Poros
Menurut Elemenn Mesin Sularso,1987:hal 1, Poros adalah salah satu bagian terpenting dari mesin. Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Peranan dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros. Secara garis besarnya poros dibedakan menjadi:
1. Poros transmisi
Poros ini mendapat beban puntir murni atau puntir dan lentur. Daya ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling, roda gigi, puli sabuk dan sproket rantai.
2. Spindel
Spindel adalah poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran. Syarat yang harus dipenuhi oleh poros ini adalah depormasinya harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti.
3. Gandar
Gandar adalah poros yang dipasang diantara roda-roda kereta barang dimana, tidak mendapat beban puntir. Gandar ini hanya mendapat beban lentur.
Dalam merencanakan sebuah poros hal-hal penting yang diperhatikan adalah sebagai berikut :
1. Kekuatan poros
Kekuatan poros adalah kekuatan poros untuk menerima beban puntir atau lentur atau gabungannya. Perlu juga diperhatikan jika poros mendapat alur pasak atau mengalami pengecilan diameter (poros bertingkat). Jadi poros harus kuat dan mampu untuk menerima semua beban tersebut.
2. Kekauan poros
Meskipun poros sudah kuat tetapi jika lenturan atau defleksi puntirannya harus besar, misalnya pada kotak roda gigi. Oleh karena itu disamping kekuatannya harus diperhatikan dan disesuaikan dengan mesin yang akan dilayani.
3. Putaran kritis
Bila putaran suatu mesin dinaikkan maka pada harga tertentu akan menimbulkan getaran yang luar biasa besarnya. Putaran ini disebut putaran kristis. Jika mungkin poros harus direncanakan dengan putaran kerja dibawah putaran kristisnya.
4. Bahan
Bahan untuk poros hendaknya bahan yang tahan terhadap korosi, terutama untuk poros yang bersinggungan langsung dengan fluida yang korosif dan poros mesin yang sering berhenti dalam jangka waktu yang lama. Tetapi pada batas-batas tertentu dapat dilakukan perlindungan terhadap korosi.
a. Poros yang menerima momen puntir
Momen puntir (juga disebut sebagai momen rencana) adalah T (kg.mm) maka momen puntir dapat dicari dengan :
T = 9,74 x 105 ………..……………(2.1) Sularso,Elemen Mesen, hal. 7
Dimana:
T = Momen Puntir / Torsi (Kg.mm)
Pd = Daya rencana (Kw)
n1 = Putaran poros (rpm)
b. Poros dengan beban berfluktuasi
Dalam praktek sebenarnya, poros mendapatkan momen torsi dan momen bending yang berfluktuasi. Untuk merencanakan poros lurus dan poros counter maka haruslah mempertimbangkan adanya faktor kombinasi shock dan fatique didalam menghitung momen torsi (T) dan momen bending (M). Suatu poros yang mendapatkan beban kombinasi momen bending dan torsi, maka :
- Momen torsi eqivalen (Te) :
Te = ……………... (2.2) ) Khurmi, Machine Design, hal. 431
- Momen bending equivalen (Me) :
Me = .... (2.3) Khurmi, Machine Design, hal. 431
Dimana :
Km= faktor kombinasi shock dan fatique untuk bending
Kt = faktor kombinasi shock dan fatique untuk torsi
Table 2.1 Harga Km dan Kt
Jenis Pembahasan | Km | Kt |
- Poros Diam
- Poros berputar
| 1,0 1,5 – 2,0 1,5 1,5 – 2,0 2,0 – 3,0 | 1,0 1,5 -2,0 1,0 1,5 – 2,0 1,5 – 3,0 |
(Sumber : Elemen mesin I, hal. 149)
Diameter poros yang direncanakan menurut puntir equivalen (Te)
ds =…………………………….(2.4) Khurmi, Machine Design, hal 411
Diameter poros yang direncanakan menurut puntir equivalen (Me)
ds =…………………………….(2.5)Khurmi, Machine Design, hal 415
Penerus daya dengan sabuk (belt)
Sabuk penggerak adalah suatu peralatan dari mesin yang bekerjanya berdasarkan dari gesekan. Melalui gesekan antara puli dan sabuk penggerak gaya melingkar dapat dipindahkan dari puli penggerak ke puli yang digerakan. Perpindahan gaya ini tergantung dari tekanan sabuk penggerak ke permukaan puli, maka ketegangan dari sabuk penggerak sangatlah penting dan bila terjadi slip kekuatan geraknya akan berkurang. Transmisi sabuk dapat dibagi atas tiga kelompok yaitu :
1. Sabuk rata
Sabuk rata dipasang pada puli silinder dan meneruskan momen antara dua poros yang jaraknya dapat sampai 10 m dengan perbandingan putaran antara 1/1 sampai 6/1.
2 Sabuk dengan penampang trapesium
Dipasang pada puli dengan alur dan meneruskan momen antara dua poros yang jaraknya dapat sampai 5 m dengan perbndingan putaran 1/1 sampai 7/1.
3. Sabuk dan gigi
Digerakkan dengan sproket pada jarak pusat sampai 2 m dan meneruskan putaran secara tepat dengan perbandingan antara 1/1 sampai 6/1.
Sebagian besar transmisi sabuk menggunakan sabuk-V karena muda penanganannya dan harganya murah. Kecepatan sabuk direncanakan 10 sampai 20 (m/s) pada umumnya, dan maksimum sampai 25 (m/s). Daya maksimum yang dapat ditrasmisikan kurang lebih sampai 500 (Kw).
Sumber : (Elemen Mesin II, Ir. I Made Rasta,2005,hal 48)
a. Transmisi sabuk datar
Menurut Elemen Mesin II, Ir.I Made Rasta,2005,hal 50, sabuk penggerak datar memberikan fleksibel, menyerap hentakan, pemindahan kekuatan yang efisien pada kecepatan tinggi, tahan tehadap kikisan panas dan harganya murah. Selain itu sabuk datar ini juga dapat dipakai pada puli yang kecil. Kelemahan dari sabuk ini adalah karena sabuk ditentukan untuk tekanan yang tinggi, maka menyebabkan beban yang besar bagi batalan . Adapun tipe dari sabuk penggerak datar ini yaitu :
1. Sabuk terbuka
Sabuk ini digunakan untuk menghubungkan dua poros sejajar dan berputar dengan arah yang sama. Jika jarak diantara kedua sumbu besar, maka sisi kencang sabuk ditempatkan pada bagian bawah.
Gambar 2.1 Sabuk Terbuka
Sumber : Elemen Mesin II,Ir I Made Rasta, hal.50
2. Sabuk silang
Sabuk ini digunakan untuk dua poros sejajar dengan putaran berlawanan arah. Untuk menghindari sobekan keausan, jarak kedua poros maksimum 20b, dimana b adalah lebar sabuk dengan kecepatan di bawah 15 (m/s2)
Gambar 2.2 Sabuk Silang
Sumber : Elemen Mesin II,Ir I Made Rasta, hal .51
3. Sabuk perempat putaran
Digunakan pada poros yang tegak lurus dan berputar pada satu arah tertentu. Jika dikehendaki arah lain maka perlu puli pengarah. Untuk mencegah lepasnya sabuk, lebar bidang singgung puli harus lebih besar atau sama dengan 1,4 lebar sabuk.
Gambar 2.3 Sabuk Seperempat Putaran
Sumber : Elemen Mesin II,Ir I Made Rasta, hal .51
4. Sabuk dengan puli pengencang
Sabuk ini digunakan pada poros sejajar dengan sudut kontak kecil pada puli kecil.
Gambar 2.4 Sabuk Dengan Puli Penegang
Sumber : Buku Ajar Elemen Mesin II, hal.52
5. Sabuk kompon
Digunakan untuk meneruskan daya dari poros satu ke poros lainnya melalui beberapa puli.
Gambar 2.5 Sabuk Kompon
Sumber: Buku Ajar Elemen Mesin II, hal. 52
6. Sabuk dengan puli pelepas
Sabuk ini digunakan jika dikehendaki menghentikan atau menjalankan poros mesin tanpa mempengaruhi puli penggerak. Puli yang dipasak pada poros mesin dan yang berputar pada kecepatan sama poros mesin disebut test pulley. Puli yang berputar bebas disebut a loose pulley.
b. Transmisi sabuk –V
Menurut Elemen Mesin,Sularso,1987,hal 163, Sabuk-V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Tenunan tetoron atau semacamnya dipergunakan sebagai inti sabuk untuk membawa tarikan yang besar (Gambar2.6). Sabuk-V dibelitkan dikeliling alur puli yang berbentuk V pula. Bagian sabuk yang sedang membelit pada puli ini mengalami lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya akan bertambah besar. Gaya gesekan juga akan bertambah karena pengaruh bentuk baji, yang akan menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah. Hal ini merupakan salah satu keunggulan sabuk-V dibandingkan dengan sabuk rata.
Dalam Gambar 2.7 diberikan berbagai proporsi penampang sabuk-V yang umum dipakai
1. Terpal
2. Bagian Penarik
3. Karet Pembungkus
4. Bantal Karet
Gambar 2.6 Konstruksi Sabuk –V
Sumber: Sularso (1987: 164)
Gambar 2.7 Ukuran Penampang Sabuk-V
Sumber: Sularso (1987: 164)
Atas dasar daya rencana dan putaran poros penggerak, penampang sabuk-V yang sesuai dapat diperoleh (lihat gambar 2.8). Daya rencana dihitung dengan mengalikan daya yang akan diteruskan dengan factor koreksi.
Gambar 2.8 Diagram pemilihan sabuk-V
Sumber : Sularso, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, hal. 164
Transmisi sabuk-V hanya dapat menghubungkan poros-poros yang sejajar dengan putaran yang sama. Dibandingkan dengan transmisi roda gigi atau rantai, sabuk-V bekerja lebih halus dan tak bersuara. Untuk mempertinggi daya yang ditransmisikan dapat dipakai beberapa sabuk-V yang dipasang sebelah-menyebelah. Jarak sumbu poros harus sebesar 1,5 – 2 kali diameter puli besar.
Putaran puli penggerak dan yang digerakkan berturut-turut adalah n1 (rpm) dan n2 (rpm), dan diameter nominal masing-masing adalah dp (mm) dan Dp (mm) serta perbandingan putaran U dinyatakan dengan n2/n1 atau dp/Dp. Karena sabuk-V biasanya dipakai untuk menurunkan putaran, maka perbandingan yang umum dipakai ialah perbandingan reduksi i (i > 1) dimana :
........... ....................................... (2.6) Elemen mesin Sularso.hal 166
Dimana :
n1........ = Putaran penggerak (rpm)
n2........ = Putaran yang digerakkan (rpm)
dp....... = Diameter puli penggerak (mm)
Dp...... = Diameter puli yang digerakkan (mm)
Kecepatan linier sabuk-V (m/s) adalah :
........... .................................................... (2.7) Khurmi, Machine Design, hal 667
Dimana :
V ....... = Kecepatan linier sabuk (m/s)
dp ...... = Diameter puli penggerak (mm)
n1........ = Putaran penggerak (rpm)
Panjang keliling sabuk yaitu :
…….… …(2.8)Elemen Mesin, Sularso. hal 170
Dimana :
L......... = Panjang keliling sabuk (mm)
C........ = Jarak antar poros (mm)
Tabel 2.2 Panjang Sabuk V standar
Nomor nominal | Nomor nominal | Nomor nominal | Nomor nominal | ||||
(inch) | (mm) | (inch) | (mm) | (inch) | (mm) | (inch) | (mm) |
10 | 254 | 45 | 1143 | 80 | 2032 | 115 | 2921 |
11 | 279 | 46 | 1168 | 81 | 2057 | 116 | 2946 |
12 | 305 | 47 | 1194 | 82 | 2083 | 117 | 2972 |
13 | 330 | 48 | 1219 | 83 | 2108 | 118 | 2997 |
14 | 356 | 49 | 1245 | 84 | 2134 | 119 | 3023 |
15 | 381 | 50 | 1270 | 85 | 2159 | 120 | 3048 |
16 | 406 | 51 | 1295 | 86 | 2184 | 121 | 3073 |
17 | 432 | 52 | 1321 | 87 | 2210 | 122 | 3099 |
18 | 457 | 53 | 1346 | 88 | 2235 | 123 | 2124 |
19 | 483 | 54 | 1372 | 89 | 2261 | 124 | 3150 |
20 | 508 | 55 | 1397 | 90 | 2311 | 125 | 3175 |
21 | 533 | 56 | 1422 | 91 | 2337 | 126 | 3200 |
22 | 559 | 57 | 1448 | 92 | 2362 | 127 | 3226 |
23 | 584 | 58 | 1473 | 93 | 2388 | 128 | 3251 |
24 | 610 | 59 | 1499 | 94 | 2413 | 129 | 3277 |
25 | 635 | 60 | 1524 | 95 | 2438 | 130 | 3302 |
26 | 660 | 61 | 1549 | 96 | 2464 | 131 | 3327 |
27 | 686 | 62 | 1575 | 97 | 2489 | 132 | 3353 |
28 | 711 | 63 | 1600 | 98 | 2515 | 133 | 3378 |
29 | 737 | 64 | 1626 | 99 | 2540 | 134 | 3404 |
30 | 762 | 65 | 1651 | 100 | 2565 | 135 | 3429 |
31 | 787 | 66 | 1676 | 101 | 2591 | 136 | 3454 |
32 | 813 | 67 | 1702 | 102 | 2616 | 137 | 3480 |
33 | 838 | 68 | 1727 | 103 | 2616 | 138 | 3505 |
34 | 864 | 69 | 1753 | 104 | 2642 | 139 | 3531 |
(Sumber : Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin hal, Sularso. 168)
Jumlah sabuk yang diperlukan
........... ..………………..………………………(2.9) Elemen Mesin, Sularso. hal 173
Dimana :
N ....... = Jumlah sabuk yang diperlukan
Pd....... = Daya rencana motor (Kw)
Po....... = Kapasitas daya yang ditransmisikan untuk satu sabuk tunggal (tabel 2.2)
KӨ..... = Faktor koreksi (tabel 2.3)
Tabel 2.3 Kapasitas daya yang ditransmisikan untuk satu sabuk tunggal Po (Kw)
Putaran puli kecil (rpm) | Penampang A | |||||||
Merek Merah | Standar | Harga tambahan karena perbandingan putaran | ||||||
67 mm | 100 mm | 67 mm | 100 mm | 1,25-1,34 | 1,35-1,51 | 1,52-1,99 | 2,00- | |
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 | 0,15 0,26 0,35 0,44 0,52 0,59 0,66 0,72 | 0,31 0,55 0,77 0,98 1,18 1,37 1,54 1,71 | 0,12 0,21 0,27 0,33 0,39 0,43 0,48 0,51 | 0,26 0,48 0,67 0,84 1,00 1,16 1,31 1,43 | 0,01 0,04 0,05 0,07 0,08 0,10 0,12 0,13 | 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,13 0,15 | 0,02 0,04 0,07 0,09 0,11 0,13 0,15 0,18 | 0,02 0,05 0,07 0,10 0,12 0,15 0,18 0,20 |
Putaran puli kecil (rpm) | Penampang B | |||||||
Merek Merah | Standar | Harga tambahan karena perbandingan putaran | ||||||
118mm | 150 mm | 118mm | 150 mm | 1,25-1,34 | 1,35-1,51 | 1,52-1,99 | 2,00- | |
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 | 0,51 0,90 1,24 1,56 1,85 2,11 2,35 2,67 | 0,77 1,38 1,93 2,43 2,91 3,35 3,75 4,12 | 0,43 0,74 1,00 1,25 1,46 1,82 1,14 1,42 | 0,67 1,18 1,64 2,07 2,46 2,82 2,14 3,42 | 0,04 0,09 0,13 0,18 0,22 0,26 0,31 0,35 | 0,05 0,10 0,15 0,20 0,26 0,31 0,36 0,41 | 0,06 0,12 0,18 0,23 0,30 0,35 0,41 0,47 | 0,07 0,13 0,20 0,26 0,33 0,40 0,46 0,53 |
(Sumber : Elemen Mesin, Sularso, hal. 172)
Tabel 2.4 Faktor Koreksi (KӨ)
Dp-dpC | Sudut kontak Puli Kecil Ө (0) | Faktor Koreksi KӨ |
0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 | 180 174 169 163 157 151 145 139 133 127 120 113 106 99 90 83 | 1,00 0,99 0,97 0,96 0,94 0,93 0,91 0,89 0,87 0,85 0,82 0,80 0,77 0,73 0,70 0,65 |
(Sumber : Elemen Mesin, Sularso, hal. 174)
Sudut antara kedua sisi penampang sabuk yang dianggap sesuai adalah sebesar 30 – 40 derajat. Semakin kecil sudut ini, gesekan akan semakin besar karena efek baji. Sudut yang kecil pada sabuk kecil atau sabuk standar dapat menyebabkan terbenamnya sabuk kedalam alur puli. Akhir-akhir ini dalam perdagangan diperkenalkan sabuk-V dengan sudut lebar, yaitu 60 derajat. Untuk sabuk ini dipakai bahan dengan perpanjangan yang kecil untuk memperbaiki sifat buruk diatas. Tetapi dengan kondisi semacam ini, gesekan dan perbandingan tarikan yang dicapai menjadi lebih rendah.
Sifat penting dari sabuk yang perlu diperhatikan adalah perubahan bentuknya karena tekanan samping, dan ketahanannya terhadap panas. Bahan yang biasa dipakai adalah karet alam atau sentesis. Pada masa sekarang, telah banya dipakai karet niopren yang kuat. Tetapi akhir-akhir ini pemakaian inti tetoron semakin populer untuk memperbaiki sifat perubahan panjang sabuk karena kelembaban dan karena pembebanan. Dalam proses pembuatan sabuk, inti tetoron dapat mengerut pada waktu pendinginan, sehingga perlu proses khusus untuk memperbaikinya. Ada juga proses yang membiarkan pengerutan tersebut dengan perhitungan panas dan memulihkan bentuknya ke keadaan semula.
Untuk menentukan tegangan sabuk digunakan rumus :
........... ................................ (2.10) Elemen Mesin, Sularso. hal 173
Selanjutnya digunakan rumus hubungann antara tegangan sabuk dengan sudut kontak yaitu :
........................................... (2.11) Khurmi, Machine Design, hal 666
Dimana :
T1 = Tegangan sabuk pada sisi tarik ( N )
T2 = Tegangan sabuk pada sisi tekan ( N )
= Koefisien gesek sabuk
= Sudut antara kedua sisi penampang sabuk
= Sudut kontak sabuk ( rad )
Sedangkan besar momen puntir yang ditimbulkan oleh putaran puli yaitu :
P = (T1 – T2 ) .R .............................................. (2.12) Khurmi, Machine Design, hal 668
Dimana :
P = daya ( watt )
V = kecepatan linier sabuk ( m/s2 )
c. Penerus daya dengan sabuk gilir
Menurut Elemen mesin,Sularso,1987,hal 179 Tranmisi sabuk yang bekerja atas dasar gesekan belitan mempunyai beberapa keuntungan karena murah harganya, sederhana konstruksinya dan mudah mendapatkan perbandingan yang diinginkan. Namun transmisi sabuk tersebut mempunyai kekurangan dibandingkan rantai atau roda gigi, yaitu karena terjadi slip pada pulinya dan sabuk. Oleh karena itu macam tranmisi sabuk biasanya tidak dapat dipakai bilamana dikehendaki putaran tetap atau perbandingan transmisi yang tetap. Akhir-akhir ini telah dikembangkan macam sabuk yang dapat mengatasi kekurangan tersebut yaitu sabuk gilir timing belt. Pada gambar 2.9 digambarkan sabuk gilir yang telah dililit pada sebuah puli.
Gambar 2.9 Sabuk Gilir
Sumber: Elemen Mesin, Sularso, hal.179
Sabuk gilir terbuat dari karet neopon atau plastik peiuretan sebagai bahan cetak, dengan inti serat gelas atau kawat baja, serta gigi yang diletakan dengan teliti dipermukaan sebelah dalam dari sabuk ini. Karena sabuk ini dapat melakukan trasmisi mengait seperti roda gigi atau rantai, maka gerakan dengan perbandingan yang tetap dapat diperoleh. Batas maximum kecepatan sabuk gilir 25 m/s2, yang berarti lebih tinggi dari sabuk-V dan daya yang dapat ditransmisikan adalah sampai 60 KW.
Bantalan
Menurut Elemen mesin,Sularso,1987,hal 103, Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman dan panjang umur. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh system akan menurun atau tidak dapat bekerja secara semestinya. Jadi bantalan dalam permesinan dapat disamakan peranannya dengan pondasi pada gedung.
A. Klasifikasi Bantalan
Menurut Elemen mesin,Sularso,1987,hal 103 Bantalan dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
1. Atas dasar gerakan bantalan terhadap poros
a. Bantaan luncur
Pada bantalan ini terjadi gesekan antara permukaan poros dan bantalan, karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan lapisan pelumas.
Gambar 2.10 Bantalan luncur
Sumber : Elemen Mesin, Sularso, hal. 104
b. Bantalan gelinding
Pada bantalan gelinding terjadi gesekan gelinding antara bagian berputar dengan bagian yang diam menekan elemen gelinding seperti bola (peluru), rol atau rol jarum dan rol bulat.
Gambar 2.11 Macam – Macam Bantalan Gelinding
Sumber : Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, Sularso, hal. 129
2. Atas dasar arah beban terhadap poros
a. Bantalan radial
Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus sumbu poros.
b. Bantalan aksial
Arah beban bantalan ini sejajar dengan sumbu poros.
c. Bantalan gelinding khusus
Bantalan ini dapat menumpu beban yang arahnya sejajar dan tegak lurus sumbu poros.
B. Perbandingan antara Bantalan Luncur dan Bantalan Gelinding
Bantalan luncur Menurut Elemen mesin,Sularso,1987,hal 103 mampu menumpu poros berputar tinggi dengan beban besar. Bantalan ini sederhana konstruksinya dan dapat dibuat serta dipasang dengan mudah. Karena gesekannya yang besar pada wakyu mulai jalan, bantalan luncur memerlukan momen awal yang besar. Pelumasan pada bantalan ini tidak begitu sederhana. Panas yang timbul dari gesekan yang besar, terutama pada beban besar, memerlukan pendinginan khusus. Sekalipun demikian, karena adanya lapisan pelumas, bantalan ini dapat meredam tumbukan dan getaran sehingga hampir tidak bersuara. Tingkat ketelitian yang diperlukan tidak setinggi bantalan gelinding sehingga dapat lebih mudah .
Bantalan gelinding pada umumnya lebih cocok untuk beban kecil daripada bantalan luncur, tergantung pada bentuk elemen gelindingnya. Putaran pada bantalan ini dibatasi oleh gaya sentrifugal yang timbul pada elemen gelinding tersebut. Karena konstruksinya yang sukar dan ketelitiannya yang tinggi, maka bantalan gelinding hanya dibuat oleh pabrik-pabrik tertentu saja. Adapun haraganya pada umumnya lebih mahal daripada bantalan luncur. Untuk menekan biaya pembuatan serta memudahkan pemakaian, bantalan gelinding diproduksi menurut standar dalam berbagai ukuran dan bentuk. Keunggulan bantalan ini adalah pada gesekannya yang sangat rendah. Pelumasannya pun sangat sederhana, cukup dengan gemuk, bahkan pada macam yang memakai sil sendiri tak perlu pelumasan lagi. Meskipun ketelitiannya sangat tinggi, namun karena adanya gerakan elemen gaduh dibandingkan dengan bantalan luncur.
Pada waktu memilih bantalan, ciri masing-masing harus dipertimbangkan sesuai pemakaian, lokasi, dan macam beban yang akan dialami.
C. Perhitungan Beban dan Umur Bantalan Gelinding
1. Perhitungan beban equivalen
Menurut Elemen mesin,Sularso,1987,hal 134 Suatu beban yang besarnya sedemikian rupa hingga memberikan umur yang sama dengan umur yang diberikan oleh beban dan kondisi putaran sebenarnya disebut beban ekivalen dinamis. Jika suatu deformasi permanen, ekivalen dengan deformasi permanent maksimum yang terjadi karena kondisi beban statis yang sebenarnya pada bagian dimana elemen gelinding membuat kontak dengan cincin pada tegangan maksimum, maka beban yang menimbulkan deformasi tersebut dinamakan beban ekivalen statis. Misalkan sebuah bantalan membawa beban radial Fr (kg) dan beban aksial Fa (kg). Maka beban ekivalen dinamis P (kg) adalah sbagai berikut :
Untuk bantalan radial (kecuali bantalan rol silinder)
........... Pr = XV Fr + Y Fa ......................................... (2.13) Elemen Mesin, Sularso. hal 135)
Untuk bantalan aksial
........... P = X Fr + Y Fa ............................................... (2.14) Elemen Mesin, Sularso. hal 135)
Factor V sama dengan 1 untuk pembebanan pada cincin dalam yang berputar, dan 1,2 untuk pembebanan pada cincin luar yang berputar. Harga-harga X dan Y terdapat dalam table 2.5 berikut ini :
Tabel 2.5 Faktor-faktor V, X, Y dan Xo, Yo
Jenis Bantalan | Beban putaran pd cincin dalam | Beban putaran pd cincin luar | Baris tunggal Fa/VF1>e | Baris ganda Fa/VFr<eFa/VFr >e | e | Baris Tunggal | Baris ganda | |||||||
V | X | Y | X | Y | X | Y | | Xo | Yo | Xo | Yo | |||
Bantalan bola alur dalam | FaCo = 0,014 = 0,028 = 0,028 = 0,084 = 0,11 = 0,17 = 0,28 = 0,42 = 0,56 | 1 | 1,2 | 0,56 | 2,30 1,99 1,71 1,55 1,45 1,31 1,15 1,04 1,00 | 1 | 0 | 0,56 | 2,30 1,90 1,71 1,55 1,45 1,31 1,15 1,04 1,00 | 0,19 0,22 0,26 0,28 0,30 0,34 0,38 0,42 0,44 | 0,6 | 0,5 | 0,6 | 0,5 |
Bantalan bola luar | a = 20o = 25o = 30o = 35o = 40o | 1 | 1,2 | 0,43 0,41 0,39 0,37 0,35 | 1,00 0,87 0,76 0,66 0,57 | 1 | 1,09 0,92 0,78 0,66 0,55 | 0,70 0,67 0,63 0,60 0,57 | 1,63 1,41 1,24 1,07 0,93 | 0,57 0,68 0,80 0,95 1,14 | 0,5 | 0,42 0,38 0,33 0,29 0,26 | 1 | 0,84 0,76 0,66 0,58 0,52 |
Untuk bantalan baris tunggal, bila Fa/VFr ≤e, X = 1, Y = 0
(Sumber : Elemen Mesin, Sularso, hal. 135)
2. Perhitungan umur nominal
Menurut Elemen mesin,Sularso,1987,hal 136 Umur nominal L (90% dari jumlah sample, setelah berputar 1 juta putaran tidak memperlihatkan kerusakan karena kelelahan gelinding) dapat ditentukan sebagai berikut :
Jika C (kg) menyatakan beban nominal dinamis spesifik dan P (kg) beban ekivalen dinamis, maka factor kecepatan fn adalah :
Untuk bantalan bola, ....................... (2.15) Elemen Mesin, Sularso. hal 136
Untuk bantalan rol, ................ (2.16) ; (Elemen Mesin, Sularso. hal 136)
Factor umur bantalan adalah :
Untuk kedua bantalan, .......................... (2.17) Elemen Mesin, Sularso. hal 136
Untuk umur nominal Lh adalah:
Untuk bantalan bola, Lh = 500 fh3 ………………….(2.18) Elemen Mesin, Sularso. hal 136
Untuk bamtalan rol, Lh = 500 fh 10/3 ….…..……….(2.19) Elemen Mesin, Sularso. hal 136
Dimana:
Fn = factor kecepatan
Fh = Faktor umur
C = Beban nominal dinamis spesifik (N)
Lh = Umur nominal bantalan (jam)
mana gambarnya gan ....???
BalasHapus