bab iv pembahasan dan hasil penelitian - upnvj
TRANSCRIPT
17
BAB IV
PEMBAHASAN DAN HASIL PENELITIAN
4.1 Pemilihan Bahan Rangka
Rangka merupakan suatu komponen yang sangat vital pada mesin pencacah plastik, hal
ini dikarenakan rangka merupakan penopang semua komponen yang ada.
Gambar 4.1 Profil Bahan Rangka Tipe L
Berdasarkan pernyataan tersebut maka bahan dasar rangka menggunakan bahan
mild steel profil L dengan ukursn 40 x 40 x 3 mm. Untuk mengetahui tegangan tarik dari
rangka tersebut dapat dilakukan uji kekerasan, sistem uji Universal Hardness Tester
Indentor yang digunakan adalah bola baja dengan diameter 5 mm dan beban penekanan
pada alat uji yaitu 250 kg (2452 N).
Tabel 4.1 Harga hasil uji kekerasan brinell pada bahan profil siku
No
Bahan Diameter
indentasi
(mm)
Harga
kekerasan
brinell
(kg/mm2)
Rata-rata
(kg/mm2)
1 Profil siku 1,5 138,466
139,61 2 Profil siku 1,4 159,236
3 Profil siku 1,6 121,132
UPN "VETERAN" JAKARTA
18
Dari rata-rata harga kekerasan brinell tersebut untuk memperoleh jenis bahan
rangka tersebut dapat menggunakan rumus berikut ini sehingga didapatkan kekuatan tarik
dari bahan ranka tersebut, (calister, 1997).
Maka kekuatan tarik darii bahan rangka adalah:
⁄
⁄
Dari hasil uji bahan rangka diatas, maka dapat diketahui bahwa menurut tabel
DIN17100 bahan rangka tersebut tergolong dalam ST 42 dengan kekuatan tarik sebesar
48,16 kg/mm2.
4.2 Perencanaan kecepatan Putaran Mesin
Direncanakan untuk mencetak 1 Kg plastik diasumsikan memerlukan sekitar 300
kali putaran dan direncanakan hanya menggunakan single screw extruder, target
kapasitas sebanyak 100 Kg/jam maka untuk menghitung kecepatan putaran mesin yang
dibutuhkan adalah:
Jadi kecepatan putaran mesin yang dibutuhkan adalah 500 rpm.
4.3 Perencanaan Daya Penggerak
Untuk menghitung daya penggerak yang dibutuhkan maka langkah petama yaitu
menghitung gaya yang bekerja pada mesin pencacah plastik dan torsi yang bekerja pada
mesin pencacah plastik.
Menghitung gaya yang bekerja :
UPN "VETERAN" JAKARTA
19
Menghitung torsi yang bekerja :
Menghitung daya penggerak yang dibutuhkan :
Jadi, daya penggerak yang dibutuhkan adalah 1,846 Kw atau 2 HP.
4.4 Perhitungan Daya Rencana Motor
Sebelum perhitungan daya rencana dilakukan maka data yang diperlukan
sebagai berikut:
P = 1,537 Kw/2 HP
n= 1200 RPM
Daya yang akan ditransmisikan
Daya rata-rata yang diperlukan
Daya maksimum yang diperoleh
Daya normal
1,2-2,0
0,8-1,2
1,0-1,5
Tabel 4.4 Faktor koreksi Daya
Daya input yang diasumsikan untuk daya motor sebesar 1,846 Kw dan
faktor koreksi yang diambil adalah 1,0. Adapun persamaan untuk mencari daya
rencana motor.
Diketahui :
=
1,846 Kw
Jadi, daya rencana motor yang digunakan sebesar 1,846 Kw atau 2 HP.
UPN "VETERAN" JAKARTA
20
4.4.1 Perhitungan Momen Puntir Rencana
Data yang diperoleh untuk daya rencana motor sebesar 1,846 Kw dan
kecepatan putar motor 1200 rpm. Adapun persamaan untuk mencari momen
puntir rencana.
Diketahui :
Jadi, momen puntir yang digunakan sebesar 1498 Kg,mm.
4.5 Perhitungan Poros
Data yang diproleh untuk perencaan poros menggunakan bahan baja
karbon tipe
S45C-D dengan kekuatan tarik sebesar 53 ⁄ Faktor keamaan 1 adalah
6,0 faktor keamanan 2 ada 2,5. Adapun faktor koreksi momen puntir adalah 3,5
dan faktor lenturan 3,0.
Keterangan :
⁄
4.5.1 Perhitungan Tegangan Geser Poros Yang di Izinkan
Data yang diperoleh untuk kekuatan tarik sebesar 53 ⁄ , faktor
keamanan 1 adalah 6,0 faktor keamanan 2 adalah 2,5. Adapun persamaan untuk
mencari tegangan geser poros yang diizinkan.
Diketahui:
( )
( )
2
Jadi, tegangan geser poros yang diizinkan sebesar 3,5 Kg/mm2.
UPN "VETERAN" JAKARTA
21
4.5.2 Perhitungan Diameter Poros
Data yang diperoleh untuk tegangan geser poros yang diizinkan sebesar 4
Kg/mm2, momen puntir rencana sebesar 1453,2 Kg.mm, faktor koreksi momen
puntir adalah 3,0 dan faktor lenturan adalah 2,3. Adapun persamaan untuk
mencari diameter poros.
Diketahui:
[
]
[
]
[
]
Jadi, diameter poros yang digunakan sebesar 16 mm.
4.6 Perhitungan Pasak
Data yang diperoleh untuk perencanaan pasak menggunakan bahan pasak
tipe S55C-D dengan kekuatan tarik 60 Kg/mm2 dengan faktor kemanan 1 adalah
6 dan faktor keamanan 2 adalah 3. Penampang pasak yang digunakan berukuran
4x4 dengan kedalaman alur pasak 1 sebesar 2,5 mm dan kedalaman alur pasak 2
sebesar 1,8 mm.
Keterangan:
2
Penampang pasak 4x4
UPN "VETERAN" JAKARTA
22
4.6.1 Perhitungan Gaya Tangensial Pasak
Data yang diperoleh untuk momen puntir sebesar 1498 Kg.mm dan
diameter poros sebesar 16 mm. Adapun persamaan untuk mencari gaya tangensial
pasak.
Diketahui:
⁄
⁄
UPN "VETERAN" JAKARTA
23
4.6.2 Perhitungan Tegangan Geser Pasak yang Di Izinkan
Data yang diperoleh untuk gaya tangensial sebesar 187,2 Kg dengan lebar
pasak 4 mm dan panjang pasak 8 mm. Adapun persamaan untuk mencari
tegangan geser pasak yang diizinkan.
Diketahui:
⁄
⁄
⁄
Jadi, tegangan geser yang diizinkan adalah 3,3 Kg/mm2 dan tekanan permukaan
pasak yang diizinkan adalah 8 Kg/mm2.
4.6.3 Perhitungan Panjang Pasak Dari Tegangan Geser Dan Tekanan
Permukaan Pasak
Data yang diperlukan untuk gaya tangensial pasak sebesar 187,2 Kg dan
tegangan pasak yg diizinkan adalah ⁄ dengan lebar pasak 4 mm dan
kedalaman alur pasak 2 sebesar 1,2 mm. Adapun persamaan untuk mencari
panjang pasak dari tegangan geser dan tekanan permukaan pasak.
Diketahui:
Panjang pasak dari tegangan geser yang diizinkan
⁄
⁄
⁄
UPN "VETERAN" JAKARTA
24
Panjang pasak dari tekanan permukaan:
⁄
⁄
⁄
Panjang pasak keseluruhan:
Jadi, panjang pasak yang dibutuhkan adalah 21,06 mm.
4.7 Perhitungan Sabuk V-Belt dan Pully
Dalam perencanaan sabuk v-belt dan pulley pemilihan sabuk v yang tepat
sangat diperlukan. Berdasarkan data daya rencana dan putaran poros penggerak
yang digunakan, maka sabuk v yang sesuai adalah tipe A dengan diameter
nominal pulley penggerak yang dianjurkan 95 mm.
Keterangan:
Sabuk V : tipe A
UPN "VETERAN" JAKARTA
25
4.7.1 Perhitungan Diameter Minimal Pulley yang Digerakkan
Data yang digunakan untuk diameter pulley penggerak adalah 95 mm dengan
kecepatan putaran penggerak 1200 rpm dan kecepatan putaran yang digerakkan
600 rpm. Maka untuk menghitung diameter pulley yang digerakkan adalah:
Jadi, diameter minimal pulley yang digerakkan adalah 95 mm.
4.7.2 Perhitungan Kecepatan Sabuk V-Belt
Data yang diperoleh untuk diameter minimal pully penggerak sebesar 95
mm dengan putaran poros penggerak 1200 RPM. Adapun persamaan untuk
mencari kecepatan sabuk v-belt.
ν=
ν =
ν =
ν = 4,9 m/s
jadi kecepatan sabuk v-belt sebesar 4,9 m/s.
UPN "VETERAN" JAKARTA
26
4.7.3 Perhitungan panjang keliling sabuk V-Belt
Data yang diperlukan untuk diameter minimal pully penggerak sebesar 95
mm dan diameter minimal pully yang digerakkan sebesar 190 mm. Adapun
persamaan untuk mencari panjang keliling sabuk v-belt.
Diketahui :
L =
( )
( )
L =
( )
( )
L = ( )
( )
L = 600 + 447,45 +
L = 1047,45 + 7,52
L = 1054,97 mm
Jadi, panjang keliling sabuk v-belt sebesar 1054,97 mm dan nomer nominal sabuk
v adalah 36, panjang keliling standar sabuk v-belt sebesar 914 mm.
UPN "VETERAN" JAKARTA
27
4.7.4 Perhitungan Jarak Sumbu Poros
Data yang digunakan panjang keliling sabuk adalah 914 mm dengan
diameter pulley penggerak 95 mm dan diameter pulley yang digerakkan 190 mm.
Maka untuk menghitung jarak sumbu poros adalah:
b – ( )
b = ( )
b = ( )
b =
b = 933,1 mm
C = √ ( )
C = √ ( )
C = √ ( )
C = √ ( )
C = √
C = √
C =
C =
C =
Jadi, jarak sumbu poros sebesar 235,1 mm.
UPN "VETERAN" JAKARTA
28
4.8 Perencanaan Bantalan
Dalam perencanaan bantalan menggunakan bahan perunggu dengan
tekanan maksimum yang diijinkan adalah 0,7-2,0 Kg/mm2 dan mesin pompa dan
kompresor torak dengan tekanan maksimum yang diijinkan adalah 0,2 Kg/mm2
dengan tekanan kecepatan maksimum yang diijinkan adalah 0,2-0,3 Kg/mm2 m/s.
Keterangan:
Bahan perunggu
⁄
Mesin pompa dan kompresor torak
⁄
⁄
4.8.1 Perhitungan Perbandingan Lebar/Diameter Standar Bantalan
Data yang diperoleh untuk tegangan geser poros sebesar 3,5 kg/mm2 dan
tekanan maksimum dari mesin pompa dan kompresor torak sebesar 0,2 kg/mm2.
Adapun persamaan untuk mencari perbandingan lebar diameter bantalan.
Diketahui:
√
√
√
√
Jadi perbandingan lebar/diameter bantalan sebesar 1,8 kg/mm2
4.8.2 Perhitungan Panjang Bantalan
Data yang diperlukan untuk beban bantalan 70 kg dengan diameter poros
16 mm. Adapun persamaan untuk mencari panjang bantalan.
Diketahui:
Jadi, panjang bantalan sebesar 32 mm.
UPN "VETERAN" JAKARTA
29
4.8.3 Perhitungan Tekanan Permukaan Bantalan
Data yang diperlukan untuk beban bantalan 70 kg dengan diameter 16 mm
dan panjang bantalan 32 mm. Adapun persamaan untuk mencari tekanan
permukaan bantalan.
Diketahui:
Jadi, tekanan permukaan bantalan sebesar 0,13 kg/mm2
4.8.4 Perhitungan Kecepatan Poros
Data yang diperlukan untuk diameter poros sebesar 16 mm dan kecepatan
putar motor 1200 RPM. Adapun persamaan untuk mencari kecepatan keliling
poros.
Diketahui:
4.8.5 Perhitungan Harga Tekanan kecepacatan Bantalan
Data yang diperlukan untuk tekanan permukaan bantalan sebesar 0,13
kg/mm2 dan kecepatan keliling poros sebesar 1 m/s. Adapun persamaan untuk
mencari harga tekanan kecepatan bantalan.
Diketahui:
⁄ ⁄
⁄
UPN "VETERAN" JAKARTA
30
4.9 Mekanisme Kerja mesin Pencacah
Saat plastik dimasukkan ke dalam hoper , maka poros yang digerakkan
oleh pully akan menarik plastik sehingga plastik akan masuk kedalam mesin
pencacah, disaat itu masuk maka pisau yang berputar cepat akan memotong
plastik-plastik sehingga plastik akan terpotong potong menjadi bagian yang kecil-
kecil.
Untuk memasukkan plastik kedalam hoper hanya didorong oleh tangan,
sehingga saat plastik-plastik ini akan langsung terpotong.
plastik yang dimasukkan kedalam mesin pencacah ini akan dicacah
menggunakan banyak pisau yang digerakan oleh pully yang dibantu dengan v belt
dan diputar oleh motong dengan kpasitas 2 hp. Sehingga plastik terpotong
menjadi bagian yang kecil-kecil dan bisa diolah kembali menjadi hasil yang lebih
bermanfaat.
Gambar 4.9 Mesin pencacah plastik
Spesifikasi mesin pencacah plastik 70 kg/jam :
1. Dimensi : 90 cm x 40 cm x 65 cm.
2. ada 6 buah 2 buah pisau diam dan 4 buah pisau gerak.
3. Ketebalan pisau 20 mm.
4. 2 buah pully
5. Ketebalan Rangka 12 mm.
UPN "VETERAN" JAKARTA
31
19.59 cm
88.50 cm
64.65 cm
25.92 cm
50 cm
40 cm
UPN "VETERAN" JAKARTA