Tangkas Mario Heli : Rancangan Turbin Uap Penggerak Generator Listrik Pada Pabrik Kelapa Sawit Dengan Kapasitas Olah 30 Ton TbsJam, 2009.
USU Repository © 2009
864,69 kgcm
2
≤1600 kgcm
2
Sehingga rancangan turbin ini masih memenuhi.
4.6 Rumah Turbin
Stator turbin mempunyai bentuk yang rumit, perhitungan yang tepat untuk dinding silinder akan menjadi sangat sulit. Dengan mengabaikan pengaruh
dinding samping, rusuk-rusuk pengukuh, flens, variasi tekanan dan temperature menurut panjangnya dan lain-lain, maka dapat diandaikan silinder itu berbentuk
drum. Dalam hal ini gaya-gaya yang bekerja pada dinding stator dapat
dinyatakan dengan rumus : δ
σ
. 2
.P D
=
Dimana : D
: diameter dalam silinder ditetapkan 80 cm P
: tekanan pengukuran gauge uap masul nosel = 19kg cm
2
δ : tebal dinding silinder ditetapkan 3 cm
Maka : 3
2 19
. 80
= σ
= 253,3 kgcm
2
Silinder untuk turbin kapasitas kecil dan menengah biasanya terbuat dari besi cor FC 20 dengan tegangan tarik
σ
b
= 20 kgmm
2
atau 2000 kgcm
2
dan nilai factor keamanan k = 4 diambil sehingga :
σ
b izin
= 20004 = 500 kgcm
2
Dengan demikian : σ
b izin
σ ,maka konstruksi ini aman
4.7 Roda Gigi
Untuk menhasilkan putaran yang sesuai dengan putaran yang dibutuhkan generator, maka diperlukan suatu pasangan roda gigi reduksi yang akan
mereduksi putaran yang dihasilkan turbin yang masih terlalu tinggi.
Tangkas Mario Heli : Rancangan Turbin Uap Penggerak Generator Listrik Pada Pabrik Kelapa Sawit Dengan Kapasitas Olah 30 Ton TbsJam, 2009.
USU Repository © 2009
2 1
Dalam hal ini putaran yang dibutuhkan generator adalah 1500 rpm sedangkan putaran poros turbin 5000 rpm. Maka dengan demikian
perbandinganya adalah : i =
1500 3000
= 3,33 Syarat yang harus diperhitungkan dalam meilih roda gigi reduksi ini
adalah mempunyai getaran yang rendah dan mempunyai bidang kontak yang luas. Dari pertimbangan di atas maka roda gigi yang direncanakan adalah roda giogi
miring tersusun seperti gambar berikut :
Gambar 4.4 Roda gigi tersusun yang direncanakan Dalam hal ini putaran roda gigi 1, n
1
= 5000 rpm dan roda gigi 2, n
2
= 1500 rpm. Menurut lit. 6 hal. 292 untuk sebuah rangkaian roda gigi tersusun, rasio
kecepatan dapat ditulis : i = hasil kali jumlah gigi gigi yang digerakkan
hasil kali jmumlah gigi gigi yang menggerakkan
2 1
1 2
n n
z z
i =
= i = = 3,33
Dalam hal ini direncanakan z
1
= 22, sehingga : Z
2
= i x z
1
= 3,33 x 22 = 73, 26 ≈ 73 buah
Harga-harga yang ditetapkan : m modul = 6 mm
φ
n
sudut tekan pada bidang normal = 20
o
Tangkas Mario Heli : Rancangan Turbin Uap Penggerak Generator Listrik Pada Pabrik Kelapa Sawit Dengan Kapasitas Olah 30 Ton TbsJam, 2009.
USU Repository © 2009
ψ sudut kemiringan = 20
o
Gambar 4.5 Roda Gigi Miring Sudut tekan
φ = tan
-1
tan φ
n
cos ψ
= tan
-1
tan 2030 = 21, 17
o
Jarak bagi lingkar P : P =
π .m mm =
π .6 = 18,84 mm Jarak bagi lingkar dari bidang normal P
n
: P
n
= P cos ψ
= 18,84 cos 20
o
= 17,7 mm Diameter pitch untuk pinion D
1
D
1
= m.z
1
= 6. 22 = 132 mm Diameter pitch untuk roda gigi 2 D
2
: D
2
= m.z
2
= 6.73 = 438 mm Kecepatan tangensial u pada diameter pitch untuk pinion adalah :
u = π .D
1
.n60 u =
π . 0,132.500060 u = 34,54 mdet
gaya tangensial yang dipikul roda gigi pinion adalah F
t
:
Tangkas Mario Heli : Rancangan Turbin Uap Penggerak Generator Listrik Pada Pabrik Kelapa Sawit Dengan Kapasitas Olah 30 Ton TbsJam, 2009.
USU Repository © 2009
F
t
u N
eff
. 102
kg Dimana :
N
eff
= daya efektif poros turbin 1126,7 KW Maka :
F
t
= 54
, 34
7 ,
1126 .
102 kg
F
t
= 3327,26 kg Sehingga :
F
r
= F
t
.tan = 3327,26 . tan 21,17
o
= 1287,95 kg F
n
= F
t
.tan ψ
= 3327,26 .tan 20
o
= 1210,36 kg F
b
= F
t
cos ψ
= 3327,26cos 20
o
= 3540,56 kg F = F
b
cos φ
n
= 3540,56 cos 20
o
= 3767,55 kg P
a
= Ptan ψ
=18,84tan 20
o
= 51,79 kg Bahan roda gigi dibuat dari baja paduan dengan pengerasan kulit SNC 22
dengan tegagan lentur yang diizinkan = 40 ÷ 55 kgmm
2
, tegangan tarik
B
σ = 100 kgcm
2
. Besarnya tegangan lentur yang diizinkan persatuan lebar sisi F’ dihitung
dari persamaan : F
b
’ =.m Y. f
v
kgmm Dimana :
Tangkas Mario Heli : Rancangan Turbin Uap Penggerak Generator Listrik Pada Pabrik Kelapa Sawit Dengan Kapasitas Olah 30 Ton TbsJam, 2009.
USU Repository © 2009
m = modul roda gigi = 6 mm Y = factor bentuk gigi = 0,33
f
v
= factor dinamis, untuk u = 20 ÷50 mm
54 ,
34 5
, 5
5 ,
5 5
, 5
5 ,
5
+ =
+ =
u
= 0,483 Sehingga :
F
b
’ = 40.6. 0,33 . 0,483 F
b
’ = 38,29 kgmm Maka lebar roda gigi b :
b = F
t
F
b
’ = 3327, 26 38,29 = 86,9 diambil 87 mm . Tegangan tarik yang timbul pada roda gigi adalah :
95 ,
39 483
, .
33 ,
. 6
, 87
26 ,
3327 .
. .
= =
=
v t
b
f m
b F
γ σ
kgmm
2
Dari persamaan di atas diperoleh
B
σ ≥
b
σ dengan demikian konstruksi roda gigi aman terhadap tegangan tarik dan beban lentur yang terjadi.
4.8 Putaran Kritis
