Poros dengan Beban Lentur

Dalam merancang suatu mesin, harus memperhatikan aspek kekuatan material bahan gaya yang bekerja. Gaya-gaya yang bekerja harus lebih kecil dari tegangan yang diijinkan. Mengingat macam-macam beban serta sifat beban, disarankan dalam menghitung diameter poros d s untuk memasukkan pengaruh kelelahan karena beban berulang. Harga faktor koreksi Kt untuk momen puntir atau torsi diberikan pada tabel 2.1. Sularso dan Suga, 1997. Tabel 2.1. Faktor koreksi untuk momen puntir, Sularso dan Suga, 1997 Pembebanan Faktor koreksi Beban dikenakan secara halus 1,0 Kejutan atau tumbukan besar 1,0-1,5 Sedangkan untuk momen lentur, faktor koreksi K m sesuai dengan tabel 2.2. Tabel 2.2. Faktor koresi untuk momen lentur, Sularso dan Suga, 1997 Pembebanan Faktor koreksi Pembebanan tetap 1,5 Pembebanan dengan tumbukan ringan 1,5-2,0 Pembebanan dengan tumbukan berat 2-3 Diameter poros dapat dihitung dengan menggunakan persamaan, Sularso dan Suga, 1997 d s = [ ] 13 2.14 keterangan : d s = Diameter Poros mm τ a = Tegangan geser yang diijinkan Nmm 2 K m = Faktor koreksi momen lentur M = Momen lentur maksimal N.mm K t = Faktor koreksi momen puntir T = Torsi N.mm Sedangkan untuk menghitung Besar tegangan yang terjadi pada bahan yang digunakan untuk poros, dapat dipakai teori tegangan geser maksimum τ max harus lebih kecil dari tegangan geser yang dijinkan τ a Sularso dan Suga, 1997. τ max = [ √ ] τ 2.15 Keterangan : d s = Diameter poros mm K m = Faktor koreksi momen lentur = Momen lentur maksimal N.mm K t = Faktor koreksi momen puntir T = Torsi N.mm Persamaan berikut digunakan untuk menghitung momen lentur pada gandar: = total 2.16 Keterangan : = Momen lentur F = Beban total = Panjang gandar Persamaan 2.17 dapat digunakan untuk menghitung momen tahanan yang diperlukan pada penampang lingkaran adalah sebagai berikut: 2.17 Keterangan : = Momen tahanan = Momen lentur = Tegangan lentur Persamaan untuk menghitung diameter minimum gandar adalah sebagai berikut: d = √ b . 2.18 keterangan: d = Diameter minimum b = Momen tahanan Persamaan untuk mencari harga tegangan lentur dapat adalah sebagai berikut: ε b b 2.19 Keterangan : = Tegangan lentur ε b = Momen lentur b = momen tahan Menurut Sularso dan Suga, 1997, persamaan-persamaan standart JIS E4501 diberikan seperti tertulis dibawah ini beserta arti dari lambang-lambang yang digunakannya adalah Proses menghitung momen pada tumpuan roda karena beban statis dapat digunakan persamaan sebagai berikut: M 1 = j-g w4 2.20 Keterangan : M 1 = Momen tumpuan roda karena beban statis. j = Jarak bantalan radial. g = Jarak telapak roda. W = Bebam statis pada satu gandar. Harga momen tumpuan roda gaya vertikal dapat dicari dengan menggunakan persamaan 2.21 seperti tertulis di bawah ini. M 2 = α v M 1 2.21 Keterangan : M 2 = Momen tumpuan roda gaya vertikal Harga α v dapat dilihat pada tabel di lampiran 2 M 1 = Momen tumpuan roda karena beban statis. Untuk mengetahui besar beban horizontal, dapat digunakan persamaan di bawah ini. P = W 2.22 Keterangan : P = Beban horizontal Harga dapat dilihat pada tabel lampiran 2 W = Beban statis satu gandar. Q adalah beban pada bantalan karena beban horizontal, adapun persamaan untuk mencari besar beban pada bantalan yaitu : Q = P hj 2.23 Keterangan : Q = Beban pada bantalan h = Tinggi titik berat j = Jarak roda P = Beban horizontal. Persamaan untuk mengetahui besar beban horizontal dapat dituliskan seperti dibawah ini: R o = P h + r g 2.24 Keterangan : R o = Beban horizontal P = Beban horizontal h = Tinggi titik berat r = Jarak roda g = Jarak telapak roda Persamaan 2.25 dapat digunakan untuk mencari harga momen lentur pada naf tumpuan roda sebelah dalam, seperti di bawah ini: M 3 = Pr + Q o + l – Ro [ j-g 2] 2.25 Keterangan: M 3 = Momen lentur pada naf tumpuan roda sebelah dalam Q o = Beban pada bantalan Ro = Beban horizontal J = Jari-jari roda g = Jarak telapak roda

2.9. Bantalan

Menurut Sularso dan Suga, 1997, bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman, dan panjang umurnya. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh sistem akan menurun atau tidak berfungsi secara mestinya. Jadi, bantalan dalam permesinan dapat disamakan perannya dengan pondasi pada gedung. Bantalan dapat diklarifikasikan sebagai berikut : 1. Atas dasar gerakan bantalan terhadap poros. a. Bantalan luncur Pada bantalan luncur ini terjadi gesekan luncur antara poros roda dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantara lapisan pelumas. Seperti terlihat pada gambar 2.9.a. b. Bantalan gelinding Gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola peluru, rol atau rol jarum, dan rol bulat. Seperti terlihat pada gambar 2.20.b. Gambar 2.20. a Bantalan luncur, b Bantalan gelinding, Sularso dan Suga, 1997.