BAB III PROSES PERANCANGAN DAN GAMBAR

Transkripsi

1 BAB III PROSES PERANCANGAN DAN GAMBAR 31Skema dan Prinsip kerja Prinsip kerja mesin penggiling serbuk jamu ini adalah sumber tenaga motor listrik di transmisikan ke diskmill menggunakan dan pulley dan v-belt Sehingga pisau diskmill bergerak untuk menghancurkan serbuk jamu yang secara otomatis turun langsung ke bak penampung Sketsa mesin Penggiling serbuk jamu dapat dilihat pada Gambar 31 Gambar 31 Sketsa Mesin Pengiling serbuk jamu Keterangan: 1 Bak penampung serbuk jamu 6 Puli diskmil 2 Pintu 7 V-belt 3 Penutup rangka (Plat) 8 Puli motor listrik 4 Rangka 9 Motor listrik 5 Penggiling (crusher) 10 Penutup motor listrik (plat) 14

2 15 32 Diagram Alir Proses Perencanaan Proses perencanaan mesin penggiling serbuk jamu diilustrasikan pada gambar 32 dibawah ini Mulai Pengamatan dan Pengumpulan data Membuat gambar sketsa rangka Perhitungan kekuatan baut rangka dan las Proses pembuatan Proses perakitan Selesai Gambar 32 Diagram Alir Perencanaan 33 Kajian Singkat Produk Mesin pembuat serbuk jamu ini dirancang untuk membuat serbuk jamu dari tanaman toga yang sudah dikeringkan dan digiling menggunakan pisau tipe diskmill Mesin pembuat serbuk jamu ini diharapkan dapat membantu dalam proses produksi pembuatan serbuk jamu agar lebih efisien

3 16 34 Perhitungan baut pada dudukan motor listrik Baut yang digunakan adalah M10 sebanyak 4 buah terbuat dari baja ST 37 yang menopang beban (P) sebesar 200 N Dari lampiran diketahui mengenai baut M10 antara lain sebagai berikut: L1 33 Rangka 1 Diameter mayor (d) 10 mm 2 Diameter minor (dc) 902 mm 3 L1 16 mm 4 L2 32 mm 5 Daya (P1) 1 Hp 746 watt 6 Tegangan tarik (σ) 370 N/mm2 7 Tegangan tarik bending (σb) 036 x 370 N/mm N/mm2 8 Tegangan geser (τ) 018 x σ 018 x 370 N/mm2 666 N/mm2 9 Factor keamanan (sf) 3 L2

4 17 10 Mencari T1 dan T2 pada V-belt - Perbandingan tegangan antara sisi kencang dan sisi kendor sabuk Kecepatan sabuk mm/s 65 m/s - Mecari tegangan sisi kencang dan sisi kendor P1 ( ( )V 746 (153 ) N N ) 65

5 18 11 Perhitungan gaya vertikal Tv (T T ) sin 63 Tv Tv 3536 N (Rido2015) 12 W P Tv 200 N 3536 N N Kekuatan baut berdasarkan perhitungan tegangan tarik a Tegangan tarik ijin (σijin) σt b N/mm2 222 N/mm2 Beban geser langsung yang diterima baut Ws d N/mm2 444 N/mm2 Tegangan geser ijin (τijin) τt c N 4116 N Beban tarik yang terjadi akibat gaya tarik sabuk beban tarik maksimal Wt ( ) ( ) 3292 N

6 19 e Diasumsikan beban tarik dan geser yang diterima baut ekivalen - Beban tarik ekivalen Wte + 4 Wte [ Wt + ] [ N - Beban geser ekivalen Wse [ + 4 [ ] N f 4116 ] 4116 ] Tegangan tarik (σ baut) dan tegangan geser (τ baut) yang terjadi - Tegangan tarik σbaut π 095 N/mm Tegangan tarik pada baut σbaut < Tegangan tarik ijin (σijin) maka baut aman - Tegangan geser τbaut π 056 N/mm Tegangan geser pada baut τbaut < Tegangan geser ijin (τijin) maka baut aman

7 20 35 Rangka Gambar 34 Rangka batang A-B/E-F Perencanaan rangka ada dua beban yang akan ditahan pada batang besi profil L Batang A-B sebagai penahan beban motor listrik Sedangkan batang E-F sebagai penahan beban diskmill Pada kedua batang ini memiliki beban yang paling besar

8 21 1 Menghitung gaya pada batang A-B A C D B Gambar 35 Rangka batang A-B Perhitungan gaya yang bekerja: Massa motor listrik W P Tv 200 N 3536 N N Gambar 36 Gaya yang bekerja pada batang A-B

9 22 Keseimbangan Gaya Luar 0 ( ) + ( ) ( RBY 520 ) Nmm Nmm 520 Nmm RBy 0 RBy 2532 N 0 RAy + RBy RAy RAy RAy N Setelah didapatkan RAy dan RBy maka dicari reaksi gaya dalam potongan x-x kanan a Keseimbangan gaya dalam Gambar 37 Titik potongan gaya A-B Potongan X-X Gambar 38 Reaksi gaya dalam potongan x-x kanan

10 23 Nx 0 Vx Mx 2532 X Potongan Y Y Gambar 39 Reaksi gaya dalam potongan y-y kanan Nx 0 Vx N Mx F 380 Vx X X Potongan Z Z Gambar 310 Reaksi gaya dalam potongan z-z kanan

11 24 Nx 0 Vx N Mx X Tabel 31 Tabel gaya dan momen pada potongan keseluruhan Potongan Posisi Titik Gaya Gaya Geser Normal X X X0 Momen lentur B NB 0 kg Vx12532 N MB0 Nmm X 380 C NC 0 kg Vx12532 N MC96216 Nmm Y Y X 380 C NC 0 kg Vx22532 N MC96216 Nmm X 500 D ND 0 kg Vx2 57 N MD27816 Nmm Z Z X 500 D ND 0 kg Vx3 57 N MD27816 Nmm X 520 A NA 0 kg Vx N MA0 Nmm

12 25 Diagram Gaya :

13 26 Tegangan pada Rangka A-B - Rangka yang digunakan adalah profil L ST 37 a Dimensi Rangka : 40mm x 40mm x 3mm b Momen Inersia (I): I t (b + l) I 3 ( ) ( ) (37) (40) (40+37) ( I 3 I 3 (b) (l) )( ) I 3 x I mm c Jarak titik berat Y 2 (b + l) ( ) 888 mm d Beban Maksimum (Mmax) Nmm e Faktor keamanan (Sf) 3 f Tegangan yield pada st37 (σy) 240 N/mm2 (karena Sf 3) 80 N/mm2 Maka Tegangan tarik ijin (σijin) g Tegangan tarik rangka (σ) Nmm 119 N/mm2 Jadi karena σijin > σ maka pemilihan rangka dengan beban besi Profil St 37 dengan dimensi 40mm x 40mm x 3mm aman untuk menahan beban

14 27 2 Menghitung gaya pada batang E-F F H E G Gambar 311 Rangka batang E-F Gaya yang bekerja Kecepatan V-belt mm/s 65 m/s Luas penampang sabuk Tan 19 x 8 x mm c b 2x mm 75 mm mm2

15 28 Massa permeter panjang sabuk m Area x Panjang x Densitas 082 cm2 x cm x 114 gr/cm gr kg Gaya tarik sentrifugal (Tc) Tc m x (V) x (65 m/s)2 59 N (Rido2015) Massa Diskmill (F) 10 kg 10 kg 10 m/s2 100 N Berat total F + Tc 1059 N Berat total 1059 N x ½ (dikarenakan beban maksimal dibagi 2 batang rangka bagian atas) Perhitungan diambil pada salah satu batang yaitu batang E-F Sehingga gaya yang bekerja pada batang E-F (Gambar 39) adalah 5295 N Gambar 312 Gaya yang bekerja pada batang E-F

16 29 Keseimbangan Gaya Luar 0 ( ) + ( ) ( RFY 470 ) Nmm Nmm 470 Nmm RFy 0 RFy 2478 N 0 REy + RFy REy REy REy 8112 N Setelah didapatkan REy dan RFy maka dicari reaksi gaya dalam potongan x-x kanan b Keseimbangan gaya dalam Gambar 313 Titik potongan gaya E-F

17 30 Potongan X-X Gambar 314 Reaksi gaya dalam potongan x-x kanan Nx 0 Vx N Mx 2478 N X Potongan Y Y Gambar 315 Reaksi gaya dalam potongan y-y kanan Nx 0 Vx N Mx F 270 Vx X X

18 31 Potongan Z Z Gambar 316 Reaksi gaya dalam potongan z-z kanan Nx 0 Vx N Mx X Tabel 32 Tabel gaya dan momen pada potongan keseluruhan Potongan Posisi Titik Gaya Gaya Geser Normal X X X0 Momen lentur F NB 0 N Vx N MF0 Nmm X 270 H NC 0 N Vx N MH66906 Nmm Y Y X 270 H NC 0 N Vx N MH66906 Nmm X 390 G ND 0 N Vx N MG33102 Nmm Z Z X 390 G ND 0 N Vx N MG33102 Nmm X 470 E NA 0 N Vx N ME 0 Nmm

19 32 Diagram gaya:

20 33 Tegangan pada Rangka E-F - Rangka yang digunakan adalah profil L ST 37 h Dimensi Rangka : 40mm x 40mm x 3mm i Momen Inersia (I): I t (b + l) I 3 ( ) ( ) (37) (40) (40+37) ( I 3 I 3 (b) (l) )( ) I 3 x I mm j Jarak titik berat Y 2 (b + l) ( ) 888 mm k Beban Maksimum (Mmax) Nmm l Faktor keamanan (Sf) 3 m Tegangan yield pada st37 (σy) 240 N/mm2 (karena Sf 3) 80 N/mm2 Maka Tegangan tarik ijn (σijin) n Tegangan tarik rangka (σ) 083 N/mm2 Jadi karena σijin > σ maka pemilihan rangka dengan beban besi Profil St 37 dengan dimensi 40mm x 40mm x 3mm aman untuk menahan beban

21 34 Perhitungan Las Diketahui: P 20kg 10 m/s 200 N karena beban maksimal yang digunakan 1 batang rangka maka P 100 N Panjang plat (e) 470 mm Panjang las ( l ) 40 mm Tegangan tarik maks (σu) 370 N/mm2 Tegangan bending (σb) 036 x σu 1332 N/mm2 Tegangan ijn ( 018 x σu 666 N/mm2 ) a Mencari Throat area Atxl 0707 s x s mm2 b Tegangan geser N/mm2 c Moment bending MPxe 75 x Nmm Gambar 316 Tipe Las sudut

22 35 d Mencari Section Modulus t x (l)2 Z s x (40) s mm2 e Tegangan bending N/mm2 f Diketahui tegangan geser max ( τmax 1 (σb ) + 4 τ s s ) 666 N/mm s2 s2 s 14 mm Dari hasil perhitungan diatas didapatkan ukuran las (s) yaitu 14 mm