Teknik Energi Terbarukan
Untuk
memberikan informasi yang kuantitatif dari suatu gejala alam diperlukan
pengukuran terhadap sifat-sifat fisisnya. Sifat-sifat fisis disebut sebagai
besaran umum, seperti : panjang, volume, momentum dan lain-lain. Pengukuran
besaran sifat-sifat fisis dilakukan dengan membandingkan besaran yang akan
diukur dengan dengan suatu besaran standar yang dinyatakan dengan bilangan dan
satuan.
Pengukuran
besaran fisik menjadi salah satu pekerjaan yang paling penting dibidang
keteknikan. Kepentingannya karena berkaitan erat dengan keberhasilan dalam
menetapkan batasan-batasan yang diperlukan bagi perancangan elemen-elemen yang
saling berhubungan dalam suatu bangunan mesin. Agar dapat berfungsi sesuai
dengan yang dikehendaki.
Dari
seluruh besaran fisik yang ada, Sesuai dengan ketetapan SI (Satuan
Internasional) dalam hal ini diwakili oleh tiga besaran ukuran pokok / dasar :
-
Panjang, dilambangkan dengan : L
-
Massa, dilambangkan dengan : M
-
Waktu, dilambangkan dengan : T
Besaran
pengukuran lainnya yang dibentuk oleh gabungan dari ketiga satuan dasar ini,
menjadi satuan turunan. Seperti contohnya satuan luas penampang, kecepatan,
percepatan, tekanan dan lain-lain.
Sedangkan
untuk sistim satuan, dikenal ada empat sistim satuan yang umum digunakan dan
diakui secara internasional (SI), yakni :
-
Satuan CGS (centimeter, gram dan second).
=>
dikenal sebagai satuan mutlak (absolut) atau satuan fisik.
-
Satuan MKS (meter, kilogram dan second).
-
Satuan FPS (foot, pound dan second).
=>
dikenal sebagai satuan grafitasi atau satuan perancangan.
-
Satuan SI (satuan Sistim Internasional).
Sistim
satuan yang digunakan pada seluruh kurikulum ini, menggunakan sistim Satuan
Internasional ( SI ) Unit.
Berikut contoh
perancangan las jika struktur menahan beban eksentrik :
Sebuah
gerbong kereta api di dukung oleh dua buah poros dan pada poros tersebut
terpasang 4 buah roda, bila berat gerbong seluruhnya 100 kN, bahan poros dibuat
dari St 60 dengan faktor keamanan diambil 10.
Titik
kerja gaya dan jarak antara kedua roda seperti gambar dibawah. Tentukanlah
diameter dari poros tersebut, bila dianggap beban yang diterima oleh
masing-masing gandar sama.
Bantalan
merupakan elemen mesin yang berfungsi sebagai penumpu poros berbeban, sehingga
putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman dan
panjang umur. Dalam hal ini, bantalan memegang peranan penting dimana
apabila bantalan tidak berfungsi dengan baik, maka akan mempengaruhi prestasi
kerja dari sistim itu sendiri.
a.
Klasifikasi Bantalan
Bantalan
dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
1.
Berdasarkan gerakan bantalan terhadap poros
·
Bantalan luncur
Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan
bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan
perantara lapisan pelumas. Bantalan luncur mampu menumpu poros berputaran
tinggi dengan beban yang besar. Dengan konstruksi yang sederhana maka bantalan
ini mudah untuk dibongkar pasang. Akibat adanya gesekan pada bantalan dengan
poros maka akan memerlukan momen awal yang besar untuk memutar poros. Pada
bantalan luncur terdapat pelumas yang berfungsi sebagai peredam tumbukan dan
getaran sehingga akan meminimalisasi suara yang ditimbulkannya. Secara umum
bantalan luncur dapat dibagi atas :
©
Bantalan radial, yang dapat berbentuk silinder, belahan, elips dan lain-lain.
©
Bantalan aksial, yang berbentuk engsel, kerah dan lain-lain.
©
Bantalan khusus yang berbentuk bola.
·
Bantalan gelinding
Pada bantalan gelinding terjadi gesekan gelinding antara bagian
yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti
bola ( peluru ), rol atau rol jarum atau rol bulat. Bantalan gelinding lebih
cocok untuk beban kecil. Putaran pada bantalan gelinding dibatasi oleh gaya
sentrifugal yang timbul pada elemen gelinding tersebut. Apabila ditinjau dari
segi biaya, bantalan gelinding lebih mahal dari bantalan luncur.
2.
Berdasarkan arah beban terhadap poros
·
Bantalan radial tegak lurus
Arah
beban yang ditumpu tegak lurus terhadap sumbu poros.
·
Bantalan radial sejajar
Arah
beban bantalan sejajar dengan sumbu poros.
·
Bantalan gelinding khusus
Bantalan
ini menumpu beban yang arahnya sejajar dan tegak lurus terhadap sumbu poros.
b.
Pertimbangan Dalam Pemilihan Bantalan
Dalam
pemilihan bantalan banyak hal yang harus dipertimbangkan seperti :
·
Jenis pembebanan yang diterima oleh bantalan (aksial atau radial
)
·
Beban maksimum yang mampu diterima oleh bantalan
·
Kecocokan antara dimensi poros yang dengan bantalan sekaligus
dengan keseluruhan sistim yang telah direncanakan.
·
Keakuratan pada kecepatan tinggi
·
Kemampuan terhadap gesekan
·
Umur bantalan
·
Harga
·
Mudah tidaknya dalam pemasangan
·
Perawatan.
If an
imposition from outside the bar having a working parallel to the axis of the
bar, then inside the bar will arise opponent forces generated by the force
between molecules themselves.
The
forces arising in this bar in general is:
a.
Normal force, the force perpendicular to the direction of bar cross
section.
b.
Tangential force, with the parallel / cross-section located on the bar.
Assuming
that the forces that arise are divided evenly on the entire cross-sectional
area. So the forces working on a cross-sectional area is called ‘Stress’.
Stress
= Force/ Sectional area (N/mm2)
From
the forces that arise, it is generally stress divided into:
a.
Normal stress (s )
If the sectional area A =
mm2 ,
accordingly stress is:
Normal stress = F/A (N/mm2)
b.
Tangential stress ( t )
If the sectional area A =
mm2 ,
accordingly stress is :
Tangential stress = F/A
(N/mm2)
(a) Normal stress and (b) Tangential stress
Machine
elements are part of a single component used in construction machinery, and
every part has a function of typical usage. With the above understanding, the
machine elements can be classification as follows:
Basic
Principles Design of Machine Elements
Design
of machine elements, basically a part of design (component), which was planned
and constructed to meet the needs of the mechanism of a machine.
In the design stages, considerations that need to be take notice in starting
the planning of machine elements include:
1. The types of planned loading
2. The types of stress caused by loading page.
3. Selection of material
4. The shape and size of the machines planned
5. Motion or kinematics of the parts that will be planned.
6. Use of standard components
7. Reflecting a sense of fineness (aspect estética)
8. Law and economic
9. Safety operations
10. Treatment and maintenance
With
take notice to the above considerations, the total design stages are as
follows:
1. Determining needs
2. The selection mechanism
3. Load mechanism
4. Material selection
5. Determining size
6. Modification
7. Working drawings
8. Preparation and quality control
Jenis-Jenis Kestabilan
Daya Pada Truk Industri
A. Kestabilan tiga sumbu.
(Stability Triangle)
Hampir semua keseimbangan
balik dari truk industri mempunyai tiga titik sistim pemegasan, dimana
kendaraan didukung pada tiga titik. Sumbu stir truk disambungkan dengan pin
pivot pada pusat sumbu. Ketika titik berhubungan dengan garis khayal, maka
titik tersebut mendukung bentuk dari tiga sumbu yang disebut dengan Stability Triangle.
Cacatan:
·
Ketika kendaraan telah diberi beban hubungan pusat grafitasi
terhadap garis BC berubah. Secara teori, beban maksimum akan dihasilkan oleh
pusat grafitasi pada garis BC. Pada kondisi aktual seharusnya pusat grafitasi
tidak pernah berhubungan dengan garis BC.
·
Penambahan dari beban balik akan menyebabkan pusat grafitasi
truk terhadap titik A berubah dan mengakibatkan kestabilan lateral truk kecil.
·
Ketika garis aksi kendaraan atau beban pusat lebih rendah dari
kestabilan triangle maka kendaraan berada dalam keadaan stabil, begitu pula
sebaliknya. Untuk lebih jelas dapat dilihat dari gambar dibawah ini:
B. Kestabilan
Longitudinal (Longitudinal Stability)
Kestabilan
longitudinal adalah sumbu putar, ketika truk miring kedepan dimana titik roda
depan berhubungan
dengan
trotoar. Saat truk stabil, momen kendaraan harus lebih tinggi dari momen beban,
selama beban kendaraan seimbang atau lebih tinggi dari momen beban, maka
kendaraan tidak akan tertalu miring. Ketika beban momen sedikit lebih tinggi
dari beban kendaraan maka truk akan mulai miring kedepan dan apabila momen
beban lebih besar dari beban kendaraan maka truk akan miring kedepan. Untuk
operasi kendaraan yang aman, maka operator seharusnya selalu mencek pelat data
untuk menentukan berat maksimum yang sesuai dengan ukuran beban pusat. Meskipun
jarak sebenarnya momen beban diukur dari roda depan dimana jarak ini lebih
besar dari permukaan depan pada percabangan.
C. Kestabilan Lateral (Lateral
Stability)
Kesatabilan
lateral kendaraan diperlihatkan oleh posisi dari garis aksi yang relatif
terhadap kestabilan triangle. Ketika kendaraan tidak sedang dalam keadaan beban
penuh maka lokasi pusat grafitasi truk adalah faktor yang dianggap sebagai
stabilitas truk. Selama garis aksi dari kendaraan dan beban pusat dari grafitasi
turun dari stabilitas triangle maka truk dalam keadaan stabil. Faktor lainnya
dimana kecendrungan dari kestabilan lateral kendaraan termasuk beban penempatan
kendaraan dan beban permukaan pada sistim operasi kendaraan dan derajat
kemiringan.
D. Kestabilan dinamik (Dinamik Stability)
Gaya dinamik adalah gaya yang diukur saat kendaraan bergerak.
Perpindahan berat dan perubahan resultan pada pusat grafitasi juga dihasilkan
oleh gaya dinamik saat mesin bergerak. Ketika memutuskan beban yang sesuai dengan
kapasitas daya yang tersedia, maka operator seharusnya memberikan perhatian
khusus karena bisa mempengaruhi karakteristik disain komponen yang lainnya
Jenis Stres
Jika pemaksaan dari luar bar memiliki paralel bekerja dengan
sumbu bar, kemudian di dalam bar akan muncul pasukan lawan yang dihasilkan oleh
gaya antara molekul sendiri.
Pasukan yang timbul di bar ini secara umum adalah:
a. Normal berlaku, gaya tegak lurus terhadap arah penampang
bar.
b. Tangensial kekuatan, dengan paralel / penampang terletak
di bar.
Dengan asumsi bahwa pasukan yang muncul terbagi merata pada
luas penampang keseluruhan. Jadi kekuatan bekerja pada luas penampang disebut
'Stres'.
Stres = Angkatan / Sectional daerah (N/mm2)
Dari kekuatan yang timbul, umumnya stres yang dibagi menjadi:
a. Normal stres (s)
Jika luas penampang A = mm2, sesuai stres adalah:
Normal stres = F / A (N/mm2)
b. Tangensial stres (t)
Jika luas penampang A = mm2, sesuai stres adalah:
Tangensial stres = F / A (N/mm2)
(A) stres normal dan (b) stres Tangensial
Mesin Elemen Defination
Elemen mesin merupakan bagian dari komponen tunggal yang
digunakan dalam mesin konstruksi, dan setiap bagian memiliki fungsi penggunaan
khas. Dengan pemahaman di atas, elemen-elemen mesin dapat klasifikasi sebagai
berikut:
Prinsip Dasar Desain Elemen Mesin
Desain elemen mesin, pada dasarnya merupakan bagian dari
desain (komponen), yang direncanakan dan dibangun untuk memenuhi kebutuhan
mekanisme mesin.
Pada tahap desain, pertimbangan yang perlu memperhatikan
dalam memulai perencanaan elemen mesin meliputi:
1. Jenis pembebanan yang direncanakan
2. Jenis-jenis stres yang disebabkan oleh loading halaman.
3. Pemilihan bahan
4. Bentuk dan ukuran dari mesin direncanakan
5. Kinematika gerak atau bagian-bagian yang akan
direncanakan.
6. Penggunaan komponen standar
7. Mencerminkan rasa kehalusan (aspek estética)
8. Hukum dan ekonomi
9. Keselamatan operasi
10. Perawatan dan pemeliharaan
Dengan memperhatikan pertimbangan di atas, tahap desain
total adalah sebagai berikut:
1. Menentukan kebutuhan
2. Mekanisme seleksi
3. Beban mekanisme
4. Bahan seleksi
5. Menentukan ukuran
6. Modifikasi
7. Gambar kerja
8. Persiapan dan kontrol kualitas