perencanaan mesin pemarut kelapa

8/10/2019 Perencanaan Mesin Pemarut Kelapa

1/26

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Suatu mesin terdiri dari bagian atau elemen yang jumlahnya mencapai

lebih dari puluhan. Semua bagian tersebut bekerja saling mendukung sehingga

dapat menghasilkan suatu gerakan. Dalam merancang suatu komponen mesin kita

harus mempertimbangkan segala factor yang mempengaruhi hasil akhir komponen

yang direncanakan antara lain seperti : factor keamanan,umur,efisiensi,biaya,dan

factor ketahanan komponen tersebut dapat menjalankan fungsinya dengan baik.

Pada tugas perencanaan elemen mesin II ini kami mengambil judul

Perencanaan Mesin Pemarut elapa Dengan Menggunakan Motor ! tak tipe

"onda # $%&'

(ransmisi pada mesin pemarut kelapa adalah bagian dari system pemindah

daya yang berfungsi untuk memindahkan tenaga mesin dengan perantara sabuk )

yang dipasang pada puli pengerak dan puli yang digerakkan.

1.2 Tujuan dan Manfaat Penulisan.

(ujuan dari tugas perencanaan elemen mesin ini adalah untuk memenuhi

kurikulum pada mata kuliah elem mesin II. Selain itu untuk dapat menerapkan

kajian teoritis yang kami dapatkan dari kuliah dalam kehidupan sehari*sehari,

tugas ini juga dapat melatih kami untuk lebih mendalami dan memahami fungsi

dan karakteristik dari suatu elemen mesin.+adi dengan tugas ini diharapkan mahasisa mampu merancang elemen*

elemen mesin berdasarkan atas perhitungan*perhitungan yang bersumber dari

literatur*literatur sekaligus mengaplikasikan teori yang didapat langsung di

lapangan.


2/26


3/26

BAB II

TIN&AUAN PU'TAKA

Pada tugas perencanaan ini akan direncanakan poros,pasak, sabuk, dan bantalan.

Perencanaan ini adalah perencanaan dasar dan paling banyak digunakan.

-. Poros.

Poros adalah suatu bagian stationer yang berputar,biasanya berpenampang

bulat, dimana terpasang elemen*elemen mesin. Poros bias menerima beban*bebanlenturan, tarikan, tekan, atau putaran, yang bekerja sendiri*sendiri atau berupa

gabungan satu dengan lainnya.

+enis poros berdasarkan pembebanannya :

$. Poros transmisi.

Poros yang dihubungkan langsung dengan penggerak utama dimana daya

ditransmisikan kepada poros melalui kopling,roda gigi, puli, dan lain*lain.

. Spindel

Poros pendek seperti yang digunakan sebagai poros utama mesin bubut

dimana beban utamanya berupa putaran.

/. #andar.

Poros yang diam digunakan untuk menopang elemen yang berputar seperti

pada roda*roda, kereta barang dan lain*lain.

#ambar Poros


4/26

0. Pasak.

Pasak berfungsi untuk mencegah gerakan realtif antara sebuah poros dan

elemen*elemen mesin lainnya seperti roda gigi, puli, spoket dan lain*lain. +enis

pasak berdasarkan letaknya pada poros terdiri dari pasak benam, pasak rata, pasak

pelana, dan pasak singgung.

#ambar pasak.

1. 0antalan

0antalan adalah elemen mesin yang menumpu poros beban sehingga

putaran bergerak secara halus dan aman serta memungkinkan umurnya menjadi

lama. 0antalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta bagian

lainnya bekerja dengan benar. Menurut fungsinya bantalan dapat dibagi dalam

kelompok yaitu :

$. bantalan luncur 2+ournal 0earing3

. bantalan gelinding 20all 0earing3

0antalan luncur adalah bantalan yang mengalami gesekan luncur yang

timbul diantara poros dan bantalan yang disebabkan oleh permukaan poros

ditumpu permukaan bantalan dengan bantuan perantaraan lapisan pelumas.


5/26

#ambar bantalan luncur.

0antalan gelinding ada yaitu : bantalan peluru dan bantalan rol.

(atanama dari bantalan peluru dapat dilihat pada gambar baah, bantalan peluru

mempunyai ! bagian utama bantalan yaitu : cincin luar, cincin dalam, elemen

peluru, dan pemisah, berikut berbagai macam jenis bantalan peluru.

#ambar jenis*jenis bantalan peluru


6/26

(ata nama dari suatu bantalan peluru

Sedangkan bantalan rol dibuat untuk menerima beban yang lebih berat daripada

bantalan peluru berikut beberapa jenis bantalan rol


7/26

ondisi operasi daru bantalan akan banyak tergantung pada jenis bahan yang

digunakan oleh karena itu untuk pemilihan bahan bantalan perlu diperhatikan

hal*hal berikut :

* mempunyai kekuatan yang baik.

* Mempunyai sifat antilas dan antiterak

* (ahan karat.

* (ahan aus.

* Mampu mebenamkan kotoran atau debu kecil.

* Mempunyai sifat penghantar panas yang baik.

D. Sabuk.

Sabuk dipakai untuk memindahkan daya antara dua poros yang sejajar.

Poros harus terpisah pada suatu jarak minimum tertentu yang tergantung pada

jenis pemakaian sabuk antara lain sebagai berikut :

$. sabuk datar

umumnya terbuat dari kulit yang disamatkan atau kain yang diresapi

dengan karet. Sabuk datar sangat efisien untuk kecepatan tinggi, tidak

bising dapat memindahkan jumlah daya yang besar pada jarak sumbu

yang panjang, serta tidak memerlukan puli yang besar.

. Sabuk ).

Sabuk ) terbuat dari kain dan benang, biasanya katun, rayon, atau

nylon, dan diresapi dengan karet. Sabuk ) sedikit kurang efiesien bila

dibandingkan dengan sabuk datar tetapi beberapa diantaranya dapat

dipakai ikatan tunggal sehingga membuat suatu kelipatan pengerakan.

/. Sabuk ) yang bermata rantai.

Sabuk ini terbuat dari sejumlah kain berkaret yang bermata yang

digabungkan dengan alat pengikat logam yang sesuai.


8/26

!. sabuk Pengatur aktu.

Sabuk ini terbuat dari kain berkaret dan kaat baja yang mempunyai

gigi*gigi yang cocok dengan alur yang dibuat disekeliling puli. Sabuk

pengatur aktu tidak akan molor atau slip dan karena itu akan

memindahkan daya pada perbandingan kecepatan sudut yang konstan.


9/26

4. omperatif Data.

0erdasarkan hasil pengukuran pada mesin pemarut kelapa tipe "onda # $%& maka

diperoleh data*data sebagai berikut .

a. pada motor "onda # $%&.

* daya motor : /,% "p

* putaran :

* Diameter Poros motor : $,5! cm

* panjang poros motor : $5 cm

* Pulley Motor

* diameter dalam : $,5! cm

* diameter luar : %,6 cm

b. pada pemarut.

* Panjang poros pemarut : /,% cm

* Diameter poros : $,7 cm

* 0antalan peluru

* diameter dalam : $,5% cm

* diameter luar : !, cm

* lebar bantalan : $, cm

*Pulley yang digerakan

* diameter dalam : $,7 cm

* diameter luar : 8,%% cm

c. sabuk.

+enis sabuk yang digunakan adalah ) belt atau sabuk ).


10/26

BAB III

PERHITUNGAN

A. Pe"itun(an P$$s

Dai data s)esifi*asi dien+ana*an )$$s untu*

1. M$t$ T,)e H$nda G1-

/ Panjang Poros 9 $5 cm

* Diameter Poros 9 $,5! cm

* 0ahan Poros S/& 1 dengan kekuatan tarik %5 kgmm.

* Putaran poros 9 6%& rpm

* #aya rencana pada pulley 9 &. ;

* #aya rencana pada gear motor 9 &,% ;


11/26

? $5 2&. ;3

> 9 &.%5 ;

>$ 9 @$= @? >

9 &,% ; = &. ; ? &.%5 ;

9 &.$ ;

Dari grafis gaya geser, momen dan defleksi didapat nilai momen maksimum:

M$ 9 &

M 9 &.%5 . 5 9 !,8! ;

M/ 9 M = $.$8.*% 9$.$8 ;

M! 9 &

(egangan geser yang diiAinkan menurut Shigley dapat dicari dengan persamaan :

Sytx

diizinkanyanggesertegangan

p

p

/&,&

.

=

=

Dari bahan S/&*1 didapat nilai kekuatan tarik yaitu sebesar %5 kgmm , sehingga

tegangan geser didapat sebesar :

9 &./ B %5 9 $6,! kgmm

Menurut Sularso, nilai torsi didapat dari persamaan :

( 9 7.6! B $& %. PnCC.P 9 /,% "P 9 ,8$$

( 9 7,6! B $&%.,8$$6%&

9 $87%,! kg.mm

9 $, 87% kg.m.

(egangan yang direncanakan didapat dari persamaan :


12/26

8

///

$&./,$

3&$5!.&2

87%,$.$,%.$,%

$8.

mkg

d

T

d

T

ss

=

===

Kaena nilai te(an(an (ese ,an( dien+ana*an le%i" *e+il dai)ada nilai

te(an(an (ese ,an( dii0in*an !a*a )$$s tese%ut a!an

2. P$$s Pe!aut

* Panjang poros pemarut 9 /% cm

* Diameter poros 9 $,7 cm

* Putaran poros pemarut didapat dari perbandingan pulley , yaitu sebesar :

n$B d$ 9 nB d

n 9 %.68.%% B 6%&

9 8%,86 rpm

* #aya rencana pada pemarut, @$ 9 $ ;

* #aya rencana pada pulley, @ 9 ;

Dengan cara yang sama dengan poros motor, nilai

? /% 2$ ;3

> 9 ,% ;

>$ 9 @$= @? >

9 $ ; = ; ? ,% ;

9 &.6% ;


13/26

Dari grafis gaya geser, momen dan defleksi didapat nilai momen maksimum:

M$ 9 &

M 9 &.6% .$& 9 6,% ;.cm

M/ 9 M = $,% 2*$&3 9 % ;.cm

M! 9 &

(egangan geser yang diiAinkan menurut Shigley dapat dicari dengan persamaan :

Sytx

diizinkanyanggesertegangan

p

p

/&,&

.

=

=

Dari bahan S/&*1 didapat nilai kekuatan tarik yaitu sebesar %5 kgmm , sehingga

tegangan geser didapat sebesar :

9 &./ B %5 9 $6,! kgmm


14/26

Menurut Sularso, nilai torsi didapat dari persamaan :

( 9 7.6! B $& %. PnCC.P 9 /,% "P 9 ,8$$

( 9 7,6! B $&%.,8$$8%.86

9 /578.!5 kg.mm

9 /,578 kg.m.

(egangan yang direncanakan didapat dari persamaan :

8

///

$&.578,

3&$7.&2

578,/.$,%.$,%

$8.

mkg

d

T

d

T

ss

=

===

Kaena nilai te(an(an (ese ,an( dien+ana*an le%i" *e+il dai)ada nilai

te(an(an (ese ,an( dii0in*an !a*a )$$s tese%ut a!an

B. Pe"itun(an Pasa*

1. Pada Pulle, M$t$

Penggunaan pasak pada poros akan diperoleh gaya aksial yang lebih baik

sesuai dengan yang diinginkan.

Dari diameter poros diketahui 2D3 9 $5,! mm

D 9 $,%. d CCCCCCCCCCChurmi

d 9 D$,% 9 $5,!$,%

9 $!,6 mm

+adi edalaman pasak :

D ? d 9 $5,! ? $!,6

9 /,85 mm


15/26

* Panjang pasak, l dapat dicari dengan persamaan :

9 $,/ B Diameter Poros

9 $,/ B $5,!

9 /,7 mm

Eebar Pasak,

b 9 &,%.DCCCCCCCCCCC.hurmi

9 &,%. $5,!

9 !,8 mm

* Daya, P 9 /,% "P B 6!8 9 ,8$$

* @aktor koreksi, fc 9 $

(orsi pada poros dicari dengan persamaan,

( 9 7.6! B $&%B ,8$$6%& 9 //7&,5$ kg.mm

0ahan poros direncanakan S/&*1 dengan kekuatan tarik %5 kgmm dengan Sf$ 9

8 dan Sf 9 , sehingga tegangan yang diiAinkan pada poros dapat dicari dengan

persamaan :

.:5/,!.8

%5mmkg

xsa ==

Dari literature didapat nilai factor koreksi untuk puntiran, t 9 dan factor

lenturan 9 .

0esarnya gaya yang terjadi pada pasak :


16/26

kgF %88,/85:!,$5

5$,//7&==

0ahan pasak direncanakan S45-C dicelup dingin dan dilunakkan, maka Fb 9 6&

kgmm, dengan factor keamanan, Sfk$9 8, Sfk 9 /. Sfkt$ B Sfkt9 8 B / 9 $5

(egangan geser yang diiAinkan :

Gka9 6&$5 9 /,7 kgmm

(egangan yang ditimbulkan :

Gk9 @b.l

9 /85,%88/,7 B !,8

9 /,/! kgmm

arena tegangan yang ditimbulkan lebih kecil dari tegangan yang diiAinkan maka

pasak dalam keadaan aman

2. Pada Pulle, Pe!aut

Dengan cara yang sama, dimensi dari pasak dapat dicari dengan :

Dari diameter poros pemarut diketahui 2D3 9 $7 mm

D 9 $,%. d CCCCCCCCCCChurmi

d 9 D$,% 9 $7$,%

9 $%, mm

+adi edalaman pasak :

D ? d 9 $7 ? $%,

9 /,85 mm

* Panjang pasak, l dapat dicari dengan persamaan :


17/26

9 $,/ B Diameter Poros

9 $,/ B $7

9 !,6 mm

Eebar Pasak,

b 9 &,%.DCCCCCCCCCCC.hurmi

9 &,%. $7

9 !,6% mm

* Daya, P 9 /,% "P B 6!8 9 ,8$$

* @aktor koreksi, fc 9 $

(orsi pada poros dicari dengan persamaan,

( 9 7.6! B $&%B ,8$$8%,86 9 /578,!6 kg.mm

0ahan poros direncanakan S/&*1 dengan kekuatan tarik %5 kgmm dengan Sf$ 9

8 dan Sf 9 , sehingga tegangan yang diiAinkan pada poros dapat dicari dengan

persamaan :

.:5/,!.8

%5 mmkgx

sa ==

Dari literature didapat nilai factor koreksi untuk puntiran, t 9 dan factor

lenturan 9 .

0esarnya gaya yang terjadi pada pasak :

kgF $%,!$&:$7

!6,/578==


18/26

0ahan pasak direncanakan S45-C dicelup dingin dan dilunakkan, maka Fb 9 6&

kgmm, dengan factor keamanan, Sfk$9 8, Sfk 9 /. Sfkt$ B Sfkt9 8 B / 9 $5

(egangan geser yang diiAinkan :

Gka9 6&$5 9 /,7 kgmm

(egangan yang ditimbulkan :

Gk9 @b.l

9 !$&,$%!,6 B !,6%

9 /,!7 kgmm

arena tegangan yang ditimbulkan lebih kecil dari tegangan yang diiAinkan maka

pasak dalam keadaan aman.

. Pe"itun(an Bantalan

Data 0antalan :

d 9 $5,% mm

D 9 ! mm

Dari data diatas diasumsikan jenis 0antalan : 6/&/ - D0

Dimana :

1 9 &/& g

1o 9 $88& g

9 /&o

rpm Motor 2n3 : 6%& rpm

Perkiraan Hmur bantalan2Eha3 :CCCCCCCCCC2Shigley +ilid ,"al 83


19/26

Diasumsikan mesin beroperasi selama 5 jam yang tidak selalu penuh terpakai

2(abel $$*83 dengan umur $!*& kh, kita ambi umur maksimum yaitu &&&& jam.

E 9 Eha B n B 8& menit

9 &&&& B 6%& B 8& 9 7&&.&&&.&&& putaran

E 9 umur bantalan yang kita inginkan dalam jutaan putaran.

a

F

CL

=

dimana :

1 9 apasitas nominal bantalan dinamis 2kg3

@ 9 beban radial n

a 9 / untuk bantalan peluru

7&&.&&&.&&& 9/

&/&

F

F

&/&7&&&&&&&&/ =

F

&/&!7,78% =

!7,78%

&/&=F

@r9 ,$ k;

0eban -ksial 2@a3


20/26

@a 9K

Fr.!6,&CCCCCCCCCCCCCCC2Shigley, +ilid "al.8/,$$*

/3

"arga 9 $,% untuk bantalan radial.

@a 9%,$

$,!6,& x9 &,8%5 k;.

0esar beban ekiJalen 2Pr3

Pr 9 K . ) . @r = L . @a

Dimana : K 9 @aktor 0eban radial

9 $ 2 direncanakan 3

L 9 @aktor 0eban -ksial

9 &,65 2 direncanakan3

) 9 Pembebanan pada cincin yang berputar

9 $

Pr 9 $ B $ B ,$ = &,65 B &,8%5

9 ,8%$/ kg

@aktor eamanan 2fn3 :

fn 9/

$

/,//

n

/

$

6%&

/,//

=fn 9 &,/%!

@aktor Hmur 2fh3 :


21/26


22/26

i 9/,6&

6%&

9 $,&/

@aktor oreksi 2 fc 3 :

fc9 $,! 2 faktor koreksi 3 2 Sularso "al $8% 3

Daya >encana 2 Pd3 :

Pd 9 fcB P

9 $,! B ,8$$ 9 /,8%

Momen >encana

(m9 $,87% kg.m 9 $87% kg.mm

(p9 /57&,5 kg.mm

0ahan Poros

S /& 1*D, 09 %5 kgmm

Sf$9 8, Sf9 2dengan alur pasak3

Ga9$xSfSf

B9

8

%5

x9 !,5/ kgmm

t9 untuk beban tumbukan

1b9 untuk lenturan

Diameter Poros :

ds$ 9 $,5! cm 9 $5,! mm 2 diameter poros penggerak3

ds9 $,7 cm 9 $7 mm 2 diameter poros yang digerakkan3

Penampang sabuk*) type 0 2Sularso "al $873

Diameter minimum puli


23/26

dmin9 $!% mm 2Sularso "al $873

dp9 $!% mm, Dp9 $!% B $,&/ 9 $!7,/% mm

Dimana : dp9 diameter dalam puli penggerak

Dp9 diameter dalam puli yang digerakkan

dk9 $!% = B %,% 9 $%8 mm

Dk9 $!7,/% = B %,% 9 $8&,/% mm

Dimana : dk9 diameter luar puli penggerak

Dk9 diameter luar puli yang digerakkan

d0 mmds $&/

%$ + 2Sularso "al $663

/

%. $5,! = $& 9 !&,88 mm

d0 !&,88 mm 9 !% mm

D0 mmds $&/

%. + 2Sularso "al $663

/

%. $7 = $& 9 !$,88 mm

D0 !$,88 9 %& mm

Dimana : d09 diameter naf puli penggerak

D09 diameter naf puli yang digerakkan

ecepatan Sabuk J 2ms3

$&&&8&

6%&$%&$!,/

$&&&8&

. $

x

xx

x

ndv

p== 2Sularso "al $883

9 %,55 ms


24/26

%,55 ms N /& ms, maka puli baik dipakai

1 ? O 2 dk= Dk3 & 2Sularso "al $663

!&& ? O 2 $%8 = $8&,/% 3 &

!&& ? /$8,/% &

5/,8% &, 0aik

Panjang keliling sabuk 2E3

E 9 1 =

2dp= Dp3 = C!

$2Dp? dp3 2Sularso "al $6&3

9 .!&& =

$!,/2$!% = $!7,/%3 =

!&&.!

$2$!7,/%*$!%3

9 5&& = !8,$/ = &,$$5

9 $8,! mm

;omor nominal sabuk*) ;o.%&, E 9 $6& mm 2Sularso "al $853

+arak sumbu poros 1 2mm3

b 9 E ? /,$! 2Dp= dp3 2Sularso "al $6&

9 B $8,! ? /,$! 2$!7,/% = $!%3

9 %!,5 ? 7!,8

9 $8&& mm

Maka :

1 95

325 .. pp dDbb +

95

3$!%/%,$!725$8&&$8&& +

9 /77,77 mm

Sudut ontak 2Q3


25/26

Q 9 $5&o*C

dD pp 32%6 2Sularso "al $6/3

9 $5&o*!&&

3$!%/%,$!72%6

9 $5&o? &,8 9 $67,/5o

Maka Q9 $ 2(abel %6 Sularso "al $6!3

Pemilihan Sabuk*) 2tipe standar3

+umlah sabuk 9 $

Maka : ; 9

xKP

P

o

d2Sularso "al $6/3

+adi kapasitas daya transmisi dari satu sabuk Po2k3

Po9xK

Pd

9$$

8$$,x

9 ,8$ k

R1i9 !& mm, R1t9 !& mm 2(abel %5 Sularso "al $6!3

Penampang Sabuk*) (ype 0, ;o. %&, $ buah.

dk9 $%8 mm, Dk9 $8&,/% mm, 1 9 !&&

Eubang poros $5,! mm, $7 mm

+arak sumbu poros /77,77 mm!&


26/26

perencanaan mesin pemarut kelapa

Documents