PERTEMUAN KE 5

DASAR PERENCANAAN KONTRUKSI MESIN

(ELEMEN MESIN)

A.    Pendahuluan

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

a.       Sambungan susut dan tekan

b.      Sambungan paku keling

c.       Sambungan ulir sekrup

d.      Sambungan baut dan pin

e.       Sambungan pengelasan

f.       Sambungan solder dan brazing

g.      Sambungan Adhesif

2.      Bantalan dan elemen transmisi

a.       Bantalan luncur

b.      Bantalan gelinding

c.       Poros dukung dan poros pemindah

d.      Kopling tetap& tidak tetap

e.       Rem

f.       Pegas

g.      Tuas

h.      Sabuk dan Rantai

i.        Roda gigi

3.      Elemen-elemen transmisi untuk gas dan Liquid

a.       Valve

b.      Fittings

B.     Prinsip-Prinsip Dasar Perencanaan Elemen Mesin

Perencanaan eleven mesin, pada dasarnya merupakan perencanaan bagian (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 eleven mesin meliputi :

1.      Jenis-jenis pembebanan yang direncanakan

2.      Jenis-jenis tegangan yang ditimbulkan akibat pembebanan tsb.

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 ekonoomis

9.      Keamanan operasi

10.  Pemeliharaan dan perawatan

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

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.

A.    Beban dan Tegangan

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 :

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