Hen Hen Jangan pernah meremehkan diri sendiri. Bila kamu tak bahagia dengan hidupmu, perbaiki apa yang salah, dan TERUSLAH MELANGKAH.

Dasar Perencanaan Elemen Mesin: Prinsip Dasar, Beban dan Tegangan

3 min read

Dasar Perencanaan Elemen Mesin

Dasar Perencanaan Elemen Mesin

Elemen mesin adalah bagian dari komponen tunggal yang dipergunakan pada konstruksi mesin, dan setiap bagian mempunyai fungsi pemakaian yang khas. Dengan pengertian tersebut diatas, maka elemen mesin dapat dikelompokkan sebagai berikut :

1. Elemen – elemen sambungan

  • Sambungan susut dan tekan
  • Sambungan paku keling
  • Sambungan ulir sekrup
  • Sambungan baut dan pin
  • Sambungan pengelasan
  • Sambungan solder dan brazing
  • Sambungan Adhesif

2. Bantalan dan elemen transmisi

  • Bantalan luncur
  • Bantalan gelinding
  • Poros dukung dan poros pemindah
  • Kopling tetap dan tidak tetap
  • Rem
  • Pegas
  • Tuas
  • Sabuk dan Rantai
  • Roda gigi

3. Elemen-elemen transmisi untuk gas dan Liquid

  • Valve
  • Fittings

Prinsip-Prinsip Dasar Perencanaan Elemen Mesin

Perencanaan elemen mesin, pada dasarnya adalah perencanaan bagian atau komponen, yang direncanakan dan dibuat untuk memenuhi kebutuhan mekanisme dari suatu mesin. Dalam tahap-tahap perencanaan tersebut, pertimbangan- pertimbangan yang perlu diperhatikan dalam memulai perencanaan elemen mesin yaitu:

  1. Jenis-jenis pembebanan yang direncanakan
  2. Jenis-jenis tegangan yang ditimbulkan akibat pembebanan tersebut.
  3. Pemilhan bahan
  4. Bentuk dan ukuran bagian mesin yang direncanakan
  5. Gerakan atau kinematika dari bagian-bagian yang akan direncanakan.
  6. Penggunaan komponen Standard
  7. Mencerminkan suatu rasa keindahan (aspek estética)
  8. Hukum dan ekonomis
  9. Keamanan operasi
  10. Pemeliharaan dan perawatan

Dengan memperhatikan pertimbangan tersebut diatas, maka tahap-tahap perencanaan totalnya yaitu sebagai berikut :

  1. Menentukan kebutuhan
  2. Pemilihan mekanisme
  3. Beban mekanisme
  4. Pemilihan material
  5. Menentukan ukuran
  6. Modifikasi
  7. Gambar kerja
  8. Pembuatan dan kontrol koalitas

Yang dimaksud dengan tahap perencanaan tersebut diatas :

1. Menentukan Kebutuhan

Menentukan kebutuhan dalam hal ini adalah kebutuhan akan bagian-bagian yang akan direncanakan, sesuai dengan fungsinya

2. Pemilihan mekanisme

Berdasarkan fungsinya dipilih mekanisme yang tepat dari bagian mesin tersebut. Misalnya untuk memindahkan putaran poros keporos yang digerakan dipilih roda gigi payung.

3. Beban mekanis

Berdasarkan mekanisme yang telah ditentukan, beban-beban mekanis yang akan terjadi harus dihitung berdasarkan data yang sesuai dengan kebutuhan, sehingga didapat jenis-jenis pembebanan yang bekerja pada elemen tersebut.

4. Pemilihan bahan (material)

Untuk mendapatkan bagian mesin yang sesuai dengan kekuatannya, dilakukan pemilihan bahan dengan kekuatan yang sesuai dengan kondisi beban serta tegangan yang terjadi. Misalnya kekuatan direncanakan harus lebih kecil dari kekuatan bahan yang ditentukan dengan faktor keamanan sesuai dengan kebutuhan.

5. Menentukan ukuran

Bila terjadi kesesuaian pemakaian bahan dan perhitungan beban mekanis dapat dicari ukuran-ukuran elemen mesin yang direncanakan dengan standart yang ada dalam standarisasi.

6. Modifikasi

Modifikasi bentuk diperlukan bila bagian mesin yang direncanakan telah pernah dibuat sebelumnya.

7. Gambar Kerja

Setelah mendapatkan ukuran yang sesuai, ukuran untuk pengambaran kerja didapat, baik gambar detail maupun gambar assemblynya.

8. Pembuatan kontrol kualitas

Dengan gambar kerja dapat dibuat bagian-bagian mesin yang dibutuhkan, dengan mencatumkan persyaratan suaian, toleransi serta tanda pengerjaan, ini dimaksudkan untuk mendapatkan hasil pembuatan suaian dengan yang diinginkan. Dari penentuan suaian yang telah ditetapkan tersebut dapat digunakan sebagai pedoman kontrol kualitas yang disyaratkan.

Baca juga Sistem Kemudi Mobil : Penjelasan Fungsi dan Komponennya

Beban dan Tegangan Elemen Mesin

Definisi tegangan adalah perbandingan antara gaya dan luas penampang, yang bertindak sebagai gaya adalah beban yang diterima oleh suatu benda yang tergantung arahnya. Maka tegangan dapat digolongkan sebagai berikut :

1. Tegangan Tarik

Suatu batang yang dibebani F, pada sistim tergambar berikut. Akan timbul tegangan tarik akibat beban F pada luas penampang A dari batang sehingga terjadi perpanjangan, dimana besarnya tegangan tarik adalah :

Dasar Perencanaan Elemen Mesin
Gambar. Batang yang mengalami beban tarik

Gambar (a). Batang yang dibebani tarik

Gambar (b). Gaya – gaya regang/tension sama besar dan berlawanan arah, didistribusi sama besar.

2. Tegangan Tekan

Pada tegangan tekan arah pembebanannya berlawanan arah dengan teangan tarik, akibatnya pada tegangan tekanan ini terjadi pemendekan batang pada arah pembebanan. Tegangan tekan terjadi bila suatu batang diberi gaya F yang saling berlawanan dan terletak dalam satu garis gaya. Misalnya, terjadi pada tiang bangunan yang belum mengalami tekukan, dan batang torak.

Tekanan Tekan dapat ditulis:

Dasar Perencanaan Elemen Mesin

 

 

Total perubahan pada suatu batang yang sama besar yang disebabkan oleh suatu beban aksial yang disebut deformasi (δ)

Dasar Perencanaan Elemen Mesin

Dimana:

ε = perpanjangan tak berdimensi
l = panjang semula

Hubungan antara tegangan dan perpanjangan (σ dan ε) ditunjunkan oleh :

 Perencanaan Elemen Mesin

Dimana :

E = Modulus elastisitas

Rumus ini mengikuti Hukum HOKE berlaku jika bahan atau material yang dipakai dalam keteknikan, tegangan dan regangan secara langsung sebanding.

Rumus diatas jika di gabung didapat Deformasi seperti ini :

Perencanaan Elemen Mesin

Dimana

A = luas penampang

Persamaan ini berlaku untuk tarikan atau tekan dengan catatan :

Tegangan tarik dan pertambahan panjang bertanda positif dan untuk tegangan tekan dan pengurangan panjang dinegatifkan.

3. Tegangan Geser

Tegangan geser terjadi bila suatu benda bekerja dengan dua gaya yang berlawanan arah, tegak lurus sumbu batang, tidak segaris gaya. Tegangan ini banyak terjadi pada konstruksi. Misalnya : sambungan paku keling dan sambungan baut.

Dasar Perencanaan Elemen Mesin
Gambar tegangan geser

Pada gambar diatas, dua gaya F sama besar berlawanan arah. Gaya F bekerja merata pada penampang A. Pada material akan timbul tegangan geser sebesar:

Dasar Perencanaan Elemen Mesin

Dimana :

τ = Tegangan Geser (Newton / mm2)
F = Gaya (Newton)
A = Luas penampang (mm2)

Dasar Perencanaan Elemen Mesin

d = diameter paku keling

Diagram Tegangan dan Regangan (Stress – Strain Diagram)

Dari pengujian material (specimen) maka akan didapatkan gambar suatu diagram tegangan dan tegangan (Stress – Strain Diagram). Bentuk dari diagram ini bergantung dari jenis bahan yang di uji.

Specimen yang ditarik pada bagian pengurangan diameter disebut Necking.

Dasar Perencanaan Elemen Mesin
Gambaran uji tarik dan datanya

Peristiwa ini dapat digambarkan pada diagram Tegangan dan Regangan seperti pada gambar di bawah ini :

Dasar Perencanaan Elemen Mesin
Diagram Stress – Strain

Contoh Tegangan tarik yang terjadi pada plat :

Dasar Perencanaan Elemen Mesin

Besar tegangan tarik pada plat adalah :

Dasar Perencanaan Elemen Mesin

Dimana :

σ = Tegangan tarik (Newton / mm2)
F = gaya (newton)
A = Luas penampang (mm2)
= P x t (mm2)
P = Panjant plat (mm)
T = tebal plat (mm)

 

Sumber artikel : https://www.slideshare.net/Rinaldi21/dasar-perencanaan-elemen-mesin

Hen Hen Jangan pernah meremehkan diri sendiri. Bila kamu tak bahagia dengan hidupmu, perbaiki apa yang salah, dan TERUSLAH MELANGKAH.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *