pengenalan shaft (poros) dan cara kerjanya pada elemen mesin
Shaft (poros) didefinisikan sebagai elemen mesin yang berputar, biasanya berbentuk lingkaran pada penampang, yang digunakan untuk menyalurkan daya dari satu bagian ke bagian lain, atau dari mesin yang menghasilkan daya ke mesin yang menyerap daya. Shaft adalah elemen penting dari mesin. Shaft mendukung bagian yang berputar seperti roda gigi dan katrol dan didukung oleh bantalan yang diletakkan di housing (rumah) mesin yang kokoh.
Shaft memberikan sumbu rotasi pada komponen seperti roda gigi, katrol, flywheels, engkol, sprocket, dan sejenisnya dan mengontrol gerakan komponen tersebut. As (axle) adalah bagian yang tidak berputar yang tidak membawa torsi dan digunakan untuk menopang roda berputar, katrol, dan sejenisnya. As yang tidak berputar dapat dengan mudah dirancang dan dianalisis seperti balok statis, sehingga tidak menjadi perhatian khusus pada bab elemen mesin ini.
Pertimbangan Desain Shaft
Desain poros yang lengkap memiliki banyak ketergantungan pada desain komponen. Desain mesin itu sendiri akan menentukan bahwa roda gigi, katrol, bantalan, dan elemen lain setidaknya telah dianalisis dan ukuran serta jaraknya ditentukan secara tentatif. Pertimbangan desain shaft (poros) yang baik ditentukan oleh faktor-faktor berikut:
- Pemilihan Material: Material yang digunakan untuk shaft biasa adalah baja ringan. Ketika kekuatan tinggi diperlukan, baja paduan seperti nikel, nikel-kromium, atau baja kromium-vanadium digunakan. Shaft umumnya dibentuk dengan penggulungan panas (hot roll) dan diselesaikan sesuai ukuran dengan penarikan dingin atau pembubutan dan penggilingan.
- Tata Letak: Shaft perlu mengakomodasi bantalan, roda gigi dan katrol yang harus ditentukan
- Kekuatan dan Tegangan: kekuatan statis, Kekuatan fatigue
- Defleksi dan Kekakuan: Bending, Defleksi Torsi, Kemiringan pada bearing, Defleksi Geser
- Getaran Akibat Frekuensi Alami
Dalam memutuskan pendekatan untuk ukuran shaft, perlu disadari bahwa analisis tegangan sistem pada titik tertentu dapat dibuat hanya dengan menggunakan geometri poros di sekitarnya dari titik itu. Dengan demikian geometri seluruh shaft tidak diperlukan.
Analisis defleksi dan kemiringan tidak dapat dilakukan sampai geometri keseluruhan shaft telah ditentukan. Jadi defleksi adalah fungsi geometri di mana saja, sedangkan tegangan pada bagian yang menarik adalah fungsi dari geometri lokal. Untuk alasan ini, desain shaft memungkinkan pertimbangan stres terlebih dahulu. Kemudian, setelah nilai-nilai tentatif dimensi shaft memiliki telah ditetapkan, penentuan defleksi dan slope dapat di buat.
Untuk mendesain struktur yang kompleks dengan detail dan interaksi beban yang rumit seperti pada kasus shaft, salah satu cara yang paling umum digunakan untuk melakukan analisis baik untuk menghitung tegangan, defleksi, fatigue, atau mungkin critical speed adalah menggunakan Finite Element Analysis (FEA). MSC Nastran adalah software FEA original pertama di dunia yang banyak sekali digunakan di berbagai industri, salah satunya untuk mendesain poros. Pelajari selengkapnya tentang MSC Nastran.
>>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL TENTANG MANUFAKTUR DAN MATERIAL LAINNYA!
Kontributor : Daris Arsyada
Sumber:
Budynas, Richard G dan J. Keith Nisbett. 2011. Shigley’s Mechanical Engineering Design: Ninth Edition. Amerika Serikat: The McGraw-Hill Companies, Inc.
https://www.engineeringchoice.com/mechanical-shaft/ (diakses pada tanggal 24 November 2021)
http://www.staff.city.ac.uk/~ra600/ME1105/Lectures/ME1110-15.pdf (diakses pada tanggal 24 November 2021)
