untuk u = 20 ÷ 50 mm
= u
+ 5
, 5
5 ,
5
= 97
, 32
5 ,
5 5
, 5
+ = 0,5
Sehingga : F
b
’ = 40 6 0,327 0,5 F
b
’ = 39,24 kgmm Maka lebar roda gigi b :
b = F
t
F
b
’ = 3709,21939,24 = 80,26 mm Tegangan tarik yang timbul pada roda gigi adalah :
Dari persamaan diatas diperoleh σ
B
≥ σ
b
, dengan demikian kostruksi roda gigi aman terhadap tegangan tarik dan beban lentur yang terjadi.
Universitas Sumatera Utara
4.7 Bantalan dan Pelumasan
