Syamsul Simanjuntak : Perencanaan Serta Pembuatan Pelampung Dan Sistem Belt Perubah Putaran Pada Prototipe Turbin Air Terapung, 2009.
USU Repository © 2009
G = modulus geser = 8,3 × 10
3
kgmm
2
θ = defleksi puntiran antara 0,25 ÷ 0,3
T = momen puntir kg. mm d
s
= 1
4 1
inch = 31,75 mm. Dalam hal ini direncanakan
θ = 0,3 , maka panjang poros turbin yang dibutuhkan
dalam perancangan turbin air terapung adalah : L =
12175 584
75 ,
31 10
3 ,
8 3
,
4 3
× ×
× ×
L = 705 mm L
≈ 700 mm L = 70 cm.
Sedangkan untuk panjang poros yang kedua antara sproket kecil dan puli besar dan poros yang ketiga untuk puli kecil dan puli besar adalah sama karena
diameternya sama yaitu d
s
= 25,4 mm : L =
34 ,
4058 584
4 ,
25 10
3 ,
8 3
,
4 3
× ×
× ×
L = 698,2 mm L
≈ 700 mm. L = 70 cm.
4.3.2 Perencanaan Pasak
Pasak adalah suatu elemen mesin yang dipakai untuk menetapkan bagian- bagian mesin seperti roda gigi, sproket, puli, kopling dan lain-lain pada
Syamsul Simanjuntak : Perencanaan Serta Pembuatan Pelampung Dan Sistem Belt Perubah Putaran Pada Prototipe Turbin Air Terapung, 2009.
USU Repository © 2009
poros,dimana ukuran-ukuran pasak tergantung pada diameter poros. Adapun gambar jenis-jenis daripada pasak adalah sebagai berikut yang diambil dari [17] :
Gambar 4.3 Jenis pasak.
Dalam perencanaan ini, pasak yang dipergunakan adalah pasak benam. Bahan yang digunakan adalah baja S-40C dengan kekuatan tarik 55 kgmm
2
. Ini dipilih agar pasak lebih dahulu rusak daripada poros, karena harga pasak yang
relatif murah. Besarnya tegangan geser bahan pasak yang diijinkan dihitung dengan rumus sebagai berikut [18] :
2 1
.Sf Sf
b g
τ τ =
…....................................................................4.7 Dimana :
Syamsul Simanjuntak : Perencanaan Serta Pembuatan Pelampung Dan Sistem Belt Perubah Putaran Pada Prototipe Turbin Air Terapung, 2009.
USU Repository © 2009
Sf
1
= faktor keamanan bahan 6,0 Sf
2
= faktor keamanan bahan dan tumbukan 1,3 – 3,0, direncanakan 1,5 Maka :
g
τ = 5
, 1
, 6
55 ×
= 6,11 kgmm
2
.
Gambar 4.4 Dimensi pasak,[19]
Ukuran pasak dapat ditentukan dari persamaan sebagai berikut [20] : b = 0,25 – 0,35 ds
L = 0,75 – 1,5 ds dimana : ds = diameter poros turbin = 31,75 mm
b = lebar pasak mm L = panjang pasak mm
Maka : b = 0,25
× ds direncanakan = 0,25
× 31,75 = 7,9 ≈ 8 mm L = 1,5
× ds direncanakan = 1,5
×31,75 = 47,6 ≈ 50 mm.
Syamsul Simanjuntak : Perencanaan Serta Pembuatan Pelampung Dan Sistem Belt Perubah Putaran Pada Prototipe Turbin Air Terapung, 2009.
USU Repository © 2009
Untuk memeriksa keamanan pasak akibat tegangan geser yang timbul, maka besar gaya tangensial yang bekerja pada permukaan poros harus ditentukan
terlebih dahulu. Besarnya gaya tangensial yang timbul dapat dihitung dari persamaan 2.20. Perhitungannya dapat dilihat seperti berikut ini:
F =
ds T
2
................................................................................4.8
Dimana : F = gaya tangensial kg
ds = diameter poros turbin mm T = momen puntir poros turbin kg.mm
Sehingga : F =
75 ,
31 12175
2 ×
= 766,92 kg Tegangan geser yang timbul akibat gaya tangensial pada permukaan poros turbin
dapat dihitung dengan persamaan 2.21. Perhitungannya terdapat seperti berikut ini :
g
τ =
l b
F .
.........................................................................4.9
g
τ = 50
8 92
, 766
× = 1,97
≈ 2 kgmm
2
Dari perhitungan diatas tersebut dapat dilihat bahwa tegangan geser yang terjadi lebih kecil dari tegangan geser yang diijinkan, maka ukuran pasak yang
direncanakan tahan terhadap tegangan geser.
Syamsul Simanjuntak : Perencanaan Serta Pembuatan Pelampung Dan Sistem Belt Perubah Putaran Pada Prototipe Turbin Air Terapung, 2009.
USU Repository © 2009
Sedangkan perencanaan pasak untuk poros yang kedua yaitu untuk sproket kecil dan puli sama dengan perencanaan pasak pada poros yang ketiga untuk puli
kecil dan puli besar, karena diameternya sama yaitu sebesar 25,4 mm adalah sebagai berikut :
b = 0,25 – 0,35 ds L = 0,75 – 1,5 ds
Dimana : ds = diameter poros = 25,4 mm
b = lebar pasak mm L = panjang pasak mm
Maka : b = 0,25
× ds direncanakan = 0,25
× 25,4 = 6,3 ≈ 6 mm L = 1,5
× ds direncanakan = 1,5
×25,4 = 38,1 ≈ 40 mm Untuk memeriksa keamanan pasak akibat tegangan geser yang timbul,
maka besar gaya tangensial yang bekerja pada permukaan poros harus ditentukan terlebih dahulu. Besarnya gaya tangensial yang timbul dapat dihitung dari
persamaan 2.20. Sehingga perhitungannya sebagai berikut : F =
ds T
2
Sehingga : F =
4 ,
25 34
, 4058
2 ×
= 319,6 kg
Syamsul Simanjuntak : Perencanaan Serta Pembuatan Pelampung Dan Sistem Belt Perubah Putaran Pada Prototipe Turbin Air Terapung, 2009.
USU Repository © 2009
Tegangan geser yang timbul akibat gaya tangensial pada permukaan poros yang kedua dan ketiga dapat dihitung dengan persamaan 2.21 adalah sebagai berikut :
g
τ =
l b
F .
g
τ =
40 6
6 ,
319 ×
= 1,34 kgmm
2
Selanjutnya untuk menghindari kerusakan pada permukaan pasak karena tekanan bidang yang dipengaruhi tekanan permukaan P
a
maka harus direncanakan juga kedalaman alur pasak. Menurut Sularso [20], harga tekanan
permukaan adalah sebesar 8 kgmm
2
untuk poros berdiameter kecil. Maka kedalaman alur pasak dapat dihitung dengan persamaan 2.22. perhitungannya
sebagai berikut ini : P
a
≥ .
2 1
t t
L F
...............................................................4.10 Dimana : P
a
= tekanan permukaan yang diijinkan = 8 kgmm
2
F = gaya tangensial poros kg L = panjang pasak mm
t
1
dan t
2
= kedalaman alur pasak pada poros mm Sehingga kedalaman alur pasak untuk poros turbin adalah sebagai berikut :
P
a
≥
1
50 92
, 766
t ×
8
1
50 92
, 766
t ×
≥
t
1
≥
2,16 ≈ 2,5 mm
Syamsul Simanjuntak : Perencanaan Serta Pembuatan Pelampung Dan Sistem Belt Perubah Putaran Pada Prototipe Turbin Air Terapung, 2009.
USU Repository © 2009
Sedangkan kedalaman alur pasak untuk poros yang kedua antara sproket kecil dan puli besar dan kedalaman alur pasak untuk poros yang ketiga antara puli kecil dan
puli besar adalah : P
a
≥
2
40 6
, 319
t ×
8
2
40 6
, 319
t ×
≥
t
2
≥ 1,3 ≈ 1,5 mm
4.3.3 Perhitungan Transmisi Rantai Untuk Transmisi Pertama
