20
2.4. Poros
Poros shaft adalah suatu bagian stasioner yang berputar, biasanya berpen- ampang bulat, dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi, pulley, roda gila
fly-wheel, engkol, sprocket, dan elemen transmisi daya lainnya. Poros bisa meneri- ma beban-beban lenturan, tarikan, tekan, atau puntiran, yang bekerja sendiri-sendiri
atau berupa gabungan satu dengan lainnya [ ]. Bila beban tersebut tergabung, bisa
dicari kekuatan statis dan kekuatan lelah yang diperlukan untuk pertimbangan
perencanaan. Poros dapat dilihat pada gambar 2.23.
Gambar 2.23 Poros
2.4.1 Macam-Macam Poros Berdasarkan Pembebanannya
1. Poros Transmisi Transmission Shafts Poros transmisi lebih dikenal dengan sebutan shaft. Shaft akan mengalami
beban puntir berulang, beban lentur berganti ataupun kedua-duanya. Pada shaft, daya dapat ditransmisikan melalui gear, belt pulley, sprocket rantai, dll.
2. Gandar Poros gandar merupakan poros yang dipasang diantara roda-roda kereta ba-
rang. Poros gandar tidak menerima beban puntir dan hanya mendapat beban lentur. 3. Poros Spindle
Poros spindle merupakan poros transmisi yang relatif pendek, misalnya pada poros utama mesin perkakas dimana beban utamanya berupa beban puntiran. Selain
beban puntiran, poros spindle juga menerima beban lentur axial load. Poros spindle
Universitas Sumatera Utara
21 dapat digunakan secara efektif apabila deformasi yang terjadi pada poros tersebut
kecil. Pada perhitungan poros, kita menganalisa setiap gaya yang ada pada poros.
Untuk memudahkan perhitungan gaya-gaya yang ada pada poros dibagi menjadi dua bagian, yaitu gaya arah horizontal dan gaya arah vertikal. Untuk setiap arah gaya
yang digambarkan dengan arah ke atas bernilai positif +, dan untuk setiap arah gaya yang digambarkan dengan arah ke bawah bernilai negatif -. Sedangkan untuk
momen yang putarannya CCW berlawanan arah jarum jam bernilai positif +, dan untuk momen yang putarannya CW searah jarum arah jarum jam bernilai negatif -.
Untuk menganalisa diameter poros yang akan dipakai, kita dapat menggunakan persamaan Distortion Energy, yaitu:
≥
[ ]
[
] ……………………………………………………………...…2.13
dimana: D
i
= diameter dalam poros in D
o
= diameter luar poros in M
m
= momen bending rata-rata lb.in M
r
= momen bending range lb.in T
m
= momen torsi rata-rata lb.in T
r
= momen torsi range lb.in
2.4.2 Pemilihan Bahan Poros Dalam pemilihan bahan perlu diperhatikan beberapa hal seperti pada tabel
2.1, dan kita dapat menyesuaikan dengan yang kita butuhkan. Tabel 2.1 Batang baja karbon yang difinis dingin Standar JIS G 3123
Universitas Sumatera Utara
22 Lambang
Perlakuan Panas
Diameter mm
Kekuatan Tarik kgmm
2
Kekerasan H
R
C H
R
B H
B
S35C-D Dilunakkan
20 atau ku- rang
21-80 58-79
53-69 84-23
73-17 -
144-216
Tanpa dilu- nakkan
20 atau ku- rang
21 – 80
63 – 82
58 – 72
87 – 25
84 – 19
- 160-225
S45C-D Dilunakkan
20 atau ku- rang
21 – 80
65 – 86
60 – 76
89 – 27
85 – 22
- 166-238
Tanpa dilu- nakkan
20 atau ku- rang
21 – 80
71 – 91
66 – 81
12 – 30
90 –24
- 183-253
S55C-D Dilunakkan
20 atau ku- rang
21 – 80
72 – 93
67 – 83
14 – 31
10 – 26
- 188-260
Tanpa dilu- nakkan
20 atau ku- rang
21- 80 80
– 101 75
– 91 19
– 34 16
– 30 -
213-285
Dalam pemilihan bahan perlu diketahui tegangan izinnya, yang dapat dihitung dengan rumus:
a =
2 1
.
f f
b
S S
dimana:
a
= tegangan geser izin Nmm
2
b
= kekuatan tarik bahan Nmm
2
S
f1
= faktor keamanan yang tergantung pada jenis bahan poros S
f2
= faktor keamanan yang bergantung dari bentuk poros poros bertanggaada alur pasak
Dalam perancangan poros ini digunakan bahan batang baja karbon yang difinis dingin dengan lambang S45C-D tanpa dilunakkan. Bahan ini dipilih karena
sering dipakai pada poros dan memiliki kekuatan dan kekerasan yang besar dimana kekuatan tarik
b
yang dipakai yaitu 65 Nmm
2
. Diameter poros yang akan .
………………………..…. 2.14
Universitas Sumatera Utara
23 digunakan berkisar antara 21-80 mm. Bahan poros dipilih tanpa dilunakkan dalam
perlakuan panasnya karena bahan tersebut memiliki struktur material yang lebih homogen dan merata sehingga lebih kuat dan keras daripada yang dilunakkan.
BerdasarkanSularso, “Dasar-dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, Pradya Pramita, Jakarta 1994 untuk setiap bahan jenis S-C diambil faktor
keamanan Sf
1
sebesar 6,0. Selanjutnya perlu ditinjau apakah poros tersebut akan diberi alur pasak atau dibuat bertangga karena pengaruh konsentrasi tegangan cukup
besar [ ]. Pengaruh kekasaran permukaan juga harus diperhatikan. Untuk
memasukkan pengaruh-pengaruh ini dalam perhitungan perlu diambil faktor yang dinyatakan sebagai Sf
2
dengan harga sebesar 1,3 sampai 3,0. Dalam perancangan ini diambil Sf
2
dengan harga sebesar 2,15 karena poros akan diberi alur pasak atau spline.
2.4.3 Diameter Poros
Kategori