Jika ditinjau gaya-gaya yang terjadi terhadap ulir selinder dan dibandingkan dengan kekuatan yang dimiliki bahan silinder, maka ulir pada tutup silinder ini,
aman.
3.3.3. Torak
Pada torak bila ditinjau akibat adanya gaya yang bekerja yang dihasilkan fluida cair sehingga mendapat perlawanan dari gaya efektif yang bekerja pada
batang torak. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya geser pada daerah kritisnya.
Gambar 3.33. Torak Bahan yang dipilih untuk torak ini adalah perunggu fosfor cor dengan lambang
PCB 2B …………………………..lit.6 hal.337. Dipilihnya bahan adalah ini karena beberapa pertimbangan antara lain:
- Diperlukan permukaan torak yang halus untuk mengurangi gesekan dengan dinding silinder
- Torak akan lebih dahulu rusak dibandingkan komponen utama lainnya, jika terjadi pembebanan yang berlebihan.
Kekuatan tarik bahan = 30 kgmm
2
Faktor keamanan = 4dipilih
Universitas Sumatera Utara
Jadi, Tegangan tarik ijin bahan,
5 ,
7 4
30
2
mm kg
t t
= =
=
ν σ
σ Tegangan geser ijin bahan,
5 ,
7 6
, .
6 ,
= =
t g
σ σ
π 5
, 4
2
mm kg
= Gaya yang menyebabkan tegangan geser pada torak adalah bekerjanya
tekanan fluida pada seluruh permukaan torak dan mendapat perlawanan dari gaya efektif yang bekerja pada batang torak.
Tegangan geser yang terjadi,
A F
g =
τ
Dimana: F = gaya yang menyebabkan tegangan geser
= p. π4.D
2
– d
2
= 1 π4100
2
– 78
2
= 3075,6 kg p = tekanan fluida = 1kgmm
2
IZIN g
σ σ
≈
D = diameter dalam selinder = 100mm d = diameter batang torak = 78mm
A = luas bidang geser = π.d.t
t = tebal minimum torakmm Tegangan geser yang terjadi dianggap sama dengan tegangan ijin bahan, sehingga
t d
F
g
× ×
≤
π σ
mm mm
d F
t
g
8 ,
2 78705
, 2
78 5
, 4
6 ,
3075 =
= ×
× =
× ×
≥
π π
σ
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan pertimbangan keamanan, proses pembuatan dan umur pemakaian komponen tersebut, maka tebal kritis torak dibuat menjadi 40mm.
3.3.4. Bantalan dan Poros pada Kepala Batang Torak
Konstruksi untuk poros yang menahan sprocket dirancang seperti gambar 3.34. berikut.
A B
C D
Fv Fv
100 30
30 Fb
Fb
Gambar 3.34. Poros dudukan sprocket Titik A dan titik D merupakan kedudukan dari sprocket. Dari perhitungan
terdahulu, telah diketahui bahwa beban yang didukung masing-masing sprocket adalah 2800 kg. Titik B dan titik C merupakan kedudukan dari bantalan yang
mendukung poros. Reaksi yang terjadi pada bantalan adalah gaya radial yang besarnya 2800 kg, sedangkan gaya aksial tidak ada.
P
r
= x.v.F
r
+ y.F
a
Dalam hal ini, F
r
= 2800 kg F
a
= nol V = 1 untuk cincin dalam berputar
Bantalan yang digunakan direncanakan adalah bantalan bola’mapan sendiri’ baris ganda, dengan
ά = 30 Sehingga, e = 0,80 ………..............lit.6 hal.145
o
Universitas Sumatera Utara
Untuk jenis bahan ini, berlaku: Jika,
78 ,
; 1
: ,
. =
= ≤
y x
maka e
F v
F
r a
Jadi, P
r
= x.v.F
r
+ y.F
p
p C
n Lh
= .
. 60
10
6
a
= 112800 + 0,780 = 2800kg Faktor koreksi, fw = 1,
sehingga : P = fw.Pr
= 12800 = 2800kg
Hubungan beban dan umur bantalan adalah:
Dimana : Lh = umur bantalan = 5000 jam, direncanakan N = putaran bantalan = 50 rpm
P = beban eqivalen dinamis = 2800 kg C = kapasitas dinamis
p
Lh n
p C
1 6
10 .
. 60
=
3 1
6
10 5000
50 60
2800
=
= 6905,4 kg Dengan demikian, kapasitas dinamis yang terjadi pada bantalan
tersebut adalah 67742 N.
Universitas Sumatera Utara
Dari standar bantalan yang ada, dapat diketahui nomor bantalan yang digunakan, yaitu MDJT 40 dengan data-data sebagai berikut:
- Diameter poros bantalan : 40 mm - Diameter luar
: 90 mm - Lebar
: 36,51 mm - Berat
: 1,10 kg - Kapasitas dinamis
: 71000 N Perhitungan momen pada poros,
M
A
= 0 M
B
= -F
b
.50 = -280050 = -140000 kgmm M
C
= -F
b
.50 = -280050 = -140000 kgmm M
D
= 0 Jadi momen lengkunglentur maksimum adalah 140000 kgmm
Momen tahanan lengkunglentur, W
b1
= π32.d
3
dengan, d = diameter poros pada titik B atau C = 40 mm =
π32.40
3
= 6283,19 mm
3 ,
22 19
, 6283
140000
2
mm kg
M M
bt b
B
= =
= σ
3
Tegangan lengkung yang terjadi
Tegangan geser yang terjadi
A F
g
= τ
dengan
6 ,
1256 2800
=
F = 2800 kg A = π
4
. 10
2
= 1256,6
Universitas Sumatera Utara
= 2,2 kgmm
2
2 2
2
g b
ge
σ σ
τ
+
=
Dengan demikian terjadi tegangan kombinasi,
2 2
2 ,
2 2
3 ,
22 +
=
ge
τ
= 11,4 kgmm
2
Bahan yang digunakan untuk poros ini adalah baja AISI 3130 dengan kekuatan tarik maksimum 137 kpsi = 96,22 kgmm
2
v maks
t t
σ σ
=
24 4
22 ,
96
2
mm kg
= =
6 ,
=
g
τ 4
, 14
24 6
,
2
mm kg
g
= =
τ Karena tegangan geser yang terjadi lebih kecil dari tegangan ijin bahan poros,
maka bahan aman untuk digunakan.
3.3.5. Sprocket dan Rantai
