Tabel 2.16. Jenis Material Penyusun Pegas, Zainuri, 2010
Material Allowable shear stress
MPa Modulus of
rigitdity G kNmm
2
Modulus of elasticity E
kNmm
2
Severe service
Average service
Light service
1. Carbon steel
a Up to 2.125 mm dia.
b 2.125 to 4.625 mm
c 4.625 to 8.00 mm
d 8.00 to 12.25 mm
e 13.25 to 24.35 mm
f 24.25 to 38.00 mm
2. Music wire
3. Oli tempered wire
4. Hard drawn spring
wire 5.
Stainless stell wire 6.
Monel metal 7.
Phasphor bronze 8.
Brass 420
385 336
294 252
224 392
336 280
280 196
196 160
525 483
420 364
315 280
490 420
340 350
245 245
175 651
595 525
455 392
350 612
525 437.5
437.5 360
360 219
80 80
80 80
80 80
80 80
80 70
44 44
35 210
210 210
210 210
210 210
210 210
196 105
105 100
2.12.4. Perhitungan Pegas helik tekan tarik
Pegas helix tekan yang paling umum adalah pegas kawat dengan penampang bulat, diameter coil konstan, dan picth yang konstan. Geometri
utama pegas helix adalah diameter kawat d, diameter rata-rata coil D, panjang pegas bebas Lf, jumlah lilitan Nt, dan pitch P. Pitch adalah jarak yang diukur
dalam arah sumbu coil dari posisi center sebuah lilitan ke posisi center lilitan berikutnya. Indeks pegas C, yang menyatakan ukuran kerampingan pegas
didefinisikan sebagai perbandingan antara diameter lilitan dengan diameter kawat
.
Seperti terlihat pada gambar 2.47. di bawah ini.
Gambar 2.47. Pegas ulir Tekan, Zainuri, 2010.
1. Panjang Rapat
Solid length of the spring: L
S
= n’ d 2.89
Keterangan : n’ = Jumlah koil lilitan
d = Diameter kawat
2. Panjang Bebas
Free length of the spring L
F
= n’ d δmak n’ – 1 x 1 mm 2.90
Dalam permasalahan ini, jarak antara dua kumparan yang berdekatan diambil 1 mm.
3. Indek pegas C
Didefinisikan sebagai rasio perbandingan antara diameter pegas dengan diameter kawat, maka persamaan matematikanya adalah :
Indek pegas C =
D d
2.91
Keterangan : D = diameter lilitan pegas
4. Spring rate k
Didefinisikan sebagai sebagai beban yang diperlukan per unit defleksi pegas, persamaan matematikanya adalah :
k = 2.92
Keterangan : W = Beban
δ = Defleksi dari pegas 5.
Pitch p Didefinisikan sebagai jarak aksial antara kumparan yang berdekatan pada daerah
yang tidak terkompresi, persamaan matematikanya adalah :
Pitch p =
anjang bebas
2.93
Atau dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut ini : Pitch of the coil =
δ - δS n
d 2.99
6.
Tegangan pada pegas helik
Bila tarikan atau kompresi bekerja pada pegas ulir, besarnya momen puntir T kg.mm adalah tetap untuk seluruh penampang kawat yang bekerja. Untuk
diameter lilitan rata-rata diukur pada sumbu kawat D mm, berdasarkan kesetimbangan momen besar momen puntir seperti terlihat pada gambar 2.48.
dibawah ini adalah:
Gambar 2.48. Pegas Helik Zainuri, 2010.
T =
D
2.100.a
Jika diameter kawat adalah d mm, maka besarnya momen puntir kawat yang berkorelasi dengan tegangan geser akibat torsi
τ
1
kgmm
2
adalah:
Torsi
= τ d
2.100.b Sehingga:
Sedangkan tegangan geser langsung akibat beban W adalah :
τ
= -
2.101.a
2.101.b
Keterangan: D = Mean diameter of spring coil
d = Diameter of the spring wire n = Number of active coil
G = Modulus of rigidity for the spring material W = Axial load on the spring
Τ = M x u u C = Spring index = Dd
P = Pitch of the coils δ = Deflection of the spring, as a result of an axial load W
Sehingga, tegangan geser maksimum yang terjadi di permukaan dalam lilitan pegas ulir adalah :
τ = τ τ
=
τ =
= 8
D D
d 8
D d
d D
= 8
D d
= s 8 D
d
K
s
= shear stress factor = 1 - Tegangan hanya mempertimbangkan pembebanan langsung
τ =
8 D
d
=
8 D
d
2.102
tegangan dengan mempertimbangkan efek lengkungan dan pembebanan
Keterangan : D = Diameter pegas rata-rata
d = Diameter of the spring wire n = Jumlah lilitan aktif
G = Modulus kekakuan W = Beban aksial
C = Spring index = Dd τ = Tegangan geser
K = F aktor ah’l
2.103
Persamaan untuk mencari Defleksi pegas adalah: 2.104
Harga diameter minimum kawat pegas dapat dihitung dengan menggunakan persamaan seperti yang tertulis dibawah ini.
√ 2.105
Keterangan : d = Diameter minimum kawat pegas mm
= aktor teganga ahl’ = Beban N
= Tegangan geser Nmm Berikut ini adalah persamaan yang digunakan untuk mencari harga diameter pegas:
D = C x d 2.106
Keterangan: D = Diameter pegas mm
C = Konstanta pegas. d = Diameter kawat pegas mm.
Persamaan untuk mencari harga lendutan awal adalah sebagai berikut: δ
= H
f
- H
s
2.107
Keterangan: δ
= Lendutan awal mm. H
f
Panjang pegas awal mm. H
s
Panjang mampat pegas mm.
Persamaan untuk menghitung lendutan efektif adalah sebagai berikut: H
s
= H
t
- 2.108
Keterangan: = Lendutan awal mm.
H Panjang pegas awal mm.
H
s
Lendutan efektif mm.
Persamaan untuk menghitung tinggi mampat pegas adlah sebagai berikut: H
c
= n + 1.5 d 2.109
Keterangan: H
c
= Tinggi mampat pegas mm. Indeks pegas.
d = Diameter kawat pegas mm.
2.13. Perhitungan Reaksi Tumpuan
Untuk menghitung kekuatan rangka dan gandar dapat digunakan persamaan- persamaan pada pembebanan statis yang diterima oleh komponen. Analisa yang
digunakan untuk menghitung reaksi tumpuan dengan persamaan kesetimbangan atau persamaan satis adalah sebagai berikut.
∑ ε = , 2.110
96
BAB III METODE PERANCANGAN
3.1. Pertimbangan Desain
Pada umumnya pesawat paratrike merupakan sebuah alat bantu olahraga, paratrike ini merupakan hasil modifikasi dari paramotor yang diracang untuk
memenuhi kebutuhan pilot yang sedang mengalami cidera dan tidak mampu menggunakan paramotor. Paratrike memiliki frame dan roda sebagai alat bantu
lepas landas serta mendarat. Frame paratrike pada umumnya terbuat dari stainless stell dan mempunyai tiga buah roda. Pada saat ini, frame paratrike sangat
sederhana hanya memakai satu batang frame dan dihubungkan dengan gandar poros serta lengan ayun untuk memasangkan ketiga rodanya. Seperti terlihat pada
gambar 3.1. di bawah ini.
Gambar 3.1. Frame paratrike, fly produk, 2006.
Dengan menggunakan kontruksi yang sederhana seperti terlihat pada gambar 3.1. maka angka kerusakan komponen mesin kerap terjadi seperti pada
bagian gandar roda, karena tidak dilengkapi dengan sistem peredam kejut. Sehingga bila terjadi beban berlebihan akan terjadi kerusakan pada komponen
tersebut.
