Cara Menghitung Ratio Gear Box Okkk

  • View
    7.639

  • Download
    5

Embed Size (px)

DESCRIPTION

please comment....or reply agus.rahayu0@gmail,com

Text of Cara Menghitung Ratio Gear Box Okkk

PERENCANAAN GEAR BOX DAN ANALISIS STATIK RANGKA CONVEYOR MENGGUNAKAN SOFWARE CATIA V5

Dr.-Ing. Mohamad Yamin , Widyo Purwoko E-mail : mohay@staff.gunadarma.ac.id*) **)

*)

**)

Dosen Teknik Mesin Universitas Gunadarma Alumni Teknik Mesin Universitas Gunadarma

Abtraksi Conveyor merupakan alat untuk mengangkut bahan-bahan industri. Sedangkan Motor listrik, Gearbox, pulley belt, rangka dan sabuk karet (belt conveyor) ini adalah komponen dari conveyor, dimana komponen dari sabuk karet ini berfungsi untuk membawa sampah ke dalam mesin chuser atau mesin penghancur sampah. Dengan peranan dari motor listrik, gearbox, pulley, rangka, sabuk karet (belt conveyor) yang sangat penting, di perlukan perancangan yang baik, salah satu-nya yang perlu diperhatikan adalah segi kekuatan, dimana rangka menerima beban dari sampah maupun menerima beban dari motor listrik yang bekerja untuk memutar pulley. Dalam penulisan tugas akhir ini dibahas mengenai perencanaan gear box dan analisa statik struktur rangka melalui simulasi dengan menggunakan software CATIA V5. Analisa statik telah dilakukan pada rangka conveyor . Material dari rangka diambil dari baja kontruksi jenis AISI 4140. Adapun beban yang diberikan pada rangka conveyor pada bagian bawah adalah sebesar 200 N, tengah sebesar 400 N , dan atas sebesar 600 N. Untuk menentukan besar nya tegangan maksimum dan peralihan maksimum yang dihasilkan pada rangka bagian bawah sebesar 7 2 2,95 x 10 N/m dan peralihan maksimum sebesar 0,0000536 mm, dan pada rangka 7 2 bagian tengah sebesar 6,13 x 10 N/m dan peralihan maksimum sebesar 0,000052 mm 7 2 dan pada rangka bagian atas sebesar 2,52 x10 N/m dan peralihan maksimum sebesar 0,0000651 mm Kata kunci : Conveyor, Tegangan, CATIA, Beban Statis

1.1

Pendahuluan Di dalam industri, bahan -bahan diangkut maupun keselamatan kerja dari karyawan. pengangkut Salah yang satu sering jenis alat

yang

digunakan

kadangkala

merupakan

bahan yang berat maupun berbahaya bagi manusia. Untuk itu diperlukan alat

digunakan

adalah Conveyor yang berfungsi untuk mengangkut bahan-bahan industri yang berbentuk padat

transportasi untuk mengangkut bahan-bahan tersebutmengingat keterbatasan kemampuan tenaga manusia baik itu berupa kapasitas bahan yang akan

II 2.1

Landasan Teori Fungsi conveyor Conveyor yang berfungsi industri

akan diangkut. Untuk mengangkut bahanbahan yang panas, sabuk yang

untuk digunakan terbuat dari logam yang tahan yang terhadap panas. Karakteristik dan performance

mengangkut

bahan-bahan

berbentuk padat. Pemilihan alat transportasi

(conveying equipment) material padat antara dari belt conveyor yaitu : lain tergantung pada : - Kapasitas material yang ditangani - Jarak perpindahan material - Kondisi pengangkutan : horizontal, vertikal atau inklinasi - Ukuran (size), bentuk (shape) dan sifat material (properties) - Harga peralatan tersebut. 2.1.1 Klasifikasi Conveyor Secara umum jenis/type Conveyor yang sering digunakan dapat diklasifikasikan sebagai berikut : 1. 2. Belt Conveyor Chain Conveyor : - Scraper Conveyor - Apron Conveyor - Bucket Conveyor - Bucket Elevator 3. 4. 2.1.2 Screw Conveyor Pneumatic Conveyor Belt Conveyor Belt Conveyor pada dasarnya Gambar 2.1 Belt Conveyor Driver 2.2 Nama-Nama Bagian Roda Gigi Nama-nama bagian utama roda gigi diberikan dalam gambar. Adapun ukurannya dinyatakan dengan diameter lingkaran jarak bagi, yaitu lingkaran[1]

- Dapat beroperasi secara mendatar maksimum sampai dengan 18 . - Sabuk disanggah oleh plat roller Kapasitas tinggi. - Serba guna. - Dapat beroperasi secara continue. - Kapasitas dapat diatur. - Kecepatannya sampai dengan 600 ft/m. - Dapat naik turun. - Perawatan mudah. Kelemahan-kelemahan dari belt conveyor: Jaraknya telah tertentu. Biaya relatif mahal. Sudut inklinasi terbatas.

merupakan peralatan yang cukup sederhana. Alat tersebut terdiri dari sabuk yang tahan terhadap pengangkutan benda padat. Sabuk yang digunakan pada belt conveyor ini dapat dibuat dari berbagai jenis bahan misalnya dari karet, plastik, kulit ataupun logam yang tergantung dari jenis dan sifat bahan yang

khayal yang mengglinding tanpa slip.

U ua g i i aa a d n a rk b g menjadi masalah. Besarnya perubahan k rn i d y tk n e g n j a a i g n a lg aa y i j a s p n n lg aa transmisi ditentukan oleh perbandingan i k rn, a u a k e a j g i k rn n t r a n jarak bagi antara profil dua gigi yang putaran serta jumlah roda gigi dari berdekatan. masing-masing roda gigi (pinion dan

Profil atau bentuk involut gigi sangat gear) penting agar pemindahan daya dari satu gigi 2.2.2 Faktor Penunjang yang

ke gigi yang lain berjalan secara teratur. Hal diperlukan dalam perencanaan roda ini berguna untuk menjaga agar gigi kedua gigi. roda gigi yang berada dalam pasangan tidak 1. Jumlah daya yang dipindahkan. cepat aus atau rusak. Pada saat satu gigi 2. Jumlah putaran per menit. yang berpasangan maka akan terlepas 3. Jumlah gigi. gigi 4. Jenis roda gigi yang direncanakan.

hubungannya, berikutnya

pasangan

harus

mulai

berhubungan. 5. Dan lain-lain. Perencanaan Angka Transmisi

Sehingga daya yang dipindahkan dibaca 2.3 oleh satu pasang gigi saja. Hal ini dapat mengurangi keausan pada permukaan gigi sehingga umur dari roda gigi dapat lebih panjang.

dari persamaan

n i 1 n2

...(2.1)

dimana : i = angka transmisi n1 = putaran poros 1 n2 = putaran poros 2 2.3.1. Perencanaan Pasangan Roda Gigi Dari hasil perencanaan angka transmisi (i) dapat ditentukan putaran roda gigi pinion, bila putaran kurang dari 3600 Rpm, maka berlaku persamaan :[3]

Gambar 2.2 Nama-nama Bagian Roda Gigi[2] 2.2.1 Roda Gigi Lurus (Spur Gear)

n Nt d rv 2 2 1 1 n1 Nt 2 d 2 1

...(2.2)

dimana : Roda gigi lurus digunakan bila letak r = perbandingan kecepatan v kedua poros-poros penggerak dan poros = kecepatan sudut (rad/sec) yang digerakkan-berada dalam posisi sejajar. Daya yang akan ditransmisikan tidak terlalu besar dan putaran poros tidak melebihi 3600 rpm. Spur gear secara umum dipakai untuk putaran-putaran rendah dan pada system dimana pengontrolan kebisingan tidak n Nt d = kecepatan keliling (rpm) = jumlah gigi = diameter pitch circle (in)

2.3.2.

Penentuan Sudut Tekan ( ) Sudut tekan ( ) yango

Vp = kecepatan pitch line umumo

d n

= diameter pitch line = putaran poros

digunakan adalah sebesar 20

atau 25 .

Setelah ditentukan jumlah gigi dan sudut 2.3.6. tekan (). Dapat ditentukan faktor lewis ( Yp for Lewis Form Factor). 2.3.3. Pemilihan Bahan Roda Gigi

Perhitungan Torsi Besarnya torsi dapat dihitung

dan Yg) yang dapat dilihat pada tabel (Values dengan persamaan :

T Fn

d d cos Ft 2 2

...(2.5)

Bahan roda gigi dapat dipilih dari dimana : berbagai macam bahan tergantung dari kegunaan roda gigi tersebut. Setelah dipilih bahan yang akan digunakan untuk perencanaan roda gigi, maka nilai So (psi) dan BHN dan bahan tersebut dapat ditentukan. Lihat tabel d P, = diameter pitch line pemilihan bahan. 2.3.4. Penentuan Diameter Pitch Line Dengan mengasumsikan nilai = sudut tekan Ft = gaya tangensial Fn = gaya normal

diameter pitch line dapat ditentukan dari Sehingga dari harga-harga tersebut bila persamaan : dimana : d = diameter pitch circle (in) Nt = jumlah gigi P = diameter pitch hp n T 2.3.7. = daya input = putaran = torsi dalam in-pound

Nt P d

...(2.3)

disubstitusikan ke dalam persamaan

T .n hp 63000

dimana :

...(2.6)

Klasifikasi Berdasarkan Kekasaran Gigi Gigi kasar < P < 10 < 18

Gigi agak kasar 12 t 71400 > 61936,78 Perencanaan Aman Aman

= 2300

= 73683,53 Psi Dari persamaan : S c c a Dimana : Sad = 150000 Psi CT =

11. Pengujian Keausan Dengan Metode AGMA

460 460 T F 160 620 620

=1 T F = 160 temperatur tertinggi untuk

Ft.Co.Cs.Cm.Cf =C t P Cv.dp.b.L

minyak pelumas CH = 1 untuk kekerasan pinion dan gear

=1 1,2

K maka CH = 1 karena K < Rangka Conveyor pada bagian atas : Tegangan maksimum Von Mises: 2,52 x10 N/m7 2

CL = 1,4 umur gear 86400 jam atau 10 tahun CR = 1,25 S c c a

CL .CH .CR CT

Translasi

vektor

peralihan

maksimum : 0,0000651 mm Dari disimpulkan hasil bahwa analisis pada dapat rangka

1 ,4.1 1 0 0 c 500 1 .1,25 1 8 0 P i c 600 s 73683,53 1 8 0 A n 6 0 0 ma Syarat S c P rn a a nA n c a (ee c n a ma ) V. 5.1. PENUTUP Kesimpulan Berdasarkan hasil analisis komputer

conveyor pada bagian bawah lebih aman dibandingkan pada bagian tengah dan bagian atas jika dilihat dari tegangan maksimumnya, bawah yang memiliki lebih kecil pada rangka bagian

tegangan

maksimum pada

dibandingkan

rangka bagian tengah dan bagian atas. Dan dari hasil perencanaan dan menggunakan perangkat lunak CATIA V5 perhitungan dari perencanaan gear box pada setiap rangka conveyor pada bagian yang telah dilakukan maka dapat diambil bawah, tengah, dan atas dengan beban yang kesimpulan : berbeda maka diperoleh kesimpulan sebagai 1. Penggunaan bahan untuk roda gigi berikut: adalah : Alloy Steel (AISI 4140, So = 1. Dari hasil analisis beban statis pada 650000, BHN = 475). rangka conveyor dengan memberikan 2. Perhitungan gaya bending dapat pembebanan sebesar 20 kg, 40 kg, diterima yaitu : 60 kg diperoleh data sebagai berikut : Pada gearbox : Rangka Conveyor pada bagian bawah: Tegangan Translasi maksimum7 2

Fbpinion F d

F ga F ber d

Von

12155 7 6 ,7 1 0 26 7 6 ,7 9 46 4 4 , 9 46

Mises : 2,95 x 10 N/m vektor

3. Hasil pengujian keausan dengan

peralihan menggunaka