bab ii tinjauan pustaka -...

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Alat Pemeras Santan

Penggunaan minyak kelapa selain digunakan sebagai pengolahan bahan

makanan sehari-hari juga di gunakan sebagai bahan baku industri non

pangan, sehingga dalam mengolah hasil perkebunan agar dapat dimanfaatkan

untuk kesejahteraan kehidupan masyarakat masih melakukan dengan cara-

cara yang tradisional atau konvensional dan kurang efisien. (sularso, 1999)

Proses pemerasan tersebut dirasakan kurang efisien oleh karena itu

perlu perbaikan pemerasan secara mekanis, agar kapasitas santan kental

persatuan waktu dapat ditinggkatkan bahan baku (buah kelapa) yang ada

menjadi optimal sehingga diharapkan dapat mendorong perkembangan dalam

bidang industri misalnya kita dapat berfikir bagaimana cara memeras santan

dari parutan kelapa lebih cepat dan lebih efisien agar industri bisa memproses

pembuatan santan dengan cepat dan mendapat hasil yang sangat memuaskan.

kegiatan ini juga ditujukan untuk mengubah budaya industri dari memeras

parutan kelapa secara manual menjadi mekanis atau dengan mesin. (sularso,

1999)

Mekanisasi pemerasan tersebut perlu dilakukan untuk memperbaiki

proses pemerasan agar lebih efisien, yang dapat meningkatkan kapasitas dan

memenuhi standar kesehatan, Maka dilakukan terobosan baru yang dapat

mempersingkat waktu pemerasan santan. Dengan cara membuat mesin

pemeras santan dengan system ulir (screw) tenaga penggerak berupa motor

listrik. (sukrisno, 1994)

2.2. Mesin Pemeras Santan Kelapa

Mesin pemeras santan kelapa ini berfungsi sebagai alat pemeras parutan

kelapa tua menjadi santan.Buah kelapa yang diproses pada mesin ini adalah

5

buah kelapa yang berumur tua, biasanya mempunyai ciri-ciri berwarna coklat

tua dan kulit luar sudah mengering.

Mesin pemeras parutan kelapa hasil modifikasi ini menggunakan motor

listrik sebagai sumber tenaga penggerak. Mesin ini mempunyai system

transmisi tunggal yang berupa sepasang pulley dengan perantara v-belt. Saat

motor listrik dinyalakan, maka putaran motor listrik akan langsung

ditransmisikan ke pulley 1 yang dipasang seporos dengan motor listrik. Dari

pulley 1, putaran akan ditransmisikan ke pulley 2 melalui perantara v-belt,

kemudian pulley 2 berputar, maka poros yang berhubungan dengan pulley

akan berputar sekaligus memutar poros ulir (screw). Hal tersebut dikarenakan

poros ulir dipasang seporos dengan pulley 2.

Mesin pemeras parutan kelapa ini terdapat beberapa bagian utama seperti;

motor penggerak, poros ulir (screw), cassing, dan sistem transmisi.

2.3. Komponen Dalam Pembuatan Mesin Pemeras Santan

Komponen yang harus ada dalam Mesin ini harus memenuhi beberapa

elemen yang mana dalam Pemilihan elemen-elemen untuk perancangan dan

pembuatan mesin pemeras kelapa ini juga harus memperhatikan kekuatan

bahan, dan ketahanan dari berbagai komponen tersebut. Elemen mesin yang di

butuhkan di antaranya adalah motor listrik, gearbox, poros, pully, v-belt,

bantalan pillow block, mur dan baut.

2.4. Ulir Screw

Ulir screw daya (power screw) adalah peralatan yang berfungsi

untuk mengubah gerak putar menjadi gerak lurus dan biasanya

mentransmisikan daya. Ulir daya digunakan antara lain untuk mengangkat

atau menurunkan beban seperti pada dongkrak mobil mengubah gerak putar

menjadi lurus misalnya pada ragum dan memberikan gaya tekan/tarik yang

besar seperti pada mesin pres. Alat pres tipe ulir daya adalah alat yang

sangat populer digunakan untuk mengesktraksi minyak, karena proses

sangat sederhana, kontinu, mudah disesuaian, dan aman (Beerens, 2007).

6

Beberapa konfigurasi dasar ulir daya telah diaplikasikan pada alat pres

konvensional, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.1 berikut.

Ulir daya poros lurus Ulir daya poros tirus

Ulir daya dengan pitch bervariasi Ulir daya dengan pitch bervariasi

2.5. Profil dan Geometri Ulir Daya

Disamping konfigurasi dasar, ulir juga memiliki sangat banyak

variasi bentuk profil. Umumnya ulir daya menggunakan profil tipe square

(segi-empat), tipe Acme, dan tipe buttress.

Gambar 2.2 Profil ulir daya

Ulir daya dengan konfigurasi poros lurus merupakan mekanisme

yang paling umum dipakai untuk alat press, karena proses pembuatannya

mudah. Jarak pitch dan diameter dasar ulir konstan sepanjang poros ulir.

7

Gambar 2.3 Geometri ulir daya poros lurus

Menghitung diameter ulir tekan D2 (m) Untuk menghitung D2 menggunakan rumus :

P = F . S . 𝑛

2.6. Motor listrik dan Cara Kerjanya

Motor Listrik adalah elemen mesin yang berfungsi sebagai tenaga

penggerak. Penggunaan motor elektrik disesuaikan dengan kebutuhan daya

mesin. Motor Listrik pada umumnya berbentuk silinder dan dibagian bawah

terdapat dudukan yang berfungsi sebagai lubang baut supaya motor listrik

dapat dirangkai dengan rangkamesin atau konstruksi mesin yang lain. Poros

penggerak terdapat di salah satu ujung motor listrik dan tepat di tengah-

tengahnya.

Gambar 2.4 Motor Listrik

8

Jika n1 (rpm) adalah putaran dari poros motor listrik dan T (kg.mm) adalah

torai pada poros motor listrik, maka besarnya daya P (kW) yang diperlukan

untuk menggerakkan system adalah (Sularso 2004) :

P = (

𝑇

1000)(

2𝜋𝑛1

60)

120

P = 𝑇

9,74 𝑥 105𝑛1

Dengan :

P = Daya Motor Listrik (kW)

T = Torsi (kg.mm)

( Sumber : Moch affai, mekanika Teknik )

Motor Listrik juga mempunya beberapa kelemahan atau kerugian

diantaranya :

2.6.1. Kerugian panas internal motor listrik

Pada dasarnya setiap motor listrik yang beroperasi cenderung

mengeluarkan panas.

Panas ini timbul oleh karena adanya kerugian-kerugian daya yang

dihasilkan motor listrik. Kerugian ini antara lain:

Rugi-rugi inti, yaitu energi yang diperlukan untuk memagnetisasikan

beban inti (histerisis) dan kerugian-kerugian karena timbulnya arus

listrik yang kecil yang mengalir pada inti (arus eddy).

Rugi-rugi tembaga, yaitu rugi-rugi panas (I²R) pada lilitan stator

karena arus

listrik (I) mengalir melalui penghantar kumparan dengan tahanan (R).

Kerugian fluks bocor, yaitu akibat dari fluks bocor yang diinduksikan

oleh arus beban bervariasi sebagai kuadrat arus beban

Kerugian angin dan gesekan, kerugian ini diakibatkan oleh gesekan

angin dan bantalan terhadap putaran motor.

2.6.2. Panas Eksternal Motor Listrik

Dalam melakukan tugas operasinya, motor listrik sebagai sumber

tenaga mekanik untuk penggerak haruslah dilindungi terhadap gangguan-

9

gangguan eksternal, yang dapat menimbulkan panas pada motor listrik saat

beroperasi. Gangguan-gangguan eksternal itu antara lain:

Gangguan mekanik, meliputi :

a. Bantalan (bearing) yang sudah aus

b. Salah satu tegangan fasa terbuka akibat kontaktor yang rusak.

c. Kumparan stator yang terhubung singkat

Gangguan fisik sekeliling, meliputi:

a. Terjadi kerusakan akibat terbentur sesuatu sehingga terjadi

perubahan fisik pada motor listrik.

b. Suhu kamar dimana motor listrik tersebut dioperasikan.

c. Pendinginan (kipas) motor yang tidak baik

Gangguan dalam operasi dari sistem keseluruhan

a. Akibat pembebanan lebih

b. Dan Akibat pengasutan motor listrik

2.7. GearBox

Gear box terdiri dari gabungan beberapa roda gigi (gear) dalam

suatu tempat khusus (box) dengan perbandingan roda gigi tertentu,

sehingga mampu menjadi sistem mekanik yang dapat dengan baik untuk

mempercepat atau memperlambat putaran. Transmisi juga berfungsi untuk

mengatur kecepatan gerak dan torsi serta berbalik putaran, sehingga dapat

bergerak maju dan mundur.

Transmisi manual atau lebih dikenal dengan sebutan gearbox,

mempunyai beberapa fungsi antara lain :

1. Merubah momen puntir yang akan diteruskan ke spindel mesin.

2. Menyediakan rasio gigi yang sesuai dengan beban mesin.

3. Menghasilkan putaran mesin tanpa selip

Gear box Berfungsi untuk memperlampat putaran yang diberikan

motor listrik, menggunakan perbandingan 1:60. Putaran yang dialirkan ke

screw. Dengan demikian pemilihan perbandingan gear box harus benar-

benar diperhatikan putaran yang telah direncanakan.

10

Gambar 2.5 Gearbox

2.8. Poros

Poros adalah suatu bagian stasioner yang berputar, biasanya

berpenampang bulat dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi

(gear), pulley, flywheel, sengkol, sprocket dan elemen pemindah lainnya.

Poros bias menerima beban lenturan, beban tarikan, beban tekan atau beban

puntiran yang bekerja sendiri-sendiri atau berupa gabungan satu dengan yang

lainnya. (Josep Edwar Shiley, 1983).

2.8.1. Macam-macam poros

Poros sebagai penerus daya diklasifikasikan menurut pembebanannya

sebagai :

1. Poros transmisi

Poros transmisi atau poros perpindahan mendapat beban punter

murni atau puntir yang lentur. Dalam hal ini mendukung elemen

mesin hanya suatu cara, bukan tujuan. Jadi, poros in berfungsi

untuk memindahkan tenaga mekanik salah satu elemen mesin ke

elemen mesin yang lain. Dalam hal ini elemen mesin menjadi

terpuntir (berputar) dan dibengkokkan. Daya ditransmisikan

kepada poros ini melalui kopling, roda gigi, sabuk puli atau

sprocket rantai dan lain-lain.

11

2. Spindel

Poros transmisi yang relative pendek, seperti poros utama mesin

perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran, disebut

spindel.Syarat yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya

harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti.

3. Gandar

Poros seperti yang dipasang diantara roda-roda kereta barang,

dimana tidak mendapat beban puntir, bahkan kadang-kadang tidak

boleh berputar, disebut dengan gandar.

2.8.2. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam suatu poros

Untuk merencanakan sebuah poros, yang perlu diperhatikan antara

lain :

1. Kekuatan Poros

Pada poros transmisi misalnya dapat mengalami beban puntir atau

lentur atau gabungan antara puntir dan lentur. Juga ada poros yang

mendapatkan beban Tarik atau tekan, seperti poros baling-baling

kapal dan turbin. Kelelahan tumbukan atau pengaruh konsentrasi

tegangan bila diameter poros diperkecil (poros bertangga) apabila

poros mempunyai alur pasak harus diperhatikan. Jadi, sebuah poros

harus direncanakan cukup kuat untuk menahan beban-beban yang

terjadi.

2. Kekakuan poros

Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup tetapi

jika lenturan atau defleksi puntirannya terlalu besar akan

mengakibatkan ketidak telitian atau getaran dan suara. Karena itu

disamping kekuatan poros, kekakuannya juga harus diperhatikan

dan disesuaikan dengan macam mesin yang akan dilayani poros

tersebut.

3. Putaran kritis

Bila putaran suatu mesin dinaikkan maka pada suatu harga putaran

tertentu dapat terjadi getaran yang luar biasa besarnya. Putaran

12

inilah yang disebut dengan putaran kritis.Hal ini dapat terjadi pada

turbin, motor torak, motor listrik, dan lain-lain. Putaran kritis ini

dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagian-bagian

lainnya.

4. Korosi

Bahan-bahan yang tahan korosi harus dipilih untuk poros propeller

dan pompa bila terjadi kontak dengan fluida yang korosif.

Demikian pula untuk poros-poros yang terancam kapasitas dan

poros mesinyang sering berhenti lama.

5. Bahan poros

Bahan untuk poros mesin umum biasanya terbuat dari baja karbon

kontruksi mesin, sedangkan untuk pembuatan poros yang dipakai

untuk meneruskan putaran tinggi dan beban berat umumnya dibuat

dari baja paduan dengan pengerasan kuulit yang sangat tahan

terhadap keausan. Beberapa diantaranya adalah baja khrom nikel,

baja khrom, dan baja khrom molybdenum.

2.8.3. Poros dengan beban puntir dan lentur

1. Jenis-jenis pembebanan

Dilihat dari arah pembebanan, beban dapat dibedakan 3 macam

antara lain :

a. Beban aksial atau Normal.

Yaitu beban yang berimpit pada sumbu.

b. Beban Tangensial atau Geser.

Yaitu beban yang arahnya tegak lurus dari sumbu.

c. Beban kombinasi.

Yaitu beban campuran antara beban tangensial dan aksial

atau beban aksial yang tidak terletak pada sumbu.

13

2. Jenis tegangan

a. Tegangan geser (ℸg)

Tegangan geser adalah apabila suatu benda mendapatkan

beban geser. Besarnya regangan geser (ơg) adalah sebagai

berikut :

ℸg = G. Y

Keterangan :

ℸg = Tegangan geser (kg / mm2).

G = Modulus geser (kg / mm2).

Y = regangan geser (mm).

(sumber :Titherington Rimer, Lea Praset),o, 1999

Mekanika Terapan. Hal 55).

b. Tegangan Ijin (ơ ijin)

Tegangan ijin yaitu suatu tegangan maksimum yang tidak

diperbolehkan untuk dilampainya.

Besarnya tegangan ijin = 𝑡𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑢𝑚

𝑓𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 𝑘𝑒𝑎𝑚𝑎𝑛𝑎𝑛

c. Tegangan bengkok (ơb)

Menurut hukum hooke, besarnya tegangan tarik sama

dengan regangan dikalikan modulus elastisitas. Karena

tegangan yang terjadi, tegangan bengkok maksimum.

𝜎𝑏 = 𝜖. E

Keterangan :

𝜎𝑏 = Tegangan bengkok (kg / 𝑚𝑚2)

E = Modulus elastisitas (kg / mm2)

∈ = Regangan

(Sumber : Mekanika Teknik, Hal 30).

Regangan batang terjadi apabila batang mendapatkan suatu

gaya atau beban maka pada batang akan mengalami momen

bengkok dan akibatnya batang akan melengkung dan terjadi

perubahan serat.

Regangannya ( y ) :

14

y = 𝑝𝑒𝑟𝑡𝑎𝑚𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑝𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔

𝑝𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 𝑎𝑤𝑎𝑙

Untuk Y = 0 , pada sumbu netral maka Ơb = 0

Y = Jarak kulit terluar. Maka Ơb = b

Maka :

Mb = Ơb . Wb

Keterangan :

Mb = momen bengkok maksimum (N.mm).

Wb = momen tahanan bengkok minimum (𝑚𝑚3)

(sumber : Mekanika Teknik, Hal 31).

Dimana momen tahanan bengkok untuk penampang

lingkaran.

Wb = 𝜋

32 x 𝑑3


d. Tegangan Puntir

Poros berfungsi untuk memindahkan tenaga dan pada poros

akan terjadi puntiran. Poros pada posisi 1, dan pada posisi

lain diberikan suatu torsi, maka pada poros akan menerima

tegangan puntir (tegangan geser akibat puntiran).

Menurut hukum hooke :

Tegangan geser = modulus geser x regangan geser.

Maka dapat dirumuskan

ℸg = Gxy

e. Momen puntir (Mp).

Momen puntir adalah gaya x jarak

Mp=𝜃

𝑙 x G x y

Keterangan :

I = Panjang poros (mm)

Ip = Momen inersia polar (𝑚𝑚4)

G = Modulus geser (Mpa)


f. Momen tahanan puntir (Wp).

15

Wp = 𝜋

16 x 𝑑3


g. Tegangan puntir (𝜏𝑝)

𝜏𝑝 = 𝑀𝑝

𝑊𝑝


3. Lendutan batang atau defleksi

Dalam konstruksi kantilever maupun batang tumpuan yang

menerima beban terpusat dan beban merata, untuk menentukan

dimensinya tidak cukup diperiksa terhadap kekuatan saja,

melainkan diperiksa lendutan maksimum yang diijinkan.

Untuk batang poros yang berputar diberikan juga putaran kritis,

besar lendutan dipengaruhi oleh beban penampang konstruksi

dan jenis beban.

2.9. Pasak

Pasak adalah suatu dari mesin yang dipakai untuk menetapkan bagian-

bagian mesin seperti roda gigi, sprocket, pulli, kopling.dll pada poros.

Momen diteruskan dari poros ke naf atau dari naf keporos.

2.9.1. Macam-macam pasak

Dalam pembahasan ini hanya akan diuraikan tentang pasak

saja. Pasak pada umumnya dapat digolongkan atas beberapa

macam sebagai berikut.

Menurut letaknya pada poros dapat dibedakan antara pasak

pelana, pasak rata, pasak benam, dan pasak singgung.Yang

umumnya berpenampang segi empat.Dalam arah memanjang dapat

berbentuk prismatis atau berbentuk tirus.Pasak benam prismatis

ada khusus dipakai sebagai pasak luncur.Disamping macam diatas

ada pula pasak temberang dan pasak jarum.

16

Yang paling umum dipakai adalah pasak benam, yang dapat

meneruskan momen yang besar.Untuk momen dengan tumbukan,

dapat dipakai pasak singgung.

Gambar 2.6 Macam-macam pasak

(Sumber : Sularso, Ir. Suga, 1991, Dasar Perencanaan dan

Pemilihan Elemen Mesin. Hal 24).

2.9.2. Hal-hal penting dalam perencanaan pasak

Sebagai contoh ambilah suatu poros yang dibebani dengan

puntiran murni atau gabungan antara puntiran dan lenturan, dimana

diameter poros dan pasak alurnya akan ditentukan.

Jika momen rencana dari poros adalah T (kg mm), dan

diameter poros 𝑑𝑠 (mm), maka gaya tangensial F (kg) pada

permukaan poros adalah.

F = 𝑇

(𝑑𝑠

2)

Keterangan :

F = Gaya tangensial (kg).

T = Momen rencana (kg.mm).

ds = Diameter poros (mm)



17

Menurut lambing pasak yang diperhatikan dalam gambar, gaya

geser bekerja pada penampang mendatar b x 1 (𝑚𝑚2) oleh gaya F

(kg). Dengan demikian tegangan geser 𝜏𝑘 (kg/𝑚𝑚2) yang

ditimbulkan adalah:

𝜏k = Tegangan gesar (kg/𝑚𝑚2).

F = Gaya tangensial (kg).

b1 = Gaya geser bekerja pada penampang mendatar ( 𝑚𝑚2).



Gaya keliling F (kg) yang sama seperti tersebut diatas dikenakan

pada luas permukaan samping pasak. kedalaman alur pasak pada

poros dinyatakan dengan 𝑡1, dan kedalaman alur pasak pada naf

dengan 𝑡3. Abaikan pengurangan luas permukaan oleh pembulatan

sudut pasak. Dalam hal ini tekanan permukaan p(kg/𝑚𝑚2) adalah :

p = 𝐹

𝑙𝑥 (𝑡1 𝑎𝑡𝑎𝑢.𝑡2)



Dari harga tekanan permukaan yang diijinkan Pa (kg), panjang

pasak yang diperlukan dapat dihitung dari :

Pa ≥ 𝐹

𝑙𝑥 (𝑡1 𝑎𝑡𝑎𝑢.𝑡2)



Harga Pa adalah sebesar 8 (kg/mm2) untuk diameter kecil, 10

(kg/mm2) untuk poros dengan diameter besar, dan setengah dari

harga-harga diatas poros perputaran tinggi.

18

2.10. Bantalan

2.10.1. Pengertian Bantalan

Bantalan adalah elemen yang menumpu poros

berbeban.Sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat

berlangusung secara halus, aman dan panjang umur.Bantalan harus

kokoh untuk memungkinkan poros serta elemin mesin lainya bekerja

dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi

seluruh system akan menurun.

2.10.2. Klasifikasi Bantalan

Bantalan dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

1. Atas dasar gerakanbantalan terhadap poros.

a. Bantalan gelinding, pada bantalan ini terjadi gesekan

gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam

melalui elemin seperti bola (peluru, rol atau rol jarum, dan rol

bulat ).

b. Bantalan luncur, pada bantalan ini terjadi gesekan luncur

antara poros dengan bantalan karena permukaan poros

ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantaraan

pelumas.

2. Atas dasar arah beban terhadap poros.

a. Bantalan radial, arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah

tegak lurus sumbu poros.

b. Bantalan aksial, arah beban bantalan ini sejajar dengan

sumbu poros.

2.10.3. Batas-Batas penggunaan

1. Bantalan gelinding

Bantalan gelinding pada umumnya cocok untuk beban kecil

dan tergantung pada bentuk elemen gelindingnya. Putaran pada

19

bantalan ini dibatasi oleh gaya sentrifugal yang timbul pada

elemin gelinding tersebut.

2. Bantalan Luncur

Bantalan ini sederhana kontruksinya dan dapat dibuat dan

dipasang dengan mudah.Bantalan luncur mampu menumpu

poros berputar tinggi dengan beban besar.Karena gesekannya

yang besar waktu mulai jalan, bantalan memerlukan momen

awal yang besar panas yang ditimbulkan karena gesekan

terutama pada beban yang besar sangat tinggi untuk diperlukan

pendingin yang khusus, sehingga pelumasan bantalan ini tidak

sederhana.

2.10.4. Perhitngan Umur Nominal Bantalan

Umur nominal bantalan dapat ditentukan sebagai berikut :

jikan (rpm) adalah putaran poros, C (kg) menyatakan beban nominal

dinamisspesifik dan P (kg) beban akivalen dinamis.

Maka factor kecepatan (fn) untuk bantalan bola adalah

Fn = (33,3

𝑛) 1/3

(Sumber : Sularso, Ir. Suga, 1991, Dasar Perencanaan dan Pemilihan

Elemen Mesin. Hal 136).

Keterangan :

n = Putaran poros (rpm)

1. Factor umur ( fh )

fh = fn𝑐

𝑝

keterangan :

fn = faktor kecepatan

C = Beban nominal dinamis spesifik (kg)

20

P = Beban ekivalen dinamis (kg)



2. Umur nominal (Lh) untuk bantalan bola :

Lh = 500 ∫3

ℎ



2.11. Sabuk-V Dan Puli

2.11.1 Definisi Sabuk – V

Sabuk-V terbuat dari karet yang mempunyai penampang

trapezium.Tenonan tetoron atau semacam dipergunakan sebagai inti

sabuk untuk membawa tarikan yang besar. Sabuk-V dibelitkan pada

sekeliling alur puli yang berbentuk V pula. Bagian sabuk yang sedang

membelit pada puli ini mengalami lengkungan sehingga lebar bagian

dalamnya akan bertambah karena pengaruh bentuk biji, yang akan

menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relative

rendah. Hal ini merupakan salah satu keunggulan sabuk-V dibanding

dengan sabuk rata.

2.11.2. Macam – Macam Sabuk – V

Sabuk pengerak dibedakan menjadi dua macam yaitu sabuk

penggerak datar dan sabuk penggerak-V.

a. Sabuk penggerak datar

b. Sabuk penggerak konvensional

Sabuk penggerak konvensioal yaitu sabuk pengerak datar tanpa

gigi-gigi celah dan variasi lain.

c. Sabuk penggerak berurat

Sabuk penggerak ini pada dasarnya merupakan sabuk penggerak

datar yang dibentuk atau dibuat berurat-urat pada sisi bawahnya

untuk menambah keuntungan. Bagian san=buk penggerak yang

datar membantu memindahkan daya dan urat-uratnya melengkapi

21

tarikan tersebut didalam alur. Kemampuan sabuk penggerak ini

tergantung dari tebal sabuknya dan tergantung gesekan antara

alur dan uratnya.

d. Sabuk penggerak positif

Variasi yang lain sabuk penggerak datar adalah sabuk penggerak

positif, biasanya disebut dengan “Timing Belt”. Pada dasarnya

sabuk penggerak datar yang pada bagian bawahnya dibuat

berurat-urat melintang dan berfungsi seperti pada roda gigi

ataupun rantai-rantai penggerak.

e. Sabuk Penggerak-V (sabuk-V)

Sabuk penggerak-V dapat ditentukan dalam bermacam-macam

ukuran standard dan tipe untuk memindahkan gaya dari

bermacam-macam HP. Biasanya sabuk penggerak ini paling baik

pada kecepatan putaran antara 1500 sampai 1600 rpm.

Untuk sabuk penggerak yang paling edial 4500 rpm.

Keuntungan menggunakan sabuk penggerak-V yaiu :

1. Rasio kecepatannya besar.

2. Pemakaian lebih tahan lama.

3. Mudah memasang dan melepasnya.

4. Tidak berisik.

5. Dilengkapi dengan penyerap hentakan antara poros

penggerak dengan poros yang digerakkan.

Gambar 2.7 Type sabuk menurut RMA

(Sumber : Sularso, Ir. Saga, 1991, Dasar Perencanaan dan

Pemilihan Elemen Mesin. Hal 164)

22

Gambar 2.8 Diagram pemilihan sabuk-V.

(Sumber sularso,Ir. Saga, 1991, Dasar Perancangan dan


2.11.3. Perancangan Sabuk-V

Untuk merencanakan puli dan sabuk-V dengan hasil yang

lebuh baik maka terlebih dahulu kita harus mengetahui : Daya yang

akan diteruskan melalui sabuk-V dan puli yang akan digunakan

tersebut P (KW), putaran poros awal n1 (rpm), diameter poros yang

akan (mm), putaran bagian yang akan dikehendaki (rpm), dan

penggunaan mesin perhari (jam).

Gambar 2.9 Panjang Keliling Sabuk

(Sumber : Sularso, Ir. Suga, 1991. Dasar Perancangan dan

Pemeliharaan Elemin Mesin. Hal 168).

1. Sekarang kita lihat gambar diatas, dimana putaran puli

penggerak yang akan digerakkan berturut-turut n1 (rpm) dan n2

23

(rpm), dan diameter nominal masing-masing adalah dp (mm)

dan Dp (mm), serta perbandingan putaran u dinyatakan dengan

n2 / n1 atau dp / Dp. Karena biasanya sabuk-V digunakan untuk

menurunkan putaran, maka perbandingan putaran yang bias

dipakai ialah perbandigan reduksi.

i ( i ≥ 1 ), dimana

𝑛1

𝑛2 = i = 𝐷𝑝

𝑑𝑝= 1

𝑢 ; u = 1

𝑖



Kecepatan linier sabuk-V (m/s) adalah :

V = 𝑑𝑝𝑛1

60 𝑥 1000

Keterangan :

v = Kecepatan linier sabuk (m/s)

dp = Diameter nominal (mm)

n1= Putaran puli (rpm)



2. Faktor Koreksi

Tabel 2.1 Faktor koreksi K&0

Mesin yang

digerakkan Penggerak

Momen punter puncak

200%

Momen puntie puncak >200%

Motor arus bolak-balik

(momen normal, sangkar

bajing, singkron), motor

searah (lilitan shunt).

Motor arus bolak-balik

(momen tinggi, fase tunggal,

lilitan sari), motor arus searah

(lilitan kompon, lilitan seri),

mesin torak, kopling tak tetap.

24

Jumlah jam kerja tiap

hari Jumlah jam kerja tiap hari

3-5

jam

8-10

jam

16-24

jam

3-5

jam

8-10

jam

16-24 jam

Var

iasi

beb

an sa

ngat

kec

il Pengduk zat

cair, kipas

angin, blowr

(sampai 7,5

kw) pompa

sentrifugal,

konveyor

tugas ringan

1,0 1,1 1,2 1,2 1,3 1,4 V

aria

si b

eban

kec

il

Konveyor

sabuk (pasir,

batu bara).

Pengaduk

kipas angin

(lebih dari

7,5 kw)

mesin, torak

peluncur,

mesin

perkakas,

mesin

pencetakan

1,2 1,3 1,4 1,4 1,5 1,6

25

Var

iasi

beb

an se

dang

Konveyor

(ember,

sekrup),

pompa, torak,

kompresor

gilingan, palu

pengocok,

roots-blower,

mesin tekstil,

mesin kayu

1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8

Var

iasi

beb

an b

esar

Penghancur

gilingan bola

atau batang,

pengangkat,

mesin pabrik

karet (rol,

kalender)

1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0


Elemen Mesin. Hal 165)

3. Pilihan penampang sabuk

Dalam pemilihan sabuk ini kita akan dimudahkan dengan

melihat table berikut :

Table 2.2 Daerah beban untuk tegangan sabuk yang sesuai.

Penampang A B C D E

Beban

Manimum

0,68 1,58 2,93 5,77 9,60

Beban

Maksimum

1,02 2,38 4,75 8,61 14,30

26



4. Diameter minimum puli dmin (mm)

Tabel 2.3 Diameter minimum puli yang diizinkan (mm)

Penampang A B C D E

Diameter

min. yang

diizinkan

65 115 175 300 450

Diameter

min. yang

dianjurkan

95 145 225 350 550

Tipe sabuk sempit 3V 5V 8V

Diameter minimum

yang diizinkan

67 185 315

Diameter minimum

yang sianjurkan

100 224 360



5. Kecepatan sabuk-V (m/s)

V = 𝜋𝑥𝑑𝑝𝑥𝑛𝑝𝑥𝑛11

60 𝑥 1000

Keterangan :

v = kecepatan (m/s)

dp= diameter lingkaran jarak bagi (mm)

n1 = potaran motor penggerak (rpm)

27



6. Kecepatan maksimum yang diizinkan

Dalam perancangan puli ini, kecepatan maksimum yang diizinkan

untuk penampang sabuk-V type B yang lebih kecil dari (,) 30

(m/s), dan untuk penampang sabuk-V 3V kecepatan maksimum

yang diizinkan adalah lebih kecil dari (<) 35 (35 (m/s).

7. Pemilihan sabuk-v dengan menentukan kapasitas daya yang

ditransmisikan dari satu sabuk P0 (KW).

Untuk menyederhanakan perhitungan, maka kita dapat melihat

table yang menunjukkan daftar kapasitas dari daya yang

ditransmisikan untuk sabuk bila menggunakan puli dengan

diameter minimum Yang diizinkan. (Sumber : Sularso, Ir. Suga,

1991. Dasar Perancangan dan Pemeliharaan Elemin Mesin. Hal

172).

Sabuk-V sempit lakan menjadi lurus pada kedua sisinya bila

dipasang pada alur puli seperti pada gambar dibawah ini. Dengan

demikian akan terjadi kontak yang merata dengan puli sehingga keausan

pada sisinya dapat dihindari.

Gambar 2.10 Persinggungan antara sisi sabuk dan alur pulley

28

Gambar 2.11 Ukuran penampang sabuk-V sempit



Kapasitas transmisi daya P0 (kW) untuk satu sabuk dapat dihitung

P0 = 𝐹𝑒𝑥𝑣

102

Keterangan :

P0 = Besarnya daya yang ditransmisikan (kW)

Fe = Gaya tarik yang diizinkan (kg)

V = kecepatan 11 mer sabuk (m/s)



8. Perhitungan panjang keliling L (mm).

Jika sumbu poros dan panjang keliling sabuk berturut-turut adalah

C (mm) dan L (mm).

Maka untuk mencari harga L yaitu :

L = 2c +𝜋

2( dp + Dp ) +

1

4𝑐 ( Dp – dp )2



9. Menentukan nomor nominal sabuk-V

Dalam menentukan nomor nominal sabuk kita dapat

melihat table berikut :

Tabel 2.4 Daerah penyetelan jarak sumbu poros.

29

Nomor

nominal

sabuk

Panjang

keliling

sabuk

Kesebelah dalam dari letak

standar ACt.

Ke sebelah luar dari

letak standar AC1

(umum) A B C D E

11-38 280-970 20 25 25

38-60

60-90

90-120

120-158

970-1500

1500-2200

2200-3000

3000-4000

20

20

25

25

25

35

35

35

40

40

40

40

50

40

50

65

75



10. Jarak sumbu poros C (mm)

Dalam perdagangan terdapat bermacam-macam ukuran sabuk.

Namun, mendapatkan sabuk yang panjangnya sama dengan hasil

perhitungan umurnya sukar.

Jarak sumbu poros C dapat dinyatakan sebagai.

C = 𝑏+√𝑏2−8 ( 𝐷𝑝−𝑑𝑝)2

8

Keterangan :

C = Jarak sumbu poros (mm), maka

b = 2L – 3.14 (Dp – dp)



11. Sudut kontak ϴ ( 0)dan factor koreksiK0

Persamaan untuk sudut kontak ϴ = 1800 dapat dicari menggunakan

rumus sebagai berikut:

ϴ = 180 – 57 (𝐷𝑝−𝑑𝑝)

𝑐

30



12. Daerah penyetelan jarak poros A C, (mm), A C, (n-m-i)

Untuk menetukan daerah penyetelan jarak poros dengan melihat

tabel daerah penyetelan jarak sumbu poros.

2.12. Rangka Mesin

Baja profil dapat di pakai untuk membuat kontruksi rangka dan

tabung biasanya dalam bentuk profil, U, L persegi dan bundar ( pipa )

digunakan untuk kontruksi penumpu atau dikeling atau dilas. Baja profil

termasuk klarifikasi baja karbon rendah dengan antara besi (Fe) dan

karbon (C) sebesar 0,1% - 0,3% sehingga mempunyai sifat mudah dapat

ditempa dan liat.

2.13. Chassing

Chasing merupakan bagian dari mesin yang berfungsi sebagai

pelindung komponen-komponen dari mesin itu sendiri. Selain itu chasing

biasanya digunakan sebagai sarana pe;indung bagi pengguna mesin dari

bahaya kecelakaan kerja dari bagian-bagian mesin yang berbahaya.

Chasing sering terbuat dari baja yang memiliki ketebalan yang tipis atau

sering disebut dengan plat baja. Plat baja terbagi menjadi tiga kategori,

plat tebal (>4,75mm), plat sedang (3-4,75mm) dan plat tipis (<3mm). Plat

baja dapat digunakan sebagai bahan pembuatan chasing dan lain-lain

dengan pemilihan didasarkan pada permukaan dan ketebalan plat.

bab ii tinjauan pustaka -...

Documents