Keduanya dapat digeser secara aksial saat meneruskan daya. 

•      Menurut letaknya pada poros, pasak dibedakan : 

1. Pasak pelana                                           4. Pasak singgung 

2. Pasak rata                                                5. Pasak tembereng 

3. Pasak benam                                           6. Pasak jarum

Umumnya berpenampang segi empat, dalam arah memanjang dapat berbentuk prismatic atau tirus. 

CATATAN : 

• Paling banyak dipakai adalah pasak benam, karena dapat meneruskan momen yg besar. 

• Untuk momen dg tumbukan dapat dipakai pasak singgung

1)    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.

2)   Fungsi dan Kegunaan Pasak

Selain itu penggunaannya penggunaannya juga sebagai sebagai pengaman pengaman posisi pengaturan pengaturan kekuatan kekuatan  putar atau kekuatan kekuatan luncur dari naf terhadap terhadap poros perletakan perletakan kuat dari gandar, untuk sambungan  flexible  atau bantalan, bantalan, penghenti penghenti pegas, pembatas 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 bis tidak bisa m enahan pergerakan pergerakan aksial dan memungkinkan memungkinkan terjadinya terjadinya ’backlash’, karena adanya clearance antara pasak dengan poros.

3)   Perencanaan Pasak

Hal-hal yg penting dalam perencanaan pasak : 

a) Pasak benam kadang-kadang diberi kepala, dengan maksud untuk memudahkan pencabutan. 

b) Kemiringsn pasak tirus umumnya 1/100 dan dalam pengerjaan dijaga agar naf tidak eksentrik. 

c) Pada pasak rata sisi samping harus pas dengan alurnya. 

d) Bahan pasak umumnya dipilih dengan kekuatan tarik (σb) > 60 kg/mm2 (lebih kuat dari porosnya). 

(Lihat standar pasak dalam Tabel 1.8)

Dimana : 

l1= Panjang pasak yg diperlukan 

σb= Kekuatan tarik 

Sfk1= Umumnya 6 

Sfk2= 1 – 1,5 (Beban secara perlahan) 

           1,5 – 3 (Beban tumbukan ringan) 

           2 – 5 (Beban tiba-tiba & tumbukan berat)

4)     Macam-Macam Sambungan Pasak

i)     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 ke Bentuknya smaa seperti Rectangular sunk key, tetap , tetapi lebar dan tebalnya i lebar dan tebaln 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, erdiri dari dua tipe, yakni : 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 gkung poros.

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 

• dipasang membujur (sejajar sumbu poros)  

• 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.

5)    Contoh Soal

Poros berdiameter 4 inch dengan hub terbuat dari baja karbon tinggi (Sy=55 ksi). Pasak segi empat terbuat dari baja karbon rendah (Sy=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.

b.    POROS

a.     Fungsi dan Macam Macam Poros

Poros adalah batang logam yang berbentuk silindris-lurus, bertingkat atau berbentuk konis, poros berfungsi untuk memindahkan putaran, mendukung suatu beban dan memindahkan atau meneruskan daya.

Dilihat dari bentuknya poros terdiri atas: 

• poros lurus

• poros bertingkat;

• poros nok;

• poros beralur;

• poros fleksible

• poros engkol;

• poros konis; 

• poros berongga; 

• poros berulir;

Dilihat dari pembebanannya , poros terdiri atas :

• poros dengan beban lengkung

• poros dengan beban puntir

• poros dengan beban kombinasi

• poros dengan beban aksial

• poros transmisi

b.     Poros Transmisi 

Poros transmisi adalah poros pemindah gerak atau putaran dari poros penggerak ke poros yang di gerakan . Putaran dari poros utama dipindahkan keporos pengantar melalui roda roda gigi transmisi . Pada poros tansmisi putaran poros n1 berubah menjadi n2 dan selanjutnya menjadi n3 dan seterusnya . Dengan adanya perubahan putaran dari n1 keputaran n2 dan dari putaran n2 ke putaran n3 dan seterusnya , maka akan terjadi perbandingan putaran tertentu yang disebut dengan angka transmisi . Angka transmisi adalah perbandingan putaran poros penggerak dengan poros yang digerakannya atau dapat di tulis :

c.      Bahan Poros 

Bahan yang digunakan untuk poros transmisi harus memiliki struktur yang homogen, tahan lelah dan tidak mudah retak , yaitu baja carbon dengan cadar carbon 0,2 s/d 0,3 , atau baja yang disemen . Baja yang disemen yaitu baja yang dikeraskan bagian permukaannya saja yaitu dengan menambah carbon dengan proses carborizing , pelapisan cianida atau nitride. Bagian yang dikeraskan adalah bagian leher porosnya . untuk poros transmisi dengan beban yang berubah ubah biasanya menggunakan baja paduan nikel , baja crom molibden atau baja crom-nicel-molibden. Tabel berikut adalah bahan poros dengan simbol dan kekuatannya.

d.     Perhitungan Poros 

1.     Poros dengan satu tumpuan (cantilever) 

Jika suatu poros yang mempunyai panjang L [mm] , pada salah satu ujungnya dijepit dan ujung lainnya dibebani dengan gaya F [N] , maka pada poros tersebut akan mengalami momen lengkung .

Momen lengkung dihitung dengan persamaan: 

Ml = F X L [ Nmm] 

Besarnya momen lengkung sebanding dengan tegangan lengkung l momen tahanannya yaitu: 

Ml = σl . Wl . 

Keterangan: 

Ml = Momen lengkung dalam satuan [Nm]

σl = Tegangan lengkung dalam satuan [N/mm2 ] 

Wl .= Momen tahanan lengkung dalam satuan [mm3] 

Untuk penampang bulat dan pejal besarnya momen tahanan lengkung adalah : 

Wl = 0,1 d3 

2.     Poros dengan beban lengkung

Untuk mengetahui sifat sifat mekanis dari poros yang mendapat beban lengkungan, umtuk poros yang mempunyai panjang L [mm] di tengah tengahnya mendapatkan beban F [N] maka akan terjadi momen lengkung yaitu:

Keterangan : 

σL = Teganmgan lengkung dalam satuan …………… N/mm 2 o 

F = Gaya lengkung …………………………...................……… N 

L = Panjang poros …………………….…………..…............….. mm 

d = Diameter poros ………………………………............….….. mm 

Jika poros AB mempunyai panjang L, pada titik A dan B di tumpu oleh bantalan yaitu masing-masing bantalan A dan bantalan B dan pada titik C pada jarak AC = a dan CB = b dibebani oleh gaya F, maka pada bantalan A dan B akan menahan beban F yang besarnya RA pada bantalan A dan RB pada bantalan B. Lihat gambar berikut!

Keterangan:

c. Sudut lengkung

Pada poros AB tersebut, selain harus menahan beban pada titik A dan titik B yang besarnya RA dan RB sebagai akibar gaya F , batang tersebut juga akan mengalami lengkungan di titik A dengan sudut lengkung φ A ,

3. Tugas

F. Bantalan

1.     Tujuan Pembelajaran

Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari materi ini, dengan melalui mengamati, menanya, pengumpulan data, mengasosiasi dan mengkomunikasikan, Mahasiswa  dapat:

a. Menjelaskan fungsi tap dan bantalan

b. Menjelaskan macam-mcam tap dan bantalan

c. Menjelaskan angka transmisi tap dan bantalan

d. Melakukan perhitungan dasar tap dan bantalan

2.     Uraian Materi

Bantalan merupakan elemen mesin yang berfungsi sebagi penumpu suatu poros yang berbeban dan berputar. Dengan adanya bantalan maka putaran dan gerakan bolak-balik berlangsung secara halus, aman dan tahan lama. Bantalan harus mempunyai ketahanan terhadap getaran maupun hentakan. Jika suatu sistem menggunakan konstruksi bantalan, sedangkan bantalannya tidak berfungsi baik, maka seluruh sistem akan menurun prestasinya. 

Macam-macam bantalan Menururt arah beban yang diderita oleh elemen maka bantalan dibagi menjadi dua macam yaitu : 

• Bantalan Radial. Bila arah beban yang ditumpu oleh bantalan arahnya tegak lurus sumbu poros. 

• Bantalan axial. Bila rah beban yang ditumpu oleh bantalan arahnya searah dengan sumbu poros. 

Menurut dasar gerakan bantalan terhadap poros : 

• Bantalan Peluru. Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dan yang diam, melalui elemen peluru seperti bola (peluru), rol jarum dan rol bulat.

• Bantalan Luncur. Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antar poros dan bantalan. Karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan. 

a.     Fungsi Bantalan 

Bantalan berfungsi untuk menumpu poros yang berputar, misalnya bantalan poros utama auto mobil, pesawat terbang, kendaraan kendaraan rel, pompa, kompresor, generator, poros poros utama mesin mesin perkakas, dan semacamnya. Bantalan bantalan poros tersebut harus memenuhi syarat syarat sebagai berikut :

• Cukup kuat untuk mendukung poros

• Mempunyai koofisien gesek yang kecil;.

• Dapat dilumasi dengan mudah.

• Panas yang timbul akibat gesekan kecil.

•  Tahan aus dan tahan karat o Dapat dipasang dengan mudah. 

• Dapat diganti dengan mudah. 

• Harganya murah.

b.     Bahan Bantalan 

Bahan untuk membuat bantalan yang biasa digunakan yaitu besi cor, perunggu, kuningan, perunggu phosphor, Logam putih dengan bahan dasar Sn, Logam putih dengan logam dasar Pb, serta paduan cadmium dan perunggu hitam.

c.     Macam Macam Bantalan. 

Ditinjau dari gaya yang terjadi dan konstruksinya, bantalan terdiri atas : 

Bantalan luncur terdiri atas: 

• bantalan radial polos 

• bantalan radial berkerah

• bantalan radial ujung 

• Bantalan radial tengah 

• Bantalan peluru 

• Bantalan roll 

• Bantalan jarum.

d.     Ukuran Bantalan 

Standar Konstruksi dan ukuran standar bantalan peluru dapat dilihat pada gambar dan tabel berikut :

e.     Perhitungan Dasar Bantalan 

1.    Bantalan luncur radial

a.     Momen gesek 

Jika bantalan menahan poros yang mempunyai beban W dalam keadaan diam , maka pada bantalan akan terjadi reaksi yang besarnya RN = R = W , jika bantalan menahan poros yang berputar , maka gaya reaksi pada bantalan tidak lagi vertical sebagai mana digambarkan pada gambar di atas , yaitu membentuk sudut θ tertentu , dan menimbulkan momen gesek yang besarnya : 

T =W X OC dengan OC = r sin θ 

besarnya harga sin θ  sangat kecil sehingga dapat pula 

sin θ = tgθ = μ 

atau : 

T = μ .W.r

Keterangan : 

• T= Momen gesek ……………………………….. [Nmm] 

• W = Beban pada bantalan dalam satuan …….. [N] 

• r = Jari jari poros bantalan dalam satuan ……. [mm] 

• μ = Koofisien gesek .

b.     Daya yang hilang akibat gesekan 

Jika poros berputar dengan putaran n putaran tiap detik dan momen geseknya T [Nm] maka daya yang hilang akibat gesekan ialah :  

P = 2.π .n.T dalam satuan [watt]

atau

Keterangan : 

• T= Momen gesek ……………………………….....................…………… [Nm] 

• n = Putaran poros dalam satuan ……………………...........…….. [ p/s] 

• P = Daya yang hilang akibat gesekan dalam satuan …… [Kw] 

c.     Jumlah kalor yang timbul tiap menit 

Oleh kerena 1 joule = 1Nm = 1 watt dan 1 Joule = 0,239 calori , maka jumlah kalor yang timbul tiap satun menit adalah :

Q = P X 0,239 X 60 …………. [ cal/menit] 

Keterangan: 

• Q = Jumlah kalor yang timbul tiap satu menit dalam satuan ….. [cal/menit] 

• P = Daya yang hilang akibat gesekan …………………………….. [Watt] 

• d. Tekanan bidang pada bantalan

Jika suatu bantalan poros mempunyai ukuran diameter do mm dan panjangnya Lo [mm] dengan beban pada bantalan W [N] maka besarnya tekanan bidang pada bantalan adalah beban tiap satuan luas proyeksi:

2.     Bantalan poros vertical 

Bantalan poros vertical adalah elemen mesin yang berfungsi untuk menahan poros dengan posisi tegak atau vertical. Poros yang mempunyai beban W dan berputar harus dapat bekerja dengan kuat dan aman, oleh kerena itu untuk bantalan harus diperiksa terhadap : tekanan bidang yang terjadi apakah sesuai dengan tekanan bidang yang di izinkan dari material / bahannya . Gesekan yang timbul antara poros dengan bantalan timbulnya panas atau kalor . Dibawah ini adalah sket / gambar dari bantalan poros vertical.

Jawaban : 

  a. Beban yang diizinkan dalam satuan N

3. Tugas