Bab 4 Elmes Alan
-
Upload
aong-lowrider -
Category
Documents
-
view
232 -
download
0
Transcript of Bab 4 Elmes Alan
-
8/19/2019 Bab 4 Elmes Alan
1/19
BAB IV
PERHITUNGAN
4.1 Perhitungan dan Desain Belt Pulley
4.1.1 Perhitungan Belt
1. Data yang diketahui
• Daya motor yang ditransmisikan (P) : 0,75 hp = 551,6 Watt
• Putaran dari motor (n1) : 1600 rpm
• Putaran yang diharapkan (n) : 600 rpm
• Ditentukan diameter pulley ke!i" d1 : 100mm = 0,1 m
. #enentukan tipe Belt Drive dari pitch line velocity
v=π d1n1
60 m$s
v=πx 0,1 x 1600
60 m$s
v=8,37m /s ( "ight dri%e &10m$s)
'. #enentukan materia" Belt
uer dengan density = 11*0 kg$m'
*. #enentukan +oeisien gesek belt (-)
Dari uku /etook o #a!hine Design y ..+hurmi nd 2.+.3upta
/ae" 14. Coefficient of Friction between Belt and Pulley
uer e"t dan ast ron Pu""ey - = 0,'
5. #enentukan tea" dan "ear e"t
-
8/19/2019 Bab 4 Elmes Alan
2/19
Dari uku /etook o #a!hine Design y ..+hurmi nd 2.+.3upta
a"aman 70. Dipi"ih tea" e"t (t) = 5mm 8 "ear e"t () = 50mm
6. #enentukan Diameter Pu""ey 9esar (d)
n2
n1=
d1
d2
d2=100mmx1600 rpm
600 rpm
d2=266 mm=280 mmans
#aka rpm aktua" yang dipero"eh ada"ah
n2=1600 rpm x 100mm
280mm=571rpm
7. #enentukan velocity Ratio(Vr)
Vr =n1
n2=1600571 =1:2,8
4. #enentukan panang belt (;)
Ditentukan arak antar pusat () = 550mm
L=π
2 (d1+d2 )+2 x+
(d1−d2)2
4 x
L=π
2 ( 100+280 )+2(550)+
(100−280)2
4(550)
L=1116,3 mm=1,1163 m
-
8/19/2019 Bab 4 Elmes Alan
3/19
10. #enghitung tegangan pada belt
/1= isi tegang e"t
/= isi "onggar e"t
2,3log
(T 1
T 2 )= μθ=0,3∗2,81=0,843
log( T 1T 2 )=0,843
2,3 =0,366
( T 1T 2 )=antilog 0,366=2,322 N . .. .( I )
(T 1−T 2 ) v= P
(T 1−T 2 )= Pv = 551,6 W
8,37 m /s=65,9 N . . . .( II )
utsitusikan Pers. dan Pers.
2,322 T 2−T 2=65,9 N T 1=T 2+65,9 N
1,322 T 2=65,9 N T 1=49,8+65,9 N
T 2=49,8 N T 1=115,7
11. #enghitung tegangan maksimum yang dapat diterima 9e"tuer e"t a""o>a"e stress ( σ ) = 1,75#pa
/ma = σ ∗b∗t
/ma = 1,75∗50 mm∗5 mm
/ma = *'7,5 (2auh diatas /1=115,7, maka desain ini aman)
1. #enghitung entriuga" /ension (/!)
T c=m∗v2
m=btlρ (massa per meter e"t)
T c=3,18∗8,37 m=50∗5∗1116,3∗1140
T c=26,6 N m=3,18 kg /m
4.1.2 Perhitungan Pulley
1. #ateria" Pu""ey
Ditentukan : ast ron ρ = 700kg$m (#udah diuat, murah)
. Diameter Pu""ey
Diameter pu""ey ke!i" d1 = 100mm (ditentukan)
-
8/19/2019 Bab 4 Elmes Alan
4/19
Diameter pu""ey esar d = 40mm (dari perhitungan velocity ratio diatas)
'. /ea" im = 5mm (ditentukan)
*. 2um"ah spoke (n)
Pulley ke!i" n = * (ditentukan)
Pulley esar n = 6 (ditentukan)
5. entriuga" tress ( σ t ¿
σ t = ρ v2
σ t =7200 kg
m3∗8,37
m
s =60,26 kN
6. ;ear Pu""ey (9)
=1,25∗b
=1,25∗50mm
=62,5mm !63mm ans
7. Perhitungan dimensi pada pu""ey ke!i"
/orsi T = Px 60
2 π n1=
551,6∗602 π ∗1600
=3290 N . mm = ',< .m
9ending moment akiat e"t (#)
" =(T 1+T 2+2 T c ) L!( L= #arak p$ll%& dari b%aring motor)
" =(49,8+115,7+2∗26,6 )∗0,15 m
" =32,8 N
#omen Puntir ?@ui%a"en
/e ¿√ T 2+ " 2=√ 3,292+32,82=32,96 N . m
Diameter shat minimum pu""ey (d1)
d13=
T %
9,82=¿ 1*,) =d
4=
15 mm
4 =3,75 mm
/ea" pasak (t) = =d
4=
15 mm
4 =3,75 mm
Bkuran rm
-
8/19/2019 Bab 4 Elmes Alan
5/19
1 = minor ais
a1 = mayor ais = (A1)
9ending momen maksimum pada uung arm (#)
" =2T
n =2∗3290 N . mm
4 =1645 N . mm
e!tion modu"us (C) =π
32∗b1∗(a1
2 )=0,393∗(b13)
sumsi untuk !ast iron tensi"e strength 15#pa $mm
b
0,393(¿¿13)
15= "
' =
1645 Nmm¿
b1=3
√ 164515∗0,393
=6,53mm=7mm (ns ! a1=2∗b1=14 mm
4. Perhitungan pada pu""ey esar
/orsi T = Px 60
2 π n2=
551,6∗602 π ∗571
=9200 N . mm = ) =d
4=
25 mm
4 =6,25 mm
/ea" pasak (t) = =d
4=
25 mm
4 =6,25 mm
Bkuran rm 1 = minor ais
-
8/19/2019 Bab 4 Elmes Alan
6/19
a1 = mayor ais = (A1)
9ending momen maksimum pada uung arm (#)
" =2T
n =
2∗9200 N . mm6
=3022 N . mm
e!tion modu"us (C) =π
32∗b
1∗(a1
2 )=0,393∗(b13)
sumsi untuk !ast iron tensi"e strength 15#pa $mm
b
0,393(¿¿13)
15= "
' =
3022 Nmm¿
b1=3
√ 3022
15∗0,393
=8mm!a1=2∗b1=16mm
4.1.3 Desain Belt Pulley
(/er"ampir)
4.2 Perhitungan dan Desain Chain Sprocket
4.2.1 Perhitungan Chain Sprocket
1. Data yang sudah diketahui
• Daya motor "istrik (Pmotor ) : 0,75 hp
• Putaran input (n1) : 571 rpm
• Putaran output yang diharapkan (n) : 150 rpm
• 2arak antar pusat spro!ket () : 550mm
. #enghitung e"o!ity atio
)r=n2
n1=
150
571=
1
3,8=1:3,8
'. #enghitung 2um"ah gigi pada masingEmasing spro!ket (/)
Bntuk %e"o!ity ratio ',4 F *, um"ah gigi terke!i" pada spro!ket ada"ah ' gigi,
maka : T 2=T 1∗n 1
n 2 =
23∗571150
=87,5 ! 88 (ns . 2adi /1=' dan /= 44.
*. #emi"ih enis chain
Dipi"ih o""er 9ush hain G 069 sinle chain dengan properti seagai
erikut:
• Pit!h (p) =
-
8/19/2019 Bab 4 Elmes Alan
7/19
• o""er diameter ma (d1) = 6.'5mm
• nner p"ates >idth (1) = 5,7mm
• /rans%erse pit!h (p1) = 10,*mm
• #inimum 9reaking "oad = 4,
-
8/19/2019 Bab 4 Elmes Alan
8/19
* =23+88
2+2∗5509,525
+(88−232π
)2
∗9,525
550
* =172,7 ! 173 matarantai
4. Panang rantai (;)
; = +Ap
; = 17'A
-
8/19/2019 Bab 4 Elmes Alan
9/19
ha = 0,625 p−0,5d1+0,8 p
T 2
=2,289mm (maksimum pada gear)
• Pit!h !ir!"e diameter (D)
Pinion += p cos%c(180
T 1 )=
69,95mm
3ear += p cos%c(180T 2 )=266,8mm
• Diameter "uar (Da)
Pinion +a= ++ p(1− 1,6T 1 )−d1=72,46 mm (minimum)
3ear +a= ++ p(1−
1,6
T 2 )−d1=269 mm (minimum)
• oot diameter (D)
Pinion +, = +−2 ri=63,55mm
3ear +, = +−2 ri=260,4 mm
• /ooth >idth ("ear gigi) ( 1)
b, =0,93∗b1=5,319mm
•
/ooth side radius (r) = p =
-
8/19/2019 Bab 4 Elmes Alan
10/19
0c=0,39∗22=1,56 N
1*. /ension in !hain due sagging (Hs)
0s=k ∗mg∗ x=2∗0,38∗9,8∗0,55=4,2 N
15. /ota" tension
HtJH!JHs = 75J1,56J*, = 40,76 .
4.2.2 Desain Chain dan Sprocket
(/er"ampir)
-
8/19/2019 Bab 4 Elmes Alan
11/19
4.3 Perhitungan dan Desain Poros
4.3.1 Perhitungan Poros
3amar *.1 Desain ketsa Poros 1
umer : Dokumen priadi
D pulley besar= 11 in = 40mm
D sprocket kecil = ,
-
8/19/2019 Bab 4 Elmes Alan
12/19
0dx= 0d cos45 °=56∗0,707=39,59 lb
0d&= 0d sin 45°=56∗0,707=39,59 lb
*. itung gaya pada poros
3amar *. Diagram 9enda 9eas Poros 1
umer: Dokumen Priadi
1 " ax=¿ 0 1 " a&=0 1 " ax= 0cx∗3,94− 0dx∗19,66+ -bx∗23,6 1 " a&= 0d&∗19,66− -b&∗23,6
0=88,65lb−699,6994 lb+ -bx∗23,6 -b&=699,6994
23,6 =29,64827966 lb
-bx=611,0494
23,6 =25,89 lb
1 0 x=− -ax+ 0cx− 0dx+ -bx=0 1 0 &=− -a&+ 0d&− -b&=0 -ax=22,5−35,59+25,89 -a&=35,59−29,64827966
-ax=12,8lb -a&=5,94172034 lb
3amar *.' (tas) Diagram 3aya Poros 1, (9a>ah) Diagram #omen Poros 1
umer: Dokumen Priadi
-
8/19/2019 Bab 4 Elmes Alan
13/19
esu"tan 3aya dan #omen
-a=√ -ax2+ -a&2=√ 12,8 2+5,941722=14,118 lb
-b=√ -bx2+ -b&2=√ 25,89
2+29,6482=39,36 lb
0c=√ 0c&2+ 0cx2=√ 02+22,52=22lb
0d=√ 0dx2+ 0d&2=√ 35,592+35,592=50,33186 lb
"c=√ "cx2+ "c&2=√ (−50,432)2+02=50,432 lb .∈¿
"d=√ "dx2+ "d&2=√ 102,0522+(−116,814)2=155,113 lb .∈¿
5. #enentukan #ateria" Poros
Dari /ae" Desin Properties of Carbon and "lloy !teel (/er"ampir), maka
ditentukan #ateria" yang dipakai ada"ah "#!# $%&% Cold'Drawn !teel dengan y =
71 ksi dan u = 40 ksi.
/er"ihat pada graik ndurance !trenth ! n versus ensile !trenth for *rouht
!teel for Various !urface Condition (/er"ampir) , ni"ai n = '0 ksi.
6. #enghitung ndurance !trenth terkoreksi (! n+ )
Pi"ih Reliability = 0,
-
8/19/2019 Bab 4 Elmes Alan
14/19
3amar *.* Desain ketsa Poros
umer : Dokumen priadi
D sprocket = 10,5< in
D pulley = *,1 in
P = 0,75 hp
Putaran poros = 150 rpm
φ spro!ket = *5 ° (kea>ah)
φ pu""ey = 0 °
1. itung torsi pada poros
T =63000∗ P150 rpm
=315 lb .∈¿
. itung ni"ai gaya pada titik ( sprocket )
0c= T
+ /2=
315
10,59/2=59,49lblb
• 9ending or!e
0cx=1,5∗ 0c cos 45°=1,5∗59,49∗0,707=42lb
0c&=1,5∗ 0c sin 45°=1,5∗59,49∗0,707=42 lb
'. i"ai ni"ai gaya pada titik D ( pulley conveyor )
0d=T ∗2
+ =
315∗24,21
=149,6lb
• 9ending or!e
0dx=1,5∗ 0d cos0°=1,5∗149,6∗1=224,4 lb 5(W =11,4 lb /¿) 0d&=1,5∗ 0d sin 45 °=1,5∗149,6∗0=0 lb
-
8/19/2019 Bab 4 Elmes Alan
15/19
*. itung gaya pada poros
3amar *.5 Diagram 9enda 9eas Poros
umer: Dokumen Priadi
1 " ax=¿ 0 1 " ax= 0cx∗3,94+ (W ∗19,68 )∗15,75∗19,66− -bx∗27,56
-bx=165,48 lb+3533,54 lb
27,56 1 " a&=0
1 " a&= 0c&∗3,94− -b&∗27,56
-bx=134,2lb -b&=165,48
27,56 =6 lb
1 0 x=− -ax+ 0cx+ 0dx− -bx=0 1 0 &=− -a&+ 0c&− -b&=0
-ax=42+224,4−134,2 -a&=42−6 = '6 "
-ax=132,2lb
3amar *.6 (tas) Diagram 3aya Poros , (9a>ah) Diagram #omen Poros
umer: Dokumen Priadi
-
8/19/2019 Bab 4 Elmes Alan
16/19
esu"tan 3aya dan #omen
-a=√ -ax2+ -a&2=√ 132,22+362=137 lb
-b=√ -bx2+ -b&2=√ 134,22+62=134,33lb
0c=√ 0c&2
+ 0cx2
=√ 422
+422
=59,4 lb 0d=√ 0dx2+ 0d&2=√ 224,42+02=224,4 lb
"c=√ "cx2+ "c&2=√ (−520,85)2+(−141,84)2=539,8 lb .∈¿
"d=√ "dx2+ "d&2=√ (−1061,75)2+02=1061,75 lb .∈¿
5. #enentukan #ateria" Poros
Dari /ae" Desin Properties of Carbon and "lloy !teel (/er"ampir), maka
ditentukan #ateria" yang dipakai ada"ah "#!# $%&% Cold'Drawn !teel dengan y =
71 ksi dan u = 40 ksi.
/er"ihat pada graik ndurance !trenth ! n versus ensile !trenth for *rouht
!teel for Various !urface Condition (/er"ampir), ni"ai n = '0 ksi.
6. #enghitung ndurance !trenth terkoreksi (! n+ )
Pi"ih Reliability = 0,
-
8/19/2019 Bab 4 Elmes Alan
17/19
1. /entukan ni"ai ;10 (umur desain)
Dipi"ih ;10 = 15000 h, dari tae" Reco--ended Desin /ife For Bearins
(/er"ampir).
. itung ;d dan asi! dynami! "oad rating ()
Ld=15000∗571∗60min//
Ld=5,13∗108r%v
4 = Pd( Ld
106)
1
k =39,36 lb∗(5,13∗102)1
3=315 lb
'. Pi"ih tipe anta"an
9erdasarkan ni"ai dan diameter dari poros, erdasarkan tae" Data pemi"ihan
anta"an untuk sinle'row'deep'roove0 onrad'type ball bearin (/er"ampir) maka
dipi"ih anta"an series 600 dengan nomor anta"an 605.
Poros 2
1. /entukan ni"ai ;10 (umur desain)
Dipi"ih ;10 = 15000 h, dari tae" Reco--ended Desin /ife For Bearins
(/er"ampir).
. itung ;d dan asi! dynami! "oad rating ()
Ld=15000∗150∗60min//
Ld=1,35∗108r%v
4 = Pd( Ld
106)
1
k =137lb∗(1,35∗102 )1
3=702,8 lb
'. Pi"ih tipe anta"an
9erdasarkan ni"ai dan diameter dari poros, erdasarkan tae" Data pemi"ihan
anta"an untuk sinle'row'deep'roove0 onrad'type ball bearin (/er"ampir) maka
dipi"ih anta"an series 600 dengan nomor anta"an 607.
4.4.2 Desain Bearing Banta!an
(/er"ampir)
-
8/19/2019 Bab 4 Elmes Alan
18/19
4." Perhitungan dan Desain #e$ Pasa%
4.".1 Perhitungan #e$ Pasa%
Poros 1
D poros = 0,
-
8/19/2019 Bab 4 Elmes Alan
19/19
#aka panang pasak di"eihkan menadi :
Panang pasak untuk spro!ket = 0,' in
4.".2 Desain #e$ Pasa%
(/er"ampir)