1. Poros merupakan komponen penting pada mesin yang membutuhkan putaran. Poros digunakan untuk meneruskan daya dan putaran. 2. Beberapa hal penting dalam perencanaan poros antara lain kekuatan, kekakuan, putaran kritis, korosi, dan bahan poros. 3. Perencanaan poros mempertimbangkan beban puntir, lentur, atau gabungan puntir dan lentur. Dihitung menggunakan daya, momen, diameter, tegangan geser,

1. 1
PERENCANAAN POROS PISAU
MESIN PEMARUT KELAPA
MAKALAH
UNTUK MEMENUHI TUGAS MATAKULIAH
Elemen Mesin
yang dibina oleh Bapak Siswanto
Oleh :
Arif Ahmad Zaini (120511427417)
Bangkit Dwi Prakosa (120514427423)
Mochamad Afit Muflich (120511403282)
Muhamad Cholid Al Abit (209511424821)
Rizqiana Yogi C (120511427455)
Yoga Prasetyo Widodo (120511427443)
UNIVERSITAS NEGERI MALANG
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK MESIN
April 2014

2. 2
Poros merupakan salah satu komponen terpenting dari suatu mesin yang
membutuhkan putaran dalam operasinya. Secara umum poros digunakan untuk
meneruskan daya dan putaran.
1.1. Jenis-Jenis Poros
A. Poros transmisi
Beban berupa momen puntir dan momen lentur. Daya dapat
ditransmisikan melalui kopling, roda gigi, belt, rantai, dll.
B. Spindel
Poros transmisi yang relatif pendek, misalnya poros utama mesin
perkakas dengan beban utama berupa puntiran. Deformasi yang terjadi
harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti.
C. Gandar
Poros seperti yang dipasang di antara roda-roda kereta barang, dimana
tidak mendapat beban puntir, bahkan kadang tidak boleh berputar. Gandar
hanya menerima beban lentur, dan menerima beban puntir hanya jika
digerakkan oleh penggerak mula.

3. 3
Menurut bentuknya, poros dapat digolongkan menjadi poros lurus umum,
poros engkol, poros luwes, dll.
1.2. Hal Penting Dalam Perencanaan Poros
A. Kekuatan Poros
Sebuah poros harus direncanakan sehingga kuat untuk menahan beban-
beban pada poros, seperti beban poros transmisi yang meliputi beban puntir,
lentur, gabungan puntir dan lentur, beban tarikan atau tekan (misal : poros
baling-baling kapal, turbin). Selain itu juga untuk menahan kelelahan,
tumbukan, konsentrasi tegangan seperti pada poros bertingkat dan beralur
pasak.
B. Kekakuan Poros
Sebuah poros harus direncanakan sehingga kuat untuk menerima beban
lentur atau defleksi akibat pntiran yang lebih besar.
C. Putaran Kritis
Sebuah poros harus direncanakan sehingga putaran kerja lebih kecil
dari putaran kritisnya. Putaran kritis adalah getaran luar biasa yang
ditimbulkan oleh dinaikkannya putaran pada suatu mesin.
D. Korosi
Perlindungan terhadap korosi untuk kekuatan dan daya tahan terhadap
beban.
E. Bahan Poros
Disesuaikan dengan kondisi operasi. Baja konstruksi mesin, baja
paduan dengan pengerasan kulit tahan terhadap keausan, baja krom, nikel,
baja krom molibden dll.

4. 4
Standard diameter poros transmisi 25 s/d 60 mm dengan kenaikan 5
mm 60 s/d 110 mm dengan kenaikan 10 mm 110 s/d 140 mm dengan
kenaikan 15 mm 140 s/d 500 mm dengan kenaikan 20 mm
1.3. Poros dengan Beban Puntir
Jika poros yang akan direncanakan hanya mendapat beban berupa torsi
seperti pada poros motor dengan sebuah kopling, maka diameter poros tersebut
dapat lebih kecil daripada diameter yang dibayangkan.
A. Daya yang ditransmisikan (P = kW) dan putaran poros (n = rpm)
B. Faktor koreksi (𝑓𝑐)
Daya yang akan ditransmisikan 𝒇 𝒄
Daya rata-rata yang diperlukan
Daya normal
Daya maksimum yang diperlukan
0,8-1,2
1,0-1,5
1,2-2,0
C. Daya Rencana
𝑃𝑑 = 𝑓𝑐. 𝑃 (𝑘𝑊)
Jika daya dalam satuan daya kuda (HP) maka harus dikalikan dengan
0,735.
D. Momen Puntir Rencana
𝑇 = 9,74 𝑋 105
𝑋
𝑃𝑑
𝑛
(𝑘𝑔𝑚𝑚)
E. Bahan Poros, Kekuatan Tarik, dan Faktor Keamanan
1. Bahan Poros dan Kekuatan Tarik (𝜎 𝐵)
Standar dan
Macam
Lambang Perlakuan
Panas
Kekuatan
Tarik
𝒌𝒈
𝒎𝒎 𝟐
Keterangan
Baja karbon
konstruksi
mesin (JIS G
4501)
S30C
S35C
S40C
S45C
S50C
S55C
Penormalan
Penormalan
Penormalan
Penormalan
Penormalan
Penormalan
48
52
55
58
62
66
Batang baja
dengan
S35C-D
S45C-D
-
-
53
60
Ditarik dingin, digerinda,
dibubut, atau gabungan

5. 5
difinis tinggi S55C-D - 72 antara hal-hal tersebut
2. Faktor Keamanan
𝑆𝑓1 untuk faktor keamanan terhadap kelelahan puntir, sedangkan 𝑆𝑓2
untuk faktor keamanan karena pengaruh konsentrasi tegangan jika poros
diberi alur pasak atau dibuat bertangga. Harga 𝑆𝑓1 adalah 5,6 untuk
bahan SF, dan 6,0 untuk bahan S-C. Sedangkan harga 𝑆𝑓2 adalah 1,3-3,0.
F. Tegangan Geser yang Diizinkan
𝜏 𝑎 =
𝜎 𝐵
𝑆𝑓1. 𝑆𝑓2
𝑘𝑔
𝑚𝑚2
G. Faktor Koreksi dan Faktor Lenturan
1. Faktor Koreksi untuk Momen Puntir (Kt)
Beban yang Dikenakan Kt
Halus
Sedikit kejutan/tumbukan
Kejutan/tumbukan besar
1,0
1,0-1,5
1,5-3,0
2. Faktor Lenturan (Cb)
Jika diperkurakan akan terjadi pemakaian dengan beban lentur maka
dapat digunakan Cb dengan harga 1,2-2,3. Jika diperkirakan tidak ada
beban lentur maka dapat memakai harga 1,0.
H. Diameter Poros
𝑑 𝑠 =
5,1
𝜏 𝑎
. 𝐾𝑡. 𝐶𝑏 . 𝑇
3
I. Jari-Jari Filet dari Poros Bertangga, Ukuran Pasak, dan Alur Pasak.
𝑗𝑎𝑟𝑖 − 𝑗𝑎𝑟𝑖 𝑓𝑖𝑙𝑒𝑡 =
𝐷 − 𝑑 𝑠
2
(𝑚𝑚)
J. Faktor Konsentrasi Tegangan
1. Pada poros bertangga (β)
𝑗𝑎𝑟𝑖 − 𝑗𝑎𝑟𝑖 𝑓𝑖𝑙𝑒𝑡
𝑑 𝑠
2. Pada pasak (α)
𝛼 =
𝑟
𝑑 𝑠
K. Tegangan Geser

6. 6
𝜏 = 5,1
𝑇
(𝑑 𝑠)3
L. Dibandingkan
∴ 𝜏 𝑎. 𝑆𝑓2 ≥ 𝜏. 𝐶𝑏 . 𝐾𝑡
Jika tidak sesuai, maka perhitungan kembali ke langkah (H). diameter
poros, bahan poros, jari-jari filet poros bertangga, ukuran pasak, serta alur
pasak dapat diperbesar.
2.1. Poros dengan Beban Lentur Murni
A. Beban Statis pada Gandar (W→ kg), Jarak Telapak Roda (g→mm),
Jarak Bantalan Radial (j→mm), Tinggi Titik Berat (H→mm),
Kecepatan Kerja Maksimal (V→
𝑘𝑚
𝑕
), Jari-Jari Telapak Roda (r→mm).
B. Momen pada Tumpuan Roda karena Beban Statis
𝑀1 =
𝑗 − 𝑔
4
. 𝑊 (𝑘𝑔𝑚𝑚)
C. Beban Tambahan karena Getaran Vertikan dibanding Beban Statis (𝛼 𝑣)
dan Beban Horisontal dibanding Beban Statis pada Gandar (𝛼 𝐿).
Kecepatan Kerja Maksimal
𝒌𝒎
𝒋𝒂𝒎
𝜶 𝒗 𝜶 𝑳
< 120
120-160
160-190
190-210
0,4
0,5
0,6
0,7
0,3
0,4
0,4
0,5
D. Momen pada Tumpuan Roda karena Gaya Vertikal Tambahan
𝑀2 = 𝜶 𝒗. 𝑴 𝟏(𝒌𝒈𝒎𝒎)
E. Jarak Titik Tengah Bantalan ke Ujung Luar Naf Roda (a) dan Panjang
Naf Roda (l)
F. Beban Horisontal (P), Beban pada Bantalan akibat Beban Horisontal
(Qo), dan Beban pada Telapak Roda karena Beban Horisontal (Ro).
𝑃 = 𝜶 𝑳. 𝑾 (𝒌𝒈)
𝑄 𝑜 = 𝑃
𝑕
𝑗
→ 𝑘𝑔
𝑅 𝑜 =
𝑃 (𝑕 + 𝑟)
𝑔
→ 𝑘𝑔

7. 7
G. Momen Lentur pada Naf Tumpuan Roda Bagian Dalam Karena Beban
Horisontal.
𝑀3 = 𝑃. 𝑟 + 𝑄 𝑜 𝑎 + 𝑙) − 𝑅 𝑜 𝑎 + 𝑙) −
𝑗 − 𝑔
2
H. Macam, Pemakaian, Bahan, Perlakuan Panas dari Roda, Tegangan
Lentur yang Diizinkan menurut Macam Roda (𝜎 𝑊𝑏 ), Faktor Tambahan
untuk Tegangan menurut Pemakaian Roda (m).
Bahan Gandar
𝝈 𝑾𝒃
𝒌𝒈
𝒎𝒎 𝟐
Kelas 1
Kelas 2
Kelas 3
Kelas 4
10,0
10,5
11,0
15,0
Pemakaian Gandar m
Gandar Pengikut (tidak termasuk gandar dengan rem
cakram)
Gandar yang digerakkan; ditumpu pada ujungnya
Gandar yang digerakkan ; lenturan silang
Gandar yang digerakkan ; lenturan terbuka
1,0
1,1-1,2
1,1-1,2
1,2-1,3
I. Diameter Tumpuan Roda
𝑑 𝑠 =
10,2
𝜎 𝑊𝑏
. 𝑚(𝑀1 + 𝑀2 + 𝑀3)
3
J. Tegangan Lentur pada Tumpuan Roda Bagian dalam Naf Roda
𝜎𝑏 =
10,2. 𝑚(𝑀1 + 𝑀2 + 𝑀3)
(𝑑 𝑠)3
→
𝑘𝑔
𝑚𝑚2
K. Faktor Keamanan Kelelahan
𝑛 =
𝜎 𝑊𝑏
𝜎𝑏
L. Dibandingkan
∴ n ≥ 1
2.2. Poros dengan Beban Puntir dan Lentur
A. Daya yang ditransmisikan (P = kW) dan putaran poros (n = rpm)

8. 8
B. Faktor koreksi (𝑓𝑐)
Daya yang akan ditransmisikan 𝒇 𝒄
Daya rata-rata yang diperlukan
Daya normal
Daya maksimum yang diperlukan
0,8-1,2
1,0-1,5
1,2-2,0
C. Daya Rencana
𝑃𝑑 = 𝑓𝑐. 𝑃 (𝑘𝑊)
Jika daya dalam satuan daya kuda (HP) maka harus dikalikan dengan
0,735.
D. Momen Rencana
𝑇 = 9,74 𝑋 105
𝑋
𝑃𝑑
𝑛
(𝑘𝑔𝑚𝑚)
E. Keadaan Beban
F. Perhitungan Beban Vertikal dan Horisontal
G. Gaya Reaksi Engsel
𝑅 𝐻1 =
𝐻1 𝑏 + 𝑐) + 𝐻2(𝑐)
𝑎 + 𝑏 + 𝑐
𝑅 𝐻2 = 𝐻1 + 𝐻2 − 𝑅 𝐻1
𝑅 𝑉1 =
𝑉1 𝑏 + 𝑐) + 𝑉2(𝑐)
𝑎 + 𝑏 + 𝑐
𝑅 𝑉2 = 𝑉1 + 𝑉2 − 𝑅 𝑉1

9. 9
H. Gambar Bidang Momen Lentur
𝑀 𝐻1 = 𝑅 𝐻1. 𝑎
𝑀 𝐻2 = 𝑅 𝐻2. 𝑐
𝑀 𝑉1 = 𝑅 𝑉1. 𝑎
𝑀 𝑉2 = 𝑅 𝑉2. 𝑐
I. Momen Lentur Gabungan
𝑀1 = (𝑀 𝐻1)2 + (𝑀 𝑉1)2
𝑀2 = (𝑀 𝐻2)2 + (𝑀 𝑉2)2
𝑀1: 𝑀2 → 𝑡𝑒𝑟𝑏𝑒𝑠𝑎𝑟 = 𝑀
M. Bahan Poros, Kekuatan Tarik, dan Faktor Keamanan
1. Bahan Poros dan Kekuatan Tarik (𝜎 𝐵)
Standar dan
Macam
Lambang Perlakuan
Panas
Kekuatan
Tarik
𝒌𝒈
𝒎𝒎 𝟐
Keterangan
Baja karbon
konstruksi
mesin (JIS G
4501)
S30C
S35C
S40C
S45C
S50C
S55C
Penormalan
Penormalan
Penormalan
Penormalan
Penormalan
Penormalan
48
52
55
58
62
66
Batang baja
dengan
difinis tinggi
S35C-D
S45C-D
S55C-D
-
-
-
53
60
72
Ditarik dingin, digerinda,
dibubut, atau gabungan
antara hal-hal tersebut
2. Faktor Keamanan
𝑆𝑓1 untuk faktor keamanan terhadap kelelahan puntir, sedangkan 𝑆𝑓2
untuk faktor keamanan karena pengaruh konsentrasi tegangan jika poros
diberi alur pasak atau dibuat bertangga. Harga 𝑆𝑓1 adalah 5,6 untuk
bahan SF, dan 6,0 untuk bahan S-C. Sedangkan harga 𝑆𝑓2 adalah 1,3-3,0.
N. Tegangan Geser yang Diizinkan
𝜏 𝑎 =
𝜎 𝐵
𝑆𝑓1
. 𝑆𝑓2
𝑘𝑔
𝑚𝑚2
O. Faktor Koreksi Lenturan dan Puntiran

10. 10
1. Faktor Koreksi Lenturan (Km)
Beban yang Dikenakan Kt
Momen lentur tetap
Tumbukan ringan
Tumbukan berat
1,5
1,5-2,0
2,0-3,0
2. Faktor Koreksi Puntiran (Kt)
Beban yang Dikenakan Kt
Halus
Sedikit kejutan/tumbukan
Kejutan/tumbukan besar
1,0
1,0-1,5
1,5-3,0
P. Diameter Poros
𝑑 𝑠 =
5,1
𝜏 𝑎
(𝐾 𝑚 . 𝑀)2 + (𝐾𝑡. 𝑇)2
3
Q. Jari-Jari Filet dari Poros Bertangga, Ukuran Pasak, dan Alur Pasak.
𝑗𝑎𝑟𝑖 − 𝑗𝑎𝑟𝑖 𝑓𝑖𝑙𝑒𝑡 =
𝐷 − 𝑑 𝑠
2
(𝑚𝑚)
R. Faktor Konsentrasi Tegangan
3. Pada poros bertangga (β)
𝑗𝑎𝑟𝑖 − 𝑗𝑎𝑟𝑖 𝑓𝑖𝑙𝑒𝑡
𝑑 𝑠
4. Pada pasak (α)
𝛼 =
𝑟
𝑑 𝑠
S. Tegangan Geser
𝜏 = 5,1
𝑇
(𝑑 𝑠)3
T. Dibandingkan
∴ 𝜏 𝑎. 𝑆𝑓2 ≥ 𝜏. 𝛼
Jika tidak sesuai, maka perhitungan kembali ke langkah (P). diameter
poros, bahan poros, jari-jari filet poros bertangga, ukuran pasak, serta alur
pasak dapat diperbesar.

11. 11
10 mm 25 mm
25 mm
RBV
RAV
A
B
V1 = 20 kg V2 = 10 kg
C
D
Contoh Soal:
Diketahui sebuah mesin pemarut kelapa dengan daya motor 10 Kw,
dengan putaran 1500 rpm. Hitung berapa diameter poros tersebut.
Jawab:
1) 𝑝 = 10 𝑘𝑤, 𝑛 = 1500 𝑟𝑝𝑚
2) 𝑓𝑐 = 1,2
3) 𝑝𝑑 = 𝑓𝑐. 𝑝
= 1,2 . 10 𝑘𝑤
= 12 𝑘𝑤
4) Momen rencana T
𝑇 = 9,75 × 105
𝑝𝑑
𝑛
= 9,75 × 105
12
1500
= 7800 𝑘𝑔𝑚𝑚
5)
𝑀𝐵 = 0
𝑅 𝐴𝑉 =
𝑉1 𝑥 55 ) + 𝑉2 𝑥 25)
60
𝑅 𝐴𝑉
V1 = 10 kg
V1 = 20 kg
𝑅 𝐵𝑉
5 mm
5 mm
5 mm 5 mm 25 mm 25 mm
A BCD

12. 12
=
20 𝑥 55 ) + 10 𝑥 25 )
60
=
1350
60
= 22.5 𝑘𝑔
𝑅 𝐵𝑉 = 𝑉1 + 𝑉2 − 𝑅𝐴𝑉
= 30 − 22.5
= 7.5 𝑘𝑔
6) Menghitung beban puntir akibat V pada puli A dan Pisau B
𝑀𝐴𝑉 = 𝑅 𝐴𝑉 . 𝐴𝐷
= 22.5 𝑥 20 𝑚𝑚
= 450 𝑘𝑔𝑚𝑚
𝑀 𝐵𝑉 = 𝑅 𝐵𝑉 . 𝐵𝐷
= 7.5 𝑥 25 𝑚𝑚
= 187.5 𝑘𝑔𝑚𝑚
7) 𝑀𝐴 ∶ 𝑀𝐵 → 𝑝𝑖𝑙𝑖𝑕 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑏𝑒𝑠𝑎𝑟
𝑀𝐴 > 𝑀𝐵 → 450 𝑘𝑔𝑚𝑚
8) Pilih bahan S45C 𝜎𝑏 = 58 𝑘𝑔𝑚𝑚
𝑆𝑓1 = 6 , 𝑆𝑓2 = 2
𝜏𝑎 =
𝜎𝐵
𝑆𝑓1. 𝑆𝑓2
=
58
6.2
= 4,83
𝑘𝑔
𝑚𝑚2
9) 𝐾𝑚 = 2 𝐾𝑡 = 2
10) 𝑑𝑠 ≥
5.1
𝜏𝑎
3
𝐾𝑚. 𝑀)2 + 𝐾𝑡. 𝑇)2
≥
5.1
4.83
3
2 𝑥 450)2 + 2 𝑥 7800)2
≥ 1,056 . 15625.9399717265
3
≥ 16499.4397216988
3
≥ 25.46 𝑚𝑚 = 28 𝑚𝑚

13. 13
𝑑𝑠 = 28 𝑚𝑚
11) Diameter poros bertangga 30 mm
ds = 28, Ukuran pasak 𝑏𝑥𝑕 = 8𝑥7
𝑟
𝑑𝑠
=
0,25
28
= 0.0089, 𝛼 = 3.2
12) 𝜏 =
16
𝜋𝑑 𝑠3
𝐾𝑚. 𝑀)2 𝐾𝑡. 𝑇)2
=
16
3,14 . (28)3
. 15625.9399717265
=
250015.039547624
68929.28
= 3.6 𝑘𝑔𝑚𝑚−2
13) 𝜏𝑎 . 𝑆𝑓2 ∶ 𝜏 . 𝛼 → 𝑠𝑦𝑎𝑟𝑎𝑡 𝑠𝑒𝑠𝑢𝑎𝑖, 𝜏𝑎 𝑆𝑓2 > 𝜏 . 𝛼
4,83 𝑥 2 ∶ 3.6 𝑥 3.2
9,63 > 11.52 → 𝑇𝑖𝑑𝑎𝑘 𝑠𝑒𝑠𝑢𝑎𝑖
14) ds diperbesar menjadi 30 mm, D = 35
15) 𝜏 =
16
𝜋𝑑 𝑠3
𝐾𝑚. 𝑀)2 𝐾𝑡. 𝑇)2
=
16
3,14 . (30)3
. 15625.9399717265
=
250015.039547624
84780
= 2.9 𝑘𝑔𝑚𝑚−2
16) 𝜏𝑎 . 𝑆𝑓2 ∶ 𝜏 . 𝛼 → 𝑠𝑦𝑎𝑟𝑎𝑡 𝑠𝑒𝑠𝑢𝑎𝑖, 𝜏𝑎 𝑆𝑓2 > 𝜏 . 𝛼
4,83 𝑥 2 ∶ 2.9 𝑥 3.2
𝟗, 𝟔𝟔 > 9.28 → 𝑠𝑒𝑠𝑢𝑎𝑖