commit to user 39
3.2 Perhitungan Putaran Poros Roda 2
Data perencanaan: Kecepatan poros roda = 100 kmjam
= 27,8 ms Massa tromol
= 5 kg = 49,05 N
∅ Velg = 14 inch
= 355,6 mm
Dari data tersebut dapat diketahui putaran poros roda dengan rumus: V
⾸ π×D×N
60 27,8 ⾸
3,14 0.3556 N 60
N ⾸ 1516,3 rpm
Jadi putaran poros roda = 1516 rpm
3.3 Perhitungan Puli 7
Ø Diameter puli pada poros roda
Data perencanaan: D
1
= 3 inch N
1
= 1400 rpm N
2
= 1516 rpm Dengan:
N
1
= Kecepatan putar motor listrik rpm N
2
= Kecepatan putar poros roda rpm D
1
= Diameter puli motor listrik inch D
⎠
⾸ N
펨
D
펨
N
⎠
D
⎠
⾸ 1400 3inch
1516 D
⎠
= 2,8 inch Jadi diameter puli pada poros roda yang dipakai adalah 2,5 inch.
commit to user 40
Ø Diameter puli pada kompresor
Data perencanaan: D1 = 3 inch
N1 = 1400 rpm N3 = 608 rpm
Dengan: D
1
= diameter puli motor listrik inch N
1
= kecepatan putar motor listrik rpm N
3
= kecepatan putar kompresor rpm D
䙸
⾸ N
펨
D
펨
N
䙸
D
䙸
⾸ 1400 3 inch
608 D
䙸
⾸ 7 inch Diameter puli pada kompresor yang dipakai adalah 7 inch.
Jadi, puli yang digunakan 7 inch 1 buah, 2,5 inch 1 buah, 3 inch 1 buah.
3.4 Perhitungan Daya Motor Listrik dan Kompresor 89
Data perencanaan: Putaran kompresor N
= 608 rpm Bore D
= 50 mm Panjang langkah stroke L = 42 mm
Jumlah piston z = 1
Ø Perpindahan torak
Q
ᅠm
⾸ πr
⎠
L Z
N ⾸ 3,14 0,025
⎠
0,042 1 608 ⾸ 0,05 m
䙸
min Ø
Efisiensi volumetrik diambil = 80
commit to user 41
Ø Jumlah gas yang dihasilkan
Q = η Q
ᅠm
= 0,8 x 0,05 m
䙸
min = 0,04
m
䙸
min Ø
Daya adiabatik L ad
⾸ m
. k k
1 Ps
. Qs
60000
Pd Ps
펨 Ė.
1
k ⾸
cp cv ⾸
1,005 kj
kg °c 0,712
kj kg °c
⾸ 1,4
⾸ 1. ⸨1,4
1,4 1 ⸨1,01. 10 Pa . 0,04
60000 8. 10 Pa
1,01 10 Pa
, 펨,
1
⾸ 3,5 0,067 ⸨1,77 1 ⾸ 0,18 kW
Ø adiabatik =70 untuk kompresor kecil 65-70.
Ø Daya yang masuk kompresor
Ls ⾸
Lad ηad
⾸ 0,18 kW
0,7 ⾸ 0,25 kW ⾸ 0,35 hp
Ø Efisiensi sabuk umumnya berkisar antara
⾸ 70 95 efisiensi yang dipakai adalah sebesar
80 Ø
Daya motor ⾸
daya kompresor η sabuk
⾸ 0,35
0,8 ⾸ 0,43 hp
Daya motor yang digunakan adalah 0,43 hp 0,5 hp.
commit to user 42
3.5 Perhitungan Sabuk V 6
Gambar 3.2 Puli dan
belt
3.5.1 Panjang sabuk
Data perencanaan: D
1
= 3 inch ∅ puli pada motor listrik
D
2
= 2,5 inch ∅ puli pada poros
D
3
= 7 inch ∅ puli pada kompresor
Jarak antara puli motor dengan puli poros = 500 mm k
1
Jarak antara puli motor dengan puli kompresor = 350 mm k
2
Ø Panjang sabuk 1 poros-motor
Gambar 3.3 Transmisi sabuk 1 Lp
⾸ π⸨r
펨
r
⎠
2k
펨
⸨r
펨
r
⎠ ⎠
k
⎠
⾸ 3,14⸨38,1 31,75 2.500
⸨38,1 31,75
⎠
500 ⾸ 219,32 1000 0,08
⾸ 1219,4 mm
500 mm 31,75 mm
38,1 mm
puli pada kompresor puli pada poros
puli ganda pada motor
commit to user 43
Ø Panjang sabuk 2 motor-kompresor
Gambar 3.4 Transmisi sabuk 2
Lp ⾸ π⸨r
펨
r
䙸
2k
⎠
⸨r
펨
r
䙸 ⎠
k
⎠
⾸ 3,14⸨38,1 85 2.350
⸨38,1 85
⎠
350 ⾸ 386,53 700 6,28
⾸ 1092,81 mm Dari data perhitungan diatas, untuk sabuk 1 menggunakan sabuk jenis A – 52,
sedangkan untuk sabuk 2 menggunakan A – 42.
3.5.2 Tegangan Sisi Kencang T1 dan Sisi Kendor T2 Pada V
- belt
Data perencanaan: Sabuk yang digunakan adalah
V-belt
dengan tipe A Lebar sabuk b
=13 mm Tebal sabuk t
= 8 mm untuk beban sabuk dari karet µ = 0.5
Sudut celah pada puli 2β
= 38
o
β = 19
o
350 mm 38,1 mm
85 mm
commit to user 44
Ø Sudut kontak sabuk 1
α ⾸ sin
펨
D
펨
D
⎠
2K
펨
α ⾸ sin
펨
76,2 63,5 1000
α ⾸ sin
펨
0,0127 α ⾸ 0,7°
θ ⾸ ⸨180° 2α π
180 rad
θ ⾸ ⸨180° 2.0,7 π
180 rad
θ ⾸ ⸨178,54° π
180 rad
θ ⾸ 3,11 rad Ø
Sudut kontak sabuk 2 α ⾸ sin
펨
D
䙸
D
펨
2K
⎠
α ⾸ sin
펨
177,8 76,2 700
α ⾸ sin
펨
0,145 α ⾸ 8,3°
θ ⾸ ⸨180° 2α π
180 rad
θ ⾸ ⸨180° 2 . 8,3° π
180 rad
θ ⾸ ⸨163,3° π
180 rad
θ ⾸ 2,85 rad
commit to user 45
Ø Luas penampang sabuk
Gambar 3.5 Luas penampang sabuk tan
α ⾸ 8
x x
⾸ 8
tan 71
x ⾸
8 2,9
x ⾸ 2,79 mm
2. x ⾸ 5,5 mm luas penampang
13 5,5 ⾸ 7,5 mm A
⾸ 1
2 ⸨13 7,5 8
⾸ 82 mm
⎠
commit to user 46
Ø Tegangan sisi kencang dan sisi kendor sabuk 1
2,3log T
펨
T
⎠
⾸ μ θ cosec β 2,3log
T
펨
T
⎠
⾸ 0,5 3,11 cosec 19
log T
펨
T
⎠
⾸ 2,91
2,3
log T
펨
T
⎠
⾸ 1,26 T
펨
T
⎠
⾸ log
펨
1,26 ⾸ 14,45
T
펨
⾸ 14,45 T
⎠
· Tegangan sisi kencang
T
펨
T
펨
⾸ σ A
σ Tegangan tarik izin karet = 300 - 500 N
맸Ė
jika σ ⾸300 N
맸Ė
T
펨
⾸ σ A
⾸ 3 N mm
⎠
⁄ 82
⾸ 246 N ·
Tegangan sisi kendor T
⎠
T
펨
⾸ 14,45 T
⎠
T
⎠
⾸ T
펨
14,45 ⾸
246 14,45
⾸ 17,02N
commit to user 47
Ø Tegangan sisi kencang dan sisi kendor sabuk 2
2,3log T
펨
T
⎠
⾸ μ θ cosec β
2,3log T
펨
T
⎠
⾸ 0,5 2,85 cosec 19
log T
펨
T
⎠
⾸ 2,67
2,3 log
T
펨
T
⎠
⾸ 1,16 T
펨
T
⎠
⾸ log
펨
1,16 T
펨
T
⎠
⾸ 12,8 T
펨
⾸ 12,8 T
⎠
· Tegangan sisi kencang
⸨T
펨
T
펨
⾸ σ A
⾸ 3 N mm
⎠
⁄ 82
⾸ 246 N ·
Teganagan sisi kendor T
⎠
T
펨
⾸ 12,8 T
⎠
T
⎠
⾸ T
펨
12,8 ⾸
246 12,8
⾸ 19,2 N
commit to user 48
3.6 Perhitungan Poros Roda 8
Gambar 3.6 Sketsa diagramatis gaya pada poros Diketahui:
T
펨
⾸ 246 N T
⎠
⾸ 17,02 N W
⾸ 2,5 N Ø
Gaya yang bekerja pada puli W
ᅠ
⾸ T
펨
⸨sabuk 1 T
⎠
⸨sabuk 1 W
⾸ 246 N 17,02 N 2,5 N ⾸ 265,52 N
Ø Syarat kesetimbangan
∑M ⾸ 0 R
. ⸨B → A R
. ⸨D → A R
.⸨E → A R
. ⸨C → A ⾸ 0 R
.800 49,05 .900 265,52 . 400 49,05 .100 ⾸ 0 R
.800 44145 106208 4905 ⾸ 0 R
.800 145448 ⾸ 0 R
⾸ 145448
800 R
⾸ 181,81 N
commit to user 49
∑F ⾸ 0 49,05 265,52 49,05 R
R ⾸ 0
363,62 R R
⾸ 0 R
⾸ 363,62 181,81 ⾸ 181,81 N
Gambar 3.7
Sketsa diagramatis gaya pada poros Potongan 1 - 1 = D B
Gambar 3.8 Potongan 1-1
V
歀
⾸ 49,05 N M
歀
⾸ 49,05 N .X
· Titik D
⸨X ⾸ 0 V
⾸ 49,05 N M
⾸ 0
commit to user 50
· Titik B
⸨X ⾸ 100 V
⾸ 49,05 N M
⾸ 49,05 .100
⾸ 4905 N
Potongan 2 -2 = B E
Gambar 3.9 Potongan 2-2
V
歀
⾸ 49,05 – 181,81 M
歀
⾸ 49,05 .X 181,81 ⸨X 100
· Titik B
⸨X ⾸ 100 V
⾸ 132,76 N M
⾸ 49,05 .100 181,81 ⸨100 100 ⾸ 4905 N
· Titik E
⸨X ⾸ 500 V
⾸ 132,76 N M
⾸ 49,05 .500 181,81 ⸨500 100 ⾸ 24525 72724
⾸ 48199 Nmm
commit to user 51
Potongan 3 - 3 = E A
Gambar 3.10 Potongan 3-3
V
歀
⾸ 49,05 181,81 265,52 M
歀
⾸ 49,05 . X 181,81 ⸨X 100 265,52 ⸨X 500
· Titik E
⸨X ⾸ 500 V
⾸ 132,76 N M
⾸ 49,05 .500 181,81 ⸨500 100
265,52 ⸨500 500 ⾸ 48199 Nmm
· Titik A
⸨X ⾸ 900 V
⾸ 132,76 N M
⾸ 49,05 .900 181,81 ⸨900 100
265,52 ⸨900 500 ⾸ 44145 145448 106208
⾸ 4905 Nmm
commit to user 52
Potongan 4 - 4 = A C
Gambar 3.11 Potongan 4-4
V
歀
⾸ 49,05 181,81 265,52 181,81 M
歀
⾸ 49,05 . X 181,81 ⸨X 100 265,52 ⸨X 500
181,81 ⸨X 900
· Titik A
⸨X ⾸ 900 V
⾸ 49,05 N M
⾸ 49,05 .900 181,81 ⸨900 100
265,52 ⸨900 500 181,81 ⸨900 900
⾸ 44145 145448 106208
⾸ 4905 Nmm ·
Titik C ⸨X ⾸ 1000
V ⾸ 49,05 N
M ⾸ 49,05 . 1000 181,81⸨1000 100
265,52⸨1000 500 181,81⸨1000 900
⾸ 0
commit to user 53
Tabel 3.1 Tabel SFD, BMD pada poros
Potongan Titik
Xmm Vx N
Mx Nmm 1 – 1
D B
100 VD = 49,05
VB = 49,05 VD = 0
MB = - 4905 2 – 2
B E
100 500
VB = -132,76 VE = -132,76
MB = - 4905 ME = 48199
3 – 3 E
A 500
900 VE = 132,76
VA = 132,76 ME = 48199
MA = - 4905 4 – 4
A C
900 1000
VA = - 49,05 VC = - 49,05
MA = - 4905 MC = 0
Gambar 3.12 Diagram SFD dan BMD
commit to user 54
Ø
Torsi
T ⾸
P 60
2. π . N
T ⾸
373 60
2. π .1400 = 2509 Nmm
Momen Maksimum = 48199 Nmm Bahan poros ST 37 dengan
σ ⾸ 360 N mm
⎠
⁄ τ ⾸ 240 N mm
⎠
⁄ Km = 1,5 kombinasi beban kejut dan lelah untuk momen
Kt = 1,5 kombinasi beban kejut dan lelah untuk torsi Ø
Diameter Poros Dengan Te
T
⾸ ⸨Km . M
⎠
⸨Kt . T
⎠
T
⾸ ⸨1,5 . 48199
⎠
⸨1,5 . 2509
⎠
T
⾸ 72396,4 Nmm
T
⾸ π
16 . τ . d
䙸
d ⾸
16 . T
π . τ
⾸ 16 . 72396,4
π .240
⾸ 1158342,4
753,6 d
⾸ 11,54 mm
commit to user 55
Ø
Diameter Poros Dengan Me
Me ⾸
펨 ⎠
⸨Km . M Te ⾸
펨 ⎠
⸨1,5 . 48199 72396,4 ⾸
펨 ⎠
⸨144694,9 ⾸ 72347,45 Nmm
Me ⾸
π 32
. σ . d
䙸
d ⾸
32 . Me π .σ
⾸ 2315118,4
1130,4 ⾸ 12,6 mm
= 13 mm Untuk menyesuaikan dengan bantalan digunakan poros dengan diameter 20 mm.
3.7 Perhitungan Bantalan