12
Elemen Mesin I “Perencanaan Ta ngki Kompresor dengan Sambungan Las” BAB III PERENCANAAN DAN ANALISA PERHITUNGAN 3.1 Perencanaan Sistem 3.1.1 Konstrusi T a!un" Penam#un" U$ara #a$ a Kom#resor  Konstr uksi tabung penampun g / tangki pe nampung udar a yang digunakan / ditempatkan diluar / dilapangan dan digambarkan seperti pada gambar 3.1. Komponen – komponen utama serta peralatan bantu dijelaskan sebagai berikut : Gam!ar3.1.Semati sta!un" #enam#un" u$ara $ari om#resor Keterangan : 1. T a ngki pen ampu ng udara dip asan g pada salu ran masu k dan salur an pengeluaran. 2. Saluran masuk. INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA JURUSAN TEKNIK MESIN 31

BAB III sambungan las pada kompressor

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: BAB  III sambungan las pada kompressor

7/26/2019 BAB III sambungan las pada kompressor

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-sambungan-las-pada-kompressor 1/12

Elemen Mesin I

“Perencanaan Tangki Kompresor dengan Sambungan Las”

BAB III

PERENCANAAN DAN ANALISA PERHITUNGAN

3.1 Perencanaan Sistem

3.1.1 Konstrusi Ta!un" Penam#un" U$ara #a$a Kom#resor 

  Konstruksi tabung penampung / tangki penampung udara yang

digunakan / ditempatkan diluar / dilapangan dan digambarkan seperti pada

gambar 3.1. Komponen – komponen utama serta peralatan bantu dijelaskan

sebagai berikut :

Gam!ar3.1.Semati sta!un" #enam#un" u$ara $ari

om#resor 

Keterangan :

1. Tangki penampung udara dipasang pada saluran masuk dan saluran

pengeluaran.

2. Saluran masuk.

INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA

JURUSAN TEKNIK MESIN

31

Page 2: BAB  III sambungan las pada kompressor

7/26/2019 BAB III sambungan las pada kompressor

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-sambungan-las-pada-kompressor 2/12

Elemen Mesin I

“Perencanaan Tangki Kompresor dengan Sambungan Las”

3. Saluran pengeluaran untuk didistribusikan ke saluran pembagi, saluran

masuk dan pengeluaran memakai pipa yang dilaskan ke diding tabung

dengan menggunakan flens, ini dimaksudkan untuk memudakan

pemasangan / instalasi.

!. "engukur tekanan udara yang terpasang pada dinding berfungsi untuk

mengetaui tekanan udara yang berbeda dalam tabung / tangki

penampung.

#. Katup pengaman dipasang pada bagian atas untuk mengeluarkan

tekanan udara yang berlebi.

$. Katup pembuangan air dipasang pada sebela ba%a, yang

dimaksudkan untuk mengeluarkan air yang mengembun didalam

tangki udara.

3.1.% Data&$ata tenis 'an" Diteta#an (

1. Kompresor udara :

• Tekanan ma&simum : 1' bar ≈ 1'.1'(1 ) / mm2

*aya mesin : !' +p

2. Tangki penampung / tabung penampung :

• Tekanan ma&simum tangki : 1' bar ≈ 1'.1'(1  )/mm

• "anjang tangki : 2#'' mm

• *iameter dalam tangki : 1''' mm

• *iameter luar tabung : 1'12 mm

• aan tabung : plat baja +- $3

3.% Per)itun"an Uuran Te!a* Pe*at

  esaran(besaran dan baan yang dipakai pada bejana udara :

• Tekanan ma&imum : 1' bar ≈1'.1'(1  1 )/mm2

aan tabung udara : pelat baja +- $'σ t !' )/mm2

INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA

JURUSAN TEKNIK MESIN

32

Page 3: BAB  III sambungan las pada kompressor

7/26/2019 BAB III sambungan las pada kompressor

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-sambungan-las-pada-kompressor 3/12

Elemen Mesin I

“Perencanaan Tangki Kompresor dengan Sambungan Las”

• 0enis ka%at las : lektroda terbungkus

klasifikasi * #''1, t  #'' ) / mm2

• Koefisien keamanan pengerjaan las 4 #,! untuk bejana

tekan tidak berpijar • Kualitas sambungan las 5 4 : 6' 7

3.%.1 Uuran Te!a* Pe*at Ta!un" Si*in$er 

Tebal pelat yang digunakan arus diitung berdasarkan rumus :

 p . Dd . x 

t = ___________ + 1

2 . z . σ

1+.1+&1  N/mm2  . 1000 mm . 5,4

t = ____________________________ + 1 mm

2 . 0,9 . 740 N/mm2 

t = 41,5 mm

  erdasarkan ukuran tebal pelat yang berada di pasaran atau menurut

standar diambil , mm.

3.%.% Uuran Te!a* Pe*at Tem!eren" Ta!un"

  8kuran tembereng yang dibentuk mempunyai radius, maka tebal pelat

diitung berdasarkan rumus :

P . Dd . x 

t = ____________ 

INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA

JURUSAN TEKNIK MESIN

33

Page 4: BAB  III sambungan las pada kompressor

7/26/2019 BAB III sambungan las pada kompressor

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-sambungan-las-pada-kompressor 4/12

Elemen Mesin I

“Perencanaan Tangki Kompresor dengan Sambungan Las”

 4 . z . σ  t 

1+.1+&1  N/mm2  . 1000 mm . 5,4

t = __________________________ + 1 mm4 . 0,9 . 470 N/mm2 

t = 21,27 mm

erdasarkan standar ukuran pelat diambil , mm.

3.%.3 Pemerisaan Te"an"an Ke*i*in" #a$a Din$in" Tan"i -Ta!un"

  Tegangan keliling 9ir9um ferensial stress 4 yang terjadi pada dinding

bejana dengan tebal pelat yang dipakai mm didapat :

  P N-mm%/ . D$

  σsc 0 &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ) /

mm 4  % . t

*imana:

σsc Tegangan keliling 9ir9umferensial stress 4 ) / mm2 4

P Tekanan ma&imum tangki ) / mm2 4

D$ *iameter dalam tangki mm 4

t Tebal pelat mm 4

aka :

1+.1+&1  (N/mm2  ) . 1000 (mm)

σsc = _______________________ 

2 . 7 (mm)

σsc = 714,2 N/mm2 

INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA

JURUSAN TEKNIK MESIN

34

Page 5: BAB  III sambungan las pada kompressor

7/26/2019 BAB III sambungan las pada kompressor

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-sambungan-las-pada-kompressor 5/12

Elemen Mesin I

“Perencanaan Tangki Kompresor dengan Sambungan Las”

2aa te"an"an e*i*in" ,14% N-mm% 5 $ari te"an"an tari ,+ N-mm%

3.%. Pemerisaan Te"an"an 2eman6an" *on"itu$ina* stress/

#a$a Tem!eren"Tegangan memanjang longitudinal stress 4 yang terjadi pada

tembereng dinding tangki dengan tebal pelat yang digunakan mm didapat :

  P . Dd 

σsd = ___________----------------- (N/mm2  )

  4 . t 

10.10 -1 (N/mm2  ) . 1000 mm

σsd = _______________________ 

4 . 7 

σsd = 357,1 N/mm2 

*imana :

  σ s$  Tegangan memanjang / longitudinal stress ) / mm2 4

3.3 Per)itun"an Penam#an" Las Pa$a Sam!un"an

Las Su$ut

3.3.1 Penam#an" Tereci* Las #a$a Sam!un"an Lin"aran

Tan"i

  enurut standar ) $#6, pada sambungan las sudut arus diitung

penampang yang memindakan gaya kekampu las sudut , dimana ukuran

tebal las ditentukan sebesar 7 mm, maka penempang las terke9il ; 4

adala :

INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA

JURUSAN TEKNIK MESIN

35

Page 6: BAB  III sambungan las pada kompressor

7/26/2019 BAB III sambungan las pada kompressor

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-sambungan-las-pada-kompressor 6/12

Elemen Mesin I

“Perencanaan Tangki Kompresor dengan Sambungan Las”

 A’ = . ! 

*imana :

a  tebal las mm 4

  I  "anjang las bersi mm 4

"anjang las pada lingkaran tangki sebesar :

  I 0 π . D$

  I 0 π . 1+++ mm

I 0 31+ mm

0adi :

  A8 0 7 mm. 31+ mm

  0 17,++ mm%

eban < yang terjadi pada dinding tangki adala :

P = "/A " = P . A

*imana :

  P  Tekanan ma&imum tangki )/mm2 4

  A =uas penampang tangki mm2 4

  A = / 4 . ( Dd 2  )

  = / 4. (1000 2  )

  = 7#5000 mm2 

0adi :

INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA

JURUSAN TEKNIK MESIN

36

Page 7: BAB  III sambungan las pada kompressor

7/26/2019 BAB III sambungan las pada kompressor

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-sambungan-las-pada-kompressor 7/12

Elemen Mesin I

“Perencanaan Tangki Kompresor dengan Sambungan Las”

P = 1 N/mm . 7#5000 mm

  = 7#5000 N/mm2 

eban " yang dii5inkan ole las sudut didapat :

"’ ≤   A’ . σ ( N )

*imana :

  A8 =uas penampang terke9il dari kampu las mm2 4

  σa Tegangan yang dii5inkan ole luas, diitung dalam ara

  beban < baan ka%at las *#''1, t 0 7++ N-mm%

0adi :

"’ ≤15700 mm2 . 500 N/mm2 

  "’ = 7#50000 N/mm2 

  eban P  4 yang terjadi pada tangki lebi ke9il dari baan yang

dii5inkan 984 ole las sudut, maka disain las 9ukup aman untuk menaan

beban yang terjadi pada tangki.

3.3.% Te"an"an Tari I$ea* #a$a Sam!un"an Las Su$ut

  eban 98 menyebabkan tegangan tarik dan tegangan gesekan pada

penampang terke9il sambungan las sudut diitung dengan rumus :

  "’ 

σ t   =_______ 

  A’ .√

INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA

JURUSAN TEKNIK MESIN

37

Page 8: BAB  III sambungan las pada kompressor

7/26/2019 BAB III sambungan las pada kompressor

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-sambungan-las-pada-kompressor 8/12

Elemen Mesin I

“Perencanaan Tangki Kompresor dengan Sambungan Las”

*imana :

  σt Tegangan tarik las sudut )/mm2 4

  98 eban yang dii5inkan ole sudut )/mm2

 4  A8 =uas penampang terke9il dari las mm2 4

aka :

  7#50000 N/mm2 

σ t  = _____________ 

  15700 mm2 

 .√

2  

= 354,$ N/mm2 

3.3.3 Ana*isa Per)itun"an Sam!un"an Las Tum#u* #a$a

Sam!un"an 2eman6an" #a$a Tan"i

  *istibusi tegangan dalam sambungan las tumpul, dimana tebal tangki

4 tabung diambil 1+1% mm4 panjang tangki yang dilakukan penyambung

memanjang diambil %7++ mm, maka beban yang dii5inkan diitung

berdasarkan rumus :

  P 

σ = _________ 

  % . ! 

*imana :

  σa Tegangan tarik yang dii5inkan ole ka%at las )/mm2 4

  ) Tinggi las mm 4

  * "anjang las mm 4

INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA

JURUSAN TEKNIK MESIN

38

Page 9: BAB  III sambungan las pada kompressor

7/26/2019 BAB III sambungan las pada kompressor

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-sambungan-las-pada-kompressor 9/12

Elemen Mesin I

“Perencanaan Tangki Kompresor dengan Sambungan Las”

aka beban P didapat :

P = σ   . % . ! 

P = 500 N/mm2  . 1010 mm . 2500mm

P = 12$2500000 N 

eban yang terjadi pada tangki adala :

P = " / A

*imana :

  9 Tekanan ma&imum tangki )/mm 4

  A =uas penampang tangki mm2 4

 A = / 4 . ( Dd )

  = / 4 . ( 1000 )

  = 7#5 mm

0adi :

" = 1 N/mm2 . 7#5000mm2 

  = 7#5000 N 

  0adi beban yang terjadi pada tangki lebi ke9il dari pada beban yang

dii5inkan pada tangki bertekanan, maka disain 9ukup aman.

INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA

JURUSAN TEKNIK MESIN

39

Page 10: BAB  III sambungan las pada kompressor

7/26/2019 BAB III sambungan las pada kompressor

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-sambungan-las-pada-kompressor 10/12

Elemen Mesin I

“Perencanaan Tangki Kompresor dengan Sambungan Las”

3. Per)itun"an 9*ens Pen'am!un" Pi#a

<lens penyambung yang digunakan berfungsi untuk memudakan

penyambung / instalasi ke pipa(pipa distribusi. *alam al ini, flens arus kuat

untuk menaan tekanan yang berada dalam tabung penampung.

8ntuk mengitung dimensi flens terutama tebal flens kita dapat menggunakan

rumus :

  P 

%≤

 ϒ

 √

  _____ 

  σ

*imana :

  H Tebal flens mm 4

  R 0ari(jari pipa yang digunakan mm 4

  P Tekanan kerja ma&imum )/mm2 4

  σ) Tegangan lengkung yang dii5inkan )/mm2 4

  Koefisien yang tergantung pada baan flens, untuk flens baja

',# 8ntuk flens besi tuang 1,2

  Tegangan lengkung yang dii5inkan dari baan bakar 9or, ;>S> kelas 2'

dimana tegangan tarik baan 1%, : 1;3 N-mm% , faktor keamanan diambil

. aan flens terbuat dari besi tuang ϕ  14%  dan pipa yang digunakan

berdasarkan tebal S> diameter nominal ,7 mm dengan diameter luar ;<

mm.

Tegangan lengkung i5in adala :

  σ  t 

  τ&  = ______ 

  ' 

  127 N/mm

INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA

JURUSAN TEKNIK MESIN

40

Page 11: BAB  III sambungan las pada kompressor

7/26/2019 BAB III sambungan las pada kompressor

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-sambungan-las-pada-kompressor 11/12

Elemen Mesin I

“Perencanaan Tangki Kompresor dengan Sambungan Las”

  τ&  = __________ 

  4

 τ

& = 31,75 N/mm

Tebal flens didapat :

 

10.10 -1  N/mm2 

% ≥   44,5 √  1,2 ____________ 

  31,75 N/mm2 

  % ≥  15,27 mm

Tebal flens diambil < mm

3.7 Per)itun"an Baut Pen"encan" 9*ens

  <lens diren9anakan diikat ole baut sebanyak 2 bua, tiap baut

mengalami gaya tarik yang bekerja menaan gaya tarik sebesar :

  P . / 4 ( D2  )

  P’ = ____________ ( N/mm2 

 )

  N 

  1 N/mm2  . / 4 ( #92  )

P’ = ____________________ 

4

  = 1554,5 N/mm2 

*imana :N 0umla baut

INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA

JURUSAN TEKNIK MESIN

41

Page 12: BAB  III sambungan las pada kompressor

7/26/2019 BAB III sambungan las pada kompressor

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-sambungan-las-pada-kompressor 12/12

Elemen Mesin I

“Perencanaan Tangki Kompresor dengan Sambungan Las”

  aan baut dipili dari baja liat yang bekerja seperti pada umumnya

dalam pembuatan baut dimana tegangan tarik 17747 N-mm%, faktor 

keamanan diambil 3

INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA

JURUSAN TEKNIK MESIN

42