M
b4
= 1040,7 x 90 – 328,2 x 24 – 326,3 x 12 – 321 x 6 = 79943 kg cm M
b5
= 1040,7 x 96 – 328,2 x 30 – 326,3 x 18 – 321 x 12 – 315,75 x 6 = 78439,43 kg cm
M
b6
= 1164,6 x 66 – 298,3 x 6 = 75072,83 kg cm M
b7
= 1164,6 x 60 = 69875,1 kg cm
6.3. Penentuan diameter poros dengan mengabaikan berat poros
6.3.1. Diameter poros pada bagian cakram-cakram diletakkan ASME merekomendasikan bahwa M
b
dan M
1
dikalikan dengan factor kombinasi kejut dan lelah C
m
dan C
1
. Gitin M. Maitra, L.V. Prased, Handbook of mechanical design. Dengan perkiraan bahwa selama operasi poros akan
menderita beban kejut kecil tiba-tiba maka harga C
m
= 2 dan C
t
= 1,5 momen puntir ekuivalen maksimum yang bekerja pada poros dimana cakram-
cakram diletakkan :T
e7
=
2 7
7 t
t b
m
xM C
xM C
+
=
2 2
359063 5
, 1
1 ,
69875 2
x x
+
= 556429,7 kg cm Bahan yang akan dipakai untuk bahan poros adalah baja karbon JIS S30C
yang mempunyai tegangan lulus σ
yp
= 29 kgmm² dan modulus elastisitas E = 2,1 x 10
6
kgcm². ASME memberikan hubungan sebagai berikut : τ
p
= 0,3 x σ
yp
= 0,3 x 29 kgmm² = 8,7 kgmm². Karena poros mempunyai alur pasak, fillet maka τ
p
harus dikurangi sebesar 25 Gitin M. Maitra, L.V. Prasad, Handbook of mechanical design.
τ
p
= 0,75 x 8,7 kgmm² = 6,525 kgmm² = 652,5 kgmm² Diameter poros d
p
Universitas Sumatera Utara
d
p
≥
3
. 16
c p
xT τ
π
≥
3
7 ,
556429 5
, 652
. 16
x
π ≥ 16,3 cm
Perhitungan ekspansi kalor dilakukan dengan mengasumsikan diameter poros sebesar 28 cm, maka diameter poros turbin diambil sebesar 28 cm.
6.3.2. Diameter poros pada bagian penghubung-singkatkan generator. Bila generator dihubung-singkatkan momen putar pada poros akan naik
dalam waktu sesaat melebihi sepuluh kali dari momen putar maksimum pada operasi penuh P. Shlyakhin, 1988
Momen putar maksimum M
t
= M
t7
= 359062,9 kg cm M
t maks
= 10 x M
t
= 10 x 359062,9 kg cm = 3590629kg cm momen lentur pada kopling antara generator dan turbin dapat dianggap sama
dengan nol sehingga d
p
≥
3
. .
16
all tmaks
M τ
π
≥
3
1943 .
3590629 .
16 π
= ≥ 21,1 cm
dengan τ
all
= 0,67 x 29 kgmm² = 19,43 kgmm² = 1943 kgcm² Diameter poros pada bagian penghubung-singkatkan generator diambil
sebesar 22 cm.
Universitas Sumatera Utara
6.4. Penentuan diameter poros dengan memperhitungkan berat poros.
Gambar 6.2.Dimensi poros turbin Berat poros dengan diameter 28 cm
W
p
=
4 1
π . 28² . 58 x γ
baja
=
4 1
. Π . 28² . 58 x 0,0078 = 336 kg
beban terdistribusi merata Q = 336 kg 58 cm = 4,8 kgcm berat poros dengan diameter 22 cm :
W
p
=
4 1
π . 22² . 60 + 50 x 0,0078 = 326 kg
beban terdistribusi merata Q = 326 kg 110 cm = 3 kgcm
Gambar 6.3.Skema gaya yang bekerja pada poros
ΣM
A
= 0 3 x 60 x 30 + 336 x 89 + 3 x 50 x 143 + 328,2 x 66 + 326,3 x 78 + 321 x
84 + 315,7 x 90 + 310,5 x 96 + 305,2 x 102 + 298,3 x 108 – RB x 168 =0 R
B
= 1502,4 kg
Universitas Sumatera Utara
ΣF
V
= 0 R
A
– 328,2– 326,3– 321 – 315,7 – 310,5 – 305,2 – 298,3 + 180 – 336 – 150 + 1502,4 = 0
R
A
= 1368,8 kg momen lengkung pada poros cakram tingkat ke :
M
b1
= 1368,8 x 66 – 3 x 60 x 36 – 4,8 x 6 x 3 = 83857,1 kg cm M
b2
= 1368,8 x 78 –3 x 60 x 48 –4,8 x 18 x 9 –328,2 x 12 = 93520,3 kg cm M
b3
= 1368,8 x 84 – 3 x 60 x 54 – 4,8 x 24 x 12 – 328,2 x 18 – 326,3 x 6 = 96134,8 kg cm
M
b4
= 1368,8 x 90 – 3 x 60 x 60 – 4,8 x 30 x 15 – 328,2 x 24 – 326,3 x 12 - 321 x 6 = 96650,2 kg cm
M
b5
= 1368,8 x 96 – 3 x 60 x 66 – 4,8 x 36 x 18 – 328,2 x 30 – 326,3 x 18 – 321 x 12 – 315,75 x 6 = 95098,3 kg cm
M
b6
= 1502,4 x 66 – 150 x 41 – 4,8 x 16x 8-298.2922x 6 = 91510,6 kg cm M
b7
= 1502,4 x 60 – 3 x 50 x 35 – 4,8 x 10 x 5 = 85918,9 kg cm Momen puntir ekuivalen maksimum terjadi pada poros cakram tingkat
ketujuh yaitu : T
e7
=
2 7
7 t
t b
m
xM C
xM C
+
=
2 2
9 ,
359062 5
, 1
9 ,
85918 2
x x
+
= 565342,6 kg.cm Diameter poros d
p
d
p
≥
3 7
. 16
e p
xT τ
π
≥
3
3 ,
548418 5
, 652
. 16
x
π =
≥ 16,4 cm
Universitas Sumatera Utara
6.5. Putaran kritis poros
