TUGAS ELEMEN MESIN 1 - PERHITUNGAN REM TROMOL PADA MOTOR HONDA SUPRA X 100 CC

1

PERHITUNGAN REM TROMOL PADA MOTOR HONDA SUPRA X 100 CC

TUGAS ELEMEN MESIN I Dibuat untuk memenuhi syarat kurikulum pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya Oleh Ardin Wahyu S

03091005001

Koko Fahmi S

03091005031

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2011/2012 Tugas Elemen Mesin I

Rem Tromol Honda Supra X 110 cc

2

PERHITUNGAN REM TROMOL PADA MOTOR HONDA SUPRA X 100 CC

TUGAS PERENCANAAN ELEMEN MESIN I Dibuat untuk memenuhi syarat kurikulum pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya Oleh : Ardin Wahyu S

03091005001

Koko Fahmi S

03091005031

Diketahui oleh Koordinator Tugas Elemen Mesin I : Pembimbing

M. Yanis. ST, MT NIP. 197002281994121001

Tugas Elemen Mesin I

Disetujui untuk Jurusan Teknik Mesin oleh Dosen

M. Yanis. ST, MT NIP. 197002281994121001


3

DAFTAR ISI

halaman Halaman Sampul ................................................................................................ i Halaman Judul .................................................................................................. ii Halaman Pengesahan ....................................................................................... iii Kata Pengantar ................................................................................................. iv Daftar Isi ............................................................................................................. v Daftar Tabel ..................................................................................................... vii Daftar Gambar ............................................................................................... viii Daftar Lampiran .............................................................................................. ix BAB I.

PENDAHULUAN .......................................................................... 1 A. Latar Belakang ....................................................................... 1 B. Tujuan dan Manfaat ............................................................... 1 C. Pembatasan Masalah .............................................................. 2 D. Metode Pembahasan ............................................................... 2 E. Sistematika Penulisan ........................................................... 2

II.

TINJAUAN PUSTAKA ................................................................ 3 A. Pengertian Rem ........................................................................ 3 B. Macam Macam Rem ............................................................... 4 C. Komponen Rem Tromol ........................................................ 9 1. Sepatu Rem ........................................................... 9



4

2. Pegas ...................................................................... 10 3. Poros ..................................................................... 12 III.

PERHITUNGAN ......................................................................... 13 A. Sepatu Rem ............................................................................ 13 B. Pegas ......................................................................................... 20 C. Poros ........................................................................................ 25

IV.

KESIMPULAN ............................................................................ 30

Daftar Pustaka Lampiran

BAB I Tugas Elemen Mesin I


5

PENDAHULUAN A. Latar Belakang Suatu mesin terdiri dari suatu komponen yang jumlahnya dapat mencapai lebih dari seribu bagian. Semua bekerja saling mendukung dan terpadu, sehingga dapat menghasilkan suatu gerakan. Banyak hal yang harus diperhatikan oleh seorang perancang dalam perancangan suatu komponen dari sebuah mesin antara lain yaitu menyesuaikan suatu komponen dengan fungsi sebenarnya, faktor keamanan dari komponen yang direncanakan, efisiensi serta faktor biaya. Pada tugas elemen mesin I ini akan dihitung suatu alat yang berfungsi untuk menghentikan poros atau benda yang mengalami gerakan yaitu rem. Rem adalah suatu alat yang berguna untuk menghentikan atau memperlambat putaran dari suatu poros yang berputar dengan perantara gesekan. Peranan rem sangat penting dalam sebuah konstruksi kendaraan bermotor. Oleh karena itu, penulis mengambil “Perhitungan Rem Tromol Pada Honda Supra X 110 cc“ sebagai judul dari tugas perencanaan elemen mesin ini.

A. Tujuan dan Manfaat Penulisan Sasaran yang hendak dicapai dengan

diadakannya Tugas

Perencanaan Elemen Mesin ini adalah sebagai berikut :



6

1. Menerapakan kajian teoritis dalam bentuk rancang bangun elemen mesin khususnya pada rem cakram. 2. Mampu merencanakan elemen-elemen perhitungan-perhitungan

yang

mesin yang berdasarkan pada

bersumber

dari

literatur

sekaligus

mengaplikasikan teori yang dilihat langsung di lapangan.

B. Perbatasan Masalah Berdasarkan pada pembagian rem yang terdiri dari beberapa jenis maka permasalahan yang akan dibahas adalah : 1. Prinsip kerja Trombol 2. Ukuran-ukuran rem Trombol dari hasil perhitungan. 3. Gambar kerja dengan ukurannya berdasarkan hasil survey/pengukuran.

C. Metode Pembahasan Pada perencanaan rem Trombol ini pembahasan akan dilakukan dengan menggunakan literatur yang memuat data-data serta rumus-rumus yang berkaitan dengan masalah yang diambil serta dilengkapi dengan studi lapangan.

E. Sistematika Penulisan Sistematika penulisan yang digunakan dalam laporan ini adalah sebagai berikut :



7

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

A. Pengertian Rem Rem adalah suatu alat yang berguna untuk menghentikan atau memperlambat putaran dari suatu poros yang berputar dengan perantara gesekan Efek pengereman secara mekanis diperoleh dengan gesekan secara listrik dengan serbuk magnet, arus putar, fasa yang dibalik, arus searah yang dibalik atau penukaran katup dan lain-lain. Karena itu dalam banyak hal rem tidak bertindak sebagai rem penyetop, dalam hal instalasi dihentikan oleh gaya rem, melainkan mempunyai tugas untuk mempertahankan pesawat dalam suatu kedudukan tertentu (rem penahan). Momen rem terkecil terjadi pada poros yang berputar paling cepat. Karena itulah maka rem sedapat mungkin kebanyakan dipasang pada poros yang digerakkan oleh motor. Syarat paling utama yang harus dipenuhi oleh rem ialah kelembutan artinya tidak ada tumbukan ketika menghubungkan dan melepaskan rem, pelepasan kalor yang cukup ketika terjadi kemungkinan penyetelan ulang setelah aus. Pada mesin pengangkat, rem digunakan untuk mengatur kecepatan penurunan muatan atau untuk menahan muatan agar diam dan untuk menyerap inersia massa yang bergerak seperti truk, crane, muatan dan sebagainya. Berdasarkan fungsinya, rem dapat diklasifkasikan sebagai berikut :



8

1. Jenis penahan. 2. Jenis penurunan. 3. Jenis penahan dan penurunan, rem ini melayani kedua fungsi penghentian muatan dan mengatur kecepatan penurunan. B. Macam-macam Rem Menurut efek pengereman secara mekanis rem terbagi beberapa golongan. Masing-masing golongan terdiri dari beberapa jenis rem, seperti terlihat pada Gambar. 1 Rem gesek berguna untuk menghentikan poros, mengatur putaran poros, mencegah putaran yang tidak dikehendaki agar tidak terjadinya slip, dimana poros tersebut terletak pada suatu garus lurus atau sedikit berbeda. Macam-macam rem gesek : 1. Rem Blok a. Rem Blok Tunggal Rem ini merupakan rem yang paling sederhana yang terdiri dari satu blok rem, pada permukaan geseknya dipasang lapisan rem atau bahan gesek yang dapat diganti bila aus. Suatu hal yang kurang menguntungkan pada rem blok tunggal adalah gaya tekan yang bekerja dalam satu arah saja pada drum, sehingga pada poros timbul momen lentur serta gaya tambahan pada bantalan yang tidak dikehendaki. Demikian pula dengan pelayanan manual jika diperlukan gaya pengereman yang besar, tuas perlu dibuat sangat panjang sehingga kurang ringkas.



9

LISTRIK

REM

GESEK

ARUS PUTAR

PENUKARAN

REM

DL

REM

REM

FASA BALIK

REM PITA

SEPATU DEPAN BELAKANG

REM TUNGGAL

DUA SEPATU DEPAN

REM GANDA

DUO SERVO

Gambar 1 Macam-macam rem

Pada dasarnya rem blok tunggal beroperasi karena aksi satu arah blok tunggal sehingga menimbulkan lenturan pada poros rem. Rem blok tunggal hanya dapat dipakai untuk menahan momen gaya yang kecil pada penggerak tangan bila diameter poros tidak melebihi lima puluh milimeter. Tekanan yang diberikan oleh blok besi cor pada rem haruslah sedemikian rupa sehingga gaya gesek yang dihasilkan pada permukaan roda mengimbangi gaya sekelilingnya. b. Rem Blok Ganda



10

Kekurangan rem blok tunggal yang hanya mendapat gaya tekan dalam arah saja hingga menimbulkan momen lentur yang besar pada poros serta gaya tambahan pada bantalan, dapat diatasi jika dipakai dua blok rem yang menekan drum dari dua arah yang berlawanan baik dari sebelah dalam atau dari sebelah luar drum. Rem blok ganda sering digunakan pada mekanisme pengangkat, pemindahan dan pemutaran crane yang berbeda dengan rem blok tunggal. Rem blok ganda tidak menimbulkan defleksi pada poros rem. Penjepit dan crane yang digerakkan listrik hampir selalu didesain dengan rem blok ganda. Rem digerakkan oleh pemberat dan dilepaskan oleh elektromagnet, akibatnya pengereman permanen hanya bekerja bila elektromagnet. Biasanya rangkaian listriknya dibuat saling mengunci antara motor dan magnet sehingga secara otomatis menghasilkan aksi pengereman walaupun motor berhenti secara mendadak. Pengoperasian rem dengan pemberat yang dipasang pada tuas rem mempunyai kelemahan yaitu setelah arus diputuskan dan pemberatnya jatuh, pemberat ini akan bergetar bersama dengan tangkainya, menurunkan dan menaikkan tekanan sepatu roda dan akan mengubah besarnya momen gaya pengereman.

2. Rem Drum



11

Rem yang biasa digunakan untuk otomobil berbentuk rem drum (macam ekspansi) dan rem cakera (disc). Rem drum

mempunyai ciri

lapisan rem yang terlindungi, dapat menghasilkan gaya yang besar untuk ukuran rem yang kecil, dan umur lapisan rem yang cukup panjang. Suatu kelemahan rem ini ialah pemancar panasnya buruk. Blok rem dari rem ini disebut sepatu rem dan silinder hidrolik serta arah putaran roda. Biasanya rem ini banyak dipakai dengan sepatu depan dan sepatu belakang. Pada rem sjenis ini, meskipun roda berputar pada arah yang berlawanan, besar gaya rem tetap karena memakai dua sepatu depan, dimana gaya rem dalam arah putaran jauh lebih besar daripada dalam arah yang berlawanan. Ada juga rem yang disebut dengan duo servo. Cara kerjanya : Pada umumnya perencanaan rem drum menggunakan perhitungan yang

sederhana

dan

akan

diperoleh

ukuran

bagian-bagian

yang

bersangkutan serta gaya untuk menekan sepatu. Tekanan minyak dalam silinder diperbesar atau diperkecil olek gaya injakan pada pedal rem yang menggerakkan piston silinder master rem, secara langsung atau penguat gaya. Untuk mencegah kenaikan gaya rem yang terlalu melonjak pada saat pengereman darurat maka kenaikan tekanan minyak yang ditimbulkan oleh injakan pedal akan lebih lunak daripada injakan dibawah. Perbandingan gaya rem tetap sama, namun demikian untuk kontruksi, baru menjaga agar pada waktu pengereman tidak terjadi slip



12

antara telapak ban dan permukaan jalan, maka pengurangan kenaikan tekanan minyak diatas pedal tertentu dikemukakan diatas. 3. Rem Cakram Rem cakera terdiri atas sebuah cakera dari baja yang dijepit lapisan rem kedua sisinya pada waktu pengereman. Rem ini mempunyai sifat-sifat yang baik seperti mudah dikendaikan, pengereman yang stabil, radiasi panas yang baik sehingga banyak dipakai untuk rem depan. Adapun kelemahannya yaitu umur lapisan yang pendek serta ukuran silinder rem yang besar pada roda. Dibandingkan dengan macam rem yang lain, rem cakera mempunyai harga FER terendah karena pemancaran panas yang baik. 4. Rem Pita Rem pita pada dasarnya terdiri dari sebuah pita baja yang disebelah dalamnya dilapisi dengan bahan gesek, drum rem dan tuas. Gaya rem akan timbul bila pita dikaitkan pada drum dengan gaya tarik pada kedua ujung pita tersebut. Salah satu atau kedua pita dikaitkan pada tuas. Rem pita mempunyai beberapa keuntungan seperti luas lapisan permukaan dapar dibuat besar, pembuatan mudah, pemasangan tidak sukar, gaya rem besar dalam keadaan berhenti. Tetapi karena sukar dikendalikan rem ini tidak cocok untuk putaran tinggi, karena pita dapat mengalami putus. Rem semacam ini dipandang tidak cocok untuk alat-alat pengangkut manusia, rem pita banyak dipakai untuk derek. Rem sebuah



13

derek dimaksudkan untuk menghentikan putaran drum penggulung kabel dan mencegah beban turun sendiri. C. Komponen Rem Tromol Pada rem Tromol terdapat bagian atau elemen yang sangat penting, elemen tersebut terdiri dari : 1. Sepatu Rem Sepatu rem dibuat dari kayu mapel atau poplar yang dipasang pada tuas dengan baut. Untuk mekanisme penggerak sepatu dibuat dari besi cor (dengan cetakan permanen, tingkat CH 12-28) dan diberikan lapisan rem khusus. Lapisan tersebut dapat diikat dengan paku keling ataupun dengan sekrup yang terbenam.

2. Pegas



14

Prgas mekanis dipakai pada mesin untuk mendesak gaya ,untuk menyediakan kelenturan, dan untuk menyimpan atau meyerap energi. Pada umunya, pegas dapat digolongkan atas pegas dawai, pegas daun, atau pegas berbentuk khusus, dan setiap golongan ini masih terdiri dari beberapa jenis. Pegas dawai mencakup pegas ulir dari kawat bulat atau persegi dan dibuat unstuk menahan beban tarik,tekan,ataupun puntir. Dalam pegas daun termasuk jenis yang menganjurkan ( cantilever ) dan yang berbentuk ellips, pegas daya pemutar motor atau pemutar jam, dan pegas daun penahan baut, yang biasanya di sebut Belleville.

•

TEGANGAN PADA PEGAS ULIR

Pegas Ulir takan dari kawat bulat yg dibebani dengan gaya aksial F. Kita nyatakan D sebagai diameter pegas rata rata (mean spiring diameter) dan d sebagai diameter kawat (wire diameter) •


LENTURAN DARI PEGAS ULIR


15

Untuk mendapatkan persamaan bagi lenturan (deflection) pada suatu pegas ulir, kita akan memperhatikan suatu elemen dari kawat yang dibentuk oleh dua penampang yang saling berddekatan. • Pegas

PEGAS TARIK tarik

perlu

harus

mempunyai

beberapa

alat

untuk

memindahkan beban dari tumpuanya ke beban pegas. Walaupun ini dapat dilakukan dengan suatu sumbat berulir atau suatu cantelan berputar, hal ini menambah biaya pada produk akhir, dan karenya salah satu dari metoda yang biasanya di pakai. •

PEGAS TEKAN

Keempat jenis ujung yang biasa dipakai untuk pegas tekan .Suatu pegas ujung polos (plain ends) mempunyai suatu gulungan ulir yang tak terganggu; ujungya adalah sama seperti suatu pegas yang panjang yang di potong potong menjadi beberapa bagian. Pegas dengan ujung polos yang bersegi atau dirapatkan didapat dengan merubah bentuk ujungnya ke suatu sudut ulir nol derajat. Suatu pemindahan beban yang lebih baik pada pegas didapat dengan menggerinda ujung-ujungnya. •

BAHAN PEGAS

Pegas dibuat baik memlalui proses kerja panas maupun dingin, tergantung pada ukuran daripada bahan tersebut, indeks pegas , dan sifat

sifat

yang

diinginkan,

Pada

umunya,

kawat

yang

diberikanperkerasan awal janganlah dipakai D/d < 4 atau kalau d>¼



16

in. Penggulungan pegas menimbulkan tegangan-tegangan sisa melalui lenturan, tetapi ini tegak lurus terhadapap arah dari tegangan kerja puntir pada suatu pegas bergulung. Agak sering dalam pembuatan pegas, tagangan kerja puntir pada suatu pegas bergulung . Agak sering dalam ppembuatan pegas , tegangantegangan ini di kendorkan, setelah penggulungan, dengan suatu perlakuan panas yang sedang.

3. POROS Poros (shaft)adalah suatu bagian stasioner yang berputar ,biasanya berpenampang bulat, dimana terpasang elemen-elemen seperti roda-gigi, pulli , roda-gila (flywheel), engkol, gigi jentera (sprocket) dan elemen pemindah-daya

lainya.

Poros

bisa

menerima

beban-beban

olenturan,tarikan,tekan,atau puntiran, yang bekerja senriri-senriri atau berupa gabungan satu dengan lainya. Bila beban tersebut tergabung, kita bisa mengharapkan untuk mencari kekuatan statis dan kekuatan lelah yang perlu untuk dipertimbangkan perencanaan, karena suatu poros tunggal bisa diberi tegangan-tegangan statis, tegangan bolak-balik lengkap, tegangan berulang, yang semuanya bekerja pada waktu yang sama. BAB III PERENCANAAN REM TROMOL



17

Rem Sepatu Dalam perencanaan rem ada beberapa macam persyaratan penting yang harus dipenuhi yaitu besarnya momen pengereman, besarnya energi yang diubah menjadi panas terutama bahan gesek yang dipakai. Pemanasan yang berlebihan bukan hanya akan merusak bahan lapisan rem, tetapi juga akan menurunkan koefisien gesekannya. Bahan rem harus memenuhi syarat keamanan, ketahanan dan dapat melakukan proses pengereman dengan halus. Disamping itu bahan rem juga harus memiliki koefisien gesek yang tinggi, keausan kecil, kuat dan tidak melukai permukaan drum dan dapat menyerap getaran yang timbul. Pada perencanaan rem sepatu dalam diketahui data-data sebagai berikut : r (pusat ke kanvas)

= 54 mm

= 0.054m

a (pusat ke pin)

= 43 mm

= 0.043 m

b (muka kanvas)

= 25 mm

= 0.025 m

c (jarak antar gaya dan pin) = 86 mm f

= 0.086 m

= 0,47 (Tabel. A)

Pa = 690 Kpa

(Tabel. A)

= 690.103 pa θ 1 = 00 θ 2 = 1500 θ i = 300



18

θ a = 900 (karena θ 2

≥ 900 untuk p=maks)

Dari data yang didapat kita dapat mengetahui persamaan gaya gerak untuk dapat menggerakkan rem. F =

M n − Mf C

................................................

(Sheigley – hal 295)

Mf = Mn – FC Moment Mf dari gaya gesekan adalah : Mf =

∫ fd . n (r − a cos θ)

Mf =

f Pa br θ 2 sin θ (r − a cos θ) dθ sin θa ∫θ1

Mf =

θ f Pa br  θ2 1 sin 2 θ 2  − r cos θ − a  θ1 2 θ1  sin θa 

Mf =

f Pa br r − r cos θ2 − a sin 2 θ2 2 sin θa

Mf =

0,47 . 690 . 103 . 0,025 . 0,054   0 0,043 sin 2 1500   0,054 − 0,054 cos 150 − 0 sin 90 2  

....................................

(

(Sheigley – Hal 295)

)

Mf = 17512,2 . 0,025 (0,054 + 0,0467-0,00525) Mf = 17512,2 . 0,025 (0,095) Mf = 41.59 Nm Momen dari gaya-gaya normal diberikan : Mn =

∫ dN (a sin θ )


...............................................



19

θ

Pa . b . r . a 2 2 sin θ dθ = sin θ a θ∫1

=

Pa . b . r . a θ 1 [ 2 − 4 sin 2θ ]θθ12 sin θ a

=

P a. b . r . a θ2 1 [ 2 − 4 sin 2θ 2 ] sin θ a

=

690 .103 . 0,025 . 0,054 . 0,043 sin 90 0

 π 150 1 0  2 180 − 4 sin 2 .150   

= 1602.,16 . 0,025 (1.308 + 0.25) = 1602,16. 0,025 (1.558) Mn

= 62.40 Nm

Jadi : Mf + F . c = Mn 41.59 + F (0.086 ) = 62.40

F=

F= 241.97 N F= 0.241 KN Persamaan untuk menghitung daya putar/torsi adalah jumlah gaya-gaya gesek fdN dikali jari-jari. Rumus untuk menghitung persamaan daya putar sebelah kanan adalah sebagai berikut :



20

fPa br 2 sin θ a

TR =

θ2

∫θ

sin θ dθ

(Sheigley –hal 296)

1

fPa br 2 ( cos θ 1 − cos θ 2 ) TR = sin θ a =

( 0,47 ) ( 690.103 )( 0,025)( 0,054 ) 2 ( cos 0 − cos150 ) sin 90

= 20.785 Nm Daya putar sepatu kiri berbeda dengan daya putar sepatu kanan. Untuk menghitung daya putar sepatu kiri kita harus menghitung tekanan maksimum sepatu sebelah kiri terlebih dahulu. Dari perhitungan momen gaya gesek dan momen gaya normal di atas kita memperoleh bahwa momen gaya gesek dan momen gaya normal berbanding lurus dengan tekanan, jadi untuk sepatu kiri: MNL =

62.40 Pa L 1000

MfL =

41.59 Pa l 1000

Gaya yang bekerja pada sepatu kiri : FL =

M NL + M fL c

Karena gaya yang bekerja pada sepatu kiri dengan sepatu kanan sama, maka : FL =

M NL + M fL c

 62.40 PaL   41.59 PaL   +  0.241 KN =  1000   1000  0.086 PaL = 0.199 kPa Daya putar dari sepatu kiri menggunakan rumus yang sama dengan sepatu kanan, tetapi tekanannya berbeda.



21

fPaL br 2 ( cos θ 1 − θ 2 ) sin θ a

TL =

( 0,47 ) ( 0.199.103 )( 0,025)( 0,054 ) 2 ( cos 0 − cos150 )

=

sin 90

= 0.00591Nm Kapasitas pengereman adalah daya putar/torsi total. T = TR + TL = 20.785 + 0,00591 = 20.48 Nm Reaksi-reaksi yang bekerja pada pena engsel sepatu kanan adalah : Rx =

θ2 Pabr  θ 2 2  ∫θ sin θ cos θdθ + f ∫θ sin θ dθ  − Fx 1 1  sin θ a 

Ry =

θ2 Pabr  θ 2 2  ∫θ sin θ dθ − f ∫θ sin 2θ 2  − FY 1  sin θ a  1

(Sheigley- hal 297)

(Sheigley – hal297)

Dengan mengintegralkan persamaan di atas maka : RxR =

PaLbr  1 2 1 θ   sin θ 2 − f  2 − sin 2θ 2   − F sin θi sin θ a  2 2 4 

RyR =

PaLbr  θ 2 1 1   − sin 2θ 2 + f  sin 2 θ 2   − F cosθ i sin θ a  2 4 2 

Maka : RxR =

( 690 )( 0,025)( 0,054 ) x 1 sin 2 150 + 0,47 π 150 − 1 sin 2(150 )   sin 90

  2 180

2 

4

 

− 2,106 sin 30

= - 0.460 kN RyR =

( 690 )( 0,025)( 0,054 ) x π 150 − sin 1 2(150 ) + 0.47 1 sin 2 150   sin 190


 2 180 

4

 2

 


22

− 0,241 cos 30

= 0.822 kN Resultan reaksi pena engsel sepatu kanan adalah :

( R xR ) 2 + ( R yR ) 2

R=

( 0.460) 2 + (0.822) 2

=

= 0.941 kN

Reaksi-reaksi pena engsel sepatu kiri adalah : RxL =

PaLbr  1 2 1 θ   sin θ 2 + f  2 − sin 2θ 2   − F sin θi sin θ a  2 2 4 

RyL =

PaLbr  θ 2 1  − sin 2θ 2 − sin θ a  2 4

1  f  sin 2 θ 2   − F cos θi 2 

Maka :

RxL =

( 0.199 )( 0,025)( 0,054 ) x 1 sin 2 150 + 0,47 π 150 − 1 sin 2(150 )   sin 90

  2 180

2 

4

 

− 0.241sin 30 = -0.120 kN RyL =

( 0.199 )( 0,025)( 0,054 ) x π 150 − 1 sin 2(150 ) − 0,47 1 sin 2 150   sin 90

 2 180 

 2

4

 

− 0.241cos 30 = -0.208 kN Resultan reaksi pena engsel sepatu kiri adalah : R=

( RxL ) 2 + ( RyL ) 2



23

=

( 0,120) 2 + ( 0,208) 2

= 0,057 kN

Pegas



24

Pada perencanaan ini pegas yang direncanakan merupakan pegas yang menghubungkan antara rem sepatu kanan dan kiri yang digolongkan sebagai pegas tarik, pegas tarik umumnya dipandang kurang aman dibandingkan dengan pegas ulir tekan. Karena itu, tegangan yang diizinkan pada pegas tarik diambil 20% lebih redah dari pegas tekan. Pegas tarik harus mempunya beberapa alat untuk memindahkan beban dari tumpuannya kebadan pegas. Walaupun ini dapat dilakukan dengan suatu sumbat berulir atau suatu cantelan berputar. Hal ini menambahkan biaya pada produksi akhir dan karenanya salah satu dari metode biasanya dipakai dalam merencanakan suatu pegas dengan suatu cantelan, pengaruh pusat tegangan perlu diperhatikan. Data-data yang dimiliki dalam merencanakan pegas antara lain : d (diameter kawat)

= 1 mm

D (diameter pegas)

= (8-1) mm = 7 mm

A

= 1750 Mpa (Tabel. B)

m

= 0,192 (Tabel. B)

Maka didapat : Sut =

A dm

=

1750 (1) 0,192

=

1750 1,067

= 1750 Mpa persamaan pendekatan antara kekuatan menyerah dan kekuatan akhir dalam tarik, didapat :



25

Sy

= 0,75 . Sut

....................................................


= 0,75 . 1750 Mpa Sy

= 1312.5 Mpa

Dengan menggunakan teori energi distorsi, didapat : Ssy = 0,577 . Sy

..................................................


= 0,577 . 1312.5 Mpa Ssy = 757,31 Mpa Indeks pegas adalah : C

C

=

D d

=

7 1

.............................................................


= 7

Maka faktor perkalian tegangan geser adalah : Ks

= 1 +

0,5 C

= 1 +

0,5 7

....................................................


= 1 + 0,071 Ks

= 1,071

Sehingga Fmax didapat dengan menggantikan tegangan geser dengan kekuatan mengalah puntir, didapat : Fmax

=

S sy .π . d 3 8 Ks . D


..............................................

(Sheigley - Hal 13)


26

=

757,31. 3,14 . (1) 3 8 . 1,071. 7

Fmax

=

6114,975 62,366

Fmax

= 39.64 N

Besarnya gaya yang diperlukan untuk menimbulkan tegangan puntir pada ujung cantelan, adalah : Dimana : rm =

D 4

=

7 4

= 1,75 mm d  ri = rm -   2

..................................................

(Sheigley - Hal 16)

1 = 1,75 -   2

= 1,75 - 0,5 ri = 1,25 mm maka : K =

=

rm ri

...............................................................

(Sheigley - Hal 8)

1,75 1,25

K = 1,4 Dimana K = Ks



27

Jadi : Fmax =

S sy . π . d 3 8K.D

.............................................

(Sheigley - Hal 13)

757,31 . 3,14 . (1) 3 8 . 1,4 . 7

= =

Fmax = 30.33 N Tegangan normal pada cantelan diperoleh dari gaya untuk menimbulkan tegangan normal yang mencapai kekuatan mengalah : Dimana : rm =

D 2

rm =

7 2

= 3,5 mm

ri = rm -

d    2

1 = 3,5 –   2

= 3,5 – 0,5 ri

= 3 mm

maka : K

=

rm ri



28

= K

3,5 3

= 1,16

Dengan memasukkan τ = Sy dan harga-harga yang diketahui dalam persamaan : τ

M F K 32 . F . rm 4F = I + A = + ............ (Sheigley - Hal 16) 3 π . d2 nd C

757.31 =

1,16 . 32 . Fmax . 3,5 4 . Fmax + 3 3,14 (1) 3,14 (1) 2

757.31 =

133.92 Fmax 3.14

757.31 = 42.64 . Fmax 757 .31 42.64

Fmax

=

Fmax

= 17.75 N

Poros



29

.Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin. Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama putaran. Peranan utama dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros. Panjang dari poros yang direncanakan adalah sepanjang 160 mm dengan bahan poros berupa Baja AISI 1015 dengan tegangan sebesar 27 kPsi atau setara dengan 186,03 N/mm2. Maka didapat :

m =

=

Berat sepeda motor dan bahan bakar + Berat 2 penumpang 2 100 kg + 140 kg 240 kg = 2 2

= 120 kg W = m . g = 120 . 9,8 = 1176 N Reaksi pada batang poros : ΣFy = 0 RA -

1

2

W-

1

2

W + RB = 0

RA – W + RB = 0 RA + RB = W RA + RB = 1176 N ΣMA = 0 1

2

W .

L 3L +1 W . − RB . L = 0 2 4 4

WL 3 + WL − RB . L =0 8 8



30

1 W L −RB . L =0 2 1 RB . L = 2 WL

RB =

1 2

W=

1 2

(1176 )

= 588 N

RA + RB = 1176 RA + 588 = 1176 RA = 588 N Perhitungan gaya geser dan momen untuk daerah 0 ≤ x ≤

L

4

x

V

M

RA

ΣFy = 0 RA – V = 0 V = RA = 588 N ΣM = 0 RA . x - M = 0 M = RA . x 

Jika x = 0 mm, maka : MA = 0 Nmm



Jika x =

L

4

= 40 mm, maka :

Mc = 588 (40) = 23520 Nmm



31

Perhitungan gaya geser dan momen untuk daerah

L/4

L

≤ x≤

4

3L

4

1/2 F

x V

M

RA

ΣFy = 0 RA -

1

2

W–V=0

V = RA -

1

1

W = 588 - 2 (1176) = 0 N

2

ΣM = 0 RA . x -

1

2

W (x -

M = RA . x 

Jika x =

L

4

1

2

L

4)

–M=0

W.x+

1

8

W.L

= 40 mm, maka :

M C = 588(40) − 1 2 (1176)(40) + 18 (1176)(160) M C = 23520 − 23520 + 23520 = 23520 Nmm 

Jika x = 3L/4 = 120 mm, maka :

M D = 588(120) − 1 2 (1176)(120) + 18 (11761)(160) M D = 70560 − 70560 + 23520 = 23520 Nmm Perhitungan gaya geser dan momen untuk daerah L/ 4

1/2 F

4

≤x≤L

1/2 F

V

3L/ 4


M

Rem Tromol Honda Supra X 110 cc x

RA

3L

32

∑Fy = 0

RA − 1 2 W − 1 2 W − V = 0 V = RA − W = 588 − 1176 = −588 N

RA .x − 1 2 W ( x − L 4 ) − 1 2 W ( x − 3 L 4 ) − M = 0 M = R A . x − 1 2 W . x + 1 8 W .L − 1 2 W . x + 3 8 W .L

M = R A . x − W . x + 1 2 W .L 

Jika x =

3L

4

= 120 mm, maka :

M D = 588(120) − (1176)(120) + 1 2 (1176)(160) M D = 70560 − 141120 + 94080 = 23520 Nmm 

Jika x = L = 160 mm, maka :

M B = 588(160) − (1176)(160) + 1 2 (1176)(160) M B = 94080 − 188160 + 94080 = 0 Nmm

A

1/2 F

1/2 F

C

D

B

L/4 3L/ 4 L RA


RB


33

Diagram gaya geser : V (N)

588 0 -588

Diagram momen : M (Nmm)

23520

0

186,03

=

32. ( 23520 ) π .d 3

d3

= 1287,8178

d

= 10,88 mm ≈ 11 mm

Diameter poros yang digunakan adalah 11 mm

BAB IV KESIMPULAN



34

Berdasarkan perhitungan-perhitungan pada bab terdahulu didapat data sebagai bahan untuk merencanakan rem tromol yaitu :

1. Perencanaan Sepatu rem Data yang diambil dari literature didapat sebagai berikut : r

= 54 mm

a

= 43 mm

f

= 0,47

Pa

= 690 kPa

Dari data di atas didapat lebar muka sepatu rem T =.20.48 Nm F1=0,057 kN

F2=0.941 kN

2. Perencanaan Pegas Data yang diambil adalah sebagai berikut : d

= 1mm

D

= 7mm

A

= 1750 Mpa

m

= 0,192

Dari data di atas didapat : Fmax = 39.64 N (diambil dari F1max = 39.64 N; F2max = 30.33 N ; F3max = 17.75 N ) 30.33 N



35

3. Perencanaan Poros Bahan poros terbuat dari Baja AISI 1015 σ

= 27 kPsi = 186,03 N/mm2

L

= 160 mm

m = 120 kg Maka didapat diameter poros (d) = 11 mm

LAMPIRAN Tabel. A Beberapa Sifat Lapisan Rem



36

Lapisan yang ditenun Kekuatan tekan, kpsi

10-15

Lapisan yang dicetak

Balok yang kaku

10-18

10-15

70-125

70-100

Kekuatan tekan, MPa

70-100

Kekuatan tarik, kpsi

2.5-3

4-5

Kekuatan tarik, MPa

17-21

27-35

21-27

Suhu maksimum, °F

400-500

500

750

200-260

260

400

Kecepatan rnaks., fpm

7500

5000

7500

Kecepatan maks.,m/s

38

25

38

Tekanan maks:, psi

50-100

100

150

340-690

690

1000

0,45

0,47

0,40 -45

Suhu maksimum, °C

Tekanan maks., kPa Koefisien gesekan rata-rata

3-4

Tabel B. Konstanta yang dipakai untuk memperkirakan kekuatan tarik dari baja pegas yang dipilih Eksponen (m)

Bahan Senar musik Kawat yang penarikan

dikeraskan

dengan

Konstanta A Kpsi Mpa

0,l46

196

1350,44

0,192

254

1750

Tabel C. Sifat-sifat mekanis dari Baja



37

Nomor Cara Nomor AISI UNS Pengerjaan

G10100

G10150

G10180

G10450

G10500

Pemanjangan Pengurangan Dalam Luas 2 in % %

Kekerasan Brinell HB

26

47

28

50

95

CD

44

53

20

40

105

HR

27

50

28

50

101

CD

47

56

18

40

I11

HR

32

58

25

50

116

CD

54

64

1S

40

126

HR

33

56

25

45

121

CD

60

78

10

35

167

HR

39

72

18

40

143

CD

67

80

12

35

163

Drawn 800'F

81

110

18

51

220

72

103

23

59

201

62

91

27

66

180

HR

42

76

18

40

149

CD

71

85

12

35

170

Drwan 1000°F

86

113

23

62

235

HR

45

82

16

40

163

CD

77

91

12

35.

179

HR

49

90

15

35

179

CD

84

100

10

30

197

1015

1018

1035

Drawn 1000"F Drawn 1200"F G10400

Kekuatan Tarik kpsi

HR

1010

1112

G10350

Kekuatan Mengalah Kpsi

1040

1045

1050



TUGAS ELEMEN MESIN 1 - PERHITUNGAN REM TROMOL PADA MOTOR HONDA SUPRA X 100 CC

Recommend Documents