BAB II

LANDASAN TEORI

A. Tinjauan Tanaman Sagu

Di wilayah Indonesia Bagian Timur, sagu sejak lama dipergunakan sebagai

makanan pokok oleh sebagian penduduknya,Sebagian masyarakat di Indonesia

menggunakan sagu sebagai bahan makanan pokok, terutama di Maluku dan Irian

Jaya. Masyarakat disana mengkonsumsi sagu sebagai pengganti nasi. Tanaman

sagu di Indonesia dikenal dalam berbagai nama, sebagai contoh di Jawa Barat,

bulung, kresula, bulu, rembulung, atau resula. Di Jawa Tengah; lapia atau napia

di Ambon; tumba di Gorontalo; Pogalu atau tabaro di Toraja; rambiam atau

rabi.

Anwar (1991:..”halaman?”..) mengungkapkan beberapa manfaat yang dapat

diperoleh dari tanaman sagu, diantaranya: (a) Pelepahnya dipakai sebagai

dinding atau pagar rumah; (b) Daunnya untuk atap; (c) Kulit atau batangnya

merupakan kayu bakar yang bagus; (d) Aci sagu (bubuk yang dihasilkan dengan

cara mengekstraksi pati dari umbi atau empulur batang) dapat diolah menjadi

berbagai makanan; (e) Sebagai makanan ternak; (f) Serat sagu dapat dibuat

hardboard atau bricket bangunan bila dicampur semen; (g) Dapat dijadikan

perekat (lem) untuk kayu lapis; (h) Apabila rantai glukosa dalam pati dipotong

menjadi 3-5 rantai glukosa (modifief starch) dapat dipakai untuk menguatkan

daya adhesive dari proses pewarnaan kain pada industri tekstil,

(Anwar, I. 1994. Sagu Tulehu. Dalam Kumpulan Kliping Sagu. Trubus.)

6

7

1. Kadungan Gizi

Menurut Flach and Rumawas (1996 Tepung sagu kaya

dengan karbohidrat (pati) namun sangat miskin gizi lainnya. Ini terjadi akibat

kandungan tinggi pati di dalam teras batang maupun proses pemanenannya.

Seratus gram sagu kering setara dengan 355 kalori. Di dalamnya rata-rata

terkandung 94 gram karbohidrat, 0,2 gram protein, 0,5 gram serat, 10

mg kalsium, 1,2 mg besi, dan lemak, karoten, tiamin, dan asam

askorbat dalam jumlah sangat kecil.

(Wikipedia/ Flach, M. and F. Rumawas, eds. 1996) lihat Wikipedia yang

terbaru

2. Manfaat Mengkonsumsi Sagu Bagi Kesehatan

Banyak jenis tanaman sagu yang dapat menghasilkan tepung sagu dan

tersebar di beberapa wilayah di Indonesia, di antaranya Kepulauan Maluku,

Papua, Mentawai, Riau, dan Sumatera. Di Riau juga dijumpai sagu yang

dikonsumsi masyarakat dalam bentuk butiran yang dikenal dengan nama sagu

rendang serta dalam bentuk olahan lain, seperti kue bangkit, laksa sagu, dan

sagu embel.

Selain sebagai makanan pokok, sagu mempunyai prospek yang baik

sebagai salah satu sumber utama pangan murah. Pengembangan produk baru

dengan komponen utama sagu yang sesuai dengan selera masyarakat

8

diharapkan dapat menjadi pangan sumber karbohidrat siap konsumsi, seperti

tepung kering dan mi.

Manfaat dan keunggulan bila kita mengonsumsi aneka makanan yang

berasal dari sagu, baik dalam bentuk snack maupun olahan yang berasal dari

mie sagu, antara lain:

a. Dapat memberikan efek mengenyangkan, tetapi tidak menyebabkan

gemuk.

b. Mencegah sembelit dan dapat mencegah resiko kanker usus.

c. Tidak cepat meningkatkan kadar glukosa dalam darah (indeks glikemik

rendah) sehingga dapat dikonsumsi oleh penderita diabetes melitus.

(kompas/priyombodo) (Priyambodo. Tahun:halaman)

3. Pengolahan Sagu Menjadi Makanan

Proses pengolahan sagu untuk dijadikan bahan makanan adalah sebagai

berikut; pertama-tama inti pohon sagu dibelah hingga didapatkan ukuran

yang lebih kecil, kemudian diambil dan ditumbuk dengan pangkur yang

berbentuk . Penumbukan sagu dilakukan dengan alat yang disebut pangkur.

Pangkur ini bentuknya lancip, mirip dengan tombak pada ujungnya, dan

Berbentuk menyerupai cangkul yang berfungsi menghancurkan sagu menjadi

potongan kecil-kecil menyerupai serat. Yang selanjutnya kemudian dicampur

dengan air. Pada proses selanjutnya, sagu akan mengendap dan memisahkan

diri dari air, endapan tersebut yang akan dipadatkan dan dibentuk seperti bola

atau lontong dan kemudian disimpan dalam wadah-wadah khusus.

9

Wadah khusus tersebut bernama tumang, sebuah keranjang yang terbuat

dari rotan tempat menyimpan sagu yang dihasilkan dari pohon. Sagu

kemudian dibakar agar lebih awet dalam penyimpanannya menyimpan. Jika

ingin makan, sagu dapat diolah menjadi bubur atau masakan lain. Lebih

nikmat jika dimakan dengan ikan, hewan hasil buruan atau sayur.

(http://www.jalanjalanyuk.com/sagu-makanan-khas-papua, diakses tangal

bulan tahun)

B. Cara Kerja Mesin Pemilah Limbah Sagu

Serbuk empulur dari sagu yang sudah dicampur dengan air di masukkan ke

dalam silinder penyaringan. Pada silinder tersebut dibagi menjadi tiga bagian:

bagian tangki, bagian pembuangan ampas dan bagian motor. Bagian tangki

terdiri dari tabung silinder yang terdiri dari lubang-lubang kecil pada semua

dindingnya, di dalam silinder tersebut dilapisi dengan kain saringan yang amat

halus. Bagian ini dapat berputar searah jarum jam ataupun sebaliknya. Pada

dasar silinder terdiri dari dua lapisan yang didempetkan dan berfungsi sebagai

valve katup pembuangan ampas.

Dua lapisan dilubangi pada bagian sisi kiri dan kanan secukupnya. Lubang

akan tertutup jika diputar searah jarum jam dan terbuka bila diputar berlawanan

jarum jam. Jadi sistem mekanik demikian dirancang untuk

penyaringan/pemerasan dengan diputar searah jarum jam, dan ampas dibuang,

jika silinder tabung diputar berlawanan arah jarum jam. Butiran-butiran air yang

terlempar akan ditampung oleh tabung silinder bagian luar yang dirancang

10

sedemikian rupa sehingga cairan pati dari sagu tersebut akan tertampung dan

mengalir keluar tabung silinder luar dan berakhir pada tempat penampungan.

Bagian kedua terdiri dari ruang silinder luar dimana pada porosnya dipasang

baling-baling yang berfungsi untuk menyapu/mengeluarkan ampas yang jatuh

dari atasnya dan dibuang pada suatu lubang tertentu yang sesuai arah putaran

berlawanan arah jarum jam dan berakhir pada tempat penampungan. Pada

bagian ketiga adalah bagian yang paling bawah yang terdiri dari dudukan

silinder luar dan motor listrik 1,5 HP dengan kecepatan putarnya 2000 rpm

revolution per menit yang terpasang dengan pully 1 dan dihubungkan dengan

pully 2 dengan sabuk sebagai penghubung, selanjutnya dilanjutkan dengan poros

yang ujungnya terdapat roda gigi payung yang berfungsi untuk memutar baling-

baling penyapu dan pemutar tangki silinder.

C. Komponen Utama Mesin Pemilah Limbah Sagu

Komponen-komponen utama penyusun mesin pemilah limbah sagu ini

adalah sebagai berikut:

1. Silinder Penyaring

Silinder penyaring yang berisi serbuk empulur sagu bila diputar akan

mendapat gaya sentrifugal keluar sesuai putarannya. Larutan itu tersebut akan

terlempar ke dinding silinder yang berlubang kecil dan terlapisi oleh lapisan

halus dari kain. Air akan terlempar keluar dinding silinder penyaring, sedangkan

larutan yang agak kasar akan tertahan di dalam silinder penyaring, sementara air

yang keluar akan tertahan oleh dinding luar silinder dan masuk dalam

penampungan yang selanjutnya mengalir melalui alur aliran saringan.

11

Pada silinder penyaring pati sagu memiliki dua silinder, yaitu silinder luar

(tabung statis) dan silinder penyaring (tabung dinamis). Pada silinder statis

berdiameter 60 cm, tinggi 50 cm, dan tebal 0,2 cm sedangkan pada silinder

dinamis berdiameter 38 cm, tinggi 30 cm, dan tebal 0,15 cm. Pada silinder

penyaring pati sagu memiliki lubang-lubang kecil berdiameter 0,5 cm dengan

jarak lubang 1 cm, skema gambar dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Gambar 2.1: Sketsa Lubang Pada Dinding Silinder Penyaring Pati sagu

a) Volume Tabung Dinamis (Vtd)

Gambar 2.2: Tabung Dinamis

Vtd = 41

. D2 . t

Dimana:

= 3,14

D = 380 mm (diameter tabung)

t = 300 mm (tinggi tabung)

12

Luas penampang tabung statis (A)

A = 41

D2 + ( x D x t)

Gaya Berat Tabung Dinamis (Wtd)

Wtd = x A x b ………………………………………... (Khurmi, 2005: 722)

Dimana:

Wtd = gaya berat tabung dinamis (kg)

= 7,85 x 10-6

mmkg

3 (massa jenis tabung) ............... (Khurmi, 2005: 11)

b = 1,5 mm (tebal tabung dinamis)

b) Volume Tabung Statis (Vts)

Gambar 2.3: Tabung Statis

Vts = 41

. D2 . t

Dimana:

= 3,14

D = 600 mm (Diameter tabung)

t = 500 mm (tinggi tabung)

Luas penampang tabung statis (A)

A = 41

D2 + ( x D x t)

Gaya Berat Tabung Dinamis (Wtd)

Wtd = x A x b ……………………………………….. (Khurmi, 2005: 722)

Dimana:

13

Wtd = gaya berat tabung dinamis (kg)

= 7,85 x 10-6

mmkg

3 (massa jenis tabung) ....................... (Khurmi, 2005: 11)

b = 2 mm (tebal tabung statis)

1.1 Volume Tabung Total (Vtot)

Gambar 2.4: Tabung Penyaring Bubur Tahu

Volume dari tabung pemeras adalah volume tabung statis dikurangi volume

tabung dinamis, sehingga diperoleh hasil:

Vtot = Vts – Vtd

1.2 Gaya berat tabung total (Wtot)

Gaya berat tabung secara keseluruhan adalah gaya berat tabung statis di

tambah gaya berat tabung dinamis, sehingga diperoleh hasil:

Wtot = Wts + Wtd

2. Torsi (T) dan Daya Motor (P)

Torsi adalah aksi putar yang bekerja pada bidang tegak lurus sumbu

longitudenal material sedangkan daya motor adalah daya yang ditentukan

berdasarkan kekuatan yang diperlukan pada saat mesin bekerja, daya tersebut

berguna untuk memutar tabung penyaring limbah sagu atau tabung dinamis.

Menurut Sularso 1997:7 rumus yang digunakan untuk menghitung daya adalah:

Momen Puntir / Torsi (T)

T = Wtd x r ……………………………………………… (Sularso, 2004: 25)

Rumus perhitungan daya yang dibutuhkan adalah:

14

T = 9,74 x 105 nPd

………………………………………… (Sularso, 2004: 7)

Pada perencanaan mesin pemilah limbah sagu diambil faktor koreksi 1,5

sehingga:

P = fP

c…………………………………………………...… (Sularso, 2004: 7)

Efisiensi motor ( ) diambil sebesar 95% sehingga daya motor, sehingga:

Pmotor P

3. Arah Putaran Motor

Prinsip kerja dari arah putaran motor ditunjukkan oleh gambar dibawah ini:

Gambar 2.5: Sistem Rangkaian Putaran Arah Putaran Motor

Tegangan Sumber listrik motor akan disambungkan dengan jala-jala

tegangan listrik PLN 220 volt. Titik simpul motor secara teknis terdiri dari tiga

buah kutub, yaitu kutub A, B dan C. Jika kutub A dihubungkan dengan kutub AC

PLN A dan Kutub B dihubungkan dengan kutub AC PLN B sedang kutub C

dihubungkan dengan kutub AC PLN A, motor akan berputar searah jarum jam.

Sedang jika kutub C dihubungkan dengan kutub AC PLN B, maka motor berputar

berlawanan arah dengan arah putaran jarum jam. Untuk mengatur ini dilakukan

dengan menggunakan switch ”timer” dan ”toggle switch”.

15

Switch Timer digunakan untuk memutar motor searah jarum jam dan

Switch toggle digunakan untuk memutar motor berlawanan arah putar jarum jam.

Hal ini terlihat pada rangkaian pada gambar 2.5, sebagai berikut: Jika switch

timer terhubung maka relay R akan bekerja, lampu perasan/penyaringan menyala,

kutub motor B terhubung pada kutub AC PLN B melalui anak relay R12 dan

kutub motor C terhubung ke kutub AC PLN A melalui anak relay R13 dan kutub

motor A terhubung ke kutub AC PLN A, maka motor berputar searah putaran

jarum jam.

Jika switch toggle bekerja switch timer mati, maka relay R tidak bekerja,

lampu buangan sampah menyala, kutub motor B terhubung pada kutub AC PLN

B melalui anak relah R13 dan kutub motor C terhubung ke kutub AC PLN B

melalui anak relay R12 dan kutub motor A terhubung ke kutub AC PLN A, maka

motor berputar berlawanan arah putaran jarum jam.

4. Katup valve

Posisi katup valve yang dipakai oleh dasar silinder penyaring dirancang

sedemikian rupa bila diputar searah jarum jam kondisi valve tertutup. Penyaringan

/ pemerasan ini dapat dilakukan dengan mengatur ”timer” sesuai kebutuhan.

Waktu maksimum untuk ”timer” tersebut adalah sekitar 15 menit, jika waktu

yang diperlukan tidak cukup, maka proses dapat dilakukan berulang-ulang.

Sedang bila larutan sudah kelihatan kering ampas, maka silinder diputar

berlawanan arah jarum jam melalui tombol toggle yang disediakan. Katup dasar

silinder penyaring menjadi terbuka karena diputar berlawanan arah jarum jam.

5. Baling-baling penyapu

16

Ampas limbah sagu yang telah dibuang melalui katup yang terbuka akibat

arah putaran yang berlawanan dengan arah jarum jam tersebut akan jatuh ke

ruangan pembuangan dan langsung disapu oleh baling-baling yang berputar

dalam waktu dan arah sama, selanjutnya ampas ditampung oleh tempat

penampungan yang telah disediakan. Keadaan ini dapat dilakukan berulang-ulang

sesuai toggle yang dipijit, karena posisi toggle bila dilepas putaran akan berhenti

perlahan.

6. Poros (shaft)

Poros merupakan batang logam yang memiliki penampang berupa silinder

yang digunakan untuk meneruskan putaran atau daya, serta sebagai sarana

pendukung. Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin

untuk meneruskan putaran. Bagian-bagian mesin yang sudah dirakit tidak dapat

dipisahkan dari poros. Peranan utama poros adalah untuk transmisikan daya dan

putaran (Sularso, 2004:1).

Poros ini harus mampu menahan getaran yang timbul dan gaya yang timbul

akibat putaran yang tinggi. Dengan demikian tenaga yang terjadi diusahakan

sekecil mungkin sesuai dengan konstruksi mesin.

Berdasarkan pembebanannya, poros digolongkan menjadi tiga, yaitu:

a. Poros transmisi

Poros ini mendapat beban puntir dan lentur dari daya yang ditransmisikan

melalui komponen mesin yang lain, seperti sabuk, kopling, roda gigi, dan lain-

lain.

b. Spindel

17

Spindel adalah poros transmisi yang relatif pendek, karena beban utamanya

adalah puntiran, sehingga deformasinya harus kecil.

c. Gandar

Poros ini dipasang di antara roda-roda kereta barang yang hanya mendapat

beban lentur saja, tetapi jika digerakkan oleh penggerak mula akan mengalami

beban puntir juga.

Poros pada umumya meneruskan daya, baik melalui sabuk, rantai maupun roda

gigi. Daya yang direncanakan (Pd) dalam perhitungan adalah hasil kali daya

nominal out put dari motor penggerak (P) dikalikan dengan faktor koreksi (fc):

Pd = fc . P (kW) …………………………………. (Sularso & Suga, 1997:244)

Jika momen puntir (momen rencana) adalah T (kg.mm), maka:

Pd = 102

602

1000

nT

…………………………. (Sularso dan Suga, 1997:244)

maka:

T = 9,74 x 105 n

Pd …………………………... (Sularso dan Suga, 1997:244)

Apabila momen rencana tersebut dibebankan pada suatu diameter poros ds

(mm) maka tegangan geser yang terjadi adalah:

=

16

3dsT

= 2

1,5ds

T ……………………………... (Sularso dan Suga, 1997:7)

Tegangan geser maksimum ( maks) yang terjadi harus lebih kecil dari

tegangan geser yang diijinkan ( a ). Persamaan yang dipakai adalah sebagai

berikut:

maks = 223 ).().(1,5

TKtMKmds

………….. (Sularso dan Suga, 1997:18)

18

Besarnya Km untuk beban dengan tumbukan ringan adalah 1,5 – 2,0 (Sularso

dan Suga, 1997:17), sedangkan besarnya Kt adalah 1,0 – 1,5 C.

a = 21.SfSfB

……………………………………. (Sularso dan Suga, 1997:8)

a dihitung berdasar batas kelelahan puntir yang besarnya 45% dari kekuatan

tarik. Besar harga Sf1 adalah 6,0 dan besarnya harga Sf2 adalah 1,3 -3,0.

Perhitungan diameter poros dengan beban puntir:

ds = 3/11,5

xKtxCbxT

a …………………………. (Sularso dan Suga, 1997:8)

Poros dengan beban puntir dan lentur:

ds

2)..(1,5

TKtMKma

………………... (Sularso dan Suga,

1997:18)

Dimana:

ds = Diameter poros (mm)

a = Tegangan geser ijin bahan poros (kg/mm2)

Km = Faktor koreksi momen lentur (1,5 – 2,0)

M = Momen lentur yang bekerja pada poros (kg.mm)

Kt = Faktor koreksi momen puntir (1,0 – 1,5)

T = Momen puntir (kg.mm)

Besarnya defleksi puntiran dihitung berdasarkan rumus:

= 584 4GxdsTxl

………………………………... (Sularso dan Suga, 1997:18)

7. Puli (pulley)

Puli adalah suatu komponen mesin yang berfungsi sebagai tempat dudukan

sabuk (penggerak sabuk) untuk memindahkan daya dan putaran. Diameter puli

digunakan untuk alur sabuk, sedangkan diameter dalamnya digunakan untuk

19

pemasangan pada poros. Puli yang digunakan untuk penggerak memiliki dua

macam yaitu:

a. Puli Datar ( Flat)

Jenis puli ini kebanyakan terbuat dari besi tuang tetapi ada juga yang terbuat

dari baja dan dalam bentuk yang bervariasi.

b. Puli Mahkota (Puli-V)

Puli ini lebih efektif dari puli datar, karena berbentuk-V yang ditempati

sabuknya lebih kuat sehingga slep yang dialami relatif lebih kecil.

Puli yang digunakan pada perencanaan mesin pemilah limbah sagu ini adalah

puli Mahkota karena pada mesin ini berputar cepat, sehingga membutuhkan

kekuatan cengkram yang tinggi. Kedudukan puli, baik puli penggerak dan puli

yang digerakkan haruslah dalam kedudukan center (lurus) agar sabuk tidak

mudah lepas dari kedudukan puli.

Rumus yang digunakan untuk perhitungan puli adalah sebagai berikut:

a. Perbandingan reduksi ( i )

dD

=i=nn

1

2

2

1…………………………………………….. (Sularso, 1994:166)

b. Diameter luar puli

Dlp = D + 2a …………………………………... (Dobrovolsky, 1978: 254)

Dimana:

Dp = diameter puli (mm)

a = jarak antara v belt dengan grove puli (mm)

c. Diameter dalam puli (Dlp)

Din = Dlp – 2.Ssgp ………………………………. (Dobrovolsky, 1978: 254)

Dimana:

Dlp = diameter luar puli (mm)

Ssgp = jarak sumbu antara grove puli (mm)

20

d. Lebar puli (B)

B = (n-1)Skgp +2 . Skgp ….............................................. (Khurmi, 1987:680)

Dimana:

n = jumlah sabuk

Skgp = jarak antara kedua grove puli (mm)

e. Berat puli (Wp)

Wp = . Vp (kg)

Dimana:

Vp = Volume puli (mm3)

= berat jenis bahan puli (7,8 x10-5 kg/mm3)

8. Sabuk (belt)

Sabuk merupakan elemen mesin yang berfungsi untuk mentransmisikan

daya dengan putaran dari motor melalui puli, antara poros satu dengan yang lain

dengan jarak yang jauh. Sabuk dibedakan menjadi tiga kelompok, yaitu:

a. Sabuk rata (Flat Belt)

Sabuk jenis ini biasanya dipasang pada pully silinder dan meneruskan

momen antara dua poros. Sabuk ini umumnya tidak menimbulkan suara (tidak

berisik), efisien pada putaran tinggi, dan dapat mentransmisikan daya besar

dengan jarak yang panjang.

b. Sabuk dengan gigi (Timing Belt)

Sabuk jenis ini biasanya dipasang secara berpasangan dengan jenis pully,

untuk meneruskan putaran secara tepat. Sabuk jenis ini memiliki

kecenderungan selip yang kecil, daya yang ditransmisikan konstan dan dengan

adanya gigi memungkinkan untuk mendapatkan putaran rendah atau tinggi.

c. Sabuk-V (V-Belt)

21

Sabuk ini biasanya dipasang dengan cara membelitkannya dikeliling alur

pully berbentuk V dan meneruskan putaran dua poros. Sabuk jenis ini biasanya

digunakan pada jarak pendek dan daya yang dihasilkan besar pada tegangan

yang relatif rendah serta tidak ada sambungan pada sabuknya.

Dalam perencanaan bahan sabuk yang dipilih adalah dari karet dengan

bentuk sabuk V yang mempunyai penampang trapesium dan direncanakan

menggunakan satu buah sabuk. Berdasarkan diagram pemilihan sabuk

(Sularso,1997:164) bahwa dengan daya 1,14 kw dan putaran motor 1500 rpm

menggunakan tipe A.

Faktor-faktor yang mempengaruhi dalam transmisi sabuk adalah:

1. Tegangan Sabuk.

2. Kecepatan Pulley.

3. Sudut Kontak antara sabuk dengan Pulley yang terjadi.

4. Kondisi dimana sabuk digunakan.

Dalam pemilihan sabuk berlaku rumusan-rumusan sebagai berikut:

Kecepatan linear sabuk V, v (m/s).

v = 1000x60ndπ p

……………………………. (Sularso dan suga, 1997:166)

Dimana:

v = Kecepatan Keliling Sabuk (m/s).

dp = Diameter Pulley Mesin (mm)

n = Putaran Pulley Mesin(rpm)

Antara poros penggerak dengan poros yang digerakan ada jarak, maka panjang

keliling sabuk L (mm) harus dihitung, dimana masing-masing adalah dp (mm) dan

Dp (mm) serta perbandingan putaran dinyatakan 2n1n

atau Dpdp

. Jarak sumbu poros

dan keliling sabuk berturut-turut adalah C dan L, maka:

22

L = 2C + 2π

(dp + Dp) + C41

(Dp dp)2 ………………….…. (Sularso, 1997: 170)

Dimana:

L = Panjang Sabuk (mm)

C = Jarak Sumbu Poros (mm)

Jumlah putaran sabuk per detik dapat dihitung dengan memakai rumus:

U = Lv

........................................................................... (Dobrovolsky, 1978:249)

Dimana:

U = Jumlah Putaran Sabuk per Detik (rps)

v = Kecepatan Keliling Sabuk (m/s)

L = Panjang Sabuk (mm)

Dan berat sabuk dipakai rumus:

W = a x L x …………………………………. (Khurmy dan Gupta, 1987: 669)

Dimana:

W = Berat Sabuk (Kg)

a = Luas Penampang Sabuk (mm)

L = Panjang Sabuk (mm)

= Massa Jenis Sabuk (Kg/mm3)

sehingga gaya sentrifugal pada sabuk

Fc = gW

x v2……………………………..…. (Khurmy dan Gupta, 1987: 669)

Dimana:

Fc = Gaya Sentrifugal (Kg)

W = Berat Sabuk (Kg)

g = Gaya Gravitasi (m/det)

23

v = Kecepatan Keliling Sabuk (m/det)

Dalam mendapatkan sabuk yang panjangnya sama dengan hasil perhitungan

umumnya sukar, sehingga jarak antara kedua poros dihitung dengan rumus

sebagai berikut:

C = 8

dD(8b+b pp2

…………………………………. (Sularso, 1997: 170)

Dimana:

b = 2L 3,14 (Dp dp) …………………………………….. (Sularso, 1997: 170)

Dan untuk menentukan sudut antara kedua sumbu pulley (θ)

θ = 1800 ( )

CdD57 pP ....................................................…. (Sularso, 1997: 170)

Dimana:

θ = Sudut Kontak Antara Kedua Pulley (Radian)

C = Jarak Kedua Sumbu Poros (mm)

Antara pulley dan sabuk menimbulkan gesekan. Gaya gesek dapat berkurang

yang dapat menimbulkan slip dan daya banyak terbuang. Sehingga dihitung

koefisien sabuk dengan:

= 0,54 v+4,1526,42

…........................................ (Khurmy dan Gupta, 1987: 651)

Untuk memperoleh sisi sabuk kencang (S1) dipakai rumus:

S1 = St max Fs ..............................................…. (Khurmy dan Gupta, 1987: 673)

Dimana:

St max = Tegangan Tarik Maksimum yang Diijinkan (Kg/mm2)

Fs = Gaya Sentrifugal Sabuk (Kg)

Dan tegangan sisi sabuk kendor (S2) diperoleh dengan rumus:

SSlog3,2

2

1 = . ……………………………. (Khurmy dan Gupta,1987: 669)

Dimana:

Tipe B Tipe CTipe A Tipe ETipe D

24

θ = Sudut Kontak Pulley Dengan Sabuk

μ = Koefisien Gesek Antara Pulley dan sabuk

dan untuk daya maksimum yang ditransmisikan sabuk V adalah:

P = ( )

75vSS total2total1 …………………………. (Khurmy dan Gupta, 1987: 303)

Gambar 2.6: Konstruksi dan Tipe Sabuk V (Sularso, 1983: 164)

9. Bantalan (bearing)

Menurut Sularso (2004:103), bantalan adalah sebuah elemen mesin yang

menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak baliknya dapat

berlangsung secara halus, aman dan memiliki umur yang panjang.

Bantalan dikembangkan dan digunakan untuk meningkatkan kemampuan

untuk menahan pergerakan dari proses yang berputar dan juga menahan beban.

Pemakaian bantalan harus memperhatikan fungsi pokok bantalan sebagai elemen

yang menahan beban dan menerima sifat dinamis, sehingga pemilihan bantalan

yang sesuai adalah mutlak dilakukan untuk mencegah terjadinya kegagalan dalam

pengoperasian mesin tersebut. Penggolongan bantalan secara garis besar menurut

Sularso (2004:103) antara lain:

a. Berdasarkan gerakan bantalan terhadap poros

1 . Bantalan linear

38,0 mm

12,5 mm

22,5 mm

31,5 mm22,0 mm16,5 mm

19,0 mm

400

14,0 mm11,0 mm

9,0 mm

25

Bantalan ini terjadi jika ada gerakan linear antara poros dengan bantalan

karena poros langsung ditumpu oleh permukaan bantalan yang dibatasi oleh

lapisan pelumas.

2 . Bantalan gelinding

Bantalan ini memiliki gesekan yang terjadi diantara elemen gelinding

dengan dinding yang berputar pada bantalan.

3 . Berdasarkan arah beban terhadap poros

a) Bantalan radial: bantalan ini memilki arah pembebanan yang tegak lurus

dengan sumbu poros

b) Bantalan aksial: bantalan ini memilki arah pembebanan yang sejajar

dengan sumbu poros

c) Bantalan gelinding khusus: bantalan ini memeliki arah pembebanan

kombinasi atau gabungan dari bantalan yang sejajar dan tegak lurus

dengan sumbu poros.

Bantalan yang digunakan dalam perencanaan mesin pemilah sagu ini

adalah bantalan bola radial baris tunggal, karena pembebanan yang

terjadi hanya pembebanan pada arah radial.

Gambar 2.7: Bearing dan cara Kerjanya pada Poros

10. Pasak (spline)

Pasak adalah elemen mesin yang dipakai untuk menetapkan bagian-bagian

mesin seperti roda gigi, sproket, puli, kopling dan sebagainya pada poros

26

(Sularso, 2004:23). Fungsi pasak dalam perancangan mesin adalah untuk

menghubungkan antara dua elemen mesin (umumnya poros dan naf), sehingga

terjadi pengaluran momen antara dua komponen tersebut. Pasak memiliki sifat

sederhana, dapat diandalkan, mudah digunakan (dipasang dan dibongkar) dan

murah pembuatannya.

Menurut Sularso (2004:24), berdasarkan letak pada poros, pasak dibedakan

menjadi empat, yaitu pasak pelana, pasak rata, pasak benam dan pasak singgung

yang umumnya berpenampang segi empat. Sedangkan berdasarkan bentuknya,

pasak dibedakan menjadi dua, yaitu pasak tembereng dan pasak jarum. Adapun

keterangan lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar di bawah ini.

Gambar 2.8: Jenis-jenis Pasak Berdasarkan Letak PorosSumber: Sularso, 1979:24

Pasak yang digunakan pada perencanaan mesin pemilah limbah sagu ini

adalah jenis pasak benam yang berfungsi untuk mengikat poros dengan puli.

Pemilihan pasak benam ini didasarkan pada pembebanan yang terjadi pada

27

pasak yaitu beban puntir dan meneruskan momen yang besar.

Dengan mengetahui daya rencana (Pd) yang dihitung pada perhitungan

poros serta mengetahui putaran poros (n) dan juga torsi (T) diketahui pada

perhitungan poros, maka daya tangensial pada permukaan poros (F) dapat

ditentukan dengan rumus sebagai berikut:

Ft = 2dT

s ........................................................................…. (Sularso, 1997: 25)

Dimana:

Ft = Gaya Tangensial (Kg)

T = Torsi (Kg.mm)

Ds = Diameter Poros (mm)

Dimensi pasak yang digunakan sesuai dengan tabel.

Selain itu juga harus ditetukan kekuatan tarik (σt) dari bahan pasak, sehingga

tegangan geser ijin ( a ) dapat dihitung dengan :

a = SfxSftσ

21 ……………………………………………... (Sularso, 1997: 25)

Dimana:

a = Tegangan Geser yang Diijinkan(Kg/mm2)

σt = Kekuatan Tarik (Kg/mm2)

Sf1 = Faktor Keamanan Yang diambil harga 6

Sf2 = Faktor Keamanan Yang Diambil Harga Sebesar 1 – 1,5 bila beban

dikenakan perlahan-lahan.

11. Baut

Baut pada kontruksi mesin digunakan sebagai alat pengikat. Pemakaian baut

harus dapat dipih dengan teliti, sesuai dengan kebutuhan dan harus mengetahui

macam-macam kerusakan pada baut sebagai bahan referensi dalam sebuah

perencanaan. Macam-macam kerusakan pada baut antara lain:

Kerusakan akibat tarikan

28

Kerusakan akibat puntiran

Kerusakan akibat gesekan

Baut menurut bentuk kepalanya dapat digolongkan menjadi tiga macam,

yaitu: segi enam, soket segi enam, dan kepala persegi. Dalam perencanaan ini

baut berfungsi digunakan untuk memasang rumah Screw conveyor dengan

dudukan rumah screw.

12. Roda Gigi

Roda gigi dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis diantaranya adalah:

a. Roda gigi dengan poros sejajar

Roda gigi dengan poros sejajar adalah roda gigi di mana giginya berjajar

pada dua bidang silinder disebut ”bidang jarak bagi”; kedua bidang silinder

tersebut bersinggungan dan yang satu menggelinding pada yang lain dengan

sumbu tetap sejajar. Sebagai contohnya adalah: roda gigi lurus, roda gigi

miring, roda gigi miring ganda, roda gigi dalam, dan roda gigi pinyon.

b. Roda gigi dengan poros berpotongan

Roda gigi dengan poros berpotongan adalah roda gigi di mana kedua bidang

silinder berpotongan tegak lurus. Sebagai contohnya adalah: roda gigi

kerucut lurus, roda gigi kerucut spiral dan roda gigi permukaan. Sudut poros

kedua roda gigi ini biasanya dibuat 900.

c. Roda gigi dengan poros silang

Dalam golongan roda gigi dengan poros bersilang, terdapat roda gigi miring

silang, roda gigi cacing silindris, roda gigi hipoid.

29

Gambar 2.9: Macam-macam roda gigiSumber: Sularso, 1979:213

Roda gigi yang digunakan pada perencanaan mesin pemilah limbah sagu ini

adalah roda gigi kerucut yang berfungsi untuk mengubah arah putaran dari

horizontal menjadi vertikal.

Gambar 2.10: Nama bagian-bagian roda gigi kerucutSumber: Sularso, 1979:267

Jika R adalah panjang sisi kerucut jarak bagi, adalah sudut kerucut jarak

bagi, d1 dan d2 mm adalah diameter lingkaran jarak bagi pada ujung luar

masing-masing roda gigi kerucut, maka hubungan antara jumlah gigi yang

30

sebenarnya dari roda gigi kerucut z dan jumlah gigi dari roda gigi lurus

khayal zv adalah sebagai berikut:

d1 = 2R sin = zm

d’1 = 2R tan =zvm ……………………………………. Sularso, 1979:268)

δtanδsin

= zvz

zv = δcosz

….................................................................... Sularso, 1979:268)

Perbandingan putaran i dari roda gigi kerucut maupun dari roda gigi lurus

khayal adalah:

i = 2n1n

= 1d2d

= 1z2z

= 1δsinR2δsinR

….................................. Sularso, 1979:268)

Jika sudut poros dinyatakan dengan = 1 + 2, maka:

( ) 2δtanΣcosΣsin2δtan

=2δΣsin

2δsin=

1z2z

Jadi, tan 2 = Σcos+

2z1z

Σsin …............................................. Sularso, 1979:268)

Demikian pula dengan tan 1 = Σcos+

1z2z

Σsin …................. Sularso, 1979:269)

Dalam hal = 900,

tan 1 = tan,i1

=2z1z

2 = 1=1z2z

…………………………. Sularso, 1979:269)

Diameter lingkaran jarak bagi:

d1 = mz1

d2 = mz2

Sisi kerucut:

........Sularso, 1979:269)

31

R = ( ) ( )2δsin22d

=1δsin2

1d …............................................ Sularso, 1979:269)

Dalam hal gigi tirus, kepala gigi pinyon dibuat lebih tinggi dari pada kepala

roda gigi besar. Maka perubahan kepala yang diperlukan dapat dilakukan

dengan koefisien masing-masing sebagai berikut:

x1 = 0,46 1 - 2z1z

….................................................... Sularso, 1979:269)

x2 = - x1

Karena itu, jika ck > 0,188 m adalah kelonggaran puncak, maka untuk tinggi

roda gigi:

Tinggi kepala hk2 = 1 + x1 m

Tinggi kepala hf1 = 1 – x1 m + ck …............................ Sularso, 1979:269

Dengan demikian, tinggi gigi adalah

H = 2m + ck …................................................................. Sularso, 1979:269

Sudut kepala roda gigi k2 = tan-1 hk2 / R

Sudut kaki roda gigi f2 = tan-1 hf2 / R …................. Sularso, 1979:270

Dengan demikian, sudut kerucut kepala adalah:

k1 = 1 + k1, k2 = 2 + k2 ….......................................... Sularso, 1979:270

Demikian pula sudut kerucut kaki adalah:

f1 = 1 f1, f2 = 2 f2 ………………………………. Sularso, 1979:270

Besarnya masing-masing diameter lingkaran kepala, yang diperlukan dalam

pembuatan, adalah:

dk1 = d1 + 2hk1 cos 1

dk2 = d2 + 2hk2 cos 2 …………………………………... Sularso, 1979:270

dan besarnya masing-masing diameter lingkaran kaki adalah:

X1 = d2/2 hk1 sin 1

X2 = d1/2 hk2 sin 2 ...............................................…. Sularso, 1979:270

32

Jika sudut tekanan adalah 0, dan kelonggaran belakang dianggap nol, maka

tebal gigi tebal lingkar adalah:

s1 = 0,5 + 2x1 tan 0m

s2 = 0,5 2x1 tan 0m

s1 + s2 = m …………………………………………….. Sularso, 1979:270

13. Kerangka Mesin Pemilah Limbah Sagu

Kerangka mesin pemilah limbah tahu ini berbentuk persegi panjang yang

berfungsi untuk menopang piranti mesin yang lain. Pada kerangka mesin

pemilah limbah sagu terdiri dari dudukan yang tingginya berkisar 50 cm dan

memiliki lebar berkisar 100 cm yang terpasang dengan motor listrik.

Kerangka mesin pemilah limbah sagu ini berbentuk persegi panjang yang

berfungsi untuk menopang dan meredam getaran yang ditimbulkan dari

silinder-silinder penyaring pemilah limbah sagu. Konstruksi rangka mesin

pemilah limbah sagu dapat dilihat pada gambar 2.11 di bawah ini:

Klasifikasi bahan rangka mesin adalah sebagai berikut:

Bahan Rangka : S30C

Tebal plat : 5 cm Diameter bor penahan motor : 7,5

cm

Lebar : 100 cm Diameter bantalan poros : 52 cm

Tinggi : 50 cm

33

Gambar 2.11: Kerangka Mesin Pemilah Limbah Sagu