Teks tersebut membahas tentang poros dan gandar. Secara umum, poros adalah bagian stasioner yang berputar untuk mentransmisikan daya melalui elemen seperti roda gigi dan pulley. Teks tersebut juga membahas berbagai jenis poros dan gandar serta faktor-faktor yang mempengaruhi perancangan poros seperti beban, kekuatan, kekakuan, dan diameter poros.

1. UNIVERSITAS
TJUT NYAK DHIEN

2. Poros adalah suatu bagian stasioner yang
beputar, biasanya berpenampang bulat dimana
terpasang elemen-elemen seperti roda gigi (gear),
pulley, flywheel, engkol, sprocket dan elemen
pemindah lainnya. Poros bisa menerima beban
lenturan, beban tarikan, beban tekan atau beban
puntiran yang bekerja sendiri-sendiri atau
berupa gabungan satu dengan lainnya.(Josep
Edward Shigley, 1983)

3. 1. BERDASARKAN
PEMBEBANANNYA
A. Poros transmisi
(transmission shafts)
Poros transmisi lebih
dikenal dengan sebutan
shaft. Shaft akan mengalami
beban puntir berulang,
beban lentur berganti
ataupun kedua-duanya.
Pada shaft, daya dapat
ditransmisikan melalui
gear, belt pulley, sprocket
rantai, dll

4. B. Gandar
Poros gandar
merupakan poros
yang dipasang
diantara roda-roda
kereta barang. Poros
gandar tidak
menerima beban
puntir dan hanya
mendapat beban
lentur.

5. C.POROS SPINDEL
Poros spindle merupakan
poros transmisi yang
relatip pendek, misalnya
pada poros utama mesin
perkakas dimana beban
utamanya berupa beban
puntiran. Selain beban
puntiran, poros spindle
juga menerima beban
lentur (axial load). Poros
spindle dapat digunakan
secara efektip apabila
deformasi yang terjadi
pada poros tersebut kecil.

6. A.Poros lurus
B.Poros engkol sebagai penggerak utama
pada silinder mesin
Ditinjau dari segi besarnya transmisi daya yang
mampu ditransmisikan, poros merupakan
elemen mesin yang cocok untuk
mentransmisikan daya yang kecil hal ini
dimaksudkan agar terdapat kebebasan bagi
perubahan arah (arah momen putar)

7. 1. Kekuatan poros
Poros transmisi akan menerima beban puntir (twisting moment), beban lentur
(bending moment) ataupun gabungan antara beban puntir dan lentur.
Dalam perancangan poros perlu memperhatikan beberapa faktor, misalnya :
kelelahan, tumbukan dan pengaruh konsentrasi tegangan bila menggunakan poros
bertangga ataupun penggunaan alur pasak pada poros tersebut. Poros yang
dirancang tersebut harus cukup aman untuk menahan beban-beban tersebut.
2. Kekakuan poros
Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup aman dalam menahan
pembebanan tetapi adanya lenturan atau defleksi yang terlalu besar akan
mengakibatkan ketidaktelitian (pada mesin perkakas), getaran mesin (vibration)
dan suara (noise).
Oleh karena itu disamping memperhatikan kekuatan poros, kekakuan poros juga
harus diperhatikan dan disesuaikan dengan jenis mesin yang akan ditransmisikan
dayanya dengan poros tersebut.
3. Putaran kritis
Bila putaran mesin dinaikan maka akan menimbulkan getaran (vibration) pada
mesin tersebut. Batas antara putaran mesin yang mempunyai jumlah putaran
normal dengan putaran mesin yang menimbulkan getaran yang tinggi disebut
putaran kritis. Hal ini dapat terjadi pada turbin, motor bakar, motor listrik, dll.
Selain itu, timbulnya getaran yang tinggi dapat mengakibatkan kerusakan pada
poros dan bagian-bagian lainnya. Jadi dalam perancangan poros perlu
mempertimbangkan putaran kerja dari poros tersebut agar lebih rendah dari
putaran kritisnya,

8. 4. Korosi
Apabila terjadi kontak langsung antara poros dengan fluida korosif
maka dapat mengakibatkan korosi pada poros tersebut, misalnya
propeller shaft pada pompa air. Oleh karena itu pemilihan bahan-
bahan poros (plastik) dari bahan yang tahan korosi perlu mendapat
prioritas utama.
5. Material poros
Poros yang biasa digunakan untuk putaran tinggi dan beban yang
berat pada umumnya dibuat dari baja paduan (alloy steel) dengan
proses pengerasan kulit (case hardening) sehingga tahan terhadap
keausan. Beberapa diantaranya adalah baja khrom nikel, baja khrom
nikel molebdenum, baja khrom, baja khrom molibden, dll. Sekalipun
demikian, baja paduan khusus tidak selalu dianjurkan jika alasannya
hanya karena putaran tinggi dan pembebanan yang berat saja.
Dengan demikian perlu dipertimbangkan dalam pemilihan jenis
proses heat treatment yang tepat sehingga akan diperoleh kekuatan
yang sesuai.

9. a. DAYA RENCANA c. Tegangan geser
Pd = P.ƒc (Sularso, 1994: 7) τ a = σ B ( Sf1 + Sf 2)
Dengan : Sf1 = jika menggunakan bahan dari paduan
Pd = Daya rencana (HP) SF = 5,6 jika menggunakan paduan SC
ƒc = Faktor koreksi maka nilainya 6
P = Daya nominal output dari
Sf2 = diambil nilainya 1,3 s/d 3
motor penggerak (HP)
b. MOMEN PUNTIR
T = 9,74.105 . (Pd / n) (Sularso, 1994: 7)
Dengan :
T = Momen puntir (N.mm)
n = putaran motor penggerak (rpm)

12. d. Diameter Poros
Maka diameter poros untuk:
1. Poros dengan beban puntir 3. Poros dengan beban puntir dan
lentur
1/ 3
 5,1 
d s ≥  .T .Kt.Cb   5,1
1/ 3
2
 τa  ds ≥  (k m .M ) + ( Kt.T ) 
2
 τa 
2. Poros dengan beban lentur
Dengan :
d = Diameter poros (mm)
τ
1/ 3
10,2  = Tegangan geser (kg/mm )
ds ≥  .M  a = Faktor koreksi tekanan
 τa  Kt = Faktor koreksi lenturan
Cb

13. Tentukan diameter sebuah poros bulat untuk meneruskan daya 10 kw pada 1450 rpm, disamping
beban puntir,
diperkirakan pula akan terjadi beban lentur, sebuah alur pasak perlu dibuat dan dalam sehari
akan bekerja selama 8
jam dengan tumbukan ringan, bahan diambil baja batang difinis dingin S30C.
Penyelesaian :
Diketahui
P = 10 kw fc =1
n1 = 1450 rpm Kt = 1,5 s/d 3
Sf1 = 5,6 s/d 6 Sf2 = 1,3 s/d 3
Cb = 1,2 s/d 2,3
Jawab :
1.Daya rencana
Pd = P x fc = 10 kw x 1 = 10 kw
2.Beban puntir
T = (9,74 x 105 x Pd) / ( n1 ) = = (9,74 x 105 x 10 kw) / (1450 rpm)
= 6717 kg.mm

14. 3. Pemilihan bahan
Bahan telah ditentukan menggunakan S30C dimana tegangan tarik izin
Maka tegangan geser izin adalah
𝛔� = 𝟓� 𝐤�/𝐦𝐦2
4. Diameter poros
Dipilih faktor tegangan puntir Cb = 2 dan faktor tegangan lentur Kt = 1,5
�=
𝛔� 𝟓� 𝒌�/𝒎𝒎
Maka diameter poros :
𝐬� � � 𝐬�� ���
= = 4,83 kg/mm2
Karena poros akan diberi pasak maka diupayakan diameter poros lebih besar dari perhitungan dan dengan
mengambil besar bahan besi poros yang ada dipasaran yang sedikit pengerjaan maka diambil diameter poros
31,5 mm dgn assumsi besar bahan poros 1 inc atau 33,3 mm.
𝒅� = ට =ට
𝟑 (𝟓,� � � � 𝑲� � 𝑪� 𝟑 (𝟓,� � �𝟕�𝟕� �,𝟓 � �
Jika diameter bantalan yang digunakan adalah 35 mm sehingga jari-jari fillet (r)
�� �,�𝟑
dengan melihat tabel pasak maka ukuran pasak 10 x 4,5 x 0,6
= = �, 𝟕𝟓 𝒎𝒎
�−𝒅� 𝟑𝟓−��
� �
r=

15. POROS DENGAN BEBAN LENTUR MURNI
Gandar dari kereta tambang dan kereta rel tidak mendapat momen puntir
melainkan mendapatkan beban lentur saja.
Jika beban dari suatu gandar diperoleh ½ dari berat kenderaan dengan muatan
macximal dikurangi berat gandar dan roda maka besar momen lentur
M = (W / 2) x panjang lengan momen
Dimana,
W = (berat gandar + berat kenderaan) : 2
Panjang lengan M = (Lebar rel / 2) – (jarak bantalan dari tengah)
Dari bahan yang dipilih dapat ditentukan tegangan lentur yang diijinkan,
dimana momen tahanan lentur untu poros
� 𝒅��
𝟑�
Z=
Dimana, z = momen tahanan lentur

16. Sehingga diameter poros yang diperlukan dapat diperoleh
𝛔� ≥ =
𝐌� 𝐌�
� 𝐝𝐬 𝟑
�
𝟑�
�� ≥
10,2�1
𝑑� 3
Sehingga diperoleh diameter poros :
𝑑� = ට
3 10,2�1
��
σa
Dimana, ds = diameter gandar (mm)
= tegangan lentur yang diijinkan (kg/mm2)
didalam kenyataan gandar juga mendapatkan beban dinamis, maka gandar
diperlakukan sebagai poros pengikut dengan jalan mengalihkan ketiga momen
diatas dengan faktor tambahan:

17. PEMAKAIAN GANDAR FAKTOR TAMBAHAN
TEGANGAN (m)
Gandar pengikut (tidak termasuk 1
gandar dengan rem cakram)
Gandar yang digerakkan (ditumpu 1,1 – 1,2
pada ujungnya)
Gandar yang digerakkan (lenturan 1,1 - 1,2
silang)
Gandar yang digerakkan (benturan 1,2 – 1,3
terbuka)