DPTM "Kekuatan Poros"

      MAPEL DPTM

“Kekuatan poros”

Peringatan : Nilai tambahan akan di ambil dari pertanyaan dan jawaban yang kalian tulis di kolom komentar, hal tersebut seperti presentasi yang biasa kalian lakukan di sekolah. Semangat dan #tetapdirumahsaja, semoga Allah segera angkat wabah ini. Aamiin

  

1.    Definisi Poros

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.

2.    Fungsi Poros

Poros dalam sebuah mesin berfungsi untuk meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Setiap elemen mesin yang berputar, seperti cakar 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 pemutar gerobak.

3.    Macam - Macam Poros Berdasarkan Pembebanannya 

a.    Poros Transmisi (Transmission Shafts)

Poros transmisi lebih dikenal dengan sebutan shaft. Shaft akan mengalami beban puntir berulang, beban lentur berganti dengan kedua-duanya. Pada shaft, daya dapat ditransmisikan melalui gear, belt pulley, sprocket rantai, dll.

b.    Gandar

Poros gandar merupakan poros yang dipasang diantara roda-roda kereta barang. Poros gandar tidak menerima beban puntir dan hanya mendapat beban lentur.

c.    Poros Spindle

Poros spindle merupakan poros transmisi yang relatif pendek, misalnya pada poros utama mesin perkakas dimana beban utamanya berupa beban puntiran. Selain beban puntiran, poros spindle juga menerima beban lentur (axial load). Poros spindle dapat digunakan secara efektif apabila deformasi yang terjadi pada poros tersebut kecil.

4.    Hal-Hal Yang Harus Diperhatikan Dalam Merencanakan Poros

a.    Kekuatan Poros

Poros transmisi akan menerima beban puntir (twisting moment), beban lentur (bending moment) atau gabungan antara beban puntir dan lentur. Dalam perancangan poros perlu memperhatikan beberapa faktor, misalnya: kelelahan, tumbukan dan pengaruh konsentrasi tegangan bila menggunakan poros bertangga atau penggunaan alur pasak pada poros
tersebut. Poros yang dirancang tersebut harus cukup aman untuk menahan beban-beban tersebut.

b.    Kekakuan Poros

Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup aman dalam menahan pembebanan tetapi adanya lenturan atau defleksi yang terlalu besar akan mengakibatkan ketidaktelitian (pada mesin perkakas), getaran mesin (vibration) dan suara (noise). Oleh karena itu disamping memperhatikan kekuatan poros, kekakuan poros juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan jenis mesin yang akan di transmisikan dayanya dg poros.

c.    Putaran Kritis

Bila putaran mesin dinaikan maka akan menimbulkan getaran (vibration) pada mesin tersebut. Batas antara putaran mesin yang mempunyai jumlah putaran normal dengan putaran mesin yang menimbulkan getaran yang tinggi disebut putaran kritis. Hal ini dapat terjadi pada turbin, motor bakar, motor listrik, dll. Selain itu, timbulnya getaran yang tinggi dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagian-bagian lainnya.

Jadi dalam perancangan poros perlu mempertimbangkan putaran kerja dari poros tersebut.

d.    Material Poros

Poros yang biasa digunakan untuk putaran tinggi dan beban yang berat pada umumnya dibuat dari baja paduan (alloy steel) dengan proses pengerasan kulit (case hardening) sehingga tahan terhadap keausan. Beberapa diantaranya adalah baja khrom nikel.

5.    Macam-macam pasak

Pasak adalah suatu elemen mesin yang dipakai untuk menetapkan bagian 9  bagian mesin seperti roda gigi, kopling, poros dll. !ungsi yang serupa &uga di lakukanoleh splain dan gerigi yang memiliki gigi luar dari poros dan gigi dalam dengan jumlah gigi yang sama. menurut letaknya pada poros, pasak dapat du bedakan antara pasak pelana, pasak rata, pasak benam dan pasak singgung yang umumnya berpenampang segiempat. dalam arah memanjang, dapat berbentuk prismatis4tirus. selain itu ada pasak tembereng dan pasak arum.

Hal yang harus diperhatikan dalam perencanaan pasak

         pasak benam mempunyai bentuk segiempat dimana terdapat bentuk prismatis dan  tirus yang kadang-kadang diberi kepala supaya mudah dalam        pembuatannya. Kemiringan pada pasak umumnya sebesar 1/100, dan pengerjaannya harus hati-hati agar naf tidak menjadi eksentrik. pada pasak yang rata, sisinya harus pas dengan alur  pasak agar pasak tidak goyah dan rusak. untuk bahan pembuatan pasak, biasanya dipilih bahan yang memiliki kekuatan tarik lebih dari 60 Kg atau lebih kuat dari porosnya.

6.    Gaya-gaya yang bekerja pada pasak

Saat poros digunakan untuk mentrasmisikan daya, maka pada pasak akan bekerja gaya-gaya seperti :

a.    a. Gaya Radial (FR)

Adalah Gaya yang memberikan tekanan pada pasak dengan arah tegak lurus sumbu poros.

b.    b. Gaya Tangensial (FT)

Adalah Gaya yang menimbulkan tegangan geser dan tekanan bidang pada pasak.

ada saat bekerja meneruskan tenaga putar, pada konstruksi pasak, Gaya Tangensial (FT) lah yang memberikan nilai terbesar dibandingkan dengan.

Beberapa tipe yang digunakan pada sambungan elemen mesin, adalah :

a.    Pasak Benam (PB)

Pasak jenis ini dipasang terbenam setengah pada bagian poros dan setengah pada bagian hub. Terdiri atas beberapa jenis :

·        Persegi Panjang (penampang memanjang tirus perbandingan 1 : 1000)

·        PB Sama sisi/persegi (Disini lebar pasak sama dengan tebalnya.)

·        PB Sejajar (sama dengan PB Persegi Panjang tetapi penampang memanjang tidak tirus) Bentuk seperti ini dimaksudkan agar hub atau sebaliknya poros dapat digeser satu sama lain di sepanjang sumbu poros.

·        PB Kepala Memiliki bentuk yang sama dengan PB Persegi Panjang tetapi dilengkapi kepala pada salah satu bagian ujungnya. Berfungsi untuk memudahkan proses bongkar pasang.

·        PB Ikat Pasak diikat pada poros, bebas pada hub atau sebaliknya agar bagian yang bebas bisa digerakkan aksial (searah poros). Merupakan pasak tipe khusus untuk memindahkan torsi atau momen putar sekaligus diizinkan adanya pergerakan aksial di sepanjang sumbu poros.

·        PB Segmen Merupakan jenis pasak yang dapat disetel dengan mudah, karena pasak dibenam pada alur yang berbentuk setengah lingkaran pada poros. Jenis ini digunakan secara luas pada mesin-mesin kendaraan dan perkakas. Kelebihan dari jenis pasak ini adalah apat menyesuaikan sendiri dengan kemiringan (ketirusan) bentuk celah yang terdapat pada hub. Sesuai untuk poros dengan konstruksi tirus pada bagian ujungnya, karena mencegah kemungkinan pasak terlepas.

·        Kekurangannya :

    Alur yang terlalu dalam pada poros akan melemahkan poros dan tidak dapat difungsikan sebagai PB Ikat.

b.    Pasak pelana

Terdiri dari dua tipe, yakni :

·        Pasak Pelana Datar

Merupakan pasak tirus yang dipasang pas pada alur hub dan datar pada lengkung poros, jadi mudah slip pada poros jika mengalami kelebihan beban torsi. Sehingga hanya mampu digunakan untuk poros-poros beban ringan sebagai penyortir beban.

·        Pasak Pelana Lengkung

Merupakan pasak tirus yang dipasang pas pada alurnya di hub dan bagian sudut bawahnya dipasang pas pada bagian lengkung poros.

c.    Pasak Bulat

Merupakan pasak berpenampang bulat yang dipasang secara pada lubang antara poros dan hub. Kelebihannya adalah pembuatan alur dapat dilakukan dengan mudah setelah hub terpasang pada poros dengan cara dibor. Umumnya digunakan untuk poros yang meneruskan tenaga putar kecil, ada dua posisi pemasangannya atau kedudukannya pada poros dan hub, yakni :

·        dipasang membujur (sejajar sumbu poros)

·        dipasang melintang (tegak lurus sumbu poros)

Latihan soal 1 :

1. Jika dilihat dari bentuk manakah yang lebih besar antara poros dengan diameter lubang benda.

2. Sebutkan 5 buah benda di sekitarmu yang memiliki poros ?

3. Sebutkan 3 macam-macam poros dan jelaskan secara singkat ?

4. Sebutkan 4 hal yang harus diperhatikan dalam merencanakan poros ?

5. Apa yang dimaksud putaran kritis ?

6. Poros yang sering kita pakai dalam kehidupan sehari-hari adalah ? jelaskan alasanmu !

7. Pasak yang sering kita pakai dalam kehidupan sehari-hari adalah ? jelaskan alasanmu !

8. Alasan baja khrom nikel digunakan sebagai material poros adalah

9. Apa yang dimaksud gaya radial dan gaya tengensial ?

10. Gambarkan pemasangan dudukan poros dengan cara membujur dan melintang !