TUGAS ELEMEN MESIN 1 “SAMBUNGAN PASAK”
DISUSUN GUNA MELENGKAPI TUGAS AKHIR MATA KULIAH ELEMEN MESIN 1 yang DIAMPU OLEH Bp. MURDANI
MOH. ARIF BUDIANTO
(5212412063)
RIVAN AL MA’ARIF
(5212412067)
SYAIFUDIN ZUHRI
(5212412074)
NOBERTUS DODI
(5212413059)
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
A. DEFINISI
Pasak merupakan sepotong baja lunak (mild steel), yang berfungsi sebagai pengunci yang disisipkan diantara poros dan hub (bos) sebuah roda pulli atau roda gigi agar keduanya tersambung dengan pasti sehingga mampu meneruskan momen putar/torsi. Pemasangan pasak antara poros dan hub dilakukan dengan membenamkan pasak pada alur yang terdapat antara poros dan hub sebagai tempat dudukan pasak dengan posisi memanjang sejajar sumbu poros.
Gaya-gaya yang bekerja pada pasak
Saat poros digunakan untuk mentrasmisikan daya, maka pada pasak akan bekerja gaya-gaya seperti : a. Gaya Radial (FR ) Gaya yang memberikan tekanan pada pasak dengan arah tegak lurus sumbu poros. b. Gaya Tangensial (FT) Gaya yang menimbulkan tegangan geser dan tekanan bidang pada pasak.
B. FUNGSI DAN KEGUNAAN
Selain itu penggunaannya juga sebagai pengaman posisi pengaturan kekuatan putar
atau
kekuatan
luncur
dari
naf
terhadap
poros perletakan kuat dari
gandar, untuk sambungan flexible atau bantalan, penghenti pegas, pembatas gaya, pengaman sekrup dan lain-lain. Keuntungan penggunaan pasak adalah mudah untuk dipasang dan ukurannya telah distandarkan berdasar diameter poros. Pasak juga terpasang pada lokasinya secara akurat (’ phasing ’), mudah dilepas dan diperbaiki. Kekurangan penggunaan pasak adalah tidak bisa menahan pergerakan aksial dan memungkinkan terjadinya ’backlash’, karena adanya clearance antara pasak dengan poros.
C. RUMUS
Bila direncanakan poros tersebut mampu memindahkan daya sebesar P (KW) dengan putaran (n) rpm, maka sudah barang tentu pasak yang akan direncanakan tersebut juga harus mampu meneruskan daya dan putaran, Sehingga besar torsi (T) yang bekerja pada poros yaitu:
T = 60 P/ 2 (Nm) atau T = /16 p d3
dimana :
p = daya yang akan dipindahkan (watt) n = putaran dalam (rpm) d = Diameter poros p
=Tegangan puntir yang diizinkan untuk bahan poros
Dalam perencanaan pasak, besar torsi yang terjadi lebih besar dari torsi yang harus dipindahkan yaitu : T p = k. T
dimana : T p = Total untuk perencanaan pasak T = Torsi yang bekerja pada poros k = Faktor perencanaan = 1,25 s/d 1,5 Bila diameter poros serta Torsi untuk perencanaan pasak telah diketahui, maka gaya keliling yang bekerja pada pasak dapat dicar yaitu : F = T p ...........................(1)
dimana : d = diameter poros
d/2 Dalam perencanaan pasak, ada dua kemungkinan pasak tersebut rusak atau putus : a. Putus akibat gaya geser b. Putus akibat tekanan bidang Bila pasak tersebut diperhitungkan kemungkinan putus akibat gaya geser maka : F = A g F = Lb g .................................(2)
dimana : A = Luas penampang kemungkinan putus tergeser
A= Lb = Tegangan geser yang diizinkan untuk bahan pasak
g
Dari pers. 1 & 2 diperoleh
T p = Lb g === T p = Lb g d/2 ......................(3) d/2
Bila diperhitungkan kemungkinan rusak akibat tekanan bidang : F = AD Dimana : D
= Tegangan bidang yang diijinkan untuk bahan pasak
A = Luas bidang pasak yang menekan/ bersinggungan terhadap bidang poros A = L.t/2
F = L t/2 D dimana T p = F d/2 T p = L (t/2) (d/2)
D
.......................(4)
Bila pasak harus mampu menahan gaya geser dan gaya tekan, maka dari pers. 3 & 4 diperoleh :
Lb d/2 g = L t/2 D
b g = t/2 D b/2 = D/2 g
Untuk ukuran lebar dan tebal pasak biasanya sudah distandarisasi maka hasil perhitungan harus dipilih ukuran yang ada pad astandarisasi. Bila hasil perhitungan, ukurannya tidak ada yang cocok dalam tabel pasak, maka ukuran pasak yang diambil adalah ukuran yang lebih besar.
D. MACAM-MACAM SAMBUNGAN PASAK
1. Pasak memanjang Jenis pasak memanjang yang banyak digunakan ada bermacam-macam yaitu : Sunk Keys (pasak benam). Pasak benam ada beberapa jenis yaitu : a. Pasak benam segi empat (Rectangular Sunk key)
b. Pasak bujur sangkar (Square key) Bentuknya smaa seperti Rectangular sunk key, tetapi lebar dan tebaln ya sama c. Parallel Sunk key (pasak benam sejajar) Bentuknya sama seperti di atas, tapi penggunaannya bila pemakaian di atas belum mampu memindahkan daya, maka pasak tersebut dipasang sejajar. Bentuk seperti ini dimaksudkan agar hub atau sebaliknya poros dapat digeser satu sama lain di sepanjang sumbu poros. d. Pasak Berkepala (Gib head key) Pasak ini digunakan biasanya untuk poros berputar bolak balik Memiliki bentuk yang sama dengan PB Persegi Panjang tetapi dilengkapi kepala pada salah satu bagian ujungnya. Dan juga berfungsi untuk memudahkan proses bongkar pasang.
e. Pasak Tembereng (woodruff key) Pasak jenis ini digunakan untuk poros dengan puntir / daya tidak terlalu besar.
f. Pasak Pelana (Saddle key) Jenis pasak ini pemakaian umum untuk menjamin hubungan antara naf roda dengan poros. Terdiri dari dua tipe, yakni : -Pasak Pelana Datar Merupakan pasak tirus yang dipasang pas pada alur hub dan datar pada lengkung poros, jadi mudah slip pada poros jika mengalami kelebihan beban torsi. Sehingga hanya mampu digunakan untuk poros-poros beban ringan sebagai penyortir beban. -Pasak Pelana Lengkung Merupakan pasak tirus yang dipasang pas pada alurnya dihub dan bagian sudut bawahnya dipasang pas pada bagian lengkung po ros.
g. Tangent key Pemakaiannya sama seperti pasak pelana, tetapi pasaknya dipasang dua buah berimpit
h. Pasak bulat (Round keys) Jenis pasak ini, biasanya digunakan untuk memindahkan daya relatip kecil. Merupakan pasak berpenampang bulat yang dipasang ngepas dalam lubang antara poros dan hub. Kelebihannya adalah pembuatan alur dapat dilakukan dengan mudah setelah hub terpasang pada poros dengan cara dibor. Umumnya digunakan untuk poros yang meneruskan tenaga putar kecil. Ada dua posisi pemasangannya atau kedudukannya pada poros dan hub, yakni a.
dipasang membujur (sejajar sumbu poros)
b.
dipasang melintang (tegak lurus sumbu poros)
i.
Pasak gigi (Splines) Jenis pasak ini bahannya dibuat satu bahan dengan poros dan biasanya
digunakan untuk memindahkan daya serta putaran yang cukup besar dan arah kerja putarannya bolak balik. Pasak jenis ini memiliki kekuatan yang lebih besar dibanding dengan tipe-tipe lainnya. Karena konstruksi pasaknya dibuat lansung pada bahan poros dan hub yang saling terkait. Umumnya digunakan untuk poros-poros yang harus mentrasmisikan tenaga putar besar, seperti pada mesin-mesin tenaga dan sistim transmisi kendaraan. Bahan pasak dan poros yang digunakan biasanya sama. Pasaknya yang berjumlah banyak yakni : 4, 6, 8, 10 sampai 16 buah . Karena hampir menyerupai sehingga sering disebut sebagai pasak bintang (Spline). Spline pada poros biasanya relatif lebih panjang, terutama bagi hub yang dapat digeser-geser secara aksial.
E. CONTOH SOAL Poros berdiameter 4 inch dengan hub terbuat dari baja karbon tinggi (S y=55 ksi). Pasak segi empat terbuat dari baja karbon rendah (S y=43 ksi) dengan lebar dan tinggi masing- masing 1 inch. Asumsikan torsi bekerja pada jari-jari 2 inch dan faktor keamanan (karena tekan dan bearing)=2.Tentukan panjang kritis pasak.
JAWAB Tegangan geser yang diijinkan karena beban geser τ
all =
S ys
=
0.40S y
=
(0.40)(43 )
=
17.20
ksi
Tegangan normal yang diijinkan karena beban bearing σ all =
S yc
=
0.90S y (0.90 )(43 ) =
Tegangan karena geser langsung
=
38.70 ksi
S τ xy sy
/N S 17.2/2
Tegangan bearing : T= S/NS = 38,70/2= 19,35
=
8.6 ksi