5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Perontok Padi

2.1.1 Proses Perontokan Padi Secara Manual

Pada proses perontokan padi secara manual yaitu dengan cara memukulkan

batang padi pada batang padi pada meja yang dibuat dari kayu yang alasnya

dibuat dari renggang kayu agar butiran padi yang dipukul dapat jatuh dan terpisah

dari jeraminya, atau bisa juga dengan cara memasukkan padi yang masih utuh

kedalam karung sampai penuh lalu ikat atasnya dan dipukul menggunakan kayu

dibagian karung yang berisi padi beserta jerami dan melainya sehingga buah padi

terpisah dari jerami, dan cara lain dengan menginjak padi kemudian gesekkan

padi yang diinjak kelantai sampai butiran padi terpisah dari melainya.

Gambar 2.1 Proses Perontokan Padi

2.1.2 Perontokkan Padi Secara Mekanis (Power Thresher)

Power threasher merupakan alat perontok yang digerakkan oleh motor bakar

melalui system transmisi. Pengumpanan padi yang dirontokkan dengan cara

6

memegang tangkai padi dan diletakkan diatas silinder perontok. Keluaran padi

yang dihasilkan bersih dari jerami dan dapat mendapat kulaitas gabah yang baik.

(Muhammad Habibi, Skripsi Umm,2008)

Gambar 2.2 Mesin Perontok Padi (power Thresher)

(http://udai08.blogspot.com/2011/03/power-thresher.html)

Keunggulan mesin tersebut adalah :

• Pengumpanan (Input) jerami fleksibel dengan menutup dan membuka

pintu input

• Kecepatan (rpm) kipas penghembus dapat diatur dengan cara mengganti

diameter pully kipas penghembus

• Berkapasitas besar 500 – 600 kg/jam.

Kelemahan mesin tersebut adalah :

• Biaya operasional dan perawatan mahal

• Jerami yang dihasilkan hancur

• Tidak dapat menjangkau sawah yang berada jauh dari jalan

• Tidak portable

2.2 Poros (Shaft)

Poros adalah suatu bagian stasioner yang berputar, biasanya berpenampung

bulat dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi (gear), pulley, flywheel,

7

engkol, sprocket dan elemen pemindahan lainnya. Poros bisa menerima beban

lenturan, beban tarikan, beban tekan atau puntiran yang bekreja sendiri-sendiri

atau berupa gabungan satu dengan lainnya. (Josep Shigley,1984)

Persyaratan khusus terhadap desain dan pembuatan adalah sambungan dari

poros dengan poros, pembuatan poros sampai diameter 150 mm adalah dari baja

bulat (St 42, St 50, St 70 dan SC baja campurannya) yang diputar atau ditarik.

Dari lebih tebal ditempa menjadi lebih jauh lebih kecil. Poros beralur diakhiri

dengan penggosokan, dalah dikehendaki bulatan yang tepat. Tempat bantalan dan

peralihan menurut persyaratan diputar harus digosok, dipoles, dicetak dan pada

pengaretan tinggi kemudian dikeraskan.

2.2.1 Pembagian Poros

A. Berdasarkan Pembebanannya

1. 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.

2. Gandar Poros

gandar merupakan poros yang dipasang diantara roda-roda kereta barang.

Poros gandar tidak menerima beban puntir dan hanya mendapat beban

lentur.

3. Poros spindle

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 efektif apabila

deformasi yang terjadi pada poros tersebut kecil.

2. Berdasar bentuknya

1. Poros lurus

8

2. 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). (Josep Edward Shigley, 1983)

2.2.2 Rumus Perhitungan

Maka diameter poros untuk beban puntir dan lentur :

𝑑𝑠=[

5,1

𝜏𝑎 𝐾𝑡 .𝐶𝑏 . T ]

13⁄ (sularso, 1991 : 8)

Diketahui :

𝐾𝑡 = 1,5 – 3,0 (diambil 2,0)

𝐶𝑏 = 1,2 – 2,3 (diambil 2,0)

T = Torsi

Dari beberapa macam jenis poros maka dipilih jenis poros transmisi

(transmission shaft), dengan bahan baja karbon JIS G 3123, S45C karena sesuai

dengan jenis poros yang dipakai.

2.3 Bantalan (Bearing)

Bearing atau bantalan merupakan suatu elemen mesin yang digunakan untuk

menahan poros berbeban, beban tersebut dapat berupa beban aksial atau beban

radial. Tipe bearing yang digunakan untuk bantalan disesuaikan dengan fungsi

dan kegunaannya.Bearing atau bantalan berfungsi untuk menumpu atau memikul

poros agar poros dapat berputar padanya.Bantalan harus kokoh untuk

memungkinkan poros atau elemen mesin lainnya dapat bekerja dengan baik. Jika

bantalan tidak bekerja dengan baik, maka prestasi kerja seluruh sistem akan

menurun atau tidak dapat bekerja semestinya. Jadi, jika disamakan pada gedung,

9

maka bantalan dalam permesinan dapat disamakan dengan pondasi pada suatu

gedung. (http://frandhoni.blogspot.com/2015/05/a.html)

Berdasarkan dasar gerakan bantalan terhadap poros, maka bantalan dapat

diklasifikasikan sebagai berikut :

2.3.1 Bantalan Luncur

Bantalan luncur adalah suatu elemen mesin yang berfungsi untuk menumpu

poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung

dengan halus dan aman. Jenis bantalan ini mampu menumpu poros dengan beban

besar. Atas dasar arah beban terhadap poros maka bantalan luncur dapat

diklasifikasikan sebagai berikut :

a) Bantalan Radial atau disebut jurnal bearing, dimana arah beban

yang ditumpu bantalan adalah tegak lurus terhadap sumbu poros.

b) Bantalan aksial atau disebut trust bearing, yaitu arah beban yang ditumpu

bantalan adalah sejajar dengan sumbu poros.

c) Bantalan luncur khusus adalah kombinasi dari bantalan radial dan bantalan

aksial.

Karena gesekannya yang besar pada saat mulai jalan, maka bantalan luncur

memerlukan momen awal yang besar. Pelumasan pada bantalan ini tidak begitu

sederhana, karena gesekan yang besar akan menimbulkan panas pada bantalan,

sehingga memerlukan pendinginan khusus.

Arah pelumasan ada dua, yaitu:

a) Radial, yaitu arah pelumasan yang tegak lurus dengan sumbu poros.

b) Aksial, yaitu arah pelumasan yang sejajar dengan sumbu poros.

Gesekan kental pada umumnya terjadi antara poros dengan bantalannya. Pada

waktu poros berputar, sebagian minyak pelumas yang melekat pada permukaan

poros ikut terbawa berputar. Apabila kemudian celah di bawah poros menyempit

menjadi lebih kecil daripada celah tempat minyak pelumas memasuki ruang

bantalan, minyak pelumas yang terbawa berputar itu akan mengalir mengisi

hambatan. Akibatnya, sebagian minyak pelumas akan mengalir kembali

10

menimbulkan tekanan hidrodinamik di dalam lapisan minyak. Tekanan ini cukup

kuat untuk mengangkat poros hingga menyentuh permukaan bantalan.

Gambar 2.3 Bantalan Luncur

(https://catatanabimanyu.wordpress.com/2011/09/14/mendaki-tanjakan-maut-

baduy/)

Cara-cara pelumasan pada bantalan luncur :

a) Pelumasan tangan

Cara ini sesuai untuk beban ringan, kecepatan rendah atau kerja yang tidak terus-

menerus. Kekurangannya bahwa aliran pelumas tidak selalu tetap atau pelumasan

menjadi tidak teratur.

b) Pelumasan tetes

Dari sebuah wadah, minyak diteteskan dalam jumlah yang tetap dan teratur

melalui sebuah katup jarum.

c) Pelumasan sumbu

Cara ini menggunakan sumbu yang dicelupkan dalam mangkok minyak sehingga

minyak terisap oleh sumbu tersebut. Pelumasan ini dipakai seperti dalam hal

pelumasan tetes.

11

d) Pelumasan percik

Dari suatu bak penampung, minyak dipercikkan. Cara ini dipergunakan untuk

melumasi torak dan silinder motor bakar torak yang berputaran tinggi.

e) Pelumasan cincin

Pelumasan ini menggunakan cincin yang digantungkan pada poros sehingga akan

berputar bersamaan dengan poros sambil mengangkat minyak dari bawah.

f) Pelumasan pompa

Di sini pompa digunakan untuk mengalirkan minyak ke dalam bantalan.

Pelumasan pompa sesuai untuk keadaan kerja dengan kecepatan tinggi dan besar.

g) Pelumasan gravitasi

Dari sebuah tangki yang diletakkan di atas bantalan, minyak dialirkan oleh gaya

beratnya. Cari ini dipakai untuk kecepatan sedang dan tinggi pada kecepatan

keliling sebesar 10 – 15.

h) Pelumasan celup

Sebagian dari bantalan dicelupkan ke dalam minyak pelumas.

2.3.2 Bantalan Gelinding

Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar

dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola (peluru), rol atau rol

jarum dan rol bulat.Bantalan gelinding menggunakan elemen rolling untuk

mengatasi gesekan antara dua komponen yang bergerak. Diantara kedua

permukaan ditempatkan elemen gelinding seperti misalnya bola, rol, taper, dll.

Kontak gelinding terjadi antara elemen ini dengan komponen lain yang berarti

pada permukaan kontak tidak ada gerakan relatif.

12

Gambar 2.4 Komponen bantalan gelinding

(https://www.tneutron.net/industri/bantalan-gelinding/)

Bantalan gelinding mempunyai keuntungan dari gesekan gelinding yang

sangat kecil dibandingkan dengan bantalan luncur. Elemen gelinding seperti bola

atau rol dipasang antara cincin luar dan dalam. Dengan memutar salah satu cincin

tersebut, bola atau rol akanmelakukan gerakan gelinding sehingga gesekan akan

jauh lebih kecil. Untuk bola atau rol, ketelitian tinggi dengan bentuk dan

ukurannya merupakan suatu keharusan. Karena luas bidang kontak antara bola

dan rol dengan cincin sangat kecil, maka besarnya beban yang dipakai harus

memiliki ketahanan dan kekerasan yang sangat tinggi.

2.4 Pulley dan V-Belt

2.4.1 Pulley

Pulley Belt merupakan salah satu elemen mesin yang berfungsi untuk

mentransmisikan daya seperti halnya sproket rantai dan roda gigi. Bentuk puli

adalah bulat dengan ketebalan tertentu, di tengah-tengah puli terdapat lubang

poros. Puli pada umumnya dibuat dari besi cor kelabu FC 20 atau FC 30, dan ada

juga yang terbuat dari baja.

perkembangan yang pesat dalam bidang penggerak pada berbagai mesin

yang menggunakan motor listrik telah membuat arti sabuk untuk alat penggerak

menjadi berkurang. Akan tetapi, sifat elastisitas daya dari sabuk untuk

menampung kejutan dan getaran pada saat transmisi membuat sabut tetap

dimanfaatkan untuk mentransmisikan daya dari penggerak pada mesin perkakas.

Keuntungan jika menggunakan pulley :

13

1. Bidang kontk sabuk-pulley luas, tegangan pulley biasanya lebih kecil

sehingga lebar pulley bisa dikurangi

2. Tidak menimbulkan suara yang bising dan lebih tenang.

B. Macam-macam pulley

1. V-belt Pulley

Pulley jenis ini digerakkan oleh V-belt. V-belt pulley adalah pulley yang

banyak digunakan dalam system transmisi karena kemudahan dan

keandalannya. Contoh aplikasi jenis pulley ini adalah pada mesin compressor,

mesin peranjang, dll.

Gambar 2.5 V-belt pulley

(https://www.globalspec.com/learnmore/motion_controls/power_transmission_

mechanical/v_belt_pulleys)

2. Variable Speed Pulley

Pulley jenis ini dapat beroperasi pada kecepatan yang berbeda-beda pulley

jenis ini biasa digunakan pada mesin-mesin indutri.

Gambar 2.6 Variable Speed Pulley

(https://www.indiamart.com/proddetail/variable-speed-pulleys-

3666565033.html)

3. Flat Belt Pulley

Flat belt pulley menggerakkan flat belt yang digunkan untuk menjalankan

mesin yang dimiliki satu sumber tenaga. Walaupun terlihat dasar, flat belt

14

pulley sebenarnya dibuat sedikit miring dan bekerja bersamaan dengan

pulley lainnya pada poros penggerak. Contoh mesin yang menggunakan

pulley jenis ini ialah generator listrik.

Gambar 2.7 Flat belt pulley

(https://www.indiamart.com/proddetail/flat-belt-pulley-

10395549930.html)

4. Timming Pulley

Pulley ini menggerakkan timming belt yang digunakan untuk

menyeleraskan putaran 2 poros yang berbeda. Contoh penggunaan Pulley

jenis ini ialah pada mesin mobil.

Gambar 2.8 Timming pulley

(https://www.rubberbeltsonline.com/6mm-Bore-Timing-Pulley-2mm-

Pitch-16-Teeth-6mm-Wide-p/6mm-16t-6mm-gt2-pulley.htm)

Dari beberapa macam jenis pulley ini diatas maka dipilih jenis V-belt

pulley, karena sesuai dengan kriteria yang diinginkan dan sesuai dengan

kinerja mesi yang digunakan.

2.4.2 V-Belt

15

Sabuk-V atau V-belt adalah salah satu transmisi penghubung yang terbuat

dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Dalam penggunaannya sabuk-V

dibelitkan mengelilingi alur puli yang berbentuk V pula. Bagian sabuk yang

membelit pada puli akan mengalami lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya

akan bertambah besar (Sularso, 1991:163). V-belt berbuat dari karet dengan inti

tenunan tetoron atau semacamnya dan mempunyai penampang travesium, v-belt

dibelitkan disekeliling alur puli yang membentuk V pula. Bagian sabuk yang

sedang membelit pada puli ini mengalami lengkungan sehingga lebar bagian

dalamnya akan bertambah besar.Gaya gesekan juga akan bertambah karna

pengaruk bentuk gaji,yang akan enghasilkan transmisi daya yang besar pada

tengangan yang relatif rendah,hal ini merupakan salah satu keunggulan V- belt

bekerja lebih halus dan tidak bersuara. Sabuk-V banyak digunakan karena sabuk-

V sangat mudah dalam penangananya dan murah harganya. Selain itu sabuk-V

juga memiliki keungulan lain di mana sabuk-V akan menghasilhan transmisi daya

yang besar pada tegangan yang relatif rendah serta jika dibandingkan dengan

transmisi roda gigi dan rantai, sabuk-V bekerja lebih halus dan tak bersuara.

Sabuk-V selain juga memiliki keungulan dibandingkan dengan transmisi-

transmisi yang lain, sabuk-V juga memiliki kelemahan di mana sabuk-V dapat

memungkinkan untuk terjadinya slip.

Gambar 2.9 konstruksi dan ukuran penampang sabuk-V

(solarso, 1991 : 164)

16

Gambar 2.10 Diagram pemilihan sabuk-V

(solarso, 1991 : 164)

2.4.3 Rumus perhitungan pulley dan sabuk

Mesin perontok padi ini menggunakan sabuk-V sebagai penerus daya dan

motor penggerak ke poros, dengan rumus perhitungan :

• Perbandingan trasmisi

𝑛1

𝑛2=

𝐷𝑝

𝑑𝑝 (solarso, 1991: 166)

Dengan : 𝑛1 = putaran poros pertama (rpm)

𝑛2 = putaran poros kedua (rpm)

𝐷𝑝 = diameter puli penggerak (mm)

𝑑𝑝 = diameter puli yang digerakkan (mm)

• Kecepatan sabuk =

𝜐 = 𝑑𝑝𝑛1

60𝑥1000 (m/s) (sularso, 1991 : 166)

Dengan : 𝜐 = kecepatan sabuk m/s)

𝐷𝑝 = diameter puli yang digerakkan (mm)

17

𝑛1 = putaran motor (rpm)

• Panjang sabuk

L = 2c + 𝜋

2 (𝑑𝑝 + 𝐷𝑝) +

1

4𝐶 (𝐷𝑝 − 𝑑𝑝)2

Dengan : L = panjang sabuk (mm)

C = jarak sumbu poros

𝐷𝑝 = diameter puli penggerak (mm)

𝑑𝑝 = diameter puli yang digerakkan (mm)

Pemilihan pili dan V-belt sebagai elemen transmisi didasarkan atas

pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut :

• Dibandingkan roda gigi atau rantai, penggunaan sabuk lebih halus, tidak

bersuara, sehingga menguragi kebisingan.

• Kecepatan putar pada trasnsmisi untuk lebih tinggi jika dibandingkan

dengan rantai

• Karena sifat penggunaan belt yang dapat selip, maka jika terjadi kemacetan

atau gangguan pada salah satu elemen tidak akan menyebabkan kerusakan

pada elemen lain.

2.5 Blower (fan)

Blower adalah pompa udara yang udaranya dihasilkan melalui kipas

merupakan alat pemilah benih yang prinsip kerjanya berdasarkan bobot. Alat ini

menggunakan tenaga angin yang berasal dari blower dengan kecepatan yang dapat

diatur sesuai kebutuhan. Jika campuran benih banayak campuran kotoran ringan,

maka kotoran yang memiliki bobot berat tidak terbang dan akan masuk kebawah

dan jika bobotnya ringan maka terangkat tertampung pada pintu atas blower,

sedangkan bobot benih yang berat akan tertampung pada penammpung pada

18

wadah yang disediakan. Benih akan tetap berada pada bagian bawah. Jika tujuan

pemilahan adalah untuk memilah hasil benih dari kotoran-kotoran berat, maka

putaran blower haruslah diperbesar, karena jika putarannya kecil maka benih

ringan dan benih berat bisa tercampur, sehingga jika putaran blower diperbesar

maka benih terangkat ke atas dan kotoran tetap tertinggal dibawah pada alat

tersebut.

2.5.1 Mekanisme kerja blower

Mekanisme kerja blower adalah dengan memilahkan benih berdasarkan

bobotnya. Benih yang memiliki bobot yang lebih ringan akan naik dan tertampung

pada penampung atas blower. Blower adalahalat yang digunakan untuk memilah

benih berdasarkan sifat fisik benih yaitu bobot benih. Benih-benih yang memiliki

bobot lebih ringan akan terangkat dan tertampung pada pintu penampung.