karakteristik transmisi otomatis sabuk-puli …

i

KARAKTERISTIK TRANSMISI OTOMATIS SABUK-PULI

DENGAN VARIASI BEBAN

TUGAS AKHIR

Untuk memenuhi sebagai persyaratan

mencapai derajat Sarjana Teknik

di Teknik Mesin

Oleh:

FX DAMAR PRISTADI 045214045

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2011

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

CHARACTERISTIC of AUTOMATIC TRANSMISSION of THE BELT-PULLEY

WITH LOAD VARIATION

FINAL PROJECT

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements

To Obtain the Sarjana Teknik Degree

In Mechanical of Engineering

By:

FX DAMAR PRISTADI 045214045

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAMME

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2011


iii


iv


v


vi


vii

INTISARI

Saat ini hampir semua negara mulai mengembangkan energi terbarukan, salah

satunya adalah energi angin. Kincir angin merupakan alat untuk mengubah energi kinetik

dari angin menjadi energi listrik melalui suatu unit transmisi yang dikopel dengan

generator, menggunakan prinsip konversi energi. Unit transmisi yang digunakan adalah

transmisi jenis sabuk-puli yang dalam perubahan ratio transmisinya dapat berubah secara

otomatis sesuai beban yang diinginkan. Hal ini bertujuan agar perubahan ratio dapat

sesuai dengan beban yang digunakan.

Pembuatan transmisi ini dengan bahan puli yang terbuat dari aluminium. Dalam

pengujiannya menggunakan variasi tanpa beban, 8 watt, 16 watt, 32 watt, 40 watt, 48

watt, 56 watt. Pengujian transmisi dilakukan dengan cara memasang transmisi pada

motor listrik yang kecepatan putarannya dapat diatur oleh inverter dan kemudian

dihubungkan pada kegenerator yang telah dihubungkan dengan beban yang berupa

lampu, dengan variasi pembebanan 0-56 watt yang ditambahkan secara bertahap dengan

kelipatan 8 watt.

Hasil dari penelitian transmisi didapatkan efisiensi tertinggi adalah 7,138 %

didapatkan pada variasi putaran pertama dengan putaran input sebesar 529,625 rpm.


viii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karunia-

Nya, sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Tugas Akhir ini adalah sebagai

persyaratan untuk mencapai derajat sarjana S-1 program studi Teknik Mesin, Fakultas

Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini karena adanya bantuan, dukungan

dan kerjasama dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini perkenankan penulis

mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T., Dekan Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Sanata Dharma.

2. Bapak Budi Sugiharto, S.T., M.T., Ketua Program Studi Teknik Mesin


3. Bapak Wibowo Kusbandono, S.T., M.T., Dosen Pembimbing Akademik


4. Bapak Ir. YB. Lukiyanto, M.T., Dosen Pembimbing Tugas Akhir Universitas

Sanata Dharma.

5. Segenap Dosen di Jurusan Teknik Mesin, yang telah membimbing penulis selama

perkuliahan di Universitas Sanata Dharma.

6. Kepala Laboratorium dan Laboran Jurusan Teknik Mesin Universitas Sanata

Dharma.

7. Semua rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin, angkatan 2004 khususnya.


ix

8. Serta semua pihak yang telah membantu atas terselesainya Tugas Akhir ini yang

tidak mungkin disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari dalam pembahasan masalah ini masih jauh dari sempurna,

maka penulis terbuka untuk menerima kritik dan saran yang membangun.

Semoga naskah ini berguna bagi mahasiswa Teknik Mesin dan pembaca lainnya.

Jika ada kesalahan dalam penulisan naskah ini penulis minta maaf yang sebesar-besarnya,

terima kasih.

Yogyakarta, 24 Januari 2011

Penulis


x

DAFTAR ISI

Halaman Judul ............................................................................................... (i)

Title Page ........................................................................................................... (ii)

Persetujuan ........................................................................................................... (iii)

Pengesahan ........................................................................................................... (iv)

Pernyataan .............................................................................. ......................(v)

Persetujuan .................................................................................................. (vi)

Intisari ........................................................................................................... (vii)

Kata Pengantar ............................................................................................... (viii)

Daftar Isi ........................................................................................................... (x)

Daftar Gambar ............................................................................................... (xiv)

Daftar Tabel ........................................................................................................... (xvi)

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................... (1)

1.1. Latar Belakang Masalah ........................................................... (1)

1.2. Rumusan Masalah ....................................................................... (2)

1.3. Tujuan Penelitian ....................................................................... (2)

1.4. Batasan Masalah ....................................................................... (2)

1.5. Manfaat Perancangan ....................................................................... (2)

BAB II DASAR TEORI ....................................................................... (4)

2.1. Landasan Teori ....................................................................... (4)

2.1.1. Keuntungan Transmisi Rantai ........................................................... (5)


xi

2.1.2. Kerugian Transmisi Rantai ........................................................... (5)

2.1.3. Keuntungan Sistem Transmisi Sabuk-Puli ................................... (6)

2.1.4. Kerugian Sistem Transmisi Sabuk-Puli ................................... (6)

2.2. Jenis Sabuk dan Material Sabuk ............................................... (7)

2.2.1. Sabuk Rata ................................................................................... (7)

2.2.1.1. Sabuk Rata dari Kulit ........................................................... (7)

2.2.1.2. Sabuk Rata dari Rajutan dan Tekstil ................................... (9)

2.2.1.3. Sabuk Plastik dan Sabuk Berlapis Majemuk ....................... (10)

2.2.2. Sabuk-V ................................................................................... (11)

2.2.2.1. Sabuk-V Standart ....................................................................... (12)

2.2.2.2. Sabuk-V Sempit ....................................................................... (12)

2.2.2.3. Sabuk-V Gigi ....................................................................... (13)

2.3. Tinjauan Pustaka ....................................................................... (14)

2.4. Perancangan Transmisi Sabuk-V ............................................... (15)

2.4.1. Transmisi Sabuk-V ....................................................................... (15)

2.4.2. Poros ............................................................................................... (18)

2.4.3. Bandul ............................................................................................... (24)

2.4.4. Pegas ............................................................................................... (24)

2.5. Daya Listrik ................................................................................... (26)

2.5.1. Daya Listrik DC ....................................................................... (26)

2.5.2. Daya Listrik AC ....................................................................... (27)


xii

BAB III METODE PENELITIAN ........................................................... (28)

3.1. Diagram Alir Penelitian ........................................................... (28)

3.2. Transmisi Sabuk-Puli ....................................................................... (29)

3.3. Peralatan Pengujian ....................................................................... (35)

3.4. Variabel yang Divariasikan ........................................................... (37)

3.5. Variabel yang Diukur ....................................................................... (38)

3.6. Diagram Alir Langkah Pengujian ............................................... (38)

3.7. Langkah-langkah Pengujian ........................................................... (39)

3.8. Data Hasil Pengujian ....................................................................... (40)

BAB IV PERHITUNGAN DATA ........................................................... (43)

4.1. Pengolahan dan Perhitungan Data ............................................... (43)

4.1.1. Perhitungan Daya Input Transmisi Sabuk-puli ....................... (43)

4.1.2. Perhitungan Kekuatan Bahan dalam Perancangan

Transmisi Sabuk-Puli ....................................................................... (44)

4.1.3. Perhitungan Faktor-Faktor yang Terdapat dalam

Transmisi Sabuk-Puli ....................................................................... (45)

4.1.4. Grafik Hasil Perhitungan ........................................................... (47)

4.2. Pembahasan ................................................................................... (51)

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................... (53)

5.1. Kesimpulan ................................................................................... (53)

5.2. Saran ............................................................................................... (53)


xiii

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... (55)

LAMPIRAN


xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Rangkaian Transmisi Sabuk-Puli ............................................... (4)

Gambar 2.2 Ukuran Penampang Sabuk-V ........................................................... (11)

Gambar 2.3 Diagram Pemilihan Sabuk-V ........................................................... (12)

Gambar 2.4 Perhitungan Sabuk-V ....................................................................... (17)

Gambar 2.5 Rangkaian Bandul ....................................................................... (24)

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ....................................................................... (28)

Gambar 3.2 Rangkaian Transmisi Sabuk-Puli ............................................... (29)

Gambar 3.3 Setengah Puli untuk Transmisi Sabuk-V ................................... (30)

Gambar 3.4 Generator ............................................................................................... (31)

Gambar 3.5 Rangkaian Bandul ....................................................................... (32)

Gambar 3.6 Sabuk-V Standart ....................................................................... (32)

Gambar 3.7 Rangkaian Poros Penggerak (kiri),

Rangkaian Poros Digerakkan (kanan) ............................................... (33)

Gambar 3.8 Pegas Tekan ................................................................................... (33)

Gambar 3.9 Bantalan ............................................................................................... (34)

Gambar 3.10 Rangkaian Listrik dan Multimeter Digital ................................... (35)

Gambar 3.11 Pengambilan Data Kecepatan (rpm) dengan Tachometer ........... (35)

Gambar 3.12 Pengambilan Data Arus Listrik dengan Multimeter ....................... (36)

Gambar 3.13 Inventer Dilihat dari Depan dan Belakang ................................. (36)

Gambar 3.14 Diagram Alir Pengujian dan Pengambilan Data ....................... (38)

Gambar 3.15 Diagram Alir Rangkaian Transmisi dengan Alat Ukur ........... (39)


xv

Gambar 4.1 Grafik Hubungan Kecepatan Putaran Input dan Ratio Transmisi ........ (47)

Gambar 4.2 Grafik Hubungan Ratio dan Slip pada Transmisi ....................... (48)

Gambar 4.3 Grafik Hubungan Daya Motor Listrik dan Slip Yang Terjadi Pada

Transmisi ............................................................................................... (49)

Gambar 4.4 Grafik Hubungan Daya Motor Listrik dan Daya Output pada Poros

Digerakkan ................................................................................... (50)

Gambar 4.5 Grafik Hubungan Putaran Motor Listrik dan Efisiensi Transmisi ........ (51)


xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Pengerjaan dari kulit untuk sabuk ........................................................... (7)

Tabel 2.2 Penggunaan lapisan dalam sabuk ........................................................... (8)

Tabel 2.3 Pengerjaan lain dari kulit untuk sabuk ............................................... (8)

Tabel 2.4 Pemilihan Rasio (i) ................................................................................... (15)

Tabel 4.1. Data pada Tanggal 24 Agustus 2010, dengan Tanpa Beban ........... (40)

Tabel 4.2. Data pada Tanggal 24 Agustus 2010, dengan Beban 8 Watt ........... (40)







Tabel 4.9. Data Hasil Perhitungan Menggunakan Program Microsoft Exel ........... (56)


BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Telah kita ketahui bahwa negara Indonesia adalah negara kepulauan yang terdiri

dari beragam suku bangsa, yaitu dari sabang sampai merouke. Dimana masyarakat

Indonesia masih banyak dari mereka yang tempat tinggalnya di daerah terpencil yang

sulit terjangkau dari energi listrik. Tidak hanya itu saja kelangkaan bahan bakar migas

juga mempengaruhi dalam penyediaan energi listrik. Padahal kita ketahui manfaat dari

energi listrik itu sangatlah banyak khususnya untuk penerangan.

Untuk itu kita sebagai generasi muda dituntut untuk dapat menciptakan inovasi-

inovasi dengan penggunaan energi terbarukan yang dapat membantu ataupun

mempermudah orang lain dalam mendapatkan energi listrik. Salah satu energi yang

dapat dimanfaatkan adalah energi angin yang memiliki sifat kecepatan berubah-ubah.

Untuk itu perlulah sebuah alat, menggunakan prinsip konversi energi dari energi

mekanik menjadi energi listrik yaitu kincir angin yang dihubungkan dengan generator

listrik. Untuk itu dalam meneruskan daya yang dihasilkan oleh poros kincir angin

diperlukan sebuah unit transmisi yang dapat secara otomatis menyesuaikan kecepatan

angin yang berubah-ubah.

Peran transmisi untuk memindahkan tenaga dari poros satu ke poros lainnya yang

membuat inovasi demi inovasi bermunculan. Transmisi dibuat untuk menaikkan atau

menurunkan putaran yang diberikan dari penggerak entah itu dari segi alam (angin,

air) atau digerakkan oleh motor listrik.


2

Dari uraian diatas maka akan dibahas tentang transmisi sabuk dan puli pada kincir

angin.

1.2. Rumusan Masalah

Penggunaan transmisi otomatis sabuk-puli pada kincir angin, belum diketahui

berapa persen nilai efisiensinya.

1.3. Tujuan Penelitian

a. Merancang, menggambar dan membuat transmisi sabuk-puli yang dapat

menghasilkan output bervariasi dengan input konstan.

b. Mengetahui unjuk kerja (daya input, daya output, ratio, slip, dan efisiensi)

transmisi otomatis sabuk-puli.

1.4. Batasan Masalah

Dalam penyelesaian tugas akhir ini membatasi masalah tentang perancangan,

pembuatan serta pengujian transmisi. Perancangan transmisi meliputi perancangan

sabuk-V, poros, bandul, pegas serta pengujian unit transmisi sabuk-puli dengan input

konstan. Saat penelitian tidak dimungkinkan pembuatan kincir dalam skala besar,

sehingga memanfaatkan motor listrik 3 phase type YY7124, daya ½ Hp. Output

bervariasi dengan beban lampu (tanpa beban, 8 Watt, 16 Watt, 32 Watt, 40 Watt, 48

Watt, 56 Watt).

1.5. Manfaat Penelitian

a. Menambah kepustakaan teknologi kincir angin dengan transmisi sabuk-puli.


3

b. Hasil-hasil penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan untuk membuat

teknologi kincir angin yang dapat diterima masyarakat sehingga dapat

meningkatkan kesejahteraan.


4

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Landasan Teori

Transmisi merupakan sistem dari suatu alat yang berfungsi untuk menggerakkan

suatu alat sehingga alat tersebut dapat bekerja.

Gambar 2.1 Rangkaian Transmisi Sabuk-Puli.

Dengan sistem transmisi sabuk dan puli, dalam memindahkan tenaga akan lebih

cepat. Di karenakan transmisi sabuk dan puli merupakan salah satu sistem pemindah

tenaga otomatis. Tenaga ditransmisikan dari poros yang satu ke poros yang lain

melalui sebuah sabuk (belt) yang melingkar/melilit pada puli yang terpasang pada

poros-poros tersebut.

Kemampuan transmisi dari sistem ini sangat ditentukan oleh karakter gesekan

antara sabuk dan permukaan puli. Oleh sebab itu, besarnya gaya tegangan dalam sabuk


5

(yang mengakibatkan terjadinya tegangan tarik) menentukan besarnya momen puntir

yang dapat ditransmisikan.

Ada beberapa macam transmisi yang digunakan pada kincir angin antara lain

transmisi rantai dan transmisi sabuk puli.

2.1.1. Keuntungan Transmisi Rantai

a. Mampu meneruskan daya besar karena kekuatannya yang besar

b. Tidak memerlukan tegangan awal

c. Keausan kecil pada bantalan

d. Mudah memasangnya

2.1.2. Kerugian Transmisi Rantai

a. Variasi kecepatan yang tak dapat dihindari karena lintasan busur pada spoket yang

mengait mata rantai

b. Suara berisik

c. Getaran karena tumbukan antara rantai dan dasar kaki gigi spoket

d. Perpanjangan rantai karena keausan pena dan bus yang diakibatkan oleh gesekan

dengan spoket

(dikutip dari Buku Sularso Kiyokatsu Suga, Elemen Mesin, Dasar Perancangan dan

Pemilihan).


6

2.1.3. Keuntungan Sistem Transmisi Sabuk-Puli

a. Pemindahan tenaga berlangsung secara elastik.

b. Suara tidak berisik

c. Dapat menerima dan meredam beban kejut

d. Jarak poros tidak tertentu

e. Jarak poros yang lebih besar dapat dicapai

f. Dipandang dari segi konstruksi dan pembuatan; mudah dan murah

g. Hanya memerlukan sedikit perawatan (tanpa pelumas)

2.1.4. Kerugian Sistem Transmisi Sabuk dan Puli

a. Slip yang terjadi mengakibatkan rasio angka putaran tidak konstan

b. Diukur dari besarnya tenaga yang ditransmisikan, sistem transmisi sabuk dan puli

ini memerlukan dimensi/ukuran yang lebih besar daripada sistem transmisi roda

gigi maupun rantai.

(dikutip dari Buku B. Sudibyo, Ing. HTL, Transmisi sabuk)

Dengan perbandingan transmisi rantai dan transmisi sabuk puli diatas, dalam

perancangan transmisi dari kincir angin akan digunakan transmisi sabuk puli. Maka

dari itu pemilihan jenis sabuk dan material sabuk sangat menentukan dalam kinerja

transmisi secara maksimal.


7

2.2. Jenis Sabuk dan Material Sabuk

Dalam merancang transmisi sabuk, material sabuk harus disesuaikan dengan

tututan kebutuhan, yaitu:

a. Faktor gesekan

b. Tegangan tarik

c. Elastisitas

d. Frequensi tekukan

e. Faktor kepekaan terhadap lingkungan kerja (kelembaban udara, pengaruh kimiawi

dan lain-lain).

Karena sifat-sifat material tidak dapat mengatasi semua jenis tuntutan kebutuhan,

maka seorang perancang haruslah dapat menentukan atau memilih material untuk

sabuk yang paling bermanfaat.

2.2.1. Sabuk Rata

2.2.1.1. Sabuk Rata Dari Kulit

Dengan material sabuk dari kulit sapi, maka faktor angka gesekan dapat diatasi.

Tabel 2.1 Pengerjaan Dari Kulit Untuk Sabuk

NO Kondisi Kerja Pengerjaan Kulit Kode

1 Normal

Temperatur tinggi (sampai 800C)

Dimasak dengan kulit bakau

L

2 Pengaruh kimiawi rendah dan

kelembaban udara tinggi

Dimasak dengan asamkrom

C


8

Tabel 2.2 Penggunaan Lapisan Dalam Sabuk

Lapisan Tebal Sabuk Lebar Sabuk

Tunggal 3………7 mm Sampai 500 mm

Ganda dan majemuk 8……..12 mm Sampai 1800 mm

Tabel 2.3 Pengerjaan Lain Dari Kulit Untuk Sabuk

Kode Pengerjaan Kulit Karakter

N

T

Direntang basah

Direntang kering

Sewaktu dioperasikan, pertambahan

panjang dari jenis N lebih kecil dari

pada jenis T

HG

G

S

Dipres berat

Dipres

Standar

Kadar lemak sampai 7 %

14 %

25 %

Dalam pemilihan jenis sabuk dari kulit, dipakai kode gabungan, misalnya HGLN.

Untuk pemilihan jenis sabuk kulit dipakai patokan Semakin tipis sebuah sabuk

dibandingkan diameter puli dan semakin tinggi kecepatannya (semakin tinggi

frekwensi tekuknya), maka sabuk yang dipilih harus dari kulit yang dipres semakin

berat dan kulit harus semakin ringan. Kriteria sabuk untuk beberapa pemakaian:

a. Sabuk kulit HG dipakai untuk semua jenis transmisi sabuk, terutama untuk

transmisi tenaga yang besar pada poros dengan jarak yang pendek.

b. Sabuk G mencukupi untuk pemakaian normal.

c. Sabuk S dipakai untuk kecepatan rendah, puli bertingkat dan operasi kasar.


9

2.2.1.2. Sabuk Rata Dari Rajutan dan Tekstil

Sabuk yang dibuat dari material organic (kapas/katun, bulu/rambut binatang,

sutera alam dll) atau dari material sintetik (sutera sintetik, nilon dll) dikenal sebagai

sabuk rajutan atau sabuk tekstil.

Dibandingkan dengan sabuk dari kulit, sabuk rajutan atau sabuk tekstil memiliki

kelebihan, yaitu: sabuk rajutan atau sabuk tekstil dapat dibuat tanpa sambungan

sehingga keberisikannya dapat dikurangi. Adapun kerugian/kekurangannya ialah

sabuk rajutan atau sabuk tekstil bersifat peka terhadap robekan pada tepi yang mudah

menjalar ke tengah lebar sabuk.

Sabuk rajutan atau sabuk tekstil yang tebal biasanya dibuat berlapis-lapis.

Lapisan-lapisan tersebut disatukan dengan cara:

a. dijahit

b. dilam dengan karet alam (Balata)

c. divulkanisir dengan karet.

Yang paling sering dipakai adalah sabuk balata. Sabuk balata yaitu beberapa

lapis rajutan katun dilem menjadi satu dengan karet alam. Kekuatan dari sabuk

tersebut 2-3 kali lipat kekuatan sabuk kulit. Jenis sabuk ini tidak cocok bila dipakai

diruangan yang panas, peka terhadap oli dan bensin, tetapi tidak peka terhadap

kelembaban udara.


10

2.2.1.3. Sabuk Plastik dan Sabuk Berlapis Majemuk

Sabuk dari plastik (nilon, perlon dll) memiliki kekuatan tarik yang tinggi dan

hampir tidak elastik. Tetapi jenis ini jarang dipakai karena faktor gesekannya kurang

baik, sehingga hanya beberapa jenis tuntutan kebutuhan saja yang dapat terpenuhi.

Yang paling sering digunakan atau dipakai adalah sabuk berlapis majemuk tanpa

sambungan. Lapisan-lapisannya terdiri dari plastik dan kulit yang dilem dengan kuat.

Menurut aturan, sabuk tersebut terdiri dari 2 atau 3 lapis yaitu:

L (T) : lapisan sentuh

K : lapisan tarik

T (L) : lapisan penutup

L : dari kulit

K : dari plastik

T : dari tekstil

Lapisan sentuh dibuat dari kiulit yang dimasak dengan asam krom, lapisan tarik

dari plastik dan lapisan penutup dari rajutan yang divulkanisir dengan karet. Selain itu,

lapisan penutup dapat dibuat dari kulit yang dimasak dengan asam krom agar dapat di

pakai pada kedua lapisan.

Sabuk ini sangat elastik, tidak kaku dan tidak peka terhadap bahan-bahan

pelumas maupun kelembaban udara. Faktor slipnya kecil (2%) dan umur pakainya

panjang. Karakter transmisi sabuk ini cukup presisi, dapat dipakai untuk rasio yang

besar (1:20) dan kemampuan transmisinya 3 kali lipat sabuk kulit, meskipun jarak

poros-poros pulinya kecil.

Karena biasanya sabuk ini tipis dan kecil, maka cocok untuk kecepatan yang

tinggi, malahan kerapkali dapat menggantikan fungsi dari sabuk-V.


11

Jika sabuk rata yang ada dipasaran tidak dalam keadaan tersambung maka

penyambungan dapat dilakukan dengan berbagai cara:

a. dilem

b. dijahit

c. disambung dengan berbagai jenis sarana penyambung dari metal.

Terutama pada jenis-jenis sambungan inilah tergantung umur pakai dan besarnya

tenaga transmisi yang diijinkan.

Yang paling baik adalah sambungan dengan lem, karena pada jenis sambungan-

sambungan lain hanya dapat dimanfaatkan 80-90 % kemampuan transmisi sabuk.

2.2.2. Sabuk-V

Sabuk-V adalah sabuk karet dengan tambahan benang-benang rajutan sebagai

elemen penguat terhadap tegangan tarik pada bagian atas dari profil sabuk yang

berbentuk trapesium. Bagian luar dari profil sabuk-V berupa rajutan yang divulkanisir

sebagai pelindung bagian dalam.

Gambar 2.2 Ukuran Penampang Sabuk-V.


12

Gambar 2.3 Diagram Pemilihan Sabuk-V.

2.2.2.1. Sabuk-V Standart (Conventional V-Belt)

Sudut profil α = 35-390

Jenis tipe ukuran = 12 macam ----- (ISO : 7 macam)

Lihat tabel TM. 4

Kwosien b/h = 1,5-1,65

Panjang sisi dalam L2 = 100-18000 mm

(yang ada di pasaran)

2.2.2.2. Sabuk-V Sempit (Wedge V-Belt)

Sabuk-V sempit ini dipakai untuk kecepatan yang lebih besar dari pada transmisi

sabuk-V standar.

Jenis tipe ukuran = 5 macam ------ (USA/British: 3 macam)

Lihat tabel TM. 7

Kwosien b/h = 1,2-1,25


13

Ada juga bentuk khusus dari sabuk-V sempit (lihat gambar d), yaitu permukaan

sisi dalamnya berbentuk cekung dengan tujuan sebagai stabilisator benang-benang

rajutan sehingga gesekan antara molekul-molekul di dalam sabuk dapat dikurangi.

2.2.2.3. Sabuk-V Gigi (Rawedge Cog)

Dalam perancangan ini pemilihan sabuk (Rawedge Cog) digunakan sabuk gigi.

Sabuk gigi merupakan elemen transmisi dengan bentuk gabungan antara rantai dan

sabuk rata. Dengan demikian keuntungan dari kedua jenis elemen transmisi tersebut

ada di dalam sabuk gigi, yaitu:

1. Fleksibel/luwes/tidak kaku

2. Tidak berisik

3. Tidak membutuhkan pelumas

Jenis sabuk ini dibuat dari plastik poliuretan atau karet neoprene dengan bagian

inti/bagian pembawa beban yang terletak di zona netral (zona bebas deformasi) dari

kawat baja yang digulung secara memanjang/aksial. Gaya keliling (Fu) yang harus

dipindahkan dari puli yang satu ke puli yang lain oleh sabuk ini dapat mencapai 5000

N dan kecepatan kelilingnya (vu) sampai 60 m/s.


14

2.3. Tinjauan Pustaka

Jarak yang jauh antara dua poros sering tidak memungkinkan transmisi langsung

dengan roda gigi (Sularso, Kiyokatsu Suga, 2004). CVT, lengkapnya Continuously

Variable Transmission, merupakan salah satu sistem pemindah tenaga otomatis yang

banyak digunakan saat ini. Perbedaan dasar CVT dibandingkan dengan pemindah

tenaga lain, seperti transmisi otomatis konvensional dan manual, adalah cara

meneruskan torsi dari mesin ke roda. Pada CVT, tidak lagi digunakan roda-roda gigi

untuk menurunkan atau menaikkan putaran ke roda. Sebagai penggantinya, digunakan

dua puli dan sabuk logam. Karena tidak ada lagi roda-roda gigi, maka pada CVT tidak

ada perbandingan gigi seperti transmisi otomatis konvensional dan manual. Yang ada

adalah perbandingan putaran dari terendah sampai tertinggi. Sebagian besar transmisi

sabuk menggunakan sabuk-V karena mudah penanganannya dan harganyapun

murah. Kecepatan sabuk direncanakan untuk 10 sampai 20 (m/s) pada umumnya,

dan maksimum sampai 25 (m/s). Daya maksimum yang dapat ditransmisikan kurang

lebih sampai 500 (kW). (http://web.ipb.ac.id). Transmisi sabuk puli merupakan salah

satu jenis system transmisi. Tenaga/daya/momen puntir ditransmisikan dari poros yang

satu ke poros yang lain melalui sebuah sabuk (belt) yang melingkar/melilit pada puli

yang terpasang pada poros-poros tersebut. (B. Sudibyo, Ing. HTL).


15

2.4. Perancangan Transmisi Sabuk-V

2.4.1. Transmisi Sabuk-V

Transmisi sabuk-V hanya dapat berfungsi seperti yang diharapkan, yaitu

memindahkan tenaga, dari puli yang satu ke puli yang lain. Dengan beberapa

pertimbangan bahwa daya dan putaran yang digunakan relatif kecil sehingga dengan

sabuk-V cukup mampu untuk memindahkan gaya dan putaran yang digunakan.

Menghitung perbandingan reduksi transmisi atau rasio (i)

u

isdsd

nn 1

1

2

2

1

(2.1)

(Sularso-Kiyokatsu Suga, 166)

Keterangan:

n1 = Putaran puli penggerak (rpm)

n2 = Putaran puli yang digerakkan (rpm)

d1 = Diameter puli penggerak (mm)

d2 = Diameter puli yang digerakkan (mm)

Tabel 2.4 Pemilihan Rasio (i)

Jenis sabuk/system transmisi sabuk Rasio (i)

Sabuk rata lurus ≤ 6

Dengan puli penegang istimewa, misalnya:

sabuk berlapis

Sampai 15

Majemuk tanpa sambungan Sampai 20

Sabuk-V Sampai 10


16

Menghitung kecepatan linier (v) sabuk-V

10006011

ndv (2.2)

Keterangan:

v = Kecepatan linier V-belt (m/s)


Menghitung panjang sabuk (L)

21221 4

12

2 ddC

ddCL (2.3)

Keterangan:

L = Panjang Sabuk (mm)

C = Jarak poros (mm)


Menghitung Jarak Antara Poros (C)

8)(8 2

122 ddbb

C

(2.4)

Keterangan:

122 ddLb



17

C

Gambar 2.4 Perhitungan Sabuk-V

Menghitung Besarnya Slip

Perbedaan besarnya tegangan ini menyebabkan sabuk ketika dipakai juga

mengalami perbedaan pertambahan panjang antara sisi kendor dan sisi tegang.

Proses penyamaan kembali pertambahan panjang yang berbeda tersebut

menimbulkan gerakan relatip dari sabuk pada puli, yaitu searah dengan arah gerak

sabuk yang sebenarnya.

Permukaan puli yang sengaja dibuat halus bertujuan untuk menghindarkan

terjadinya aus yang terlalu cepat pada sabuk akibat gerakan relatip.

Biasanya, gerakan relatip yang terjadi tersebut di atas dinamakan “SLIP

KEMULURAN” dan besarnya tergantung pada elastisitas sabuk, perbedaan/selisih

gaya tarik sabuk.

%1001

21

n

nn (2.5)

n1

n2

d1/2

d2/2


18

Menghitung Daya Keluaran

Pout = Pin – (100 x Pin) (2.6)

Keterangan:

Pout = daya keluaran pada poros puli digerakkan (kW)

Pin = daya yang dikenakan pada poros puli penggerak (kW)

= slip (%)

Menghitung Efisiensi Alat

Perhitungan Efisiensi (η) Transmisi dapat dihitung berdasarkan perbandingan

daya yang dihasilkan oleh poros puli digerakkan (Pout) dengan daya yang diberikan

pada poros puli penggerak (Pin) yang tersedia dari motor listrik yang dapat

dituliskan dengan persamaan berikut:

%100in

out

PP

(2.7)

Keterangan:

η = Efisiensi alat/transmisi sabuk puli (%)

2.4.2. Poros

Sebagai elemen yang meneruskan daya dan putaran, poros merupakan elemen

utama, diliat dari fungsi tersebut. Sebagian besar mekanisme yang mentransmisikan

daya dilakukan melalui putaran dan hanya poros yang dapat melakukan tersebut.


19

Berdasarkan fungsinya sebagai pemindah daya, poros dapat di klasifikasikan

menurut pembebanan, meliputi:

1. Poros Transmisi

Poros semacam ini mengalami beban puntir murni atau puntir dan lentur. Daya

yang ditransmisikan pada poros ini biasanya melalui kopling, roda gigi, sabuk puli,

rantai dan lainnya.

2. Spindel

Poros ini relatif pendek dan biasanya digunakan sebagi poros utama mesin

perkakas. Poros ini mengalami beban utama berupa puntiran. Syarat utama yang

harus dipenuhi oleh poros ini adalah deformasi yang harus kecil dan bentuknya

yang harus presisi.

3. Gandar

Poros ini tidak mengalami beban puntir dan kadang-kadang tidak boleh berputar.

Poros ini mengalami beban lentur kecuali digerakkan oleh penggerak mula karena

mengakibatkan beban puntir pada poros.


20

Beberapa yang harus diperhatikan dalam pemilihan poros. Karena itu sebuah

poros diperlukan beberapa faktor yang harus dipenuhi untuk menjamin tingkat

keberhasilan fungsi sebuah poros.

Faktor yang harus diperhatikan adalah:

1. Kekuatan Poros

Poros akan mengalami beban tunggal atau gabungan beberapa beban.

Kelelahan, tumbukan atau pengaruh tegangan bila poros mengalami pengecilan

diameter harus diperhatikan. Poros harus dirancang untuk mampu menahan

beban-beban yang terjadi.

2. Kekakuan Poros

Lenturan atau defleksi puntir suatu poros tidak boleh terlalu besar. Defleksi

yang besar akan mengakibatkan ketidaktelitian, getaran dan suara.

3. Putaran Kritis

Mesin akan mengalami getaran yang luar biasa apa bila putaran mesin

dinaikkan sampai putaran kritisnya. Adanya putaran kritis ini akan merusak poros.

Sehingga umur pemakaian dari poros tidak lama.

4. Korosi

Kondisi pemakaian poros harus diperhatikan, sehingga kerusakan yang

diakibatkan dari korosi dapat dikurangi. Tempat-tempat yang kemungkinan korosi

terjadi besar, pemilihan bahan poros harus disesuikan.


21

5. Bahan Poros

Pemilihan bahan poros ini sangat penting untuk menjaga poros mampu

menahan beban yang terjadi dan menghindari dimensi yang terlalu besar.

Perhitungan Kekuatan Poros

Menghitung daya rencana.

PfP cd (kW) (2.8)

Keterangan:

Pd = daya rencana (kW)

fc = faktor koreksi 1

P = daya nominal output dari motor penggerak (kW)

(Sularso-Kiyokatsu Suga,7)

Menghitung momen puntir (momen rencana).

1

51074,9nPT d (2.9)

Keterangan:

T = momen puntir (kg/mm)

n1 = putaran poros (rpm)



22

Menghitung tegangan geser.

33

1,5

16SS

dT

dT

(2.10)

Keterangan:

τ = tegangan geser (kg/mm2)

ds = diameter poros (mm)


Menghitung tegangan geser yang diizinkan.

21 SfSfB

a

(2.11)

Keterangan:

a = tegangan geser yang diizinkan (kg/mm2)

B = kekuatan tarik (kg/mm2)

1Sf = angka keamanan 1

5,6 untuk beban SF dengan kekuatan yang dijamin.

6 untuk beban S-C dengan pengaruh massa.

2Sf = angka keamanan 2

1,2-3, pengaruh pemberian alur pasak atau dibuat bertangga.



23

Menghitung diameter poros minimum yang diizinkan.

31

1,5

TCKd bt

aS

(2.12)

Keterangan:

ds = diameter poros minimum yang diizinkan (mm)

Kt = faktor koreksi 2

1,0 untuk beban yang dikenakan halus.

1,0-1,5 jika beban yang dikenakan dengan sedikit kejutan.

1,5-3,0 jika dikenakan dengan kejutan besar atau tumbukan.

Cb = faktor koreksi 3

1,2-2,3 jika diperkirakan poros akan terjadi pemakaian dengan beban

Lentur.

1,0 jika diperkirakan poros tidak akan terjadi pembebanan lentur.



24

2.4.3. Bandul

Berfungsi untuk mengatur naik turun atau besar diameter puli penggerak yang

berhubungan dengan rasio transmisi. Dengan memanfaatkan gaya sentrifugal, maka

dalam perubahan diameter puli penggerak, dapat diatur secara automatis.

Gambar 2.5 Rangkaian Bandul.

Dengan memanfaatkan gaya sentrifugal, persamaannya sebagai berikut:

gLT

PeriodenyaRvmT

gmT

cos2

sin

cos2

(2.13)

2.4.4. Pegas

Pegas dalam kehidupan keseharian mempunyai fungsi sebagai pelunak

tumbukan atau kejutan seperti pegas pada kendaraan bermotor kebanyakan, sebagai


25

penyimpan energi seperti pada jam, untuk mengukur seperti pada timbangan, sebagai

penegang atau penjepit, sebagai pembagi rata tekanan.

Pegas dapat digolongkan atas dasar jenis beban yang akan diterimanya yaitu:

a. Pegas tekan atau kompresi

b. Pegas tarik

c. Pegas puntir

d. Pegas volut

e. Pegas daun

f. Pegas piring (seri/paralel)

g. Pegas cincin

h. Pegas batang puntir

i. Pegas spiral atau pegas jam.

Dengan itu pegas yang akan digunakan dalam rangkaian transmisi otomatis

sabuk-puli menggunakan pegas tekan. Karena dalam rangkaian transmisi otomatis

sabuk-puli, pegas tekan dapat membantu menekan kebawah puli atas pada poros

output. Sehingga kinerja dari rangkaian poros output dapat maksimal. Hal ini terjadi

apa bila generator listrik menerima beban lampu semakin bertambah akan

mempengaruhi putaran (putaran menurun).

Perhitungan Kekuatan Pegas

Jika jumlah lilitan pegas hf:

kF

dNh tf 2,1 (2.14)

Maka,


26

Konstanta pegas k dapat diketahui, yaitu:

dNhFktf

2,1 (2.15)

Keterangan:

fh = tinggi pegas dalam keadaan normal (mm)

tN = jumlah lilitan pada pegas

d = diameter kawat pegas (mm)

F = gaya yang bekerja pada pegas (N)

k = konstanta pegas (N/mm)

2.5. Daya Listrik

Daya listrik dalam pengertiannya dapat dikelompokkan dalam dua kelompok

sesuai dengan catu tenaga listriknya, yaitu:

2.5.1. Daya listrik DC

Daya listrik DC dirumuskan sebagai berikut:

IVP (2.16)

Keterangan:

P = daya (Watt)

V = tegangan (Volt)

I = arus (Ampere)


27

2.5.2. Daya listrik AC

Daya listrik AC ada 2 macam yaitu: daya untuk satu phase dan daya untuk tiga

phase, dimana dapat dirumuskan sebagai berikut:

a. Pada sistem satu phase:

CosIVP (2.17)

Keterangan:

V = tegangan kerja 220 (Volt)

I = arus yang mengalir kebeban (Ampere)

Cos θ = faktor daya (cos phi)

b. Pada sistem tiga phase:

CosIVP 3 (2.18)

Keterangan:

V = tegangan antar phase 380 (Volt)

I = arus yang mengalir ke beban (Ampere)

Cos θ = faktor daya (cos phi)

(Sumber:http://technoku.blogspot.com/2008/11/perhitungan-daya.html)


28

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Diagram Alir Penelitian

Diagram alir untuk penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut:

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian.

STUDI PUSTAKA

PEMBUATAN ALAT

PEMBAHASAN

PERANCANGAN TRANSMISI

PENGOLAHAN DATA

KESIMPULAN

SELESAI

PENGAMBILAN DATA

MULAI


29

3.2. Transmisi Sabuk-Puli

Gambar 3.2 Rangkaian Transmisi Sabuk-Puli.

Rangkaian transmisi sabuk-puli Gambar 3.1 terdiri dari:

1. Motor listrik 3 phase type YY7124

2. Puli penggerak sebagai penghubung dari Motor

3. Bearing UCF204-12

4. Bodi/rangka (kayu Jati)

5. Puli digerakkan

6. Poros digerakkan

7. Puli digerakkan sebagai penghubung ke Generator

8. Generator

9. Sabuk-V standard

10. Bandul dengan gaya kerja centrifugal/konis

8

6

9

7

2

1

4

5 11

3

10

12


30

11. Puli penggerak

12. Pegas

Dalam merangkai transmisi sabuk-puli, melewati proses pembuatan komponen-

komponen utama yang selanjutnya dirakit dan menggunakan komponen yang telah

tersedia dipasaran, diantaranya adalah sebagai berikut:

1. Puli

Dua pasang puli yang sama dengan diameter luar 70 mm, diameter dalam 19 mm

sebagai puli utama. Yang terdiri dari puli penggerak dan puli yang digerakkan. Puli

terbuat dari Aluminium dengan cara membuat setengah puli, dengan sudut kontak

20◦.

Gambar 3.3 Setengah Puli untuk Transmisi sabuk-V.

2. Motor listrik 3 phase

Berfungsi sebagai penghasil putaran yang di hubungkan dengan poros. Motor

listrik 3 phase dihubungkan dengan Inverter terlebih dahulu karena dari Inventer

inilah putaran motor listrik 3 phase dapat ditentukan sesuai dengan yang diinginkan.

Dengan cara mengatur frequensinya. Motor listrik 3 phase yang digunakan dalam


31

pengujian ini adalah motor listrik dari produk MEZ dengan spesifikasi sebagai

berikut:

Type = YY7124 Motor = ½ Hp

Voltage = 220/380 Volt Corrent = 2,2/1,12A

Speed = 1460 r/min Insulation = B Connection = Δ/Y Protection Grade = IP44

Standard = JB/T10 391-2002 Rating = SI

output = 0,37 kW frequency = 50 Hz

Noise = dB (A) Cos θ = 0,81

3. Generator

Generator sebagai pembangkit listrik yg nantinya untuk menghidupkan rangkaian

lampu.

Gambar 3.4 Generator.

4. Bandul

Rangkaian bandul dengan panjang 200 mm, diameter besi 5 mm yg terdiri dari 2

buah besi yg saling terkait ujung-ujungnya dan dua besi sebagai penyangga rumah

bandul dengan diameter luar 60 mm, diameter dalam sebagai rumah puli 50 mm,


32

diameter dalam sebagai lubang poros 19 mm, dan tinggi 30 mm. Rumah bandul ini

berlubang, berfungsi untuk tempat batang puli penggerak yang sebelah bawah.

Gambar 3.5 Rangkaian Bandul.

5. Sabuk-V standard

Pada transmisi digunakan sabuk-V yamaha mio metic dengan panjang sabuk 840

mm, lebar 18 mm, tinggi 10 mm dan sudut kemiringan 16◦ yang mampu

mentransmisikan daya sebesar 6,6 kW pada kecepatan 8000 rpm.

(http://www.yamaha-motor.co.id/product/motorcycle/automatic/mio)

Gambar 3.6 Sabuk-V Standard.

6. Poros

Poros penggerak dan poros digerakkan dengan diameter 19 mm, tinggi kedua

poros 1100 mm terbuat dari bahan baja karbon difinis dingin yang dilunakkan (JIS


33

G3123 S45C-D) dengan kekuatan tarik B 65 kg/mm2. Pada poros penggerak di buat

lubang dengan tinggi 100 mm lebar 10 mm guna mengaitkan pengatur ratio atau

bandul agar ratio dapat secara otomatis dlam perubahannya, menyesuaikan dengan

variasi beban.

Gambar 3.7 Rangkaian Poros Penggerak (Kiri), Rangkaian Poros Digerakkan (Kanan).

7. Pegas tekan

Pegas tekan yang digunakan adalah pegas yang terbuat dari kawat baja keras

dengan harga G 8x103 kg/mm2. Tinggi pegas 110 mm, diameter pegas 22 mm,

diameter kawat 2,90 mm dan lilitan berjumlah 12.

Gambar 3.8 Pegas Tekan.


34

Kinerja pegas ini menyesuaikan adanya putaran dari poros output yang berubah

dikarenakan adanya suatu beban yang bervariasi. Pegas tersebut akan tertekan keatas

jika putaran poros input meningkat, jika putaran menurun karena disebabkan beban

yang semakin di tambah, pegas tersebut akan menekan puli atas pada poros output.

Sehingga kinerja dari rangkaian transmisi otomatis sabuk-puli bekerja dengan baik

dan halus.

8. Bantalan

Bantalan berfungsi untuk tempat berputarnya poros transmisi dan juga sebagai

dudukan poros transmisi. Bantalan ini terbuat dari bahan baja agar tidak mudah aus

karena digunakan sebagai tempat berputarnya poros kincir angin savonius. Bantalan

yang digunakan berdiameter dalam 19 mm.

Gambar 3.9 Bantalan.


35

3.3. Peralatan Pengujian

Dalam pengambilan data, peralatan yang digunakan meliputi:

1. Rangkaian kelistrikan terdiri dari beberapa variasi beban (lampu) yang disusun

secara paralel dan Multimeter digital. Multimeter ini berfungsi sebagai alat ukur

kelistrikan pada beban yang di berikan.

Gambar 3.10 Rangkaian Listrik Dan Multimeter Digital.

2. Tacho meter.

Berfungsi untuk mengukur putaran poros input dan output transmisi. Tachometer

yang digunakan jenis digital light produk dari Check-Line, yang prinsip kerjanya

dengan memancarkan sinar untuk membaca sensor berupa stiker yang tertempel

pada sisi atas puli. Seperti terlihat pada gambar 3.7 di bawah ini.

Gambar 3.11 Pengambilan Data Kecepatan (rpm) Dengan Tachometer.


36

3. Multimeter Digital.

Berfungsi sebagai alat ukur tegangan pada rangkaian kelistrikan.

Gambar 3.12 Pengambilan data Arus Listrik dengan Multimeter.

4. Inverter

Gambar 3.13 Inventer Dilihat dari Depan dan Belakang.

Inverter adalah sebuah perangkat yang berfungsi untuk mengatur putaran motor

listrik AC 3 phase dengan cara merubah/memutar tombol frequensi sesuai dengan

yang diinginkan. Inverter yang digunakan dalam pengujian ini adalah inverter dari

produk Danfoss buatan China dengan spesifikasi sebagai berikut:


37

T/C : FC-051P1K5T2E20H3BXCXXXSXXX

IN : 3x200-240V 50/60 Hz 10.9A

OUT : 3x0-Vin 0-400Hz 6.8A

CHASSIS/IP20

5. Generator

Berfungsi sebagai alat yang mengubah gaya gerak menjadi listrik. Generator ini

menghasilkan arus listrik dan tegangan listrik yang berfungsi menghidupkan

rangkaian kelistrikan.

6. Tang Ampere Meter

Berfungsi sebagai alat pengukur arus listrik yang masuk dari sumber (arus PLN

220 volt) disaat alat bekerja dengan cara mengambil salah satu kabel dari inverter

yang menuju ke motor penggerak. Hal ini dilakukan untuk mengetahui seberapa

besar arus yang masuk ke motor penggerak, apakah mengalami penerunan atau

tidak. Pengukuran ini dilakukan secara bertahap, seiring dengan perubahan beban.

3.4. Variabel yang Divariasikan

Untuk kecepatan motor input, tidak mengalami perubahan. Dalam pengujian

frekuensi yang digunakan sebesar 21 Hz. Rangkaian lampu disusun secara paralel

dengan berbagai macam beban yang berbeda. Mulai dari 8-56 Watt, dengan

penambahan kelipatan 8 Watt pada pengujian.


38

3.5. Variabel yang Diukur

a. Tegangan input (Vin) yang dihasilkan (volt)

b. Arus input (Iin) yang dihasilkan (ampere)

c. Putaran puli I n1 (rpm)

d. Putaran puli II n2 (rpm)

e. Tegangan output (Vout) yang dihasilkan (volt)

f. Arus output (Iout) yang dihasilkan (ampere)

3.6. Diagram Alir Langkah Pengujian

Gambar 3.14 Diagram Alir Pengujian dan Pengambilan Data.

Mulai

1. Rangkai inverter, motor listrik, generator, rangkaian lampu paralel, multimeter

2. Atur kecepatan poros input dengan menaikan frequensi pada inverter sampai dengan 21 Hz

3. Atur beban lampu 8-56 watt

a

Selesai

4. Ukur n1, n2, V dan I input dan output

5. matikan beban

a


39

+ -

+ -

- +

3.7. Langkah-langkah Pengujian

Perlulah mempersiapkan peralatan yang digunakan ataupun langkah-langkah dalam

pengambilan data seperti:

a) Menyiapkan rangkaian transmisi sabuk dan puli.

b) Menyiapkan rangkaian lampu dengan susunan paralel.

c) Menyiapkan (multi meter digital, tacho meter digital, tang ampere, generator,

inverter) setelah itu dalam pemasangan mula-mula menghubungkan arus listrik dari

PLN melalui inventer, dari inventer dihubungkan ke motor listrik AC 3 phase dari

inventer tersebut kita rubah frequensinya agar putaran motor listrik AC 3 phase

sesuai dengan yang di inginkan.

Selanjutnya perakitan peralatan yang digunakan untuk pengambilan data dengan

susunan sebagai berikut:

Gambar 3.15 Diagram Alir Rangkaian Transmisi dengan Alat Ukur.

Arus PLN (220 volt)

Inverter Motor Listrik Pemutar Transmisi Sabuk-Puli

Generator Rangkaian Listrik paralel

Am

pere

Met

er

Vol

t Met

er

Vol

t Met

er

Am

pere

Met

er


40

Jika semua telah terpasang dengan benar barulah menghidupkan inventer dengan

menghubungkan ke arus PLN, di inventer terdapat tombol putar yang berfungsi untuk

mengatur frequensi agar putaran motor listrik AC 3 phase sesuai dengan yang di

inginkan.

3.8. Data Hasil Pengujian

Hasil pengambilan data transmisi otomatis sabuk-puli pada kincir angin savonius

Tabel 4.1. Data pada Tanggal 24 Agustus 2010, dengan Tanpa Beban.

N0 Iin Vin Iout Vout n1 n2 1. 0,36 210 0 10,98 541,6 683,9 2. 0,36 210 0 10,99 543,0 687,8 3. 0,36 210 0 11,04 541,9 692,0 4. 0,36 210 0 11,01 542,5 688,1

Keterangan:

n1 : putaran poros penggerak/ putaran input (rpm)

n2 : putaran poros yang digerakkan/ putaran output (rpm)

Vin : tegangan listrik motor listrik (Volt)

Iin : arus listrik motor listrik (Ampere)

Vin : tegangan listrik generator (Volt)

Iin : tegangan listrik generator (Ampere)

Tabel 4.2. Data pada Tanggal 24 Agustus 2010, dengan Beban 8 Watt.

N0 Iin Vin Iout Vout n1 n2 1. 0,40 210 0,5 8,00 533,1 618,4 2. 0,40 210 0,5 8,00 535,3 616,5 3. 0,40 210 0,5 8,03 532,3 616,4 4. 0,40 210 0,5 8,02 534,6 617,2


41












42


N0 Iin Vin Iout Vout n1 n2

1. 0,45 210 1,71 1,85 515,0 507,0 2. 0,45 210 1,70 1,85 515,9 509,0 3. 0,45 210 1,70 1,87 514,7 504,1 4. 0,45 210 1,73 1,85 514,6 497,7


43

BAB IV

PERHITUNGAN DATA

4.1. Pengolahan dan Perhitungan Data

4.1.1. Perhitungan Daya Input Transmisi Sabuk-puli

Dalam pembuatan transmisi digunakan motor listrik 3 phase sebagai sumber

putaran.

1. Menghitung Daya Motor Listrik 3 Phase

Sebagai contoh perhitungan daya keluaran motor listrik pada tabel 4.1.

CosIVP ininin

81,036,0210

= 61,236 Watt

Untuk perhitungan lainnya menggunakan program microsoft exel. Adapun

hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel 4.9.

2. Menghitung Daya Rencana

Sebagai contoh perhitungan daya rencana tabel 4.1.

PfP cd in

= 1,2 x 61,236

= 73,483 Watt

Untuk perhitungan lainnya menggunakan program microsoft exel. Adapun

hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel 4.9.


44

4.1.2. Perhitungan Kekuatan Bahan dalam Perancangan Transmisi Sabuk-Puli

1. Perhitungan Kekuatan Poros

Momen puntir T (g.mm) pada saat putaran motor listrik 542,250 rpm pada

tabel 4.1.

1

51074,9np

T d

mmg.95,131991

25,542483,731074,9 5

Tegangan geser yang diizinkan

21 SfSfB

a

2663

a

= 5,25 kg/mm2 = 5250 g/mm2

Tegangan geser τ (kg/mm2) pada poros saat putaran motor listrik 542,250 rpm

pada tabel 4.1.

33

1,5

16SS

dT

dT

31995,1319911,5

= 98,142 g/mm2

Untuk hasil perhitungan tegangan geser pada putaran motor listrik lainnya

diperlihatkan pada tabel 4.9.


45

Diameter poros yang diizinkan

31

1,5

TCKd bt

aS

31

95,1319913,25,15250

1,5

Sd

31

3616,442Sd mm619488,7

4.1.3. Perhitungan Faktor-Faktor Yang Terdapat dalam Transmisi Sabuk-Puli

1. Perhitungan Reduksi Transmisi

Sebagai contoh perhitungan perbandingan reduksi transmisi tabel 4.1

2

1

nni

788,0950,687250,542

i

Untuk perhitungan lainnya menggunakan program microsoft exel. Adapun hasil

perhitungan dapat dilihat pada tabel 4.9.

2. Perhitungan Jarak Poros (C).

Pada perancangan digunakan sabuk-V dengan keliling sabuk (L) 840 mm, maka:

122 nnLb

250,542950,68714,38402 b

828,38621680b

mmb 828,2182


46

8)(8 2

122 nnbb

C

8)250,542950,687(8)828,2182(828,2182 22

C

cmC

mmC

0584,36

584,360

3. Mencari Besarnya Nilai Slip (%).

Sebagai contoh perhitungan nilai slip yang ada dalam kinerja transmisi sabuk-V:

%100121

nnn

%100542,250

95,687542,250

%870,26



4. Mencari Besarnya Daya Keluaran pada Poros 2.

Sebagai contoh perhitungan daya keluaran pada poros 2:

Pout = outout IV

Pout = 11,005 x 0

Pout = 0 Watt




47

5. Mencari Efisiensi Transmisi η,(%).

Sebagai contoh perhitungan efisiensi transmisi otomatis sabuk-puli (η):

100in

out

PP %

100236,610

%

%0



4.1.4. Grafik Hasil Perhitungan

Dari perhitungan di atas maka didapatkan grafik sebagai berikut:

Gambar 4.1 Grafik Hubungan Ratio Transmisi dan Kecepatan Putaran Input.

y = -115.9x + 634.4R² = 0.936

510

520

530

540

550

0.7 0.8 0.9 1 1.1

Kec.

Put.

In

Ratio

Ratio vs Kec.Put.In

Linear (Ratio vs Kec.Put.In)


48

Dari grafik 4.1 terlihat bahwa kecepatan putaran input justru semakin menurun

sedangkan ratio semakin naik. Hal ini disebabkan karena putaran input yang konstan

sedangkan untuk outputnya bervariasi.

Gambar 4.2 Grafik Hubungan Ratio dan Slip pada Transmisi.

Dari grafik pada gambar 4.2, dapat dilihat bahwa ratio semakin besar sedangkan

slip justru semakin kecil. Hal ini dipengaruhi oleh putaran input menurun karena

adanya variasi pembebanan secara bertahap maka dari itu mempengaruhi nilai slip

yang terjadi.

y = 122.3x - 122.2R² = 0.994

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

0.75 0.85 0.95 1.05

Slip

Ratio

Ratio vs Slip

Linear (Ratio vs Slip)


49

Gambar 4.3 Grafik Hubungan Daya Motor Listrik dan Slip Yang Terjadi Pada Transmisi.

Dari grafik pada gambar 4.3, dapat dilihat bahwa daya input semakin besar

sedangkan slip justru menurun. Hal ini dikarenakan putaran input menurun karena

variasi pembebanan.

y = 1.892x - 143.4R² = 0.971

-30

-20

-10

0

10

60 65 70 75 80

Slip

Pin

Pin vs Slip

Linear (Pin vs Slip)


50

Gambar 4.4 Grafik Hubungan Daya Motor Listrik dan Daya Output pada Poros

Digerakkan.

Dari grafik pada gambar 4.4, dapat dilihat bahwa antara daya input dan daya

output berbanding lurus. Dengan bertambahnya daya yang di berikan terhadap

transmisi, maka semakin bertambah pula daya output dari transmisi.

y = -0.045x2 + 6.572x - 230.8R² = 0.933

-1

0

1

2

3

4

5

6

60 65 70 75 80

Pout

Pin

Pin vs Pout

Poly. (Pin vs Pout)


51

Gambar 4.5 Grafik Hubungan Putaran Motor Listrik dan Efisiensi Transmisi.

Dari grafik pada gambar 4.5, dapat dilihat bahwa semakin menurun putaran input

dari motor listrik justru semakin besar nilai efisiensi dari transmisi. Hal ini di

karenakan penurunan kecepatan putaran input yang mengakibatkan nilai slip semakin

rendah.

4.2. Pembahasan

Dari hasil perhitungan, dapat dilihat bahwa alat-alat yang digunakan dalam

perancangan diantaranya poros, puli, dan sabuk aman untuk digunakan. Hal ini

diperlihatkan dari hasil perhitungan dimana kekuatan masing-masing alat memenuhi

ketentuan yang diizinkan.

y = -0.021x2 + 22.97x - 6020.R² = 0.898

0

1

2

3

4

5

6

7

8

510 520 530 540 550

Efis

iens

i

Kec.Put.In

Kec.Put.In vs Efisiensi

Poly. (Kec.Put.In vs Efisiensi)


52

Pada data hasil penelitian, dapat dilihat bahwa dalam putaran input dari motor

listrik mengalami penurunan. Hal itu disebabkan karena adanya variasi pembebanan

pada output. Yang mengakibatkan putaran semakin rendah. Dalam perubahan ratio

memanfaatkan adanya gaya sentrifugal pada sebuah bandul dihubungkan dengan

poros input yang di putar secara mendatar. Dengan itu perubahan ratio dapat secara

otimatis.

Perhitungan daya output tidak menggunakan data yang di peroleh pada saat

penelitian melainkan berdasarkan putaran output pada poros transmisi dikarenakan

karakteristik dari generator tidak diketahui. Efisiensi dari transmisi semakin menurun

disebabkan oleh slip yang meningkat karena beban semakin bertambah.


53

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Beberapa kesimpulan yang dapat diambil adalah sebagai berikut:

1. Transmisi yang dibuat dalam penelitian ini adalah transmisi otomatis sabuk-puli

otomatis dengan variasi beban yang terbukti dapat menghasilkan output

bervariasi.

2. Unjuk kerja transmisi otomatis sabuk-puli, yaitu:

a. Daya input terbesar terjadi pada saat putaran motor listrik mencapai 515,050

rpm yaitu 76,545 Watt.

b. Daya output terbesar terjadi pada saat putaran input 525,075 rpm yaitu

5,202 Watt.

c. Ratio terbesar terjadi saat putaran input 515,050 rpm yaitu 1,021. Sedangkan

untuk ratio terkecil terjadi pada saat input 542,250 rpm yaitu 0,788.

d. Slip terbesar terjadi pada saat putaran input 515,050 rpm yaitu 2,058%.

e. Efisiensi tertinggi adalah 7,138 % didapat pada saat variasi beban 16 Watt

dengan putaran input 529,625 rpm.

5.2. Saran

Setelah selesai melakukan penelitian adapun beberapa saran yaitu sebagai berikut:

1. Pada saat akan melakukan pengujian periksa setiap komponen transmisi terutama

baut-baut pengikat, karena kemungkinan baut kendur setelah transmisi berputar

lama dengan kecepatan tinggi.


54

2. Pada saat pengujian pastikan alat-alat pengujian berfungsi dengan baik. Yaitu

dengan cara mengkalibrasi dan mengganti baterai jika di perlukan.


55

DAFTAR PUSTAKA

Sularso-Kiyokatsu Suga. Dasar Perancangan dan Pemilihan Elemen Mesin.

Jakarta: Penerbit PT PRADNYA PARAMITA

B. Sudibyo, Ing. HTL. Transmisi Sabuk.

Surakarta: Penerbit AKADEMI TEHNIK MESIN INDUSTRI ST. MIKAEL.

http://web.ipb.ac.id/transmisi-sabuk.html

http://www.yamaha-motor.co.id/product/motorcycle/automatic/mio


karakteristik transmisi otomatis sabuk-puli …

Documents