PERENCANAAN TRANSMISI

SABUK DAN PULI PADA MESIN

SLITTER CAPSTRIP PEMBUAT

BAN MOBIL DI PT. ELANG

PERDANA TYRE INDUSTRY

Nama : Sandya Gilang Samudra

NPM : 2A413509

Jurusan : Teknik Mesin

Pembimbing : Dr. Rr. Sri Poernomo Sari, ST., MT.

LATAR BELAKANG DAN PERMASALAHAN

• PT. Elang Perdana Tyre Industry memiliki 4 buah mesin slitter untuk memproduksi capstrip (textile yang dilapisi compound karet). Satu dari empat mesin yang ada di PT. Elang Perdana Tyre Industry dibeli dari Taiwan dengan merk SAMSON dan tiga mesin slitter lainnya adalah mesin slitter yang dibuat dan dirakit sendiri oleh mekanik dan engineer di PT. Elang Perdana Tyre Industry dan tidak pernah di buku kan. Fungsi dari mesin slitter capstrip ini yaitu memotong mother capstrip menjadi beberapa bagian dengan ukuran lebar yang sama secara horizontal memanjang dan continue sehingga menghasilkan material capstrip.

TUJUAN PENULISAN

Tujuan melakukan kerja praktek dan penulisan ilmiah di

PT. Elang Perdana Tyre Industry adalah sebagai berikut :

1. Perencanaan transmisi sabuk dan puli untuk sabuk gilir

(timing belt) pada mesin slitter capstrip.

2. Perencanaan transmisi sabuk dan puli untuk sabuk-V

(V-belt) pada mesin slitter capstrip

V-Belt dan Timing Belt digunakan pada mesin slitter capstrip, yaitu pada bagian wind up. V-Belt digunakan untuk mentransmisikan putaran dari motor dan memutar poros transvers pada bagian wind up mesin slitter capstrip. Timing Belt digunakan untuk mentransmisikan putaran dari motor untuk memutar poros box roll pada bagian wind up mesin slitter capstrip. Pada perencanaan V-Belt dan Timing Belt akan digunakan motor reducer listrik dengan daya 1 HP dan dengan perbandingan 1:10. Kecepatan putaran motor 2200 Rpm. Kecepatan putaran puli yang digerakan direncanakan 100 Rpm. Direncanakan diameter poros 25 mm untuk puli penggerak dan 30 mm untuk puli yang digerakan. Mesin slitter capstrip bekerja 24 jam.

Perencanaan V-Belt dan Timing Belt Mesin Slitter Capstrip

.

Flowchart Untuk Pemilihan Sabuk-V (V-Belt)

.

.

Perhitungan Perencanaan Sabuk –V (V- Belt) 1. Dari kegiatan penulis selama melakukan kerja praktek di PT. Elang Perdana Tyre Industry didapat data

sebagai berikut :

a. Daya yang ditransmisikan b. Putaran puli penggerak

P = 1 HP atau 0,74 kW n1= 2200 Rpm ×1

10 = 220 Rpm

c. Perbandingan transmisi d. Jarak sumbu poros yang direncanakan

𝑖 =220

100= 2,2 C = 350 mm

2. Faktor koreksi

Faktor koreksi dapat dilihat pada Tabel 2.1 (Hal 25). Untuk V-Belt diambil nilai faktor koreksi : fc = 1,4

3. Daya rencana

Untuk mendapatkan daya rencana pada perencanaan V-Belt di gunakan rumus : 𝑃𝑑 = 𝑓𝑐 × 𝑃, maka :

𝑃𝑑 = 1,4 × 0,74 kW = 1,04 kW

4. Momen rencana

Untuk mendapatkan harga momen rencana digunakan rumus : 𝑇 = 9,74 × 105 × (𝑃𝑑)/𝑛), maka :

𝑇1 = 9,74 × 105 × (1,04)/220) = 4.604,36 (kg. mm)

dan

𝑇2 = 9,74 × 105 × (1,04)/100) = 10.129,6 (kg. mm)

5. Bahan poros

Bahan poros yang digunakan adalah S30.C-D, maka :

a. σB = 58 (kg/mm2)

Sf1 = 6 (untuk bahan S-C)

Sf2 = 2 (dengan alur pasak) (Sf2 = 1,3 s/d 3,0)

b.Tegangan geser yang diizinkan c. Faktor koreksi bahan poros

𝜏𝑎 = 𝜎𝐵

𝑆𝑓1×𝑆𝑓2 Kt = 1,5 ( untuk sedikit kejutan/tumbukan) (Kt =1,0 ÷ 3,0)

𝜏𝑎 = 58

6×2 = 4,83 (kg/mm2) Cb = 1,5 (beban lenturan) (Cb = 1,2÷2,3)

dan (Cb= 1,0 jika tidak terjadi beban lenturan)

6. Diameter poros

Untuk mendapatkan ukuran diameter poros pada puli penggerak maupun poros puli yang digerakan digunakan rumus:

𝑑𝑠 =5,1

𝜏𝑎𝐾𝑡 × 𝐶𝑏 × 𝑇 1/3, maka : 𝑑𝑠1 =

5,1

4.831,5 × 1,5 × 4.604,36 1/3 = 22,1 mm 25 mm (baik)

𝑑𝑠2 =5,1

4.831,5 × 1,5 × 10.129,6 1/3 = 28,7 mm 30 mm (baik)

7. Pemilihan penampang sabuk-V

Karena putaran n1 diketahui 220 Rpm dan Daya rencana Pd = 1,04 kW maka pada Gambar 2.24 pada diagram pemilihan

sabuk-V (Hal : 24) penampang sabuk yang cocok untuk digunakan adalah tipe B

8. Diameter minimum puli

Untuk menentukan diameter minimum puli penggerak yang cocok untuk penampang tipe B dapat dilihat pada Tabel 2.4

(Hal : 33) adalah dengan ukuran 145 mm

9. Diameter lingkaran puli

a. Diameter lingkar jarak bagi puli dp = 145 mm, didapat dari diameter minimum puli yang dianjurkan. Dan untuk mencari

diameter lingkar jarak bagi puli besar digunakan rumus : 𝐷𝑝 = 𝑑𝑝 × 𝑖, maka : 𝐷𝑝 = 145 × 2,2 = 319,3 mm

•

b. Diameter luar puli didapat dengan rumus : 𝑑𝑘 = 𝑑𝑝 + (2 × 𝐾), nilai K didapat dari Tabel 2.2 (Hal : 27) maka:

𝑑𝑘 = 145 + (2 × 5,5) = 156 mm

dan

𝐷𝑘 = 319,3 + (2 × 5,5) = 330,3 mm

c. Diameter naf puli dapat dicari dengan rumus : 𝑑𝐵 =5

3𝑑𝑠 + 10, maka :

𝑑𝐵=5

322,1 + 10 = 46,8 60 (mm)

dan

𝐷𝐵 =5

328,7 + 10 = 57,8 70 (mm)

10. Kecepatan sabuk

Kecepatan sabuk didapat dengan rumus : 𝑣 =𝜋 𝑑𝑝𝑛1

60×1000 , maka : 𝑣 =

3,14 ×145×220

60×1000 = 1,6 (m/s)

11. 1,6 (m/s) < 30 (m/s) (baik)

12. Jarak antara puli penggerak dan puli yang digerakan

Untuk menetukan jarak antara kedua puli digunakan rumus : 𝐶 −𝑑𝑘:𝐷𝑘

2, maka :

350 −156:330,3

2= 106,8 (mm)

13. Pemilihan sabuk-V

Dipakai tipe standar, Selanjutnya kapasitas daya transmisi dari sutau sabuk dapat dicari dengan rumus :

𝑃0 = 𝑃01 + 𝑃02 − 𝑃0150

200+ 𝑃03 + 𝑃04 − 𝑃03

50

200. data 𝑃0 diapat dari Tabel 2.5 (Hal : 34) maka :

𝑃0 = 0,67 + 1,18 − 0,6750

200+ 0,07 + 0,13 − 0,07

50

200

𝑃0 = 0,88 (kW)

14. Panjang keliling sabuk

untuk menentukan panjang keliling sabuk digunakan rumus : 𝐿 = 2𝐶 +𝜋

2𝑑𝑝 + 𝐷𝑝

1

4𝐶 (𝐷𝑝 − 𝑑𝑝)2, maka :

𝐿 = 2 × 350 +3,14

2330,3 + 145

1

4×350 (330,3 − 145)2 = 1470,7 (mm)

15. Nomor nominal sabuk-V didapat dari Tabel 2.3 (Hal : 30), maka didapat sabuk-V standar dengan No = 58 dan L =1473 mm

16. Jarak antara sumbu poros

Untuk menentukan jarak sumbu poros, dicari nilai b terlebih dulu, nilai b didapat dengan rumus : 𝑏 = 2𝐿 − 3,14 (𝐷𝑝 + 𝑑𝑝) ,

maka : 𝑏 = 2 × 1473 − 3,14 (330,3 + 1447,6) = 1453,6 (mm)

C=𝑏: 𝑏2;8 𝐷𝑝;𝑑𝑝

2

8 , maka : C=

1453,6: 1453,62;8 330,3;145 2

8 = 351,1 (mm)

17. Sudut kontak

Untuk menentukan sudut kontak digunakan rumus: 𝜃 = 180° −57 𝐷𝑝;𝑑𝑝

𝐶 , Maka :

𝜃 = 180° −57 330,3;145

351 = 149,9° 150° K𝜃 = 0,93 (Tabel 2.6 Hal : 35)

18. Jumlah sabuk

Untuk mencari banyaknya sabuk yang digunakan didapat dengan rumus: 𝑁 =𝑃𝑑

𝑃0𝐾𝜃 , maka: 𝑁 =

1,04

0,88×0,93 =1,26 2 buah

19. Daerah penyetelan jarak poros

Daerah penyetelan jarak poros didapat dari Tabel 2.7 (Hal : 36) ,maka didapat ∆Ci = 25 mmdan ∆Ct = 40 mm

Flowchart Untuk Pemilihan Sabuk Gilir (Timing Belt)

.

.

.

1. Dari kegiatan penulis selama melakukan kerja praktek di PT. Elang Perdana Tyre Industry didapat data

sebagai berikut :

a. Daya yang ditransmisikan b. Putaran puli penggerak

P = 1 HP atau 0,74 kW n1= 2200 Rpm ×1

10 = 220 Rpm

c. Perbandingan transmisi d. Jarak sumbu poros yang direncanakan

𝑖 =220

100= 2,2 C = 350 mm

2. Faktor koreksi

Faktor koreksi dapat dilihat pada Tabel 2.1 (Hal 25). Untuk V-Belt diambil nilai faktor koreksi : fc = 1,2

3. Daya rencana

Untuk mendapatkan daya rencana pada perencanaan V-Belt di gunakan rumus : 𝑃𝑑 = 𝑓𝑐 × 𝑃, maka :

𝑃𝑑 = 1,2 × 0,74 kW = 0,89 kW

4. Momen rencana

Untuk mendapatkan harga momen rencana digunakan rumus : 𝑇 = 9,74 × 105 × (𝑃𝑑)/𝑛), maka :

𝑇1 = 9,74 × 105 × (0,89)/220) = 3.940,3 (kg. mm)

dan

𝑇2 = 9,74 × 105 × (0,89)/100) = 8.668,6 (kg. mm)

5. Bahan poros

Bahan poros yang digunakan adalah S30.C-D, maka :

a. σB = 58 (kg/mm2)

Sf1 = 6 (untuk bahan S-C)

Sf2 = 2 (dengan alur pasak) (Sf2 = 1,3 s/d 3,0)

Perhitungan Perencanaan Sabuk-Gilir (Timing Belt)

b.Tegangan geser yang diizinkan c. Faktor koreksi bahan poros

𝜏𝑎 = 𝜎𝐵

𝑆𝑓1𝑥𝑆𝑓2 Kt = 1,5 ( untuk sedikit kejutan/tumbukan) (Kt =1,0 ÷ 3,0)

𝜏𝑎 = 58

6×2 = 4,83 (kg/mm2) Cb = 1,5 (beban lenturan) (Cb = 1,2÷2,3)

dan (Cb= 1,0 jika tidak terjadi beban lenturan)

6. Diameter poros

Untuk mendapatkan ukuran diameter poros pada puli penggerak maupun poros puli yang digerakan digunakan rumus

𝑑𝑠 =5,1

𝜏𝑎𝐾𝑡 × 𝐶𝑏 × 𝑇 1/3, maka :

𝑑𝑠1 =5,1

4.831,5 × 1,5 × 3940,3 1/3 = 21,01 mm 25 mm (baik)

dan

𝑑𝑠2 =5,1

4.831,5 × 1,5 × 8668,6 1/3 = 27,32 mm 30 mm (baik)

7. Pemilihan penampang sabuk gilir

Karena putaran n1 diketahui 220 Rpm dan Daya rencana Pd = 0,89 kW maka pada Gambar 2.27 (Hal : 37) pada diagram

pemilihan sabuk gilir penampang sabuk yang cocok untuk digunakan adalah tipe H dan didapat jarak bagi penampang H

sebesar p = 12,7 (mm)

8. Jumlah gigi

Untuk menentukan jumlah gigi pada puli penggerak dapat dilihat pada Tabel 2.9 (Hal : 39) dan untuk menentukan jumlah

gigi pada puli yang digerakan ditentukan dengan rumus : 𝑍2 = 𝑍1 ×𝑛1

𝑛2, maka :

𝑍1 = 26

𝑍2 = 26 ×220

100 = 57,2 57

9. Diameter lingkaran puli

a. Diameter lingkar jarak bagi puli penggerak didapat menggunakan rumus :

𝑑𝑝=𝑃 × 𝑍1

𝜋

dan untuk mencari diameter jarak bagi puli yang digerakan didapat mengunakan rumus : 𝐷𝑝 =p × 𝑍2

𝜋 maka:

𝑑𝑝 =12,7×26

3,14 = 105,11 (mm)

Dan

𝐷𝑝 =12,7×57

3,14 = 230,54 (mm)

b. Daerah diameter diameter poros penggerak ditentukan dengan range 15÷38 (mm), maka diameter poros yang direncanakan

25 mm (baik). Daerah diameter diameter poros yang digerakan ditentukan dengan range 20÷40 mm maka diameter poros

yang direncanakan 30 mm (baik)

c. Diameter naf puli dapat dicari dengan rumus :𝑑𝐵 =5

3𝑑𝑠 + 10, maka :

𝑑𝐵 =5

321,01 + 10 = 45 50 (mm)

Dan

𝐷𝐵 =5

327,32 + 10 = 56 60 (mm)

10. Panjang keliling (dalam jumlah jarak bagi)

untuk menentukan panjang keliling sabuk digunakan rumus : 𝐿𝑝 = 𝑍1:𝑍2

2+ 2

𝐶

𝑝+

(𝑍2;𝑍1 /6,28]2

𝐶/𝑝 maka :

𝐿𝑝 = 26:57

2+ 2

350

12,7+

(57;26 /6,28]2

350/12,7

Lp = 41,5 + 55,1 + 0,89 = 97,5 (mm)

11. Nomor nominal timing belt didapat dari Tabel 2.9 (Hal : 39), maka didapat hasil dengan : No = 490H dan jumlah gigi sabuk

adalah L = 98

12. Jarak antara sumbu poros

Untuk menentukan jarak sumbu poros, dicari nilai Cp terlebih dulu, nilai Cp didapat dengan rumus :

𝐶𝑝 =1

4 𝐿 −

𝑍1:𝑍2

2+ 𝐿 −

𝑍1:𝑍2

2

2−

2

9,86 𝑍1 − 𝑍2

2 , maka :

𝐶𝑝 =1

4 98 −

26:57

2+ 98 −

26:57

2

2−

2

9,86 57 − 26 2 = 27,8

dan

𝐶 = 𝐶𝑝. 𝑝

𝐶 = 27,8 × 12,7 = 353.18 (mm)

13. Daerah penyetelan jarak poros

Daerah penyetelan jarak poros didapat dari Tabel 2.14 (Hal : 46), maka didapat data ∆Ci = 7 mm dan ∆Ct = 6 mm

14. Daya yang ditransmisikan

Daya yang ditransmisikan persatuan lebar dapat ditentukan menggunakan rumus : 𝑃𝑜 = 𝑃𝑜1 + 𝑃𝑜2 − 𝑃𝑜1 ×50

200 .

Dari Tabel 2.11(Hal : 41), sabuk gilir tipe H didapat data :

Z1 = 26, Po1 = 0,67 (kW) untuk 200 rpm

Po2 = 1,35 (kW) untuk 400 rpm

Maka :

𝑃𝑜 = 0,67 + 135 − 0,67 ×50

200 = 0,84 (kW)

15. Sudut kontak

Untuk menentukan sudut kontak digunakan rumus: 𝜃 = 180° −57 𝐷𝑝;𝑑𝑝

𝐶 maka : 𝜃 = 180° −

57 230,54;105,15

353,18 = 159,76°

16. Faktor koreksi Jumlah Gigi Terkait

Untuk menentukan faktor koreksi perlu diketahui nilai JGT terlebih dahulu, untuk menentukan JGT digunakan rumus :

𝐽𝐺𝑇 = 𝑍1 ×𝜃

360 , maka :

𝐽𝐺𝑇 = 26 ×159,76

360 = 11,53

11,53 > 6 jadi ft = 1,00 (diambil dari Tabel 2.13 (Hal : 44)

17. Faktor lebar gigi

Untuk menentukan faktor lebar gigi digunakan rumus : 𝑓𝑤 =𝑃𝑑

𝑃𝑜×𝑓𝑡 , maka: 𝑓𝑤 =

0,89

0,84×1 = 1,05 1 inch

18. Lebar gigi sabuk dipasaran

Untuk menentukan lebar gigi sabuk gilir di pasaran dapat dilihat pada Tabel 2.9 (Hal : 39), maka :

Wb = 1 × 25,4 = 25,4 (mm)

19. Lebar gigi puli

Untuk menentukan lebar gigi puli digunakan rumus : 𝑊𝑤 = 𝑊𝑏 × 1,3 , maka 𝑊𝑤 = 25,4 × 1,3 = 33,0 mm

20. Batas lebar gigi puli

Batas lebar gig puli adalah Wwlim = 35 (mm)

21. 33,0 (mm) < 35 (mm), perancangan sabuk gilir dapat diterima

Kesimpulan Untuk Perencanaan Sabuk-V (V-Belt)

1. Perancanaan V-belt untuk menggerakan poros transvers meja wind up

menggunakan motor reducer listrik dengan daya 1 HP dan dengan

perbandingan 1:10.

2. Kecepatan putaran motor 2200 Rpm dan kecepatan putaran puli yang

digerakan dapat mencapai 100 Rpm.

3. Kerja mesin slitter capstrip dapat mencapai 24 jam.

4. Sabuk-V (V-Belt) : Tipe sabuk-V = B standar, No: 58 dengan panjang L =

1473 (mm), jumlah sabuk = 2 buah dengan perbandingan transimisi i = 2,2

5. Puli : bahan poros yang digunakan adalah S30.C-D, diameter luar puli

penggerak dk = 156 (mm), diameter luar puli yang digerakan Dk = 330,3

(mm), lubang poros puli penggerak ds1 = 25(mm), lubang poros puli yang

digerakan ds2 = 30 (mm) dan jarak sumbu poros C = 351 (mm)

Kesimpulan Untuk Perencanaan Sabuk Gilir (Timing Belt)

1. Perencanaan penggunaan timing belt untuk memutar poros box roll pada

bagian wind up mesin slitter capstrip. Pada perencanaan timing belt

menggunakan motor reducer listrik dengan daya 1 HP dan dengan

perbandingan 1:10.

2. Kecepatan putaran motor 2200 Rpm dan kecepatan putaran puli yang

digerakan dapat mencapai 100 Rpm.

3. Kerja mesin slitter capstrip dapat mencapai 24 jam.

4. Sabuk gilir (timing Belt) : Tipe sabuk gilir = H, Nomor sabuk = 490 H

dengan jumlah gigi L = 98 (mm) dengan perbandingan transmisi i = 2,2

5. Nomor puli = 26 H dan 57 H, bahan poros yang digunakan adalah S30.C-D,

lebar gigi puli di pasaran Ww= 25,4 (mm), lubang poros puli penggerak ds1

= 25(mm), lubang poros puli yang digerakan ds2 = 30 (mm), jarak sumbu

poros C = 353,18 (mm)