Dasar Mesin - SMKN 1 SUKOREJO – BISA HEBAT

Dasar Mesin

Teknik Sepeda Motor (TSM)/Teknik Kendaraan Ringan (TKR)

Memahami Dasar-dasar Mesin

Teknologi dan Rekayasa2

Tujuan Pembelajaran

Siswa dapat menjelaskan dasar ilmu statika dan tegangan

Siswa dapat menerangkan komponen/elemen mesin

Siswa dapat menerangkan material dan kemampuan proses


Ilmu Statika Dan Tegangan


Definisi

Ilmu statika mempelajari tentang kekuatan material berdasarkan kombinasi tegangan dan regangan baik dua dimensi

maupun tiga dimensi

Dalam material tidak lepas dari tegangan dan regangan, karena dari dua hal

tersebut dapat dicari kekuatan dari bahan, seperti kekuatan tarik, bending dan

puntir.

GAYA


DEFINISI

Gaya adalah sesuatu yang menyebabkan benda bergerak atau menjadi diam

Gaya dilambangkan dengan huruf : F Satuannya : Newton atau Dyne

1 Newton = 1kg.m/s²1Dyne = 1gr.cm/s²


Rumus

F = m.a

F = Gaya (Newton atau dyne)m = massa (kg atau gr)a = percepatan (m/s² atau cm/s²)

Contoh soal :

Sebuah benda massanya 20 kg, diluncurkan dengan percepatan 4

m/s². hitunglah berapa gaya yang bekerja?

Diket : m = 20 kg, a = 4 m/s²

Ditanya : F = ...?

Jawab : F = m.a

= 20 kg . 4 m/s²

= 80 kg.m/s² atau 80 Newton

Resultan gaya

Resultan gaya adalah gabungan dari beberapa gaya.

I. Gaya searah

II. Gaya berlawanan

Gaya searah

Resultan dari gaya F1 dan F2 adalah Fr = F1+F2

m

F1

F2

Gaya berlawanan

Resultan dari gaya F1 dan F2

adalah Fr = F1-F2

mF1 F2

Gaya berlawanan

Contoh :

Diket : F1 = 60 N dan F2 =20 N

Ditanya : Ft ?

Jawab : Ft = F1-F2 = 60N-20N = 40N

mF1 F2


Tegangan Tarik & Tekan

kekuatan tarik tidak lepas dari tegangan dan regangan. Kedua sifat ini diukur saat melakukan uji tarik atau tekan

Dalam tarik, regangan adalah pertambahan panjang dari material, sedangkan dalam tekan adalah pemendekkan dari bahan yang ditekan


Tegangan


Regangan


Hasil dari tegangan dan regangan jika dibagikan akan menghasilkan sebuah Modulus Young (E). Mudulus Young ini hanya berlaku pada daerah elastis dari sifat bahan.



Profil tegangan dan regangan



Akibat dari gaya tarik yang terjadi adalah

pengurangan diameter seperti terlihat dalam gambar

Rasio Poison


Pergeseran terjadi akibat adanya gaya yang menggeser benda sehingga terjadi tegangan dan regangan geser. Tegangan dan regangan geser

dapat dihitung dengan menggunakan persamaan di bawah ini:

Tegangan Geser


Suatu kontruksi dari bahan tidak lepas dari beban atau gaya yang menekan tidak pada titik pusat sehingga terjadi bending. Akibat dari gaya ini terjadi tegangan

bending yang dapat dihitung seperti di bawah ini:

M = Momen bending

I = Momen kedua dari area

Y = Jarak titik pusat dari titik beban

Tegangan Bending


Tegangan Maksimum


Torsi

Batang yang digunakan sebagai penghubung yang berputar akan terjadi momen puntir yang juga disebut Torsi.

Untuk batang ini ada yang menggunakan batang pejal dan batang berlubang, keduanya mempunyai kelebihan dan

kelemahan masing-masing.


Batang Pejal

Pada batang pejal perhitungan kapasitas daya yang diterima dapat dihitung sebagai berikut:

Maksimum tegangan geser

Dengan D = diameter, T = torsi

Kapasitas torsi


Batang Pejal

Kapasitas daya

dengan N = jumlah putaran per detik

Sudut putaran

Dengan G = shear modulus, L = panjang


Batang Berlubang

Batang pejal mempunyai kelemahan beban lenturnya yang lebih kecil. Untuk

mengatasinya dapat dipakai batang berlubang.

Batang berlubang ini dapat memakai bahan yang lebih sedikit, tetapi kelemahan dari batang ini adalah lebih kaku dari batang

pejal, sehingga lebih mudah patah.


Batang Berlubang

Perhitungan untuk mengetahui beban maksimum

dapat dipakai persamaan di bawah ini:

Dengan, D = diameter luar, d = diameter dalam


Elemen Mesin


Rem

Rem adalah Mekanisme yang berfungsi untuk memperlambat atau menghentikan laju kendaraan.

Macam-macam rem :

1. Rem Tromol

2. Rem Cakram



Roda Gigi

Roda gigi adalah elemen mesin berbentuk gigi yang berfungsi sebagai tramsmisi gerak putar dan daya dari komponen mesin satu ke lainnya.

Efisiensinya mendekati 98% sehingga roda gigi banyak dipakai untuk membuat transmisi motor penggerak ke poros yang digerakan.


Roda Gigi Spur

Klasifikasi Roda Gigi



Roda Gigi Helik


Roda gigi dobel helik



Roda Gigi Bevel



Roda Gigi Cacing


Istilah-istilah dalam roda gigi

1. Pitch circle : garis lingkaran bayangan, jarak

antara gigi yang harus bertemu untuk sepasang

roda gigi

2. Pitch diameter : diameter rusuk

3. Circular pitch : panjang busur lingkaran jarak

antara dua gigi yang berdekatan

4. Addendum : tinggi gigi diluar lingkaran

5. Dedendum : tinggi gigi di dalam lingkaran

6. Clearance : kelonggaran antara tinggi kaki gigi

dengan tinggi kepala gigi yang saling merangkap


7. Black lash : perbedaan antara lebar gigi yang

saling menangkap pada lingkaran

8. Sudut tekan : sudut antara garis singgung jarak

antara dengan garis tekan

9. Garis tekan : garis yang dihasilkan dari

hubungan titik tekan dan memotong titik

singgung lingkaran jarak antara 2 roda gigi.


Istilah-istilah dalam roda gigi

Cara pembuatan roda gigi

1. Dipotong

Pembuatan roda gigi dengan cara ini dapat

dilakukan dengan proses pemesinan :

a) Milling (pengefraisan)

b) Shaping (penyekrapan)

c) Planing (penyerutan)

d) Hobbing (pergeseran)


2. Dicetak

Pembuatan roda gigi ini dibuat dengan cara

dituang, kemudian disempurnakan dengan dipotong

3. Diroll

Pembuatan roda gigi dengan diroll dibuat dengan

cara semacam proses kartel (knoering). Sebagai

pengerjaan akhir (finishing) dapat dilakukan

dengan digerinda bila dikehendaki


Cara pembuatan roda gigi


Bantalan

Bantalan adalah piranti untuk memegang antara benda yang berputar dengan benda yang tidak bergerak (rangka) agar gesekan yang terjadi lebih halus tanpa mengeluarkan suara.

Jenis-jenis bantalan

1. Bantalan luncur : dimana terjadi gerakan luncur

antara poros dan bantalan karena permukaan

poros ditumpu oleh permukaan bantalan denga

lapisan pelumas

2. Bantalan gelinding : dimana terjadi gesekan

gelinding antara bagian yang berputar dengan

yang diam melalui elemen gelinding seperti rol

atau rol jarum


Jenis bantalan berdasarkan arah

beban terhadap poros :

1. Bantalan radial : dimana arah beban yang

ditumpu bantalan tegak lurus sumbu poros

2. Bantalan aksial : dimana arah beban yang

ditumpu bantalan sejajar sumbu poros

3. Bantala gelinding khusus : dimana bantalan ini

menumpu baban yang arahnya sejajar dan tegak

lurus sumbu poros


Fungsi bantalan luncur

1. Bantalan luncur silinder penuh

Dipakai untuk poros-poros ukuran kecil berputar lambat,

beban ringan dan untuk tap-tap yang tidak berputar

penuh seperti torak motor bakar

2. Bantalan lurus silinder memegas

Lapisan bantalan seperti ini banyak dipakai pada poros-

poros mesin bubut, mesin frais, dan mesin perkakas lain


3. Bantalan luncur bawah

Banyak dipakai pada poros-poros ukuran sedang dan

besar, seperti bantalan poros engkol

4. Bantalan inset

Digunakan terutama untuk poros dengan beban yang

sering berubah, misalnya bantalan poros engkol dari

poros presisi

5. Bantalan luncur sebagian

Digunakan untuk poros yang berpitar lambat, beban

berat, tetapi tidak berubah-ubah



6. Bantalan bukan logam

Digunakan untuk leher-leher poros yang memerlukan

pendingin zat cair dan tidak mendapat beban berat

7. Bantalan luncur aksial

Digunakan untuk poros-poros vertikal dengan beban

tidak begitu besar

8. Bantalan luncur translasi

Digunakan untuk blok-blok luncur gerak lurus atau

lengkung




Bantalan

Bantalan Bola


Bantalan

Bantalan Rol


Bantalan

Bantalan Jarum


Bantalan

Bantalan Rol Taper


Pegas adalah elemen mesin yang berfungsi untuk mengontrol gerakan dengan cara menahan, meredam getaran, menghaluskan tumbukan dan model pengontrolan gerakan lainnya.

Secara sederhana dapat dikatakan bahwa pegas adalah media penyimpan energi untuk pengontrolan gerakan.

Pegas


Pegas Helik Tekan

Pegas


Pegas Helik Torsi

Pegas


Helik Conical

Pegas


Pegas Daun

Pegas


Poros berfungsi sebagai batang penghubung antar

komponen mesin sekaligus memberikan energi yang dimiliki.

Poros dengan pin pengunci untuk mematikan gerakan relatif

komponen lain dengan poros.

Poros


Poros dengan splin untuk mematikan gerakan relatif komponen laindengan poros

Poros


Kopling poros untuk menghubungkan poros satu dengan lainnya dengan hubungan kaku

Poros


Transmisi merupakan komponen mesin yang

penting untuk menghubungkan antara mesin penggerak dengan yang digerakan.

Fungsi pemasangan transmisi tersebut adalah untuk meneruskan putaran dan daya mesin. Disamping fungsi tersebut, transmisi sebagai pengontrol putaran sehingga kendaran bermotor dapat dijalankan dengan mudah pada variasi kecepatan.

Transmissi


Konstruksi Dasar

Transmissi


Jenis Penggerak Roda Gigi

Transmissi


Jenis Penggerak Rantai

Transmissi


Jenis Penggerak Sabuk

Transmissi


Material dan Kemampuan Proses


Secara garis besar material atau bahan dibedakan menjadi dua, yaitu bahan logam (metal) dan non logam. Bahan logam dibedakan lagi mejadi logam besi (ferro) dan bukan besi (non ferro). Termasuk logam ferro adalah besi cor, baja karbon, baja paduan, dan baja stainless.

Definisi


Besi cor merupakan paduan dari besi dan karbon sehingga suhu cair pada kisaran 1200O C.

Besi Cor


Besi Abu-abu

Dinamakan besi abu-abu karena warnanya yang abu-abu.

Besi ini mempunyai kandungan 1,5-4,3% karbon dan 0,3-

5% silikon ditambah manganese, belerang (sulphur) dan

phosphorus.

Bahan ini getas dengan kekuatan tarik rendah tetapi mudah

untuk dicor. Hal ini disebabkan tingginya kadar carbon pada

besi cor kelabu, tetapi kadar karbon tinggi membentuk

serpihan yang dapat menahan redaman getaran dengan

baik.

Besi Cor


Besi Paduan

Besi paduan adalah besi yang dicampur dengan

paduan nikel, kromium, molydenum, vanadium,

coopper dan zirconium.

Paduan ini gunanya untuk mendapatkan besi

yang kuat, keras, tahan aus, tahan panas, tahan

karat, mampu mesin dan mampu disambung

dengan bahan lain.

Besi Cor


Baja karbon sering digunakan dalam konstruksi baik untuk bangunan ataupun alat-alat permesinan.

Baja ini paduan dari besi dan karbon dengan beberapa elemen seperti manganese, silikon, sulphur, phosphorus, nikel dan kromium.

Baja Karbon


Baja karbon mempunyai sifat yang unik dan dibagi tiga klasifikasi yaitu

1. Baja karbon rendah (0,05-0,3%C) dengan keuletan (ductility) yang tinggi dan mudah dibentuk

2. Baja karbon sedang (0,3-0,6%C) dengan perlakuan panas mempunyai kekuatan dan kekerasan lebih baik tetapi rentan terhadap keuletan (ductility)

3. Baja karbon tinggi (>0,6%) dengan kekerasan dan kekuatan tinggi, digunakan untuk alat, cetakan, pegas dan lain-lain.

Baja Karbon


Berbeda dengan baja karbon, baja ini mempunyai

proporsi paduan yang tinggi terhadap elemen

paduannya. Bahan yang sering digunakan dalam baja

paduan adalah:

1. Aluminium

Bahan ini membuat tahan oksidasi sehingga tahan

dari serangan karat tetapi mengurangi kekuatan dari

bahan. Persentase pengguanaan 0-2%.

Baja Paduan


2. Chrom

Pada penggunaan 0,3-4%, memperbaiki ketahanan aus,

oksidasi, hambatan skala, kekuatan dan kekerasan.

Peningkatan kekuatan pada temperatur tinggi tetapi

kehilangan keuletan (ductility).

3. Cobalt

Bahan ini memperbaiki kekerasan dan hambatan skala

juga memperbaiki sifat potong untuk baja alat dengan 8-

10%. Bersama kromium, cobalt memberikan baja paduan

tinggi pada temperatur tinggi.

Baja Paduan


Baja Paduan

4. Tembaga (Copper)

Pada tipikal range 0,2-0,5% memberikan tahan korosi dan

kekuatan yield pada baja paduan.

5. Timah (Lead)

Di atas 0,25% digunakan untuk meningkatkan mampu

mesin pada baja karbon.

6. Mangan

Pada range 0,3-2% mengurangi kerapuhan sulphur.

Persentase 1-2% memperbaiki kekuatan dan kelenturan

dan sifat non magnetis hingga 5%.


Baja Paduan

7. Molydenum

Pada penggunaan 0,3-5% meningkatkan kekuatan

temperatur tinggi, hambatan retak, dan kekerasan.

8. Nikel

Pada range 0,3-5% meningkatkan kekuatan,

kelenturan dan kekerasan tanpa aspek keuletan.

Pada proporsi yang tinggi memperbaiki tahan korosi.

9. Silikon

Dengan penggunaan range 0,2-3% memperbaiki

kekuatan dan kekerasan tetapi mengurangi keuletan.

Silikon bahan yang mudah teroksidasi (berkarat).


Baja Paduan

10. Sulphur (Belerang)

Di atas 0,5% meningkatkan mampu mesin tetapi mengurangi

keuletan dan mampu las.

11. Titanium

Pada proporsi 0,3-0,75% meningkatan kekuatan dan

kekerasan pada baja maraging.

12. Tungsten

Bahan ini memberikan kekerasan tinggi dan kelenturan pada

temperatur tinggi.

13. Vanadium

Bahan ini memperbaiki sifat kekerasan dan jika

dikombinasikan dengan karbon dapat tahan aus.


Baja Stainless

Baja Stainless adalah baja karbon dengan campuran kromium

10% sehingga tahan terhadap karat.

Untuk logam non ferro antara lain aluminium, tembaga, seng,

timah, titanium, perak, timah, dan lain-lain. Ada yang dalam

bentuk logam murni dan ada yang campuran atau paduan.

Contoh logam non ferro paduan adalah perunggu (paduan

tembaga dengan timah) dan kuningan (paduan tembaga

dengan seng).

Oleh karena itu penggunaan logam tersebut juga disesuaikan

dengan sifat-sifat yang dimiliki masing - masing jenis logam.


Material Non Logam

Plastik

Plastik adalah bahan berdasar polimer. Plastik ada dua macam,

yaitu termoplastik polimer yang apabila dipanaskan akan

meleleh dan dapat dicetak kembali, sedangkan termoset

polimer adalah plastik yang apabila dipanaskan akan menjadi

abu.

Komposit

Komposit adalah bahan yang terbuat dari resin dan matrik,

resin sebagai pengikat biasanya plastik, dan matrik adalah

penguat yang berbentuk serat yang diatur.


Material Non Logam

Keramik

Keramik adalah bahan yang pembuatannya menggunakan

powder teknologi. Hal ini dilakukan karena titik lebur dari

keramik tinggi sekali (diatas 2000OC) sehingga untuk

menyatukan dipanaskan hingga suhu sekitar 1200 sampai

kulit dari butiran serbuk meleleh dan disatukan dengan

butiran yang lain.


Documents

Dasar Mesin - SMKN 1 SUKOREJO – BISA HEBAT