BAB VII SEKRUP DAYA

Sekrup daya adalah suatu alat yang digunakan dalam permesinan untuk mengubah gerakan sudut menjadi gerakan linier, dan biasanya memindahkan daya. Pemakaian yang umum antara lain: sekrup penuntun pada mesin bubut, sekrup untuk ragum, alat penekan, dongkrak ulir, dll. Jenis ulir yang digunakan antara lain : ulir persegi, ulir trapesium, dan ulir gigi gergaji.

7.1 SEKRUP DAYA DENGAN ULIR PERSEGI

(a) (b)Gambar 7.1 a. Dongkrak ulir b. Posisi kerah (collar)

Keterangan:W = beban P1 = gaya pemutar pada ujung handel (standart argonomis)dc = diameter inti ulir,m do = diameter luar ulir, mf = gaya gesek, kg rc = radius collar (kerah), m = sudut gesek = sudut kisar, tan-1 L/(.d)P = gaya gesek pada radius pitch L1 = panjang handel, md = diameter pitch ulir, cm Rn = gaya normal, kg = koefisien gesek ulir Rc = radius collarL = kisar

7.1.1 Torsi Untuk Mengangkat BebanBesar gaya pengangkat pada radius jarak bagi, P:

P = W tan ( + )Besar torsi untuk mengangkat beban T1 ditentuan dengan rumus hubungan :

T1 = P . d/2 = W . tan ( + ) . d/2Bila mesin dilengkapi dengan kerah (collar) maka akan timbul torsi gesek perlawanan, T2. Besar T2 = c. W. rc

Torsi total:T = T1 + T2

= W . tan ( + ) . d/2 + c.rc

= W [ tan ( + )d/2 + c. rc)]Bila pengangkatan benda tersebut dilengkapi dengan lengan pengangkat, maka torsi pemutar harus sama dengan torsi total, sehingga persamaan menjadi :

P1. L1 = W [ tan ( + )d/2 + c. rm)]dengan:P1 = gaya pemutar pada ujung handleL1 = panjang tuas7.1.2 Torsi Untuk Menurunkan Beban

53

Gaya yang diperlukan untuk menurunkan beban adalah:P = W tan (- )Torsi untuk menurunkan beban adalah:T = W . tan (- ) d/2 + W. c. rc)]

= W [tan (- ) d/2 + c. rc)]

(a) (b) (c)

Gambar 7.2 a. Sudut kisar, b. DBB ulir mengangkat beban c. DBB enurunkan beban

7.2 SEKRUP DAYA DENGAN ULIR TRAPESIUM

Sekrup daya dengan ulir trapezium merupakan modifikasi ulir persegi.7.2.1 Torsi untuk mengangkat beban

Gambar 7.3 Gaya-gaya pada ulir trapesium

Torsi untuk mengangkat beban adalah :

T =

dengan :T = torsi untuk mengangkat beban W = bebanrm = radium rata-rata = dm/2 rc = radius efektif rata-rata = koefisien gesek ulir c = koefisien gesek kerahn = sudut normal. Hubungan sudut normal, sudut ulir dan sudut kisar adalah :n = tan n = tan .cos = ½ sudut ulir7.2.2 Torsi Untuk Menurunkan BebanUntuk menurunkan beban, maka torsi yang diperlukan adalah:

54

T =

Harga torsi ini dapat bergharga positip atau negatip, positip artinya untuk menurunkan beban harus dikeluarkan gaya untuk memutar handel, sedangkan bila bertanda negatip berarti bahwa beban walaupun dibiarkan saja mur sudah akan memutar dengan sendirinya.

7.3 EFISIENSI MEKANIS ULIREfisiensi mekanis ulir untuk menaikkan beban akan berbeda dengan menurunkan beban. Efisiensi mekanis didefinisikan sebagai: perbandingan antara kerja keluaran dankerja masukan. Efisiensi untuk menaikkan beban adalah:

= =

CONTOH SOAL1. Klem C mempunyai data sebagai berikut : diameter terluar = 12 mm, diameter inti = 9,853mm, pitch = 1,75 mm (ulir tunggal). Koefisien gesek ulir dan mur = 0,12. Koefisien gesek kolar = 0,25. Radius rata-rata kolar = 6 mm. Beban W = 4000 N. Gaya pemutar handel P1 = 80 N. Sudut ulir 2 = 60o. Hitung panjang handel yang sesuai digunakan.

Gambar 7.4 Klem CPenyelesaian:Untuk mengklem berarti identik dengan mengangkat beban W, sehingga momen torsinya adalah :

T =

rm = mm.

tan = , maka = 2,98o.

tan n = tan .cos , maka n = 29,97o.

T = = 10,16 N-m.

Untukmenghitung panjang handel digunakan rumus :T = P1 x L10,16 = 80 x LL = 0,127 m.SOAL-SOAL

[1]. Dongkrak ulir ditunjukkan seperti gambar. Pada ujung bawah dikenakan torsi sebesar 40 Nm. Beban W diletakkan pada mur dan bisa bergerak naik dan turun melalui alur. Ulir

55

yang digunakan ulir trapesium tripel dengan diameter terluar 48 mm. Pitch, p = 8 mm. Koefisien gesek ulir 0,15. Gesekan pada bantalan diabaikan. Sudut ulir (/2) = 15o. Tentukan beban W yang mampu diangkat.

Gambar 7.5[2]. Hitung torsi yang digunakan pada soal nomor 1 bila pesawat angkat tadi digunakan untuk mengangkat beban W sebesar 10 kN.

[3]. Hitung torsi yang digunakan pada soal nomor 1 untuk menaikkan dan menurunkan besan sebesar 5370 kN.

[4]. Klem C digunakan untuk menjepit benda kerja dengan gaya cekam sebesar, = 5000 N. Ulir yang digunakan adalah ulir metris ganda. Jarak bagi (pitch) = 1,75 mm. Diameter terluar 12 mm. Diameter inti 9,853 mm. Koefisien gesek ulir 0,15. Koefisien gesek kolar 0,3. Radius kolar rata-rata = 8 mm. Panjang handel 15 cm. Tentukan gaya pemutar operator pada ujung handel.

[5]. Seperti soal nomor 4 bila jenis ulir adalah tripel dan tunggal. Tentukan besar gaya pemutar pada ujung handel.

[6]. Klem mekanik, dengan data: diameter terluar ulir 14 mm, diameter inti 12 mm, pitch 1,5mm, radius kolar 5mm, koefisien gesek kolar = koefisien gesek ulir 0,15. Gaya pemutar handel 100 N. Tentukan: gaya pengeklem pada benda kerja, W.

Gbr. 7.6 Klem mekanik

56