BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Conveyor

Di dalam industri, bahan-bahan yang digunakan kadangkala merupakan

bahan yang berat maupun berbahaya bagi manusia. Untuk itu diperlukan alat

transportasi untuk mengangkut bahan-bahan tersebut mengingat keterbatasan

kemampuan tenaga manusia baik itu berupa kapasitas bahan yang akan diangkut

maupun keselamatan kerja dari karyawan.

Salah satu jenis alat pengangkut yang sering digunakan adalah Conveyor

yang berfungsi untuk mengangkut bahan -bahan industri yang berbentuk padat.

Pemilihan alat transportasi (conveying equipment) material padatan antara lain

tergantung pada :

1. Kapasitas material yang ditangani

2. Jarak perpindahan material

3. Kondisi pengangkutan : horizontal, vertikal atau inklinasi

4. Ukuran (size), bentuk (shape) dan sifat material (properties)

5. Harga peralatan tersebut.

4

2.1.1 Klasifikasi Conveyor

Secara umum jenis/type Konveyor yang sering digunakan dapat diklasifikasikan

sebagai berikut :

1. Belt Conveyor

2. Chain Conveyor :

a. Scraper Conveyor

b. Apron Conveyor

c. Bucket Conveyor

d. Bucket Elevator

3. Screw Conveyor

4. Pneumatic Conveyor

2.1.1.1 Belt Conveyor

Belt Conveyor pada dasarnya mernpakan peralatan yang cukup sederhana.

Alat tersebut terdiri dari sabuk yang tahan terhadap pengangkutan benda padat.

Sabuk yang digunakan pada belt conveyor ini dapat dibuat dari berbagai jenis

bahan misalnya dari karet, plastik, kulit ataupun logam yang tergantung dari jenis

dan sifat bahan yang akan diangkut. Untuk mengangkut bahan -bahan yang panas,

sabuk yang digunakan terbuat dari logam yang tahan terhadap panas.

Karakteristik dan performance dari belt conveyor yaitu :

1. Dapat beroperasi secara mendatar maupun miring dengan sudut

maksimum sampai dengan 18.

2. Sabuk disanggah oleh plat roller untuk membawa bahan.

3. Kapasitas tinggi.

4. Serba guna.

5

5. Dapat beroperasi secara continiue.

6. Kapasitas dapat diatur.

7. Kecepatannya sampai dengan 600 ft/m.

8. Dapat naik turun.

9. Perawatan mudah.

Kelemahan -kelemahan dari belt conveyor:

1. Jaraknya telah tertentu.

2. Biaya relatif mahal.

3. Sudut inklinasi terbatas.

2.1.1.2 Chain Conveyor

Chain conveyor dapat dibagi atas beberapa jenis conveyor, yaitu :

1. Scraper Conveyor

2. Apron Conveyor

3. Bucket Conveyor

4. Bucket Elevator

6

Keempat jenis elevator tersebut pada dasarnya menggunakan rantai

sebagai alat bantu untuk menggerakkan material.

Scraper Conveyor

Scraper conveyor merupakan konveyor yang sederhana dan paling murah

diantara jenis -jenis conveyor lainnya. Conveyor jenis ini dapat digunakan dengan

kemiringan yang besar. Conveyor jenis ini digunakan untuk mengangkut material

- material ringan yang tidak mudah rusak, seperti : abu, kayu dan kepingan.

Karakteristik dan performance dari scaper conveyor:

1. Dapat beroperasi dengan kemiringan sampat 45°.

2. Mempunyai kecepatan maksimum 150 ft/m.

3. Kapasitas pengangkutan hingga 360 ton/jam.

4. Harganya murah.

Kelemahan - kelemahan pada scraper conveyor:

1. Mempunyai jarak yang pendek.

2. Tenaganya tidak konstan.

3. Biaya perawatan yang besar seperti service secara teratur.

4. Mengangkut beban yang ringan dan tidak tetap.

7

Apron Conveyor

Apron Conveyor digunakan untuk variasi yang lebih luas dan untuk beban

yang lebih berat dengan jarak yang pendek. Apron Conveyor yang sederhana

terdiri dari dua rantai yang dibuat dari mata rantai yang dapat ditempa dan

ditanggalkan dengan alat tambahan A. Palang kayu dipasang pada alat tambahan

A diantara rantai dengan seluruh tumpuan dari tarikan conveyor. Untuk bahan

yang berat dan pengangkutan yang lama dapat ditambahkan roda (roller) pada alat

tambahan A. Selain digunakan roller, palang kayu dapat juga digantikan dengan

plat baja untuk mengangkut bahan yang berat.

Karakteristik dan performance dan apron conveyor:

1. Dapat beroperasi dengan kemiringan hingga 25°.

2. Kapasitas pcngangkutan hingga 100 ton/jam.

3. Kecepatan maksimum 100 ft/m.

4. Dapat digunakan untuk bahan yang kasar, berminyak maupun yang

besar.

5. Perawatan murah.

Kelemahan -kelemahan apron konveyor :

1. Kecepatan yang relatif rendah.

2. Kapasitas pengangkutan yang kecil

3. Hanya satu arah gerakan

8

Gambar 2.3 Apron Conveyor

Bucket Conveyor

Bucket Conveyor sebenarnya merupakan bentuk yang menyerupai

conveyor apron yang dalam.

Karakteristik dan performance dari bucket conveyor:

1. Bucket terbuat dari baja

2. Bucket digerakkan dengan rantai

3. Biaya relatif murah.

4. Rangkaian sederhana.

5. Dapat digunakan untuk mengangkut bahan bentuk bongkahan.

6. Kecepatan sampai dengan 100 ft/m.

7. Kapasitas kecil 100 ton/jam.

9

Kelemahan -kelemahan bucket conveyor:

1. Ukuran partikel yang diangkut 2-3 in.

2. Investasi mahal.

3. Kecepatan rendah.

Bucket Eleyator

Belt, scraper maupun apron conveyor mengangkut material dengan

kemiringan yang terbatas. Belt conveyor jarang beroperasi pada sudut yang lebih

besar dari 15-20° dan scraper jarang melebihi 300. Sedangkan kadangkala

diperlukan pengangkutan material dengan kemiringan yang curam. Untuk itu

dapat digunakan Bucket Elevalor. Secara umum bucket elevator terdiri dari timba

-timba (bucket) yang dibawa oleh rantai atau sabuk yang bergerak. Timba -timba

(bucket) yang digunakan memiliki beberapa bentuk sesuai dengan fungsinya

masing -masing. Bentuk - bentuk dari timba -timba (bucket) dapat dibagi atas :

1. Minneapolis Type

2. Buckets for Wet or Sticky Materials

3. Stamped Steel Bucket for Crushed Rock

4. Minneapolis Type

i. ¾ Bentuk ini hampir dipakai di seluruh dunia.

10

ii. Dipergunakan untuk mengangkut butiran dan material

kering yang sudah lumat.

5. Buckets for Wet or Sticky Materials.

i. ¾ Bucket yang lebih datar.

ii. Dipergunakan untuk mengangkut material yang cenderung

lengket.

6. Stamped Steel Bucket for Crushed Rock

i. ¾ Dipergunakan untuk mengangkut bongkahan -bongkahan

besar dan material yang berat.

Ketiga jenis bucket tersebut dapat dilihat pada gambar berikut ini :

11

2.1.1.3 Screw Conveyor

Jenis konveyor yang paling tepat untuk mengangkut bahan padat

berbentuk halus atau bubur adalah konveyor sekrup (screw conveyor)Alat ini pada

dasarnya terbuat dari pisau yang berpilin mengelilingi suatu sumbu sehingga

bentuknya mirip sekrup. Pisau berpilin ini disebut flight.

Macam-macam flight adalah:

1. Sectional flight

2. Helicoid flight

3. Special flight, terbagi: ~cast iron flight ~ribbon flight ~cut flight

Konveyor berfiight section (Gambar 2.6-a) dibuat dari pisau-pisau pendek

yang disatukan -tiap pisau berpilin satu putaran penuh- dengan cara disimpul tepat

pada tiap ujung sebuah pisau dengan paku keling sehingga akhirnya akan

membentuk sebuah pilinan yang panjang.

Sebuah helicoid flight, bentuknya seperti pita panjang yang berpilin

mengelilingi suatu poros (Gambar 2.6-b). Untuk membentuk suatu konveyor,

flight-flight itu disatukan dengan cara dilas tepat pada poros yang bersesuaian

dengan pilinan berikutnya.

Flight khusus digunakan dimana suhu dan tingkat kerusakan tinggi adalah

flight cast iron. Flight-flight ini disusun sehingga membentuk sebuah konveyor

(Gambar 2.6-c).

Untuk bahan yang lengket, digunakan ribbon flight (Gambar 2.6-d). Untuk

mengaduk digunakan cut flight (Gambar 2.6-e). Flight pengaduk ini dibuat dari

flight biasa, yaitu dengan cara memotong-motong flight biasa lalu membelokkan

potongannya ke berbagai arah.

12

Untuk mendapatkan konveyor panjang yang lebih sederhana dan murah,

biasanya konveyor tersebut itu disusun dari konveyor-konveyor pendek. Sepasang

konveyor pendek disatukan dengan sebuah penahan yang disebut hanger dan

disesuaikan pasangan pilinannya.

Tiap konveyor pendek mempunyai standar tertentu sehingga dapat

dipasang dengan konveyor pendek lainnya, yaitu dengan cara memasukkan salah

satu poros sebuah konveyor ke lubang yang terdapat pada poros konveyor yang

satunya lagi (Gambar 2.7)

.

Gambar 2.6 Screw Conveyor : a Sectional ; b. Helicoid; c. Cast Iron; d.

Riboon ; e. Cut Flight

Gambar 2.7 Screw Conveyor Coupling

Wadah konveyor biasanya terbuat dan lempeng baja (Gambar 2.8),

Panjang sebuah wadah antara 8, 10, dan 12 ft. Tipe wadah yang paling sederhana

13

(Gambar 2.8-a) hanya bagian dasarnya, yang berbentuk setengah lingkaran dan

terbuat dari baja, sedangkan sisi-sisi lurus lainnya terbuat dari kayu.

Untuk mendapatkan sebuah wadah yang panjang, wadah-wadah pendek

disusun sehingga sesuai dengan panjang konveyor. Gambar 2.8-b menunjukkan

wadah yang lebih rumit yang konstruksinya semuanya terbuat dari besi.

Perlu diketahui bahwa poros konveyor harus digantung pada

persambungan yang tetap sejajar. Dua buah persambungan dibuat pada ujung

wadah, dan sepanjang wadah harus tetap ada hanger atau penahan, Biasanya ada

sebuah hanger untuk tiap bagian.

Gambar 2.9 menunjukkan beberapa tipe hanger. Gbr 2.9-a menunjukkan

tipe paling sederhana dan paling murah. Gbr 2.9-b menunjukkan tipe yang

mempunyai persambungan terpisah dan ditempatkan di wadah baja. Bentuk yang

lebih rumit mempunyai persambungan yang dapat disetel dan juga dengan cara

meminyaki yang lehih baik.

14

Jika bahan yang diangkut konveyor bersentuhan dengan persambungan

hanger, seringkali minyak atau pelumas tidak dapat dipakai karena akan

mencemari bahan tersebut, dan wadah kayu akan basah oleh minyak. 0leh karena

itu, wadah dalam hanger dibuat dari besi putih cor (Gbr 2. 9-c) sehingga tempat

bergerak dapat digunakan walaupun tanpa pelumas.

Ujung dari wadah konveyor disebut box ends . Umumnya box ends awal

berbeda konstruksinya dengan box ends akhir. Box ends awal memiliki roda gigi

(gears) bevel untuk memutar poros konveyor.

15

2.1.1.4 Pneumatic Conveyor

Konveyor yang digunakan unluk mcngangkul bahan yang ringan atau

berbentuk bongkahan kecil adalah konvenyor aliran udara (pneumatic conveyor).

Pada jenis konveyor ini bahan dalam bentuk suspensi diangkut oleh aliran udara.

Pada konveyor ini banyak alat dipakai, antara lain:

1. Sebuah pompa atau kipas angin untuk menghasilkan aliran udara.

2. Sebuah cyclone untuk memisahkan partikel-partikel besar.

3. Sebuah kotak penyaring (bag filter) untuk menyaring debu.

Pada tipe yang sederhana (Gambar 2.11), sebuah pompa cycloida akan

menghasilkan kehampaan yang sedang dan sedotannya dihubungkan dengan

sistem pengangkulan. Bahan -bahan akan terhisap naik melalui selang yang dapat

dipindahpindahkan ujungnya.

Kemudian, aliran udara yang mengangkut bahan padat dalam bentuk

suspensi akan menuju siklon dan selanjutnya menuju ke pompa.

Jika bahan-bahan ini mengandung debu, debu ini tentunya akan merusak

pompa dan debu ini juga akan membahayakan jika dibuang ke udara, dengan kala

lain debu adalah produk yang tidak diinginkan. Karenanya, sebuah kotak

penyaring ditempatkan diantara siklon dan pompa.

Jenis konveyor ini terutama digunakan untuk mengangkut bahan yang

kebersihannya harus tetap terjaga baik (seperti biji-bijian, bahan-bahan lumat

seperti soda abu, dan lain-lain) supaya keadaannya tetap baik dan tidak

mengandung zat-zat beracun seperti timbal dan arsen.

Konveyor ini juga dapat dipakai untuk mengangkut bahan-bahan yang

berbentuk bongkahan kecil seperti chip kayu, bit pulp kering, dan bahan lainnya

16

yang sejenis. Kadang-kadang juga digunakan bila jalan yang dilalui bahan

berkelokkelok atau jika bahan harus diangkat dan lain-lain hal yang pada tipe

konveyor lainnya menyebabkan biaya pengoperasian lebih tinggi.

Kecepatan aliran udara pada kecepatan rendah adalah 3000-7500 fpm dan

pada kecepatan tinggi adalah 10000-20000 fpm. Sedangkan jumlah udara yang

digunakan untuk mengangkut tiap ton bahan per jam adalah 50-200 cfm, tergantung

pada keadaan dan berat bahan,jarak dan kemiringan pengangkutan, dan lain-lain.

Kerugian menggunakan jenis konveyor ini adalah pemakaian energinya lebih

besar dibanding jenis konveyor lainnya untuk jumlah pengangkutan yang sama.

Perhitungan-perhitungan pada konveyor pneumatik sama sekali empiris dan

memuat faktor-faktor yang tidak terdapat di luar data-data peralatan pabrik.

17

2.2 Dasar Pemilihan Conveyor

Untuk melakukan pemilihan suatu tipe pesawat pengangkut diperlukan

pengetahuaan tentang rancangan dan disesuaikan dengan kemampuan

pengoperasiannya.

Dalam pemilihan pesawat pengangkut perlu diketehui sebagai berikut :

1. Jenis dari ukuran beban yang akan ditangani, misalnya beban padu (unit bulk)

dan beban tumpahan (bulk load).

2. Kondisi perjam dari unit serta kontinius pemindahan

3. Kondisi lingkungan yang menentukan arah dan lintasan pesawat pengangkut.

4. Prinsip – prinsip ekonomis meliputi ongkos pembuatan dan pemeliharaan.

Berdasarkan keterangan diatas maka dipilih konveyor yang membantu

material berupa. Beban tumpahan (bulk load) dengan berputarnya poros yang

dililiti lempengan plat yang berfungsi sebagai pendorong yang berbentuk ulir

(screw) sehingga material Nut dan Fiber dapat diangkut dan dipindahkan.

2.3 Dasar Perhitungan Bagian – Bagian Utama Konveyor.

Didalam perencanaan konveyor terdapat bagian-bagian yang harus terkena

beban seperti motor listrik, roda gigi, poros, bantalan. Bagian-bagian ini harus

diamati secara tepat agar dapat menerima beban tekanan cukup kuat.

Kekuatan bahan harus diperhitungkan sesuai dengan kondisi operasi yang

akan berlangsung, untuk itu perencanaan bahan yang akan digunakan harus benar-

benar diteliti untuk memberikan informasi yang akurat serta perangkat peralatan

pengaman yang menjamin konveyor tersebut bekerja pada kondisi yang telah

diperhitungkan.

18

2.3.1 Daya Motor Penggerak

Dalam perencanaan screw konveyor digunakan tenaga motor listrik. Poros

motor penggerak dirangkai dengan sistem transmisi roda gigi yang mana daya dan

putaran dari motor listrik direduksi dan diteruskan keporos penggerak konveyor.

Daya penggerak poros screw konveyor dapat dihitung dengan persamaan :

102

.lQPp ................................................................................... (2.1)

Dimana : Pp = Daya penggerak poros konveyor (kW)

Q = Kapasitas konveyor (kg/s)

l = Panjang lintasan konveyor atau panjang poros konveyor (m)

Bila Q dalam Ton/jam dan P dalam Hp, maka persamaan 2.1 menjadi :

1023600

34,1...1000

lQPp

03,274

... lQPp .............................................................................. (2.2)

Karena ada faktor-faktor lain maka daya penggerak poros haruslah dikalikan

dengan faktor resistansi total (Wo) yaitu sebesar 4,0 (Spivakopsky,1969),

persaman 2.2 menjadi :

WolQ

Pp 03,274

......................................................................... (2.3)

Untuk menentukan daya motor penggerak dapat dihitung dengan persamaan

berikut :

mek

pm

PP

..

.................................................................................. (2.4)

Dimana : Pm = Daya motor penggerak (Hp)

mek = Effisiensi mekanisme (biasanya diambil 0,98)

19

2.3.2 Sistem Transmisi

Sistem transmisi memakai mekanisme roda gigi lurus. Adapun

perbandingan transmisi dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai

berikut :

1

2

2

1

Z

Z

n

ni ............................................................................... (2.5)

Dimana : n = Putaran (rpm)

Z = Jumlah gigi

2.3.3 Roda Gigi Lurus

Untuk mentransmisikan daya yang besar maka digunakan dengan roda

gigi. Keunggulan menggunakan roda gigi yaitu lebih ringkas , putaran lebih

tinggi dan tepat dengan daya lebih besar. Jika diameter jarak bagi adalah db1(mm)

,maka kecepatan keliling v (m/s) yang mempunyai putaran n1(rpm):

100060

11

nd

v b.......................................................................... (2.6)

Hubungan antara daya yang ditransmisikan P (kW) gaya tangensial Ft (kg), dan

kecepatan keliling v (m/s) adalah

102

vFP t .................................................................................. (2.7)

Dalam hal ini perlu dipergunakan daya perencana yaitu :

Pd = fc.P

Dimana Pd = daya perencana (kW)

fc = faktor koreksi daya (dapat dipilih fc = 1,2)

maka v

PdFt

102 ............................................................................. (2.8)

20

atau harga Ft dapat dicari dengan

YmbFt b (Sularso;Elemen Mesin; Hal 239) (2.9)

Dimana b =tegangan lentur (kg/mm2)

b = lebar gigi(mm)

m = modul gigi

Y = faktor bentuk gigi

Faktor bentuk gigi dapat dilihat pada tabel 2.1

Tabel 2.1 Faktor Bentuk Gigi

Jumlah gigi z

Y Jumlah gigi z

Y

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 23

0,201 0,226 0,245 0,261 0,276 0,289 0,295 0,302 0,308 0,314 0,320 0,327 0,333

25 27 30 34 38 43 50 60 75 100 150 300

Batang gigi

0,339 0,349 0,358 0,371 0,383 0,396 0,408 0,421 0,434 0,446 0,459 0,471 0,484

(Sularso;Elemen Mesin; Hal 240)

Besarnya beban lentur yang diizinkan per satuan lebar sisi (kg/mm2) dapat

dihitung dari besarnya modul (m),jumlah gigi (z), faktor bentukgigi (Y), dengan

sudut tekan 20º dan faktor dinamis fv sebagai berikut:

'bF

(Sularso;Elemen Mesin; Hal 240) (2.10) fvYmF ab '

Maka lebar sisi b adalah

'bF

Ftb (Sularso;Elemen Mesin; Hal 240) (2.11)

Harga fv dapat dilihat pada tabel 2.2 :

21

Tabel 2.2 faktor dinamis fv

Kecepatan

rendah v=0,5-10 m/s

vfv

3

3

Kecepatan

sedang v=5-20 m/s

vfv

6

6

Kecepatan

v=20-50 m/s

vfv

5,5

5,5

(Sularso;Elemen Mesin; Hal 240)

Untuk menentukan ukuran-ukuran roda gigi dapat dilihat pada Tabel 2.3 :

Tabel 2.3 Ukuran-ukuran utama roda gigi

Satuan : mm Diameter jarak bagi (Db) ZmDb

Diameter kepala (Dk) mZDk )2(

Diameter dasar (Dd) cosZmDd

Jarak bagi (p) mp

Tebal gigi (t) 2

pt

Lebar gigi (b) mb 2

Tinggi kepala gigi (ha) mha

Tinggi kaki gigi (hf) mhf 25,1

Tinggi gigi (h) hfhah

Kelonggaran puncak gigi (Ck) mCk 25,0

Jarak sumbu poros antar roda gigi (a) mZZ

a

2

21

22

2.3.4 Poros

Poros merupakan salah satu bagian terpenting dari setiap mesin. Hampir

semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran.

2.3.4.1 Poros dengan Beban Puntir

Jika diketahui bahwa poros yang akan direncanakan tidak mendapat beban

lain kecuali torsi, maka perencanaan diameter porosnya adalah sebagai berikut :

3.

.16

sd

T

Supaya konstruksi aman maka timbulaizin )( (kg/mm2)

3.

.16

sa d

T

3

1

.

.16

as

Td

3

1

.

.1,5

as

Td

.............................................................................. (2.12)

Dimana : ds = Diameter poros (mm)

T = Torsi (kg.mm)

a = Tegangan izin (kg/mm2)

Jika P adalah daya nominal output dari motor penggerak (kW), maka berbagai

faktor keamanan bisa diambil, sehingga koreksi pertama bisa diambil kecil. Jika

faktor koreksi adalah fc, maka daya perencana adalah :

................................................................................... (2.13) PfcPd .

Dimana Pd = Daya perencana (kW)

Harga fc dapat dilihat pada tabel 2.4 dibawah ini :

23

Tabel 2.4 faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan

Daya yang Akan Ditransmisikan fc

Daya rata-rata yang diperlukan 1,2 - 2,0

Daya maksimum yang diperlukan 0,8 - 1,2

Daya normal 1,0 - 1,5

(Sularso;Elemen Mesin; Hal 7)

Untuk menghitung Torsi T (kg.mm) dapat dihitung dari daya perencana (kW)

sebagai berikut :

Pd

T

n

PdT

2100060102

n

PdT 51074,9 ................................................................... (2.14)

Tegangan izin dapat dihitung sebagai berikut :

21 sfsf

Ba

(Sularso;Elemen mesin;hal 8)(2.15)

Dimana : B = Kekuatan tarik bahan (kg/mm2)

Sf1 = Faktor keamanan bahan, untuk bahan

SF = 5,6

S-C = 6,0

Sf2 = Faktor keamanan akibat alur pasak (1,33,0)

Dalam perencanaan diameter poros, ada faktor-faktor lain seperti faktor koreksi

akibat momen puntir (Kt) dan faktor akibat beban lenturan (Cb), maka persamaan

(2.12) menjadi :

24

3

1

.

.1,5

CbKt

Td

as

(Sularso;Elemen mesin;hal:8)(2.16)

Dimana harga Kt = 1,0 (jika beban halus)

1,0 1,5 (Jika terjadi sedikit kejutan atau tumbukan)

1,5 3,0 (Jika beban dikenakan dengan kejutan)

Cb = 1,2 2,3(jika tidak ada beban lentur maka Cb = 1)

2.3.4.2 Poros dengan Beban Puntir dan Lentur

Jika poros yang direncanakan mendapat beban puntiran dan lenturan maka

persamaan (2.12) menjadi :

3

1

22

.

.1,5

TMd

as

............................................................. (2.17)

Dimana M = Momen lentur (kg.mm)

Dalam perencanaan diameter poros ada faktor-faktor seperti faktor koreksi akibat

momen puntir (Kt) dan faktor koreksi untuk momen lentur (Km), maka persamaan

(2.17) menjadi :

3

1

22 )().(.

.1,5

KtTMKmd

as

(Sularso;Elemen mesin;hal:18)(2.18)

Dimana harga Km = 1,5 (Untuk beban momen lentur yang tetaps)

1,52,0 (Untuk beban dengan tumbukan ringan)

2,03,0 (Untuk beban dengan tumbukan berat)

2.3.4.3.Defleksi pada Poros

Kekakuan terhadap poros terhadap lenturan juga perlu diperiksa. Bila

suatu poros baja yang ditumpuh oleh bantalan pada kedua ujungnya dan mendapat

beban merata maka besarnya defleksi poros y (mm) adalah :

25

q

d

L

BA

Gambar 2.12 Defleksi akibat beban terbagi rata

)2(..24

. 333 xlxlIE

lqy

IE

lgymak .

.

384

5 4

......................................................................... (2.19)

Dimana E = Modulus elastisitas baja (2,069 × 108 kN/m2), bila beban dalam kg

maka E = 2,11 × 1010 kg/m2

I = Momen inersia lingkaran pejal

m4

4

64d

l = Panjang poros (m)

q = Beban (kN)

jika pembebanan seperti pada gambar 2.13 maka defleksi yang terjadi :

L

BA

P

ba

d

Gambar 2.13 Defleksi satu beban

Sebelah kiri gaya P (0 x a)

)...6

.. 222 xblIEl

xbPy .. 222 xbl

IEl

xbPy .......................................................... (2.20) .......................................................... (2.20)

Sebelah kanan gaya P (a xSebelah kanan gaya P (a xb)

IE

axPxbl

IEl

xbPy

..6

)()

...6

.. 3222

...................................... (2.21)

26

Jika diberi momen puntir maka,

dL

BA

Mo Mo

Gambar 2.14 Defleksi akibat momen puntir

)(..2

.xl

IE

xMoy ........................................................................ (2.22)

Jika salah satu ujungnya ditumpuh dan diberi momen puntir maka,

PMo

A

L

d

Gambar 2.15 Defleksi yang salah satu ujungnya ditumpuh dan diberi momen

puntir

)3(..6

2

xlIE

Pxy ...................................................................... (2.23)

2.3.4.4 Putaran Kritis Poros

Bila beberapa diameter poros seragam ds (mm), maka putaran kritis poros

adalah :

W

l

ll

dn s

c21

2

.52700 (Sularso;Elemen mesin;hal:19)(2.24)

Dimana nc = Putaran kritis poros (rpm)

l1 dan l2 = Jarak bantalan terhadap beban (mm)

l = Panjang poros (mm)

W = Beban pada poros (kg)

27

Bila terdapat beberapa beban pada poros maka putaran kritis poros adalah :

23

22

21

2

1111

cccc nnnn .......... (Sularso;Elemen mesin;hal:19)(2.25)

Menurut Sularso Perbandingan putaran yang baik antara putaran sebenarnya

dengan putaran kritis adalah lebih kecil dari 0,60,8

cn

n = 0,6 0,8 (Sularso;Elemen mesin;hal:20)(2.26)

2.3.5 Pasak

Pasak adalah suatu elemen yang dipakai untuk menetapkan bagian-bagian

mesin seperti roda gigi, sproket, puli, kopling dan lain-lain pada poros. momen

diteruskan dari poros kenaaf atau tari naaf ke poros.

Ukuran dan bentuk standart pasak diberikan dalam tabel 2.5.Untuk pasak

umumnya dipilih bahan yang memiliki kekuatan tari lebih dari 60 (Kg/mm ),

lebih kuat dari pada porosnya. Kadang-kadang sengaja dipilih bahan yang lemah,

sehingga pasak akan lebih mudah rusak dari pada poros. Ini disebabkan harga

pasak yang murah serta mudah menggantinya.

2

Tabel 2.5 Ukuran standart pasak (Sularso;Elemen Mesin; Hal 10)

28

Jika momen rencana dari poros adalah T(Kg.mm) dan diameter poros

adalah ds (mm), maka gaya tangensial F (Kg) Pada permukaan poros adalah :

)2/( sd

TF ............................................................................(2.27)

Tegangan geser yang ditimbulkan adalah :

bl

Fk ....................................................................................(2.28)

Dimana : k = Tegangan geser yang terjadi (kg/mm2)

b = Lebar pasak (mm)

l = Panjang pasak (mm)

Tegangan geser izin didapat dengan :

21 fkfk

bka SS

....................................................................(2.29)

Dimana : Sfk1 = Faktor keamanan (umumnya diambil 6)

Sfk2 = Faktor keamanan

= 1,0 – 1,5 (jika beban dikenakan perlahan-lahan)

= 1,5 – 3,0 (jika beban dikenakan tumbukan ringan)

= 2,0 – 5,0 (jika beban dikenakan secara tiba-tiba dengan

tumbukan berat)

Dari tegangan geser izin, panjang pasak yang diperlukan dapat diperoleh dengan :

1bl

Fka ..........................................................................(2.30)

Gaya keliling F (kg) yang sama seperti diatas dikenakan pada luas permukaan

samping pasak. Maka tekanan permukaannya adalah :

29

)( 212l tataut

F

.................................................................. (2.31)

= kedalaman alur pasak pada poros atau naf (mm)

dari harga tekanan permukaan yang di izinkan, panjang pasak yang diperlukan

dapat dihitung dengan :

P

Dimana : P = tekanan permukaan (kg/mm2)

` l2 = panjang pasak (mm)

t1 atau t2

)( 212

Dimana : Pa = Tekana permukaan izin (kg/mm2)

Harga Pa adalah sebesar 8 kg/mm2 untuk poros dengan diameter kecil, 10 kg/mm2

untuk poros dengan diameter besar, dan setengah dari harga-harga diatas untuk

poros berputaran tinggi. Perlu diperhatikan bahwa lebar pasak sebaiknya antara

25-35% dari diameter poros, dan panjang pasak jangan terlalu panjang

dibandingkan dengan diameter poros. Karena lebar dan tinggi pasak

tatautl

Fa ................. (2.32)

sudah

distandartkan, maka beban yang ditimbulkan oleh gaya F yang besar hendaknya

P ................................................

datasi dengan penyesuaian panjang pasak. Menurut Sularso perbandingan :

Baik

ds

Lkds

b

5,175,0

35,025,0 dimana b = lebar pasak, Lk = Panjang poros

30

2.3.5 Screw Konveyor

= Diameter poros (mm)

Untuk menentukan pitch secrew (p)mm dapat dihitung dengan rumus:

.3.5 Screw Konveyor

= Diameter poros (mm)

Untuk menentukan pitch secrew (p)mm dapat dihitung dengan rumus:

Gambar 2.16 Screw Konveyor Gambar 2.16 Screw Konveyor

d = Diameter luar srew (mm) d = Diameter luar srew (mm)

ds ds

2.

2

1 tgdp

2

.2 tgdp ............................................................................ (2.33)

Bila panjang poros penggerak adalah l (mm) maka banyaknya screw (n) adalah

p

ln

Sedangkan kecepatan dorong muatan adalah :

6000

vnp

................................................................................... (2.34)

D an poros penggerak konveyor (rpm). imana n = Putar

Screw konveyor membawa nut dan fiber dengan berat per meternya adalah :

v,3

Qq

6 .................................................................................... (2.35)

iman /m) D a : q =Berat muatan per meter (kg

Q =Kapasitas konveyor(Ton / jam)

31

v = Kecepatan dorong (m/s)

Dengan memasukkan persamaan (2.34) ke persamaan (2.35) maka diperoleh:

Pn

Qq

6,3

60

Q 1000

np.q

06,0 ........................................................................... (2.36)

n fiber dapat dihitung dengan rumus :

................................... (2.37)

iman s

l = Panjang lintasan konveyor(m)

Koefisien gesek material (f diambil 0,60)

ya disebut

beban ekivalen dinamis. Misalkan se )

maka beban ekivalen dinamis P (kg) adalah :

;Elemen Mesin; Hal 135) (2.38)

imana : X,V dan Y = faktor-faktor beban

arga X,V dan Y dapat dilihat pada tabel 2.6

Untuk gaya dorong screw terhadap nut da

flFs .. ...............................................q

D a : F = gaya dorong screw (kg)

f =

2.3.6 Bantalan

Tujuan merencanakan bantalan adalah untuk mendapatkan umur bantalan.

Suatu beban yang besarnya sedemikian rupa hingga memberikan umur yang sama

dengan umur yang diberikan oleh beban dan kondisi putaran sebenarn

buah bantalan membawa beban radial Fr (kg

dan beban aksial Fa (kg),

YFaXVFr Pr (Sularso

D

H

32

Tabel 2.6 faktor-faktor X,V dan Y

Baris tunggal Baris ganda Baris tunggal Baris ganda

Beban

pada putar

cincin

dalam

Beba

cincin

luar Fa/VF Fa/VFr

n punti

r pada

r>e eFa/VFr> e

Jenis bantalan

V X X Y X

e

Xo Yo Xo Yo Y Y

Bantalan bola alur dalam

Fa/Co =

= 0,28

1 1,2 0,56

2, 0

1,15

1 0 0,56

2,

1,15

0,

0,38

0,6 0,5 0,6 0,5

0,014 = 0,028 = 0,084 = 0,11 = 0,17

= 0,42 = 0,56

31,99 1,71

1,55 1,45 1,31

1,04 1,00

301,90 1,71

1,55 1,45 1,31

1,04 1,00

190,22 0,26

0,28 0,30 0,34

0,42 0,44

Bantalan bola sudut

α

= 30º = 35º 1 1,2 0,39

0,76 0,66 0,55

0 0,78 0,66 0,55

0,63 0,60 0,57

1,24 1,07 0,93

0,80 0,95 1,14

0,5 0,33 0,29 0,26

1

0,58

0,52

= 20º = 25º

= 40º 0,370,35

0,43 0,41

1,00 0,87

1,09 0,92

0,70 0,67

1,63 1,41

0,57 0,68

0,42 0,38

0,84

0,76

0,66

(Sularso;Elemen Mesin; Hal 135)

Umur nominal L dapat ditentukan sebagai berikut :

10/3

3/1

3,33,

3,33,

nfrolbantalanuntuk

nfBolabantalanuntuk

n

n

(Sularso;Elemen Mesin; Hal 135) (2.39)

Faktor umur :

P

CfnUntuk kedua bantalan,fh = (Sularso;Elemen Mesin; Hal 135) (2.40)

Umur nominal Lh adalah

(Sularso;Elemen Mesin; Hal 135) (2.41)

ik (kg)

is (kg)

500 hh frobantalanuntuk

10/3

3/1

,

500, hh

fl

fLBolabantalanuntuk

Dimana C = Beban nominal dinamik spesif

P = Beban ekivalen dinam

Harga C dapat dilihat pada tabel 2.7 berikut :

33

Tabel 2.7 Beban nominal dinamik spesifik

(Sularso;Elemen Mesin; Hal 143)

34