02 bab ii perancangan mesin

7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin

http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 1/28

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Tinjauan Umum

Indonesia merupakan merupakan negara agraris yang

ditanami berbagai tanaman diantaranya adalah padi. Menurut

KBBI padi adalah tumbuhan yang menghasilkan beras. Padi

(Oryza sativa sp.) adalah tanaman yang berasal dari

Bangladesh. Padi dapat tumbuh dengan baik di daerah panas

dengan !urah hu"an yang tinggi dengan pengairan yang !ukup.

#i Indonesia memiliki berbagai ma!am "enis$"enis padi yang

memiliki karakteristik masing$masing

Gambar 2.1 Padi

Beras merupakan salah satu makanan pokok masyarakat

indonesia yang hampir dikonsumsi oleh seluruh masyarakat

indonesia yaitu men!apai %&' penduduk indonesia

mengkonsumsi beras sebagai bahan makan pokoknya (yania

&*+). Bahkan menurut AMI tatisti! ,AO (&*-) "ika

dibandingkan dengan Amerika erikat "umlah penduduk

Indonesia lebih sedikit. amun tingkat konsumsi beras Indonesia

/



"auh lebih besar dibandingkan dengan Amerika erikat. Begitu

pula "ika dibandingkan dengan 0epang Indonesia mengkonsumsi

beras lebih banyak.

Menurut Purnomo (&*-) di indonesia terdapat berbagai

varietas padi yang sering ditanami oleh petani. e!ara umum

varietas padi dibedakan men"adi tiga "enis varietas yaitu1

1. Varietas Padi Hibrida2arietas Padi 3ibrida adalah varietas padi yang hasilnyaakan maksimal bila sekali ditanam. 4etapi bila benihketurunannya ditanam kembali maka hasilnya akanberkurang "auh. Memang varietas ini dibuat ataudirekayasa oleh pemiliknya untuk sekali tanam sa"a. 4u"uannya agar petani membeli kembali.ebagai !ontoh Padi 3ibrida yang ada di indonesia adalahIntani * dan PP* 3* Bernas Prima 5okan 6 7 dan **3 egera Anak 8MBA#A B- B9 B7 #A B% 3ipa+3ipa 9 :eva 3ipa / 0ete 3ipa ; 3ipa 7 3ipa % 3ipa *&3ipa ** 6ong Ping (pusaka * dan ) Adirasa$* Adirasa$/+ 3ibrindo 5$* 3ibrindo 5$ Manis$+ dan 9 MIKI$*-6 7 3 6 ** 3 dll.

2. Varietas Padi Unu!2arietas Padi <nggul adalah varietas yang bisa berkali$kaliditanam dengan perlakuan yang baik. 3asil dari panenvarietas ini bisa di"adikan benih kembali. Ada petani yangbisa menanam sampai *& kali lebih dengan hasil yanghampir sama. 2arietas padi unggul biasanya telah di lepasoleh pemerintah dengan K Menteri Pertanian. 2arietas initelah mele=ati berbagai u"i !oba.

Beberapa "enis 2arietas Padi <nggul yang sering ditanampetani adalah :iherang (bisa men!apai +; ' dari total

varietas yang ditanam) I5$/+ Mekongga :imelati :ibogo:isadane itu Patenggang :igeulis :ili$ =ungMembramo intanur 0ati luhur ,atma=ati itubagenditInpari *+ Pakuan Inpari *9 Parahyangan Inpari */Pasundan Inpari *; Inpari *7 Inpari *% Inpari & inpari* dan inpari $%.

". Varietas Padi L#$a!

2arietas padi lokal adalah varietas padi yang sudah lamaberadaptasi di daerah tertentu. ehingga varietas inimempunyai karakteristik spesi>k lokasi di daerah tersebut.

;



:ontoh varietas lokal1 varietas kebo dharma ayu pemudaidaman ?ropak Ketan ta=on ?undelan Merong imeneprimulih Andel 0aran Ketan 6usi 8kor Kuda hingga?ropak Angkong Benga=an 8ngseng Melati Markoti

6ongong 5e"ung Kuning <mbul$umbul 4un"ung 5i"al riKuning <ntup 4umpang Karyo 5angka Madu a=ah Kelai 4embaga 4"ina dan lain$lain.

etiap 2arietas mempunyai keunggulan dan kelemahan

masing$masing. Oleh karena petani harus menyesuaikan dengan

kondisi karakteristik lahan agar mengetahui varietas apa yang

!o!ok untuk ditanami padi sehingga panen yang diperoleh dapat

maksimal. elaian itu @aktor selera "uga menentuk "enis padi dari

varietas apa yang paling disukai serta yang unggul dan sesuai

dengan kondisi lahan.

Para petani dalam memanen padi dilakukan dengan

menggunakan alat pemanen dari yang tradisonal seperti dengan

!ara gepyok sampai dengan alat yang modern yaitu mesin

perontok padi dan sekarang sudah yang terbaru yaitu dengan

memotong sekaligus perontok. Akan tetapi masih ada

kekurangan diantaranya adalah dengan !ara tradisonal

prosesnya lama dan membutuhkan tenaga yang besar !ara

modern dengan menggunakan mesin perontok petani mengalami

kendala dalam pengayakan sehingga harus beker"a dua kali

untuk memperoleh hasil panen yang bersih dan mesin yang

terbaru harganya masih relati@ mahal dan terkendala "ika

digunakan untuk lahan sa=ah yang tidak terlalu luas.

%. &#m'#nen (esin Per#nt#$ dan Pena)a$ Padi1. (#t#r bensin

Mesin bensin atau mesin Otto dari ikolaus Otto adalah

sebuah tipe mesin pembakaran dalam yang menggunakan nyala

7

http://id.wikipedia.org/wiki/Nikolaus_Otto

http://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_pembakaran_dalam

http://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_pembakaran_dalam

http://id.wikipedia.org/wiki/Nikolaus_Otto



busi untuk proses pembakaran diran!ang untuk menggunakan

bahan bakar bensin atau yang se"enis.

(http1id.=ikipedia.org=ikiMesinbensin).

Mesin bensin berbeda dengan mesin diesel dalam metode

pen!ampuran bahan bakar dengan udara dan mesin bensin

selalu menggunakan penyalaan busi untuk proses pembakaran.

Pada mesin diesel hanya udara yang dikompresikan dalam ruang

bakar dan dengan sendirinya udara tersebut terpanaskan bahan

bakar disuntikan ke dalam ruang bakar di akhir langkah kompresi

untuk ber!ampur dengan udara yang sangat panas pada saat

kombinasi antara "umlah udara "umlah bahan bakar dan

temperatur dalam kondisi tepat maka !ampuran udara dan bakar

tersebut akan terbakar dengan sendirinya.

Pada mesin bensin pada umumnya udara dan bahan bakar

di!ampur sebelum masuk ke ruang bakar sebagian ke!il mesin

bensin modern mengaplikasikan in"eksi bahan bakar langsung ke

silinder ruang bakar termasuk mesin bensin tak untuk

mendapatkan emisi gas buang yang ramah lingkungan.

Pen!ampuran udara dan bahan bakar dilakukan oleh karburator

atau sistem in"eksi keduanya mengalami perkembangan dari

sistem manual sampai dengan penambahan sensor$sensor

elektronik. istem In"eksi Bahan bakar di motor otto ter"adi di

luar silinder tu"uannya untuk men!ampur udara dengan bahan

bakar seproporsional mungkin. istem in"eksinya disebut 8,I.

Prinsip ker"a mesin bensin. Pertama !ampuran udara dan

bensin di hisap kedalam silinder kemudian dikompresikan oleh

torak saat begerak naik apabila !ampuran udara dan bensin

terbakar dengan adanya api dari busi yang panas sekali maka

%

http://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_bensin

http://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_diesel

http://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_bensin

http://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_diesel



akan menghasilkan tekanan gas pembakaran yang besar di

dalam silinder. 4ekanan gas pembakaran ini mendorong torak

keba=ah yang menggerakan torak turun naik dengan bebas di

dalam silinder. #ari gerak lurus (naik turun) torak dirubah

men"adi gerak putar pada poros engkol melalui batang torak.

?erak putar inilah yang menghasilkan tenaga pada mesin. Posisi

tertinggi yang di !apai torak di dalam silinder di sebut titik mati

atas (4MA) dan posisi terendah yang di !apai torak disebut titik

mati ba=ah (4MB). 0arak bergeraknya torak antara 4MA dan 4MB

di sebut langkah torak (stroke).

:ampuran udara dan bensin dihisap kedalam silinder dan

gas yang telah terbakar harus keluar dan ini harus berlangsung

se!ara tetap. Peker"aan ini dilakukan dengan adanya gerak torak

yang turun naik di dalam silinder. Proses menghisap !ampuran

udara dan bensin kedalam silinder mengkompresikan

membakarnya dan mengeluarkan gas bekas dari silinder

disebut satu siklus.

?ambar . Motor Bensin 3onda ?*/& ,,A (9.9 3P)

Motor bensin yang akan digunakan pada mesin perontok

dan pengayak padi adalah Motor Bensin 3onda ?C*/& (9.9 3P)

yang mempunyai spesi>kasi sebagai berikut1

Tabe! 2.1 pese>sikasi Motor Bensin 3onda ?*/& ,,A (9.9

3P)

*&



#aya 9.9 3P

Berat *7 Kg

4ipe Mesin Air :ooled + 4ak O32 ingle :ylinder

3orizontal ha@t

2olume Ilinder */- !!

Bore D troke /7 D +9 mm

5adio Kompresi 7.9 1 *

4orsi Maksimum *&.- m 9&& 5pm

Output

Maksimum

9.9 3P -/&& 5pm

Output et +.7 3P -/&& 5pm

tarter 5e!oil

Kapasitas 4angki -.* 6iter

Kapasitas Oli &./ 6iter

#imensi -*.7 D -+.* D -&.9 !m

2. P#r#sPoros merupakan batang logam yang memiliki penampang

berupa silinder yang digunakan untuk meneruskan putaran atau

daya serta sebagai sarana pendukung. Poros merupakan salah

satu bagian yang terpenting dari setiap mesin untuk meneruskan

putaran. Bagian$bagian mesin yang sudah dirakit tidak dapat

dipisahkan dari poros. Peranan utama poros adalah untuk

mentransmisikan daya dan putaran (ularso &&+1 *).Berdasarkan pembebanannya poros digolongkan men"adi

tiga yaitu1

a. Poros 4ransmisi

**



Poros ini mendapat beban puntir dan lentur dari daya yang

ditransmisikan melalui komponen mesin yang lain seperti sabuk

kopling roda gigi dan lain$lain.

Gambar 2." Poros 4ranmisib. pindel

pindel adalah poros transmisi yang relati@ pendek karena

beban utamanya adalah puntiran sehingga de@ormasinya harus

ke!il.

!. ?andar

Poros ini dipasang di antara roda$roda kereta barang yang hanya

mendapat beban lentur sa"a tetapi "ika digerakkan olehpenggerak mula akan mengalami beban puntir "uga.

Gambar 2.* Poros

3al$hal yang perlu diperhatikan dalam peren!anaan poros

adalah sebagai berikut 1

*. Kekuatan poros

*



uatu poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau

lentur atau gabungan antara puntir dan lentur. 0uga ada poros

yang mendapat beban tarik atau tekan seperti poros baling$

baling kapal atau turbin. ,aktor yang harus diperhatikan adalah

@aktor kelelahan tumbukan atau pengaruh konsentrasi tegangan

bila diameter poros diperke!il (pada poros bertangga) atau bila

poros mempunyai alur pasak.

. Putaran kritis

Putaran kritis adalah putaran tinggi dimana pada putaran

tersebut ter"adi getaran yang luar biasa. Putaran tersebut dapat

mengakibatkan ter"adinya kerusakan pada poos dan bagian$

bagian mesin lainnya. 0ika mungkin poros harus diren!anakan

sedemikian rupa hingga putaran ker"anya lebih rendah dari

putaran kritisnya.

-. Korosi

Bahan$bahan tahan korosi (termasuk plastik) harus dipilih

untuk propeller dan pompa bila ter"adi kontak dengan Euida yang

korosi@. #emikian pula untuk poros$poros yang teran!am kavitasi

dan poros$poros mesin yang sering berhenti lama.

+. Kekakuan Poros

Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang !ukup

tetapi "ika lenturan (defeksi) puntirnya terlalu besar akan

mengakibatkan ketidak telitian getaran dan suara. #isamping

kekuatan poros kekakuannya "uga harus diperhatikan dan

disesuaikan.

9. Bahan Poros

Poros untuk mesin umum biasa dibuat dari ba"a batang yang

ditarik dingin dan di>nis ba"a karbon konstruksi mesin disebut

dengan bahan $: yang dihasilkan dari ingot (ba"a yang

dioksidasikan dengan errosilicon dan di!or kadar karbon

ter"amin). Meskipun demikian bahan ini kelurusannya agak

kurang tetap dan dapat mengalami deormasi karena tegangan

*-



yang kurang seimbang misalnya diberi alur pasak karena ada

tegangan sisa didalam terasnya. 4etapi penarikan dingin

membuat permukaan poros men"adi keras dan kekuatannya

bertambah besar.Poros$poros yang dipakai untuk meneruskan putaran tinggi

dan beban berat umumnya dibuat dari ba"a paduan dengan

pengerasan kulit yang sangat tahan terhadap keausan.

Tabe! 2.2 tandar dan Ma!am$Ma!am Ba"a

Pada peren!anaan mesin perontok dan pengayak padi ini

poros yang digunakan adalah poros lurus dengan menggunakan

bahan poros -9: standar 0I (0apan International tandart).

Adapun komposisi kimia yang terkandung dalam -9: ini adalah

&.-$&-7' : &.*9$&-9' i &./&$&%&' Mn dan &-&' P

&-9' .

#alam meren!anakan sebuah poros untuk digunakansebagai komponen harus memperhatikan @aktor$@aktor lain yang

mempengaruhi kekuatan poros tersebut yaitu1 (a) poros dengan

beban puntir (b) poros dengan beban lentur murni (!) poros

dengan beban puntir dan lentur.

0ika suatu poros tidak mendapat beban lain selain torsi

maka diameter poros dapat lebih ke!il daripada yang

dibayangkan (ularso &&+1 9). Akan tetapi "ika mendapat beban

*+



tambahan yang berupa lenturan tarikan atau tekanan semisal

sabuk rantai atau roda gigi yang dipasangkan pada poros

tersebut maka diperlukan perhitungan @aktor keamanan yang

diambil.

Tabe! 2." ,aktor$@aktor koreksi daya yang akan

ditransmisikan c.

#aya yang akan

ditransmisikan

c

#aya rata$rata yang

diperlukan

&7 F *

#aya maksimun yang

diperlukan

* F &

#aya normal *& F *9(ularso &&+1 ;).

Menurut ularso (&&+1 ;) untuk menentukan daya

ren!ana yang akan digunakan adalah dengan rumus1

Pd= c P (kW)

#imana 1Pd= #aya ren!ana

cG ,aktor Koreksi

PG #aya nominal out put dari Motor

0ika momen puntir disebut "uga sebagai ren!ana adalah T

(kg.mm) maka

Pd G(T /1000)(2 π n1/60)

102

ehingga1

T G %;+ D *&9 Pd

n1

Bila momen ren!ana 4 (kg.mm) dibebankan pada suatu diameter

poros ds (mm) maka tegangan geser H (kg.mm) yang ter"adi

H G

T

π d s3

/16=5,1T

d s3

.

*9



Menurut ularso (&&+1 7) tegangan geser yang dii"inkan Ha

(kgmm) untuk pemakaian umum pada poros dapat diperoleh

dengan berbagai !ara. #i dalam buku ini Ha dihitung atas dasar

batas kelelahan puntir yang besarnya diambil +&' dari batas

kelelahan tarik yang besarnya kira$kira +9' dari kekuatan tarik

σ B (kg mm). 0adi batas kelelahan puntir adalah *7' dari

kekuatan σ B, sesuai standar AM8. <ntuk harga *7' ini @aktor

keamanan diambil sebesar *& *7 G 9/. 3arga 9/ ini diambil

untuk bahan , dengan kekuatan yang di"amin dan /& untuk

bahan $: dengan penagaruh masa dan ba"a paduan. ,aktor ini

dinyatakan dengan S 1.

Poros "uga perlu ditin"au apakah diberi alur pasak atau

dibuat bertangga karena konsentrasi tegangan yang !ukup

besar serta pengaruh kekasaran "uga diperhatikan. Oleh karena

itu pengaruh$pengaruh tersebut dinyatakan dengan S 2 dengan

harga *- sampai -&.

Maka Ha dapat dihitung dengan 1

Ha G σ B (S 1 ! S 2 ).

#alam peren!anaan poros yang mengalami momen puntir

"uga harus ditin"au. ,aktor koreksi yang dian"urkan oleh AM8

"uga digunakan. ,aktor ini dinyatakan dengan " t dipilih sebesar

*& "ika beban dikenakan se!ara halus *&$*9 "ika sedikit ter"adi

ke"utan atau tumbukan dan *9$-& "ika beban dikenakan

dengan ke"utan atau tumbukan besar. 0ika dalam perkiraan akan

digunakan beban lentur maka dipertimbangkan pemakaian @aktor

#$ yang harganya antara * sampai - "ika diperkirakan tidak

ter"adi pembebanan maka #$ diambil G *&.

Menurut ularso (&&+1 7) untuk menghitung diameter

poros maka ds digunakan rumus 1

ds G 5,1

τ a K t C bT J*-

*/



#alam peren!aan mesin perontok dan pengayak padi ini

poros mengalami beban puntir dan mengalami tarikan tekanan

poros "uga akan diberi puli dan sabuk sebagai penhantarnya dan

pasak maka peren!anaan poros pada mesin perontok dan

pengayak padi menggunaan peren!anaan poros dengan beban

puntir.

". Pasa$

ularso (&&+1 -) Pasak adalah elemen mesin yang

dipakai untuk mengikat dan meneruskan momen torsi pada

bagian$bagian mesin seperti roda gigi spro!ket puli pada

poros. Pasak se!ara lurus digunakan dalam permesinan karena

pasak memiliki si@at$si@at antara lain bentuk yang sederhana

dapat diandalkan dan mudah digunakan (dipasang dan

dibongkar).

*. Ma!am$ma!am pasak

Pasak pada umumnya dapat digolongkan menurut

letaknya. Pasak pada poros antara lain dapat dibedakan

men"adi pasak pelana pasak rata pasak benam pasak

tembereng pasak "arum dan pasak singgung. <mumnya

penampang pasak berbentuk segi empat. #ari berbagai

bentuk pasak mesin pen!a!ah batang tanaman pisang ini

menggunakan pasak benam karena kuat dalam meneruskan

daya.

*;



Gambar 2.+ Ma!am$ma!am Pasak (ularso &&+1 +)

. 3al$hal penting dalam peren!anaan pasak

3al$hal yang harus diperhatikan dalam peren!anaan

pasak khususnya "enis pasak rata adalah1

a. ?aya tangensial (,t)

#ari Momen ren!ana pada poros 4 (Kgmm) dan diameter

poros ds (mm) maka gaya tangensial ,t (Kg) pada permukaan

poros. ularso (&&+1 9) dapat di!ari dengan rumus1

,tGT

(ds/2 ) (kg)

#imana1

4G Momen 4orsi 5en!ana (Kg.mm)

dsG #iameter Poros (mm)

b. 4egangan geser (Ha)

*7



Gambar 2., Pasak yang mengalami tegangan geser

Akibat dari gaya tangensial yang beker"a pada

penampang b D l (mm) maka tegangan geser Ha (Kgmm)

yang ditimbulkan. ularso (&&+1 9) untuk menentukan

tegangan geser pada pasak adalah dengan menggunakan

rumus1

HaG Ft

b .l ( Kg/mm ²)

#imana1

bG 6ebar Pasak (mm)

lG Pan"ang Pasak (mm)!.Pan"ang pasak

ularso (&&+1 9) dari tegangan yang dii"inkan Ha

(Kgmm) maka pan"ang pasak yang diperlukan dapat diperoleh

dengan rumus sebagai berikut1

Ha ≥ Ft b . l

(mm)

#imana 1

Lb G 4egangan 4arik@ k* G 3arga yang di ambil /@ k G untuk beban yang dikenakan perlahan$lahan * F

*9

untuk beban dengan tumbukan ringan *9 F -

*%



d. 4ekanan permukaan

ularso (&&+1 ;) <ntuk menghindari kerusakan bidang

samping pasak akibat tekanan bidang maka diperhitungkan

pula tekanan permukaan dalam satuan (Kgmm) sebagai

berikut1

PG F

i x (t 1ataut 2)( Kg /mm ²)

#imana1

t* G Kedalaman alur pasak pada poros (mm)

t G Kedalaman alur pasak pada na@ (mm)

#ari harga tekanan yang dii"inkan Pa sebesar 7 (Kgmm)

untuk poros diameter ke!il dan *& (Kgmm) untuk poros

diameter besar. ehingga pan"ang pasak yang ditentukan

dapat dihitung dengan rumus1

PG F

i x (t 1ataut 2)( Kg /mm ²)

#imana1

6G Pan"ang pasak antara &;9 F *9 mm dari diameter

poros (ds).

PaG 7 kgmm N untuk poros dengan diameter ke!il

(ds9&mm) danPaG *& kgmm N untuk diameter poros besar (ds9&mm)

&



Perlu diperhatikan bah=a lebar pasak hendaknya

antara 9' $-9' dari diameter poros dan pan"ang pasak

sebaiknya "angan terlalu pan"ang (antara &;9 F *9 ds).

*. Sabu$

abuk di gunakan untuk mentransmisikan tenaga dari satu

poros ke poros lain melalui puli yang berputar dengan ke!epatan

yang sama atau berbeda mulai dari putaran rendah putaran

sedang dan putaran tinggi.

abuk dibedakan men"adi tiga kelompok yaitu1

a. abuk rata

abuk ini biasanya digunakan untuk mentransmisikan daya

putaran mesin antar dua poros yang ber"arak *& meter

dengan perbandingan putaran ** sampai /*.

b. abuk dengan gigi


putaran mesin antar dua poros yang ber"arak meter dengan

perbandingan putaran ** sampai /*. abuk dengan gigi

digerakan dengan sproket.

!. abuk$2


putaran mesin antar dua poros yang ber"arak 9 meter dengan

perbandingan putaran ** sampai ;*.

ularso (&&+1 */-) abuk$2 adalah salah satu transmisi

penghubung yang terbuat dari karet dan mempunyai penampang

trapesium. #alam penggunaannya sabuk$2 dibelitkan

mengelilingi alur puli yang berbentuk 2 pula. Bagian sabuk yang

membelit pada puli akan mengalami lengkungan sehingga lebar

bagian dalamnya akan bertambah besar. Pada sabuk$2 gaya

*



gesekan yang ter"adi akan bertambah besar karena pengaruh

bentuk ba"i sehingga memberikan keuntungan yaitu

menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang

relati@ rendah.

Kurnia=an (&*&1 *-) keuntungan abuk$2 dibandingkan

sabuk datar diantaranya 1

*. #rive 2$belt memberikan kekompakan karena "arak antar

pusat puli$puli ke!il.

. lip antara sabuk diabaikan.

-. 6i@etime lebih lama - sampai 9 tahun.

+. #apat dengan mudah dibongkar pasang.

9. Pengoperasian sabuk dan puli halus.

/. 5asio ke!epatan tinggi.

;. #aya yang ditransmisikan oleh sabuk$2 lebih dari sabuk

datar untuk tegangan yang sama koe>sien gesekan busur

dari kontak dan dii"inkan oleh sabuk.

#alam peren!anaan mesin perontok dan pengayak padi

akan digunakan abuk$2 karena memiliki kelebihan antara lain

dapat ter"adi slip apabila beban berlebih (over load) sehingga

tidak mudah menyebabkan kerusakan pada motor dapat

meredam gon!angan atau getaran pada mesin dan dapat

dipergunakan untuk memutar poros yang digerakkan dalam dua

arah tanpa mengubah kedudukan motor penggerak.

ularso (&&+1 */-) #aya yang mampu ditranmisikan oleh

sabuk$2 adalah 9&& KQ dengan ke!epatan *&$& mdetik

bahkan men!apai ke!epatan 9 mdetik. abuk$2 dibuat dari

karet dengan penampang trapesium yang bagian dalamnya

terdapat tenunan teteron yang ber@ungsi untuk memba=a

tarikan yang besar. #isamping itu gaya gesek yang ter"adi antar

puli dengan sabuk "uga mempengaruhi kee@ekti@an transmisi



daya karena bila gesekan gaya besar maka kemungkinan slip

ke!il dan daya tidak banyak yang terbuang.

Gambar 2.- Bagian$Bagian abuk 2

#aya yang ditransmisikan oleh sabuk dipengaruhi oleh 1

• 4egangan sabuk.

• Ke!epatan putar

• udut kontak antar sabuk dengan puli yang ter"adi.

• Kondisi dimana sabuk digunakan.

ularso (&&+1 */+) <kuran dan bentuk dari penampang

sabuk$2 berdasarkan tipe$tipenya dapat dilihat diba=ah ini.

Gambar 2. <kuran abuk 2

0ika sudah ditentukan daya ren!ana dan putaran puli

penggerak maka tipe penampang sabuk$2 dapat diperoleh dari

-



?ambar diba=ah ini tentang diagram pemilihan sabuk. (ularso

&&+1 */+).

Gambar 2./ #iagram Pemilihan abuk 2

#iagram pada gambar A dan B menun"ukkan nomor$nomor

nominal dari sabuk standar utama. ?ambar : # dan 8

diperlihatkan pan"ang keliling sabuk standart utama yangdigunakan.

<kuran sabuk yang dibuat dan diperdagangkan memiliki

ukuran sabuk sebagaimana yang ter!antum pada sabuk tersebut

dalam bentuk kode atau simbol$simbol namun untuk pro>l dari

sabuk yang berhubungan dengan lebar sabuk sabuk$2 dapat

dilihat pada tabel berikut1

Tabe! 2.* <kuran Pan"ang abuk 2

omor ominal omor ominal omor ominal

(in!hi) (mm) (in!hi) (mm) (in!hi) (mm)

*& 9+ -& ;/ 9& *;&

** ;% -* ;7; 9* *%9

* -&9 - 7*- 9 *-*

*- --& -- 7-7 9- *-+/

*+ -9/ -+ 7/+ 9+ *-;

+



*9 -7* -9 77% 99 *-%;

*/ +&/ -/ %*+ 9/ *+

*; +- -; %+& 9; *++7

*7 +9; -7 %/9 97 *+;-

*% +7- -% %%* 9% *+%%

& 9&7 +& *&*/ /& *9+

* 9-- +* *&+* /* *9+%

99% + *&/; / *9;9

- 97+ +- *&% /- */&&

+ /*& ++ ***7 /+ *//

9 /-9 +9 **+- /9 */9*

/ //& +/ **/7 // */;/

; /7/ +; **%+ /; *;&

7 ;** +7 **% /7 *;;

% ;-; +% *+9 /% *;9-

(umber1 ularso &&+1 */7)

Perhitungan$perhitungan yang digunakan untukmeren!anakan sabuk$2 adalah sebagai berikut1

Menurut ularso (&&+1 //) untuk menghitung ke!epatan

linear sabuk$2 dapat dihitung dengan rumus1

*) Ke!epatan linier sabuk$2 (ms) adalah1

100060

1

x

nd v

p=

(ms)

#imana1

vG Ke!epatan linier sabuk 2 ( ms )

d p G #iameter puli penggerak (mm)

n1 G Putaran puli penggerak (rpm)

) Pan"ang sabuk yang dibutuhkan1

( ) ( ) 2

4

1

2

2 p p p p d D

C

Dd C L −+++= π

9



#imana 1

6G Pan"ang keliling sabuk (mm)

R G -.*+

:G 0arak sumbu poros (mm)

d p G #iameter puli ke!il (mm)

D p G #iameter puli besar (mm)

ularso (&&+1 *;&) dengan mengetahui pan"ang sabuk dari

perhitungan di atas maka "arak antara sumbu poros (:) dapat

dinyatakan sebagai berikut1

:G8

)(8 22

p p d Dbb −++

#imana1

bG 6 F -*+ (#p F dp)

bG 0ari$"ari puli besar (mm)

-) udut kontak yang ter"adi 1

Perbandingan reduksi yang besar dan sudut kontak yang

lebih ke!il dari *7& S adalah menurut perhitungan rumus

berikut1

C

d D p p )(57180

−

−=θ

(ularso &&+1 *;-)

#imana1

TG udut kontak (dera"at)

+) ularso (&&+1 *;*) 0ika koe>sien gesek nyata antara puli dan

sabuk adalah U maka1

θ µ e F

F =

2

1

#imana1

/



,*G ?aya tarik (kg)

,G ?aya tarik (kg)

eU T G Koe>sien gesek nyata (kg)

9) ularso (&&+1 *;-) #aya yang ditransmisikan tiap sabuk1

Po G Pd

N K θ

#imana1

PoG Kapasitas transmisi daya tiap sabuk (kQ)

PdG #aya ren!ana (kQ)

%G 0umlah sabuk

K θ G ,aktor koreksi

+. Pu!iPuli adalah suatu komponen mesin yang ber@ungsi sebagai

tempat dudukan sabuk (penggerak sabuk) untuk memindahkan

daya dan putaran. #iameter puli digunakan untuk alur sabuk

sedangkan diameter dalamnya digunakan untuk pemasangan

pada poros. Puli yang digunakan untuk penggerak ada dua

ma!am yaitu1

a. Puli #atar (&lat )

0enis puli ini kebanyakan terbuat dari besi tuang tetapi ada

"uga yang terbuat dari ba"a dan dalam bentuk yang barvariasi.

Gambar 2.10 Puli ,lat

b. Puli Mahkota (Puli'2)

Puli ini lebih e@ekti@ dari puli datar karena berbentuk$2

yang ditempati sabuknya lebih kuat sehingga slep yang dialami

;



relati@ lebih ke!il.

Puli yang di gunakan pada peran!angan mesin perontok

dan pengayak padi ini adalah puli Mahota (puli$2) karena sabuk

yang dipasangkan pada puli ini lebih kuat sehingga slep yang

dialami relati@ lebih ke!il.

Gambar 2.11 Puli$2

Alur 2 pada puli sebagai dudukan sabuk 2 harus diker"akan

dengan hati$hati pada mesin perkakas kebenaran bentuk serta

ukuran dari alur 2 serta ukuran diameter lubang harus tepat.

untuk puli yang menggunakan alur 2 lebih dari satu maka alur$

alur tersebut harus seragam sehingga masing$masing sabuk

akan beker"a se!ara merata. Kesalahan bentuk dari alur 2 pada

puli akan mengakibatkan penurunan umur pakai dari sabuk itu

sendiri serta akan mereduksi daya yang akan ditransmisikan.5umus untuk memilih puli yang sesuai adalah sebagai

berikut1

*) Khurmi (*%7&1 /9;) dalam lamet (&*+) 3ubungan antara

puli kesatu dan puli kedua

2* G 2

R.#*.n* G R.#.n

1

2

2

1

D

D

n

n=

#imana1

n* G Putaran puli * (rpm)

7



n G Putaran puli (rpm)

#*G #iameter puli * (mm)

#G #iameter puli (mm)

) #iameter lingkaran "arak bagi puli1

<ntuk puli ke!il1

dp G #iameter minimum (dari tabel) (ularso &&+1

*;;).

<ntuk puli besar1

#p G #iameter minimum V i (ratio perputaran puli)

-) #iameter luar puli1

<ntuk puli ke!il1

dk G #iameter minimum V V K

<ntuk puli besar1

#k G #iameter minimum V V K

+) ularso (&&+1 *;;) meren!anakan diameter na@ dapat

dihitung dengan !ara1

<ntuk puli ke!il1

dBG

103

51 +ds

<ntuk puli besar1

#BG

10

3

52 +ds

,. %anta!anularso (&&+1 *&-) menyimpulkan W Bantalan adalah

sebuah elemen mesin yang menumpu poros berbeban sehingga

putaran atau gerakan bolak baliknya dapat berlangsung se!ara

halus aman dan memiliki umur yang pan"angX.

%



Bantalan dikembangkan dan digunakan untuk

meningkatkan kemampuan untuk menahan pergerakan dari

proses yang berputar dan "uga menahan beban. Pemakaian

bantalan harus memperhatikan @ungsi pokok bantalan sebagai

elemen yang menahan beban dan menerima si@at dinamis

sehingga pemilihan bantalan yang sesuai adalah mutlak

dilakuakan untuk men!egah ter"adinya kegagalan dalam

pengoperasian mesin tersebut.

Penggolongan bantalan se!ara garis besar menurut ularso

(&&+1 *&-) antara lain1

a. Berdasarkan gerakan bantalan terhadap poros

*. Bantalan lun!ur

Bantalan lun!ur mampu menumpu poros berputaran tinggi

dengan beban yang besar. Bantalan ini memiliki konstruksi yang

sederhana dan dapat dibuat dan dipasang dengan mudah.

Bantalan lun!ur memerlukan momen a=al yang besar karena

gesekannya yang besar pada =aktu mulai "alan. Pelumasan pada

bantalan ini tidak begitu sederhana gesekan yang besar antara

poros dengan bantalan menimbulkan e@ek panas sehingga

memerlukan suatu pendinginan khusus seperti terlihat pada

gambar di ba=ah ini.

Gambar 2.12 Pelumasan Bantalan 6un!ur

. Bantalan gelinding

-&



Pada bantalan ini ter"adi gesekan gelinding antara bagian

yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding

seperti bola (peluru) rol "arum dan rol bulat. Bantalan gelinding

pada umumnya !o!ok untuk beban ke!il daripada bantalan

lun!ur tergantung pada bentuk elemen gelindingnya. Putaran

pada bantalan ini dibatasi oleh gaya sentri@ugal yang timbul pada

elemen gelinding tersebut. Bantalan gelinding hanya dibuat oleh

pabrik$pabrik tertentu sa"a karena konstruksinya yang sukar dan

ketelitiannya yang tinggi. 3arganya pun pada umumnya relati@

lebih mahal "ika dibandingkan dengan bantalan lun!ur.

Bantalan gelinding diproduksi menurut standar dalam

berbagai ukuran dan bentuk hal ini dilakukan agar biaya

produksi men"adi lebih e@ekti@ serta memudahkan dalam

pemakaian bantalan tersebut. Keunggulan dari bantalan

gelinding yaitu gesekan yang ter"adi pada saat berputar sangat

rendah.

Pelumasannya pun sangat sederhana yaitu !ukup dengan

gemuk bahkan pada "enis bantalan gelinding yang memakai sil

sendiri tidak perlu pelumasan lagi. Meskipun ketelitiannya sangat

tinggi namun karena adanya gerakan elemen gelinding dan

sangkar pada putaran yang tinggi bantalan ini agak gaduh "ika

dibandingkan dengan bantalan lun!ur. Pada peran!angan mesin

perontok dan pengayak padi ini menggunakan bantalan

gelinding.

-*



Gambar 2.1" Bantalan ?elinding

Perhitungan Beban dan <mur Bantalan ?elinding adalah

sebagai berikut.

• Beban 8kuivalen

Beban ekuivalen dinamis adalah suatu beban yang besarnya

sedemikian rupa hingga memberikan umur yang sama dengan

umur yang diberikan oleh beban dan kondisi putaran yang

sebenarnya.Misalnya sebuah bantalan memba=a beban radial ,r (kg)

dan beban aksial ,a (kg). Maka beban ekuivalen dinamis p (kg)

adalah sebagai berikut 1

- Bantalan 5adial

PrG C.2.,r Y Z@a (ularso &&+1 *-9).

- Bantalan Aksial

PG C.,r Y Z,a,aktor 2 G *& untuk pembebanan pada !in!in dalam yang

berputar dan 2 G * untuk pembebanan !i!in luar yang

berputar.

• <mur Bantalan

-



<mur nominal bantalan (6) dapat ditentukan sebagai

berikut. 0ika : (kg) adalah beban nominal dinamis pada P (kg)

beban ekuivalen dinamis maka @aktor ke!epatan (@n) adalah 1

- Bantalan bola

3

1

3,33

=

n fn

(ularso &&+1 *-/).

- Bantalan rol

10

3

3,33

=

n fn

,aktor umur (@h) adalah 1

<ntuk bantalan rol dan bantalan bola P

C fn fh =

ehingga umur nominal bantalan (6h) adalah 1

- Bantalan bola

3500 fh Lh =

- Bantalan rol

3/103/10500

x fh Lh =

b. Berdasarkan arah beban terhadap poros

*. Bantalan radial bantalan ini memiliki

arah pembebanan yang tegak lurus dengan sumbu poros.

. Bantalan aksial bantalan ini memiliki

arah pembebanan yang se"a"ar dengan sumbu poros.

-. Bantalan gelinding khusus1 bantalan ini

memeliki arah pembebanan kombinasi atau gabungan daribantalan yang se"a"ar dan tegak lurus dengan sumbu

poros.

Bantalan yang digunakan untuk perontok dan pengayak

pada mesin perontok dan pengayak padi adalah bantalan

gelinding atau bantalan bola karena beban yang ter"adi pada

perontok dan pengayak adalah beban yang arahnya se"a"ar dan

tegak lurus sumbu poros.

02 bab ii perancangan mesin

Documents