Perancangan I :
�
�
=
16×214 3,14×19
3
=
1744 2154
= 1,59 kgmm
2
.
Perancangan II :
�
�
=
16×164 3,14×19
3
=
1744 2154
= 1,22 kgmm
2
.
Perancangan III :
�
�
=
16×8675 3,14×19
3
=
1744 2154
= 0,80 kgmm
2
. Maka dari hasil diperoleh
�
�
�
�
, poros aman untuk digunakan.
3.12 Bantalan
Pada saat turbin beroperasi, pada poros akan bekerja gaya-gaya yaitu akibat berat poros dan akibat berat roda jalan. Secara umum gaya- gaya yang bekerja pada poros adalah :
1. Gaya radial, yaitu gaya yang terjadi pada poros dengan arah horizontal. 2. Gaya aksial, yaitu gaya yang bekerja pada poros dengan arah vertikal yang
diakibatkan berat poros dan berat roda jalan.
3.12.1 Perhitungan Gaya Radial
Universitas Sumatera Utara
Gaya radial yang bekerja pada poros dengan arah sejajar sumbu poros disebabakan oleh momentum fluida dan tekanan yang bekerja searah gerakan roda jalan .
1. Gaya Radial Akibat Momentum Fluida Gaya radial akibat momentum fluida dapat dihitung dengan persamaan :
F
m
=
� �
.
Q . V
r1
Dimana : F
m
= Gaya radial akibat momentum fluida kg
γ
= Berat jenis fluida = 9806 Nm
3
Q = Kapasitas aliran = 0,0052 m
3
s V
r1
= Kecepatan relatif aliran air melalui sudu turbin ms Maka dari persamaan diatas didapat :
F
m
=
9806 9,81
.
0,0052 . 0,94
F
m
= 4,8 N = 0,48 kg
2. Gaya Radial Akibat Tekanan Searah Roda Jalan. Gaya radial akibat tekanan yang bekerja searah gerakan roda jalan .dapat dihitung
dengan persamaan :
F
t
= ρ.a V
r1
V
w1
+ V
w2
Diaman : ρ = Massa jenis air kgm
3
a = Luas penampang m
2
V
r1
= Kecepatan absolud sisi masuk ms V
w1
= Kecepatan air memutar roda jalan pada sisi masuk ms V
w2
= Kecepatan air memutar roda jalan pada sisi keluar ms
Universitas Sumatera Utara
Maka : F
t
= 1000 x 0,0036 x 0,94 1,44 + 0,36 = 4 kg
3. Total gaya radial Total gaya radial yang terjadi adalah :
F
r
= F
m
+ F
t
= 0,38 + 4 = 4.38 kg
3.12.2 Perhitungan Gaya Aksial
Beban aksial pada poros diakibatkan oleh roda jalan dan berat poros. Berat poros dapat dihitung dengan rumus :
W
p
=
� 4
.
D
p 2
. L.p.g Dimana :
W
p
= Berat poros kg D
p
= Diameter poros mm L = Panjang poros mm
Ρ = Massa jenis poros untuk baja = 7,8.10
-3
kgcm
3
Maka : W
p
=
3,14 4
.
1,9
2
.150 .
7,8.10
-3
. 9.81 = 33 kg
Untuk berat roda jalan dapat dihitung dengan persamaan : W
r
=
� 4
.
D
1 2
. D
2 2
.
t
b
.
γ
Dimana :
Universitas Sumatera Utara
W
r
= Berat roda jalan kg D
1
= Diameter sisi luar roda jalan m D
2
= Diameter sisi dalam roda jalan
γ
= Berat jenis bahan seng = 7140 kgm t
b
= Tebal sudu = 0.003 m Maka dari persamaan diatas didapat :
• Perancangan I : W
r
= =
� 4
.
0,60
2
. 0,18
2
.0.0002. 7140 = 0,37 kg
• Perancangan II : W
r
= =
� 4
.
0,45
2
. 0,12
2
.0,0002. 7140 = 0,21 kg
• Perancangan III : W
r
= =
� 4
.
0,30
2
. 0,08
2
.0,0002. 7140 = 0,094 kg
Dalam perancangan ini berat poros dan berat roda jalan di anggap sebagai beban terpusat. Pembebanan pada poros dapat dilihat pada gambar 3.10.
Wp
Wr
Fa = Wp+Wr
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.10 Pembebanan pada poros
Dari gambar 3.10 didapat persamaan : • Perancangan I :
Fa = Wp + wr = 33 kg + 0,37 kg
= 33,4 kg • Perancangan II :
Fa = Wp + wr = 33 kg + 0,21 kg
= 33,2 kg • Perancangan III :
Fa = Wp + wr = 33 kg + 0,094 kg
= 33 kg
3.12.3 Pemilihan Dimensi Bantalan
