TUGAS RANGKUMANPOROS DUKUNG, POROS TRANSMISI, DAN

POROS DUKUNG TRANSMISI

Diajukan untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Elemen Mesin II semester

empat dengan dosen pengempu Drs. H. Uum Sumirat, M.Pd.,MT.

oleh :

Feby Rahmawati Gusti

(1006466)

JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN

UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

BANDUNG

2012

1. Definisi Poros

Secara istilah poros adalah elemen mesin yang berbentuk batang dan umumnya

berpenampang lingkaran, berfungsi untuk memindahkan putaran atau mendukung sesuatu

beban dengan atau tanpa meneruskan daya. Tapi jika kita merujuk pada salahsatu sumber

maka dapat didefinisikan Poros adalah suatu bagian stasioner yang beputar, biasanya

berpenampang bulat dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi (gear), pulley,

flywheel, engkol, sprocket dan elemen pemindah lainnya. Poros bisa menerima beban

lenturan, beban tarikan, beban tekan atau beban puntiran yang bekerja sendiri-sendiri atau

berupa gabungan satu dengan lainnya. (Josep Edward Shigley, 1983)

Poros dalam sebuah mesin berfungsi untuk meneruskan tenaga melalui putaran mesin.

Setiap elemen mesin yang berputar, seperti cakra tali, puli sabuk mesin, piringan kabel,

tromol kabel, roda jalan, dan roda gigi, dipasang berputar terhadap poros dukung yang

tetap atau dipasang tetap pada poros dukung yang berputar.

2. Fungsi Poros

Poros dalam sebuah mesin berfungsi untuk meneruskan tenaga bersama-sama

dengan putaran. Setiap elemen mesin yang berputar, seperti cakara tali, puli sabuk mesin,

piringan kabel, tromol kabel, roda jalan dan roda gigi, dipasang berputar terhadap poros

dukung yang tetap atau dipasang tetap pada poros dukung yang berputar. Contohnya

sebuah poros dukung yang berputar , yaitu poros roda keran berputar gerobak.

3. Perencanaan

Untuk merencanakan sebuah poros, maka perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut :

1. Kekuatan poros

Pada poros transmisi misalnya dapat mengalami beban puntir atau lentur atau

gabungan antara puntir dan lentur. Juga ada poros yang mendapatkan beban tarik

atau tekan, seperti poros baling-baling kapal atau turbin.

Kelelahan tumbukan atau pengaruh konsentrasi tegangan bila diameter poros

diperkecil (poros bertangga) atau bila poros mempunyai alur pasak harus diperhatikan.

Jadi, sebuah poros harus direncanakan cukup kuat untuk menahan beban-beban yang

terjadi.

2. Kekakuan poros

Walaupun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup, tetapi jika lenturan dan

defleksi puntirannya terlalu besar, maka hal ini akan mengakibatkan ketidaktelitian

(pada mesin perkakas) atau getaran dan suara (misalnya pada turbin dan kotak roda

gigi).

3. Putaran kritis

Putaran kritis terjadi jika putaran mesin dinaikkan pada suatu harga putaran tertentu

sehingga dapat terjadi getaran yang terlalu besar. Hal ini dapat mengakibatkan

kerusakan pada poros dan bagian-bagian yang lainnya. Untuk itu, maka poros harus

direncanakan sedemikian rupa sehingga putaran kerjanya lebih rendah dari putaran

kritis.

4. Korosi

Bahan-bahan tahan korosi harus dipilih untuk poros propeller dan pompa bila terjadi

kontak dengan fluida yang korosif. Demikian pula untuk poros-poros yang terancam

kavitas dan poros mesin yang sering berhenti lama.

5. Bahan poros

Bahan untuk poros mesin umum biasanya terbuat dari baja karbon konstruksi

mesin, sedangkan untuk pembuatan poros yang dipakai untuk meneruskan putaran

tinggi dan beban berat umumnya dibuat dari baja paduan dengan pengerasan kulit

yang sangat tahan terhadap keausan. Beberapa diantaranya adalah baja khrom nikel,

4. Jenis Poros dilihat dari FungsinyaPoros dukung, misalnya gandar, poros motor, poros gerobag.

Poros transmisi, misalnya poros motor listrik, poros gigi transmisi pada gear box.

Gabungan dukung dan transmisi, misalnya poros mobil.

a. Poros transmisi, poros semacam ini mendapat beban puntiran murni atau puntiran

lentur.

Gambar. Poros Transmisi

Mw≤0.2d3 . τw

Dimana,Mw = Momen puntiran dalam Kgcmd = garis tengah poros dalam cmτ w = tegangan puntiran yang perbolehkan dalam Kg/cm2

b. Poros dukung, poros yang berputar atau diam, memikul beban tertentu atau

berubah.

Gambar. Poros Dukung

Mw≤W b x σw

Kita tetapkan ukuran-ukuran poros itu.Untuk poros bulat kita pakai rumus :

Mw≤0.1d3 . σw

Untuk poros bulat yang bolong kita pakai rumus :

Mw ≤0.1D 4−d4

D.σ w

Disini : D = garis tengah sebelah luard = garis tengah sebelah dalam

c. Poros dukung transmisi, poros ini mendapat pembebanan gabungan, karena

berfungsi sebagai penerus daya, juga memikul suatu beban tertentu.

Gambar . Poros Dukung Transmisi

Momen puntir pada poros yang menggerakan adalah :

T 1=9 ,74 . 105Pdn1 ...............................................(kgmm) (Sularso,1997:7)

Diamana :

T 1 = Momen puntir (kgmm)

Pd = Daya rencana (KW)

n1 = Putaran poros (rpm)

Sedangkan Pd=f c . P .....................................(KW) ( Sularso, 1997 :7)

Dimana :

f c = Faktor koreksi daya

P = Daya motor (KW)

Momen puntir yang terjadi pada saat poros yang digerakan adalah :

T 2=9 ,74 . 105Pdn2 …………………………..(kgmm) (Sularso, 1997:7)

Dimana :

T 2 = Momen puntir (kgmm)

Pd = Daya rencana (KW)

n2 = Putaran poros (rpm)

5. Perhitungan pada poros

Pada poros yang menderita beban puntir dan beban lentur sekaligus, maka pada

permukaan poros akan terjadi tegangan geser karena momen puntir dan tegangan lentur

karena momen lengkung, maka daya rencana poros dapat ditentukan denan rumus:

Pd=f c P (kW )

Dimana

Pd = daya rencana (Kw)

Fc = factor koreksi

P = daya nominal motor penggerak (Kw)

Jika momen puntir (disebut juga momen rencana) adalah T (kg.mm) maka:

Pd=(T /1000 ) (2 πn1/60 )102

sehingga

T=9 ,74 x105Pdn1

Bila momen rencana T (kg.mm) dibebankan pada suatu diameter poros d (mm), maka

tegangan geser (kg.mm2) yang terjadi adalah:

τ= T

(πd3 /16 )=5,1T

d3

Meskipun dalam perkiraan sementara ditetapkan bahwa beban hanya terdiri atas

momen puntir saja, perlu ditinjau pula apakah ada kemungkinan pemakaian dengan beban

lentur dimasa mendatang. Jika memang diperkirakan akan terjadi pemakaian dengan

beban lentur maka dapat dipertimbangkan pemakaian factor Cb yang harganya antara 1,2-

2,3.(jika tidak diperkirakan akan terjadi pembebanan lentur maka Cb diambil = 1,0).

Dari persamaan diatas diperoleh rumus untuk menghitung diameter poros

d=[5,1τa K tCbT ]1/3

dimana :τ a=σ B /(sf 1 x sf 2 )

Perhitungan putaran kritis

Nc=52700 d2

Il √ IW

Dimana :

W = berat beban yang berputar

l = jarak antara bantalan

6. Beban Pada Poros a. Poros dengan Beban Puntir

Daya dan perputaran, momen puntir yang akan dipindahkan oleh poros dapat ditentukan

dengan mengetahui garis tengah pada poros.

Gambar. Poros Transmisi dengan beban punter Apabila gaya keliling F pada gambar

sepanjang lingkaran dengan jari-jari r

menempuh jarak melalui sudut titik

tengah α (dalam radial), maka jarak ini

adalah r · , dan kerja yang dilakukan

adalah F.

Gaya F yang bekerja pada keliling roda gigi dengan jari-jari r dan gaya reaksi pada

poros sebesar F merupakan suatu kopel yang momennya Mw = F.r. Momen ini merupakan

momen puntir yang bekerja dalam poros.

W = F · r · α = Mw · α

Bila jarak ini ditempuh dalam waktu t, maka daya:

P = W / t = Mw · α t = Mw · ω

di mana ω ialah kecepatan sudut poros. Jadi, momen puntirnya:

Mw = ω P

b. Poros dengan Beban Lentur Murni

Poros dengan beban lentur murni biasanya terjadi pada gandar dari kereta tambang dan

lengan robot yang tidak dibebani dengan puntiran, melainkan diasumsikan mendapat

pembebanan lentur saja. Meskipun pada kenyataannya gandar ini tidak hanya mendapat

beban statis, tetapi juga mendapat beban dinamis.

Gambar . Beban lentur murni pada lengan robot Jika momen lentur M1, di mana beban pada suatu gandar diperoleh dari 1 2 berat

kendaraan dengan muatan maksimum dikurangi berat gandar dan roda, tegangan lentur

yang diizinkan adalah σa, maka diameter dari poros adalah:

Poros dengan Beban Puntir dan Lentur Poros dengan beban puntir dan lentur dapat terjadi pada puli atau roda gigi pada

mesin untuk meneruskan daya melalui sabuk, atau rantai. Dengan demikian poros tersebut

mendapat beban puntir dan lentur akibat adanya beban. Beban yang bekerja pada poros

pada umumnya adalah beban berulang. Jika poros tersebut mempunyai roda gigi untuk

meneruskan daya besar, maka kejutan berat akan terjadi pada saat mulai atau sedang

berputar. Selain itu beban punter dan lentur juga terjadi pada lengan arbor mesin frais,

terutama pada saat pemakanan.

Gambar. Beban puntir dan lentur pada arbor saat pemakanan Agar mampu menahan beban puntir dan lentur, bahan poros harus bersifat liat dan ulet

agar mampu menahan tegangan geser maksimum sebesar:

Pada poros yang pejal dengan penampang bulat,

dan

DAFTAR PUSTAKA

Harras, Kholid. (2007). “pengertian poros”, dalam elemen mesin. Jakarta: Universitas Negeri Jakarta.

Irham Stepanus (2009). “Teknik Mesin 1, pengertian poros”. Mediafire.com(8 Januari 2009). Sepdyanuri Indar luh (2011). “Institut Sains & Teknologi AKPRIND Elemen Mesin 1”. [Online]. Tersedia: www.akprind.ac.id yang direkam pada 8 Des 2011 21:55:03 GMT. [31 Januari 2012].