elemen mesin i - · pdf file • perancangan mesin : seni merancang atau membuat mesin baru...

Click here to load reader

Post on 02-Jan-2020

16 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • Pendahuluan

    Elemen Mesin I

    STTM, 2019/2020

    Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 1

  • Silabus

    • Perancangan dan review analisis tegangan

    • Perancangan untuk kekuatan statik

    • Teori kegagalan

    • Perancangan sambungan tidak tetap: Sambungan baut

    • Perancangan sambungan tetap: las dan paku keling (rivet)

    • Perancangan poros, pasak, pin, spline, shrink fit

    • Perancangan bantalan: gelinding dan luncur

    • Perancangan pegas: pegas ulir dan pegas daun

    Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 1

  • Buku Rujukan

    • Spotts, M.F., “Design of Machine Elements, 6 th Ed, Prentice-Hall,

    • Shigley, J.E and Mitchell, “ Perencanaan Teknik Mesin (Mechanical Engineering Design”, Mc.Graw Hill.

    • Juvinal, R.C, “Fundamentals of Machine Component Design”, Mc.Graw Hill,

    • Gustav Niemann, “ Elemen Mesin I (Machine Elements)”, Vol I English Edition, Springer- Verlag,

    Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 1

  • Prasyarat

    • Mekanika Kekuatan Material

    • Material Teknik

    Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 1

  • Penilaian

    • PR/Tugas Perancangan/Quiz: 30%

    • UTS: 30%

    • UAS: 40%

    Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 1

  • Kuliah 1

    • Perancangan Elemen Mesin

    • Sistem Satuan

    • Standard dan Code

    Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 1

  • Elemen Mesin 1, Kuliah 1

  • Elemen Mesin 1, Kuliah 1

  • Perancangan Elemen Mesin

    • Mesin terdiri dari kombinasi beberapa elemen- elemen mesin yang dirancang dan disusun untuk bekerja secara bersamaan sebagai suatu kesatuan (Spotts)

    • Perancangan Mesin : seni merancang atau membuat mesin baru atau pengembangan mesin yang ada untuk mencapai suatu tujuan tertentu

    • Perancangan Elemen Mesin: bukan keseluruhan mesin tetapi komponen-komponen dari mesin tsb misalnya baut, poros, bantalan, kopling, roda gigi dll

    Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 1

  • Pertimbangan dalam merancang

    elemen mesin • Jenis beban yang terjadi pada komponen mesin

    (tarik, tekan, momen lentur, torsi dll)

    • Material yang digunakan (baja, aluminium, titanium, polimer, komposit)

    • Jenis elemen kinematik yang digunakan (piston, empat batang dll)

    • Harga (terutama mesin baru)

    • Cara pembuatan (design for manufacturability)

    • Cara merakit (assembly)

    • Perawatan (maintenance)

    • Seni

    Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 1

  • Sistem Satuan

    Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 1

  • Ilustrasi

    • Massa?

    • Berat?

    • Gaya?

    • Tekanan?

    • Kecepatan?

    • Laju?

    • Momen lentur?

    • Kekuatan tarik?

    • Faktor keamanan?

    Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 1

  • Ilustrasi

    • Simbol Satuan dasar : M, L, T

    • Tentukan simbol satuan untuk gaya (F)

    dari simbol satuan dasar tsb

    a. F=ML2T

    b. F=M2L-1T2

    c. F=MLT-2

    Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 1

  • Ilustrasi

    • Tentukan satuan gaya tersebut dalam

    sistem SI

    a. kg m/detik

    b. kg m/detik2

    c. kg m2/detik3

    • Tentukan juga untuk besaran Tekanan (P)

    Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 1

  • Standard dan Code

    • Standard : suatu kumpulan spesifikasi komponen, material atau proses yang bertujuan untuk mencapai keseragaman, efisiensi dan kualitas yang diinginkan. Tujuan utama dari standard adalah untuk membatasi variasi yang beragam yang timbul dari pembuatan komponen, material atau proses

    • Code : kumpulan spesifikasi untuk analisis, perancangan, manufaktur dan konstruksi sesuatu. Tujuan dari code adalah untuk mencapai suatu tingkat keamanan, efisiensi dan performarnsi/kualitas tertentu

    Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 1

  • Standard dan Code

    • American Bearing Manufacturers Association (ABMA)

    • American Gear Manufacturers Association (AGMA)

    • American Institute of Steel Construction (AISC)

    • American Iron and Steel Institute (AISI)

    • American Society of Heating, Refrigerating and Air- Conditioning Engineers (ASHRAE)

    • American Society of Mechanical Engineers (ASME)

    • American Society of Testing and Materials (ASTM)

    • American Welding Society (AWS)

    • ASM International

    • Society of Automotive Engineers (SAE)

    Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 1

  • Ukuran Standar

    • Ilustrasi : seorang insinyur menentukan bahwa suatu komponen mesin harus dibuat dengan batang baja hasil roll panas dengan luas penampang 53 mm2 dengan material standar AISI 1020

    • Terdapat standar ukuran yg diproduksi 50mm2 dan 60mm2

    • Komponen dengan ukuran tsb bisa diperoleh dengan special order atau dengan roll/machining dari ukuran 60mm2 tapi akan menambah ongkos produksi.

    Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 1

  • Tegangan dan Kekuatan

    Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 1

    Elemen Mesin

    Beban

    Beban Tegangan/Stress

    Kekuatan Material?

  • Material Testing

    Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 1

  • Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 1

  • Sifat Material

    • Kekuatan tarik (tensile strength), Su, su • Kekuatan mulur (yield strength), Sy, sy • Kekerasan (hardness) : ketahanan material

    terhadap penetrasi pada suatu titik. Standar ASTM : Rockwell. Standar lain: Brinnel (HB), Vickers – Untuk material baja

    • Impact: jika gaya luar yang diberikan ke suatu struktur/elemen jika waktu aplikasi gaya kurang dari 1/3 periode pribadi terendah dari struktur/komponen tsb. Jika diluar itu maka beban disebut beban statik

    Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 1

  • Ketidakpastian dan faktor

    keamanan • Sebuah komponen mesin dirancang untuk menerima beban

    yang terjadi padanya

    • Terdapat ketidakpastian dalam proses perancangan komponen tsb: – Komposisi material tidak homogen atau variasi sifat material

    standar

    – Efek dari manufaktur

    – Distribusi pembebanan

    – Konsentrasi tegangan

    – Korosi

    – Keausan dll

    • Untuk itu perlu ditambahkan faktor keamanan untuk mengantisipasi hal-hal tersebut

    Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 1

  • Ilustrasi Perancangan Mesin

    Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 1

    Diperlukan speed reducer dengan spesifikasi sebagai

    berikut

  • CAD/CAE

    • Menggunakan komputer sebagai tool untuk menghitung stress dan kekuatan suatu struktur misalnya dengan FEM

    • Ingat, CAD/CAE hanya sebagai tool !

    Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 1