Dan tegangan yang diizinkan adalah: σ
max
= σ
t1
≤
0,4 x 7500 σ
t1
= 1921,786
≤
2520 kgcm
2
Sehingga desain cakram ini sudah memenuhi.
4.5 Perhitungan putaran kritis
Putaran kritis adalah putaran permenit yang secara numerik berimpit dengan frekuensi alami getaran poros. Secara teoritis putaran kritis menyebabkan
lendutan poros cenderung untuk memperbesar sampai ke tak hingga. Jadi pengoperasian pada putaran kritis haruslah dihindari ,untuk menghitung putaran
kritis harus menghitung terlebih dahulu pembebanan yang terjadi pada poros. Pembebanan yang dimaksud adalah pembebanan statis yang disebabkan berat
cakram, sudu gerak, dan berat poros itu sendiri. Berat cakram pada baris kedua dapat dihitung melalui persamaan berikut ini :
Berat sudu gerak : Berat sudu gerak baris 1
w
sg1
= γ . F . l
1
. z
1
Dimana : F
= luas penampang sudu = 1,135 cm
2
l
1
= tinggi sudu gerak rata-rata = 2,039 cm
2
z
1
= jumlah sudu gerak = 159 buah γ = berat spesifik bahan sudu, 0,00785 kgcm
3
Universitas Sumatera Utara
maka : w
sg1
= 0.00785 x 1,135 x 2,039 x 159 = 2,888 kg, Berat sudu gerak baris 2
w
sg2
= γ . F . l
2
. z
2
Dimana : F
= luas penampang sudu = 1,135 cm
2
l
2
= tinggi sudu gerak rata-rata = 3,288 cm
2
z
2
= jumlah sudu gerak = 191 buah γ = berat spesifik bahan sudu, 0,00785 kgcm
3
maka : w
sg2
= 0.00785 x 1,135 x 3,288 x 191 = 5,595 kg, Berat cakram :
Dimana : R = jari-jari cakram tertular
= 39,29 cm r
2
= jari-jari cakram sampai pelek rim = 13,15 cm
r
1
= jari-jari cakram sampai kelepak = 9 cm
y = tebal cakram pada jari-jari r
2
= 1,2 cm y
1
= tebal cakram pada jari-jari r
1
= 4,5 cm y
= tebal cakram pada jari-jari r = 8 cm
maka :
Universitas Sumatera Utara
Berat poros, W
P
Dimana : d
p
= diameter poros = 104,779 mm = 10,477 cm γ
= bobot spesifik bahan = 0,00785 kgcm
3
l = panjang poros = 100 cm Maka bobot pada poros sebesar w
: W
= W
sg1
+ W
sg2
+ W
ck
+ W
p
W = 2,888 + 5,595 + 191,51 + 67,641
W = 267,634 kg
Sebelum menghitung putaran kritis poros terlebih dahulu ditentukan: a.
Modulus elastisitas poros E = 2,1 x 10
6
kgcm
2
b. Mencari reaksi pada bantalan
Gambar 4.5 Pembebanan pada Poros
80 Ø
24
Satuan cm
Ø 22
Wp 100
Fcr F10
Ø 22
25
RA RB
Universitas Sumatera Utara
Σ M
A
= 0 ; W
ck
60 + W
P
50 – R
B
100 = 0 191,5160 + 135,28250 – R
B
100 = 0 R
B
= 250,188 kg
ΣF
y
= 0 ; R
A
+ R
B
– W
ck
+ W
p
= 0 R
A
+ 250,188 – 191,51 + 135,282 = 0 R
A
= 76,604 kg c.
Momen inersia untuk poros, dicari dengan persamaan :
d. Defleksi pada poros ditentukan dengan :
Selanjutnya ditentukan: ∑F
i
y
i
= Wp. δ
1
+ W
ck .
δ
2
= 135,28 x 0,002276 + 191,51 x 0,00699 = 2,9852 kg.cm
∑F
i
y
i 2
= 135,28 x 0,002276
2
+ 191,51 x 0,00699
2
= 0,01005 kgcm
2
Universitas Sumatera Utara
Maka Putaran kritis diperoleh dengan persamaan :
Sehingga besarnya perbedaaan putaran kritis dengan putaran normal turbin, diperoleh :
Dari praktek ternyata, bila putaran kritis berbeda dengan putaran normal sebesar 15 sampai 20 , dapat dipastikan bahwa turbin sudah berada
dalam operasi yang aman, akan tetapi kebanyakan pabrik pembuat turbin memakai kepesatan operasi normal lebih tinggi atau lebih rendah daripada
kepesatan kritis sebesar 30 sampai 40.
4.6 Roda Gigi
