Jumat, 01 Juli 2011

PERHITUNGAN SABUK V


Sebuah pengolah hasil panen atau perontok padi akan beroperasi secara optimal pada putaran 200-400 rpm.Motor yang dianggap sesuai adalah motor listrik dengan daya 2 HP dan putaran 1420 rpm.Rencanakan poros dan sabuk-V yang sesuai dengan tansmisi ini.

Jawab :
1.                   P =  2 HP = 2 x 0,735 = 1,47 kW, n1 = 1420 rpm,n2 = 400,C = 300 mm

n1              1420
  i  = ¾¾  =  ¾¾¾   =  3,55
n2              400
  Faktor Koreksi daya yang akan ditranmisikan
Daya yang akan ditranmisikan
¦c
Daya rata – rata yang diperlukan
Daya maksimum yang diperlukan
Daya normal
1,2  -  2,0
0,8  -  1,2
1,0  -  1,5

Dari tabel diatas diperoleh :

2.                  ¦c  =  1,4

Apabila P adalah daya nominal output dari motor pengerak, maka berbagai macam faktor keamanan biasanya diambil dalam perencanaan, sehingga koreksi pertama dapat diambil kecil.

3.                   Pd  =  ¦c P
   =  1,4 X 1,47 = 2,06 (kW)

                                               Pd
4.                   T1  =  9,74 X 10 5 ¾¾ 
                                               n1
                         
                                                     2,06
T1  =  9,74 X 10 5 ¾¾  = 1412,9 ( kg mm ) = 1413 Kg.mm
                                              1420
                                                             Pd
T2  =  9,74 X 10 5 ¾¾ 
                                               n2
                         
                                                     2,06
T2  =  9,74 X 10 5 ¾¾  =  5016,1 (kg mm) = 5016 Kg.mm                  
                             400

5.                   Bahan Poros S30C  , sB = 48 ( kg/mm2 )


Bahan poros s30c dengan kekuatan tarik TB=48 Sf1 6, Sf2=2 dengan alur pasak. Sesuai dengan standart ASME,untuk harga 18% ini faktor keamanan yang di jamin sebesar sebesar 5,6 harga ini untuk Sf dengan kekuatan yang dijamin dan 6,0 untuk bahan
S-C dengan pengaruh massa dan gaya paduan,karena poros di beri alur pasak untuk pengaruh konsentrasi tegangan cukup besar,diambil faktor yang menyatakan sebagai Sf2 dengan harga 1,3-3,0 sehingga
       ta  =  sB  / (S¦1 . S¦2  )
                          =  Sf1  =  6 , Sf2  =  2 ( dengan alur pasak )
                 ta     =  48 / ( 6x2 )   =  4  ( kg/mm2 )
      Kt   = 2 untuk beban tumbukan ( Kt = 1,5 – 3,0 ) 
                  Cb = 2 untuk lenturan               ( Cb = 1,2 – 2,3 )



6.                   ds1 = { 5,1/ta Kt Cb T1 }1/3              
    = { 5,1 /4,. 2. 2,3. 1413 }1/3
                      = 20,2 (mm)

  ds2 = { 5,1/ta Kt Cb T2 }1/3              
    = { 5,1 /4. 2. 2,3. 5016  }1/3
                      = 30,87 (mm) 

 

7.                   Dari diagaram diatas diperoleh penampang sabuk – V : tipe A   ,dari rencana P=1,47   dan n1=1420rpm  
                                      


8.                   dmin  = 95 ( mm )

Penampang
A
B
C
D
E
Diameter min,yang diizinkan
65
115
175
300
450
Diameter min, yang dianjurkan
95
145
225
350
550

Tabel 2.3  Diameter minimum puli yang diizinkan dan dianjurkan (mm)

9.                   dP = 95 , DP = dP x i
            =  95 x 3,55 = 337 (mm)
dk = 95 + (2 x k )
      = 95 + (2 x 4,5) = 104 (mm)
  Dk =  DP + (2 x k )
       = 337 + (2 x 4,5) = 346 (mm)

      5/3 ds1 + 10 (mm)
         5/3 x 20,2 + 10     = 43,67 ®  dB = 50 (mm)

  5/3 ds2 + 10 (mm)
                                    5/3 x 30,8 + 10  = 61,45 ®  DB = 61 (mm)


10.               Kecepatan Sabuk
                   p   dp     n1  
 v   = ¾¾¾¾¾¾¾¾  = (m/s)
                        60 x 1000

                        3,14 x 95 x  1420   
 v   = ¾¾¾¾¾¾¾¾  = 7,06 (m/s)
60    x 1000

11.               Karena kecepatannya 7,06 (m/s) < 30 (m/s), maka dianggap baik

  dk      +     Dk
12.               C   -   ¾¾¾¾¾¾¾¾  = (mm)
                            2

  104  +  346    
300 -  ¾¾¾¾¾¾¾¾  = 75 (mm), Baik
                                         2
13.               Model InterpelasiDipakai tipe standart.
dari 1400---1,31
                      1420----?
                      1600------1,43
                      
                                            20                                               20
Po  =  1,31 + ( 1,43 – 1,31 ) ( ¾¾ ) + 0,18 + ( 0,20 – 0,18 ) ( ¾¾ )
                                                      200                                            200
                 = 1,31 + 0,012 + 0,18 + 0.002

                 =  1,5 (kW)

14.               L  =  2C + p/2 ( dp + Dp ) + 1/4C ( Dp - dp ) 2
          =  2 x 300 + 1,57 ( 95 + 337 ) + 1/4x300 ( 337 - 95 ) 2m
              =  600 + 678 + 49
              =  1327,53 (mm)

15.               Nomor nominal sabuk – V  No = 53  L = 1346 (mm)


16.                    b  =  2L – 3,14 (Dp + dp )
               =  2 x 1346 – 3,14 (337 + 95 )
                   =  2692 – 1356
                   =  1334,7  mm

                   b + Ö b2 – 8 (Dp - dp )2
            C    =  ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾
                                             8
                                                             
                        1336 +  Ö 13362 – 8 (337 - 95 )2
                  =   ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾
                                                   8

                        1336 +  Ö 1784896 – 468512
                  =    ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾
                                              8
                           1263 + Ö        1316384
                  =    ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾
                                                8
                                       1336  + 1147
                  =    ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ 
                                                      8
 C   =  310 mm
                                   
57(Dp - dp )
17.               q  = 1800 - ¾¾¾¾¾¾
      C
                               57 (337 - 95 )
  = 1800 - ¾¾¾¾¾¾
    300
                       = 1800 – 46 = 1340    Kq =  0,870
                     
18.                N      =     ¾¾¾
   P0  Kq

                             2,058
N     = ¾¾¾¾¾
  1,5 x 0,87

                2,058
N      = ¾¾¾
   1,305

= 1,6 Þ  2 Buah
19.               Daerah penyetelan sumbu poros
  DCi : 20 (mm) ,  DCt : 40 (mm)

20.                Penampang sabuk – V Tipe : A , Jumlah Sabuk (N) : 2  , Diameter Luar Puli
            dk  = 104,Dk = 346,25
Lubang poros  20,2 mm, 30,87 mm                          
     + 40 (mm)     
        Jarak Sumbu Poros :  310  
                                                                 - 20 (mm)

Perhitingan Poros
Tentukan diameter poros untuk meneruskan daya 1,47 kW pada putaran 400 rpm.Disamping beban puntir, diperkirakannya pula akan dikenakaanya beben lentur. Sebuah alur pasak perlu dibuat, dan bahan dari baja batang S45C.        

Jawab :

  1. P    = 1,47 kW
n    =  400 rpm
  1. ƒC     = 1,4

  Faktor Koreksi daya yang akan ditranmisikan
Daya yang akan ditranmisikan
¦c
Daya rata – rata yang diperlukan
Daya maksimum yang diperlukan
Daya normal
1,2  -  2,0
0,8  -  1,2
1,0  -  1,5

  1. Pd   = P x fC
               = 1,47 x 1,4 = 2,058 kW
                                     
                                       Pd
  1. T   =  9,74 X 10 5 ¾¾ 
                                       n
                         
                                                     2,058
T   =  9,74 X 10 5    ¾¾  = 5011,2 ( kg mm )
                                                400     

  1. Keadaan beban
Dalam hal ini beban horisontal dan vertikal ditentukan sendiri
  1.    H1  = 30 kg             V1  = 25 kg
  H2  = 40 kg             V2  = 20 kg
           
                      H1 x (l2 + l3) + (H2 x l3)
  1.    RH1       =     ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾    
                                      L
                     (30 x 700) + (40 x 200)
             =     ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾    =  29 kg
                                   1000
  RH2       =    (H1 X H2) – RH1  = (30 X 40) – 29  = 41 kg

                      V1 x (l2 + l3) + (V2 x l3)
  RV1    =     ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾
                                      L
                     (25 X 700) + (20 X 200)
            =     ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾     =  21,5 kg
                                  1000
               RV2     =    (V1 x V2) – RV1  = (25 + 20) – 21,5 = 23,5  kg

  1.    Momen Lentur
  MH1  = RH1 x l1 =  29 x 300  =  8700 (kg.mm)
  MH2  = RH2 x l3 =  41 x 200  =  8200 (kg.mm)
  MV1  = RV1 x l1 =  21,5 x 300  =  6450  (kg.mm)
  MV2  = RV2 x l3 =  23,5 x 200  =  4700  (kg.mm)

  1.    Momen lentur Gabungan
               ________________
MR1  =  Ö  (MH1)2 + (MV1)2     
                   ________________
           = Ö  (8700)2 + (6450)2     
                   ___________________
          = Ö  (75690000) + (41602500)
         
               =  10830  (kg.mm)

               ________________
MR2  =  Ö  (MH2)2 + (MV2)2     
                   ________________
           = Ö  (8200)2 + (4700)2     
                   _____________________
          = Ö  (67240000) + (22090000)
         
               =  9452  (kg.mm)

  1.   Bahan poros   S45C, sB = 58 ( kg/mm2 )
       S¦1  = 6,0         S¦2  = 2,0


  1.   ta  =  sB  / (S¦1 . S¦2 )
       =  58 / (6,0 . 2,0 )
       =  4,83  (kg/mm2)

  1.   Km  =  2,0                Kt =  2,0

                         _____________________
  1.   ds  = { 5,1/ta  Ö  (Km x MR1)2 + (Kt x T)2 }1/3
                              ____________________________
       = { 5,1/4,83  Ö (2,0 x 10830)2 + (2,0 x 5011,2)2 }1/3
              = { 26253 }1/3
              = 30 (mm)  ®  35 (mm)
                  10 x 5,0  1,0  (1,0  jari-jari filet  )
              =  1,0 / 30 =  0,033          
                        16            ___________________
             t   =     ¾¾¾      Ö  (Km x MR1)2 + (Kt x T)2
                   p x ds3
                                   16            __________________________
                   =       ¾¾¾      Ö (2,0 x 10830)2 + (2,0 x 5011,2)2   
                  3,14 x 353
                  =    2,87  (kg/mm2)
              
                 ta  x S¦2  : t x
                 4,83 x 2  >  2,87 x 2,43 , baik

  1.    Perhitungan Defleksi Puntiran
    G  =  8,3 x 103  (kg/mm3)
                        TL
         =  584   ¾¾ 
                    G x ds4
                                        5011,2 x 1000
         =  584   ¾¾¾¾¾¾¾¾¾   =  0,230
                           8,3 x 103 x 354

  1.    0,230  <  0,250,  baik 

  1.    Gaya resultane horizontal yang bersangkutan   =  70 kg
                                                 40
Pada titik pusat gaya = 300 + ¾¾  x 500 = 586 mm,  1000 – 586 = 414 mm
                                                 70
Gaya resultante dari komponen vertikal yang bersangkutan = 45 kg
Karena gaya ini lebih kecil dari komponen horizontal maka diabaikan.
Perhatikan defleksi
                              70 x 5862 x 4142
y  =  3,23 x 10-4 x  ¾¾¾¾¾¾¾¾¾  =  0,93 mm
                                    354 x 1000
y/l  =  0,93/1  = 0,93 (mm/m) 


17.     0,93  <  (10,3 – 0,35),  baik

18.     Ws  =  berat benda yang berputar,  W1 = 20 kg    W2 = 15 kg
   Berat poros  Ws = (p/4) x 3,52 x 100 x 7,86/1000 
                              = (3,14/4) x 3,52 x 100 x 7,86/1000  = 7,56  kg

Setengah dari berat tersebut dianggap bekerja di tengah poros sebagai beban terpusat.
                        

  1.   Putaran kritis untuk masing – masing benda yang berputar  Nci  (rpm)
                                  352          ________
        Nc1  =  52700   ¾¾¾¾¾  Ö 1000/20     =  2175  (rpm)
                            300 x 700
                                  352         _________            
     Nc2  =  52700   ¾¾¾¾¾ Ö 1000/15      =  3295  (rpm)
                             800 x 200
                                  352          _________
     Nc3  =  52700  ¾¾¾¾¾ Ö 1000/3,78    =  4201  (rpm)
     500 x 500

  1.    Putaran kritis sistem  Nco (rpm)
           1                      1                     1                   1
  ¾¾¾¾¾  =  ¾¾¾¾¾ +  ¾¾¾¾¾ + ¾¾¾¾¾
       N2co                (2175)2           (3295)2            (4201)2          
           1                      1                     1                   1
  ¾¾¾¾¾  =  ¾¾¾¾¾ +  ¾¾¾¾¾ + ¾¾¾¾¾
       N2co             4730625        10057025      17648401
           1       
  ¾¾¾¾¾  =  10-6 x (0,25 + 0,1 + 0,059)
      N2co 
           1     
  ¾¾¾¾¾  =  10-6 x (0,409)
      N2co
           1
  ¾¾¾¾¾  =  0,000000409
      N2co
  N2co  =  2444988
  Nco   =  1564  (rpm) 

  1.   n1/Nco  :  (0,6 – 0,7)  =  400/1564 <<  (0,6 – 0,7), baik

  1.   ds  =  35  (mm),     S45C

 




1 komentar:



Po = 1,31 + ( 1,43 – 1,31 ) ( 20/200 ) + 0,18 + ( 0,20 – 0,18 ) (20/200 )

= 1,31 + 0,012 + 0,18 + 0.002

= 1,5 (kW)

20/200 dari mana datangnya gan?

Poskan Komentar