Pengertian dan Prinsip Dasar Elemen Mesin 1

Elemen Mesin adalah Bagian-bagian suatu konstruksi yang mempunyai bentuk serta fungsi tersendiri, seperti baut-mur, pene , pasak, poros, kopling, sabuk-pulli, rantai- sprocket, roda gigi dan sebagainya. Dalam penggunaan elemen mesin bias berfungsi sebagai elemen pengikat, elemen pemindah atau transmisi, elemen penyangga elemen pelumas, elemen pelindung dan sebagainya.

Elemen Mesin dapat dikelompokkan sebagai berikut:

A. Elemen-elemen Sambungan

1. Sambungan Lem
2. Sambungan Solder
3. Sambungan Paku Keling
4. Sambungan Las
5. Sambungan Ulir

B. Elemen-elemen Transmisi

1. Poros dan pasak
2. Kopling
3. Sabuk dan rantai penggerak
4. Roda gigi
5. Rem

C. Elemen Penyangga

1. Pegas
2. Bantalan

Prinsip-Prinsip Dasar Perencanan Elemen Mesin

Pada dasarnya perencanaan elemen mesin merupakan perencanaan komponen yang diadakan/dibuat untuk memenuhi kebutuhan mekanisme suatu mesin. Tahap-tahap dalam perencanaan elemen mesin adalah sebagai berikut:

1. Menentukan kebutuhan
Menentukan kebutuhan dalam hal ini adalah kebutuhan akan elemen mesin yang akan direncanakan, sesuai dengan fungsinya.

2. Pemilihan mekanisme
Berdsarkan fungsinya dipilih mekanisme yang tepat dari elemen tersebut.
Contoh: Memindahkan putaran poros penggerak ke poros yang digerakkan dengan roda gigi miring.

3. Beban mekanis
Berdasarkan mekanisme yang ditentukan pada tahap ke 2 beban-beban mekanis yang akan terjadi harus dihitung berdasarkan data pada tahap ke 1, hingga diperoleh gaya-gaya yang bekerja pada elemen tersebut.

4. Pemilihan Material
Untuk mendapatkan elemen mesin yang tahan dipakai, dilakukan pemilihan material dengan kekuatan yang sesuai dengan kondisi beban yang terjadi.

5. Menetukan Ukuran
Bila terjadi kesesuaian pemakaian bahan dan perhitungan beban mekanis, dapat dicari ukuran-ukuran elemen mesin yang direncanakan dengan standar.

6 Modifikasi
Modifikasi bentuk diperlukan bila elemen-elemen mesin yang direncanakan telah pernah dibuat sebelumnya.

7. Gambar kerja
Pada tahap ini, ukuran-ukuran untuk penggambaran gambar kerja diperoleh, baik gambar detail maupun gambar perakitan.

8. Pembuatan dan control kualitas
Dengan gambar kerja dapat dibuat elemen mesin yang diperlukan. Pertimbangan-pertimbangan Dalam Perencanaan Elemen Mesin.
Hal-hal penting yang harus dipertimbangkan dalam perencanaan elemen mesin adalah.:

1. Jenis-jenis tegangan yang ditimbulkan pembebanan
2. Gerak dari elemen mesin
3. Pemilhan bahan
4. Bentuk dan ukuran komponen
5. Tahanan gesek dan peleumasan
6. Hukum ekonomi
7. Penggunaan komponen stndar
8. Keamanan operasi
9. Fasilitas bengkel
10. Jumlah komponen yang akan diproduksi
11. Harga konstruksi total
12. Pemasangan.

Dasar Perhitungan dalam Perencanaan Elemen Mesin

Perhitungan pada perencanaan elemen mesin didasarkan pada teori-teori mekanika teknik dan kekuatan bahan.

Dasar-dasar mekanika teknik
1. Gaya
Gaya adalah penyebab suatu pergerakan dan deformasi suatu benda atau aksi sebuah benda terhadap benda lain.
Gaya adalah sebuah besaran vector yang mempunyai besar, arah, dan titik tangkap.

2. Momen
Momen adalah sebuah gaya yang bermaksud untuk menggerakkan atau memutar benda.

3. Kesetimbangan
Suatu benda kaku dikatakan dalam keadaan setimbang bila resultante (jumlah) gaya-gaya yang bekerja = 0 dan momen disetiap titik benda = 0
Jika satu syrat diatas tidak dipenuhi maka benda tersebut dikatakan tidak seimbang.

Dasar-dasar Kekuatan Bahan
Tegangan-tegangan yang akan terjadi dalam perencanaan elemen mesin adalah.

Tegangan Tarik

• Tegangan Tarik adalah tegangan yang disebabkan oleh gaya yang tegak lurus terhadap luas 
• bidang gaya.dengan F = Gaya tarik
•  A = Luas penampang bidang gaya

Tegangan Geser

• Tegangan Geser adalah tegangan yang disebabkan oleh gaya yang bekerja sejajar terhadap luas bidang gaya..
• dengan V= Gaya geser
• A = Luas penampang bidang gaya

Tegangan Puntir

• Tegangan puntir adalah tegangan yang terjadi disebabkan benda memuntir terhadap sumbunya.
• dengan Mp = Momen puntir
• Wp = Momen tahanan punter

Tegangan Bengkok

• Tegangan bengkok adalah tegangan yang terjadi karena adanya momen yang menyebabkan benda mengalami lentur atau bengkok.
• dengan Mb = Momen bengkok
• Wb = Momen tahanan bengkok

Faktor Keamanan

Faktor keamanan adalah faktor yang digunakan untuk mengevaluasi keamanan dari suatu bagian mesin. Faktor keamanan ini dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain :

1. Variasi sifat-sifat bahan
2. Pengaruh ukuran dati bahan yang diuji kekuatannya
3. Jenis beban
4. Pengaruh permesinan dan proses pembentukan
5. Pengaruh perlakuan panas terhadap sifat fisis dari material
6. Pengaruh pelumasan dan umur dari elemen mesin
7. Pengaruh waktu dan lingkungan dimana peralatan tersebut dioperasikan
8. Syarat-syarat khusus terhadap umur dan ketahanan uji mesin
9. Keamanan manusia secara keseluruhan harus diperhatikan

Penggunaan Faktor Keamanan
Penggunaaan faktor keamanan yang paling banyak terjadi bila kita membandingkan tegangan dengan kekuatan, untuk menaksir angka keamanannya.3 Katakanlah, sebuah elemen mesin diberi effek yang kita sebut sebagai F. Kita umpamakan bahwa F adalah suatu istilah yang umum, dan bisa saja berupa suatu gaya, momen puntir, momen lentur, kemiringan, lendutan, atau semacam disorsi.

Jika F dinaikkan, sampai suatu besaran tertentu, sedemikian kalau dinaikkan sedikit saja, akan mengganggu kemampuan mesin tersebut, untuk melakukan fungsinya secara semestinya. seandainya kita nyatakan batasan ini, sebagai batas akhir, harga F sebagai fu , maka faktor keamanan dapat dinyatakan sebagai : Bila F sama dengan Fu, n=1, dan pada saat ini tidak ada keamanan sama sekali.

Akibatnya sering dipakai istilah batas keamanan (margin of safety). Batas keamanan dinyatakan dengan persamaan. Istilah faktor keamanan dan batas keamanan banyak dipakai dalam praktik industri, yang arti dan maksutnya diketahui jelas. Begitupun, istilahFu dalam persamaan (1-1), adalah istilah yang terlalu umum untuk semua jenis kegiatan, merupakan angka tersendiri yang secara statistik bervariasi. Karena alasan ini, suatu faktor keamanan dengan > 1.