LEMBAR PERNYATAAN. Tugas Akhir. Perencanaan Perancangan Alat Pemeras Tebu

Transkripsi

1 i LEMBAR PERNYATAAN Saya yang bertandatangan di bawah ini: Nama : Irfan Sapingi Nim : Fakultas : Teknologi Industri Jurusan : Teknik Mesin Universitas : Mercu Buana Dengan ini menyatakan dengan sesungguhnya, bahwa tugas akhir tugas akhir saya yang berjudul Perencanaan Perancangan Alat Pemeras Tebu saya buat ini merupakan hasil karya serta pemikaran saya sendiri dan tidak menyalin ataupun menyadur dari hasil karya orang lain, kecuali dari kutipan refrensi refrensi yang telah di sebutkan sumbernya. Jakarta, Agustus 007 Irfan Sapingi Penulis

2 ii LEMBAR PENGESAHAN PERENCANAAN PERANCANGAN ALAT PEMERAS TEBU Telah di periksa dan di setujui oleh : Mengetahui, Koordinator Tugas Akhir Nanang Ruhyat, ST, MT

3 iii LEMBAR PENGESAHAN PERENCANAAN PERANCANGAN ALAT PEMERAS TEBU Telah di periksa dan di setujui oleh : Mengetahui, Pembimbing Tugas Akhir Ir. Rulli Nutranta, M.Eng

4 iv KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat ALLAH SWT, yang selalu melimpahkan Rahmat serta Hidayatnya, Sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir tepat pada waktunya. Atas dasar keyakinan serta dorongan moril dari berbagai pihak, baik dalam memberikan bimbingan ilmih serta materi, akhirnya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih banyak terdapat kekurangan - kekurangan, Selanjutnya dengan setulus hati penulis mengucapkan terima kasih serta penghargaan yang sebesar besarnya kepada:. Bapak Ir. Rulli Nutranta, M.Eng selaku pembimbing tugas akhir ini serta selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin.. Bapak Nanang Ruhyat, ST, MT selaku Koordinator tugas akhir. 3. Kedua orang tua-ku tercinta yang selalu memberikan dukungan baik moril maupun materil serta sabar menanti selesainya tugas akhir ini, 4. Kedua saudaraku, Eni serta Titin tersayang yang selalu mendukungku untuk menyelesaikan tugas ahir ini. 5. Bapak Ir. Daskarama selaku Direktur Utama PT. Karya Digna Indonesia yang telah memberikan saya waktu satu minggu belakangan ini. 6. Bapak H. Waluyo, Ir Yohanes Suroso serta Delvi Yolanda selaku rekan rekan di PT. Karya Digna Indonesia yang selalu memberikan dukungan serta motifasi. 7. Bapak Firman serta Bapak Sumantri selaku Pengawas Lab, Thanks Bos atas masukannya. 8. Sepno selaku Asisten Lab yang udah mau jalan buat saya. 9. Nofriyanti yang tidak pernah lelah mendukung serta setia menanti.

5 v 0. Rekan rekan Mesin 00 semoga kesuksesan senantiasa menyertai kalian di masa depan. Serta semua pihak yang telah memberikan dukungannya tetapi tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis berharap agar laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi para mahasiswa Teknik Mesin guna penyepurnaan serta pengembangan selanjutnya. Penulis mohon dibukakan pintu maaf yang sebesar besarnya apabila didalam penulisan tugas akhir ini terdapat kesalahan kesalahan dalam penulisannya. Jakarta, Agustus 007 Penulis

6 BAB I PENDAHULUAN. Latar Belakang Dengan melihat perkembangan teknologi pasca panen, masyarakat ditutut keberadaannya untuk dapat meningkatkan kualitas serta kwantitas dari hasil sektor pertanian, hal ini dirasa sangat perlu mengingat Indonesia termasuk negara agraris yang sedang menuju menjadi negara industri. Salah satu hasil pertanian di negara kita adalah tebu, selama ini di masyarakat kita hanya mengelola tebu sebagai bahan dasar pemanis serta mengolahnya menjadi sari minuman. Padahal jika proses

7 pemerasan di lakukan dengan lebih baik serta secara maksimal maka ampas dari hasil proses pengolahan tersebut mempunyai nilai jual lebih, karna ampas dari hasil olahan tersebut dapat diolah lagi menjadi bahan dasar kampas kopling serta kampas rem. Sejalan dengan program pemerintah untuk mengentaskan kemiskinan dengan meningkatkan taraf hidup dan kesejahtraan masyarakat luas dapat dilakukan dengan memperbanyak produksi dari tebu serta memanfaatkan ampas dari hasil olahan serta dengan cara menggali hal hal baru yang nantinya akan menjadi sumber komoditi baru dan bermanfaat untuk masyarakat kita sendiri.. Maksud Dan Tujuan Terkait dengan masalah diatas sebagai bagian dari kalangan akademis yang mempunyai latar belakang pendidikan, penulis merasa terpanggil dan mempunyai tanggung jawab untuk membantu memecahkan masalah tersebut. Oleh sebab itu dalam penulisan ini dituangkan perencanaan perancangan alat pemeras tebu yang bertujuan agar ampas dari sisa olahan tersebut tetap bermanfaat..3 Batasan Masalah Dalam penyusunan tugas akhir ini, penulis hanya akan membahas tentang perencanaan perancangan alat pemeras tebu yang antara lain

8 3 terdiri dari motor, pulli, V Belt, poros serta kapasitas dari mesin pemeras tebu..4 Teknik Pengumpulan Data Teknik yang dilakukan dalam pengumpulan data data untuk melakukan perencanaan perancangan alat pemeras tebu ini adalah: a. Metode obserfasi, yaitu metode yang dilakukan dengan cara terjun langsung kelapangan untuk memperoleh serta mengumpulkan data data yang dibutuhkan dalam perencanaan perancangan alat pemeras tebu ini. b. Study linear, yaitu membaca buku buku refrensi yang berhubungan dengan apa yang sedang di rancang. c. Wawancara terhadap para pihak terkait..5 Sistematika Penulisan Dalam penyusunan bab bab dalam tugas akhir ini dimaksudkan untuk memudahkan dalam pembahasannya. Adapun sistemaktika penulisan dalam laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: LEMBAR PENGESAHAN KATA PENGANTAR DAFTAR SIMBOL

9 4 DAFTAR ISI BAB I PENDAHULUAN Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, tujuan, batasan,masalah, metode penelitian serta sistematika penulisan BAB II TEORI DASAR Pada bab ini dikumpulkan bahan bahan refrensi serta ilmu ilmu terapan yang dapat digunakan untuk menunjang dalam perencanaan perancangan alat ini. BAB III PERENCANAAN PERANCANGAN ALAT PEMERAS TEBU Bab ini berisikan tentang asumsi asumsi awal yang digunakan dalam perencanaan perancangan alat ini, yang hasilnya berupa karakteristik sampai pada akhirnya ditemukan kombinasi prinsip solusi yang terbaik. BAB IV PERHITUNGAN Bab ini berisikan tentang analisa perhitungan dari data data perencanaan perancangan yang telah dilakukan pada bab sebelumnya serta kecendrungan yang terjadi dalam proses pemerasan tebu.

10 5 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Pada bab terakhir ini akan disimpulkan hasil dari kerja serta perencanaan perancangan yang telah dibuat sebelumnya. DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

11 6 BAB II LANDASAN TEORI Pada saat ini Negara kita masih terus dilanda krisis ekonomi yang berkepanjangan, karena itu dilakukan berbagai upaya dalam mencari bentuk penerapan teknologi yang dibutuhkan untuk percepatan pemulihan ekonomi. Peranan teknologi untuk membantu pemulihan ekonomi menjadi sangat penting. Salah satu bentuk teknologi strategis adalah teknologi yang dapat mendukung pengembangan unit unit industri skala kecil dan menengah ( UKM ) berbasis Sumber Daya Alam ( SDM ) setempat yang tersedia di berbagai pelosok tanah air. Strategi semacam ini untuk mendorong upaya kemandirian dalam rekayasa dan rancang bangun

12 7 untuk menciptakan teknologi tepat guna yang dibutuhkan untuk pengembangan UKM berbasis SDA tersebut, sehingga benar benar dapat membantu mempercepat pemulihan ekonomi sekaligus menghasilkan pembngunan yang lebih merata diseluruh tanah air. Teknologi Tepat Guna ( TTG ) adalah teknologi yang sesuai dengan kebutuhan masyarakat bersifat dinamis, sesuai dengan kemampuan dan dapat dimanfaatkan oleh masyarakat dalam meningkatkan nilai tambah. Sebagai contoh tebu, seiring dengan kemajuan teknologi dan ilmu pengetahuan di dunia industri saat ini ampas dari hasil olahan tebu tersebut mulai dimanfaatkan. Dengan proses pemerasan yang lebih efisien maka ampas tersebut tetap dapat bermanfaat. Pengembangan teknologi tepat guna berpijak pada kepentingan masal masyarakat dan mudah di dalam perencanaan dan pembuatannya serta material mudah didapat disekitar masyarakat tersebut. Tujuan dari pembuatan alat tersebut adalah untuk meningkatkan produktivitas serta memberikan nilai tambah bagi masyarakat. Sehingga waktu pengerjaan dapat dipercepat serta ampas dari hasil olahan tersebut tetap dapat bermanfaat. Dengan demikian proses pengerjaan yang biasanya hanya bertujuan mengambil sarinya saja kini ampas dari sisa olahan tersebut masih mempunyai nilai jual. Sehingga diperlukan suatu perencanaan alat yang mampu berdaya guna dan berteknologi tepat guna.

13 8. Metode Perencanaan Perancangan Metode perencanaan perancangan secara sistematis merupakan suatu metode perancangan yang bertujuan untuk membantu dan mempermudah suatu proses penciptaan dan pembentukan suatu disain serta konstruksi. Pada dasarnya perancangan teknik merupakan suatu usaha untuk dapat memenuhi persyaratan peersyaratan yang diperlukan dalam pembuatan alat tersebut sehingga memungkinkan untuk mendapatkan hasil atau produk yang terbaik serta sesuai dengan keinginan. Keinginan untuk memperoleh hal tersebut perlu didasari oleh latar belakang ilmu pengetahuan yang memadai serta wawasan yang luas mengenai aspek yang berkembang di dalam masyarakat. Ilmu pengetahuan yang dimiliki perancang diusahakan untuk memperoleh titik temu dengan aspek aspek lainnya seperti ekonomi, sospol dan lain lain. Sehingga secara skenematis posisi perancangan teknik dapat digambarkan sebagai berikut:

14 9 Ilmu Politik Sosiologi dan Psiklogi Ilmu Ekonomi Ilmu Pengetahuan Ilmu Teknik Perancangan Teknik Teknologi Produksi Perancangan Perancangan untuk Industri Arsitektur Seni Gambar. Perancangan Teknik Dipusat Pengaruh Kehidupan Teknologi dan Budaya Perancangan teknik merupakan suatu pekerjaan kreatif yang berdasarkan pada berbagai disiplin ilmu eperti matematika, mekanika,

15 0 termodinamika, kinematika dan lain lain. Serta juga diperlukan pengetahuan dan pengalaman. Dalam perencanaan perancangan diperlukan metode perancangan untuk memecahkan masalah yang dilakukan tahap demi tahap secara analisis dan sintesis. Analisis adalah penguraian suaitu system yang rumit damn kompleks, menjadi elemen elemennya dan kemudian mempelajari karakteristik masing masing elemen tersebut kolerasinya. Sedangkan sintesis adalah menggabungkan kembali elemen elemen yang telah diketahui karakteristinya untuk kemudian diciptakan untuk kemudian diciptakan suatu system baru. Pada metode perencanaan perancangan, suatu tahap yang merupakan kelanjutan dari tahap sebelumnya dan menjadi acuan bagi tahap berikutnya. Pada kenyataannya suatu tahap merupakan proses yang kompleks, biasanya untuk memecahkannya dibutuhkan iterasi. Iterasi adalah suatu proses dimana suatu solusi dicapai secara tahap demi tahap. Dan pada Iiterasi dimungkinkan seorang perancang untuk kembali pada tahap sebelumnya untuk melakukan pengulangan. Untuk menghasilkan suatu kontruksi yang baik, perlu melibatkan salah satu unsur atau beberapa kegiatan yaitu rekayasa penelitian dan perancangan. Rekayasa adalah penerapan ilmu dan metematika untuk memanfaatkan benda dan energi dalam alam ini sehingga

16 berguna bagi manusia dalam kegiatan pembuatan bangunan, permesinan produk system dan proses. Penelitian adalah kegiatan penyelidikan pengujian / percobaan yang ditunjukan untuk hal-hal berikut: Penemuan dan pemahaman fakta. Perbaikan berdasarkan fakta atas teori / hukum yang ada. Penerapan praktis suatu teori baru / teori yang telah diperbaiki.

17 Metode Penelitian Team Mempelajari keadaan masyarakat Menentukan kebutuhan, apakah masyarakat melihat kebutuhan Tidak Jelskan kepada masyarakat apa yang mereka perlukan! Tidak Apa sebabnya masyarakat tidak perlu diteliti? Ya Ya Apakah kebutuhan masyarakat sesuai? Ya Adakah teknologi yang dapat mengatasinya? Ya Tingkatan teknologi yang telah ada Tidak Tidak Menjelaskan ke masyarakat apa yang mereka rasakan tidak benar Perekenalkan teknologi baru

18 3 Perancangan adalah bagian dari kegiatan rekayasa yang merupakan usaha secara intelektual untuk memenuhi tuntunan-tuntunan tertentu dengan cara sebaik mungkin.. Teori Dasar Mesin Pemeras Pada dasarnya mesin pemeras tebu ini mempunyai prinsip kerja yang sama dengan mesin pengupas jambu mete, namun hanya pada mesin pemeras tebu ini lebih baik dari yang mesin pengupas jambu mete. Dengan menggunakan mesin listrik maka daya yang dihasilkan dapat sesuaikan dengan kapasitas produksi. Mesin pemeras tebu yang pada perencanaan perancangan ini dibuat secara sistem seri sehingga diharapkan dapat menghasilkan hasil yang lebih efisien, dalam arti daya yang dihasilkan oleh motor litrik tadi dapat menghasilkan hasil olahan untuk ampasnya agar lebil bermanfaat. Pada perencanaan perancangan terdapat beberapa komponen utama dan juga teerdapt komponen-komponen pendukung lainnya. Komponen-komponen tersebut mempunyai tugas masing masing dan juga saling mendukung satu dengan yang lainnya sehingga mesin ini dapat berjalan sebagaimana mestinya.

19 4.3 Komponen-Komponen Utama Komponen Komponen Utama yang terdapat dalam perencanan perancangan alat pemeras tebu ini merupakan bagain-bagian utama dan yan terpenting. Komponen-Komponen Utama antara lain terdiri dari:.3. Rangka Mesin Rangka mesin ini menggunakan besi KS 4 x 4 yang mempunyai panjang 00 mm, lebar 350 mm, dan tinggi 600 mm. Pada bagian bawah rangka terddapat empat buah roda yang berguna untuk menggerakan atau memindahkan dalam proses berpindahnya mesin tersebut. Dalam Industri mesin, jenis logam yang dipakai menetukan mutu mesin, terutama yang berhubungan dengan kestabilan dan elastisitasnya terhadap getaran kekuatan konstruksi juga di pengaruhi oleh bahan logamnya. Proses perencanaan pembuatan mesin pemeras tebu ini bahan yang digunakan sebagai penyambungnya adalah las listrik.

20 5 Gambar.3. Rangka Mesin.3. Motor Penggerak Motor penggerak ini merupakan komponen yang paling utama dalam perencanaan perancangan alat pemeras tebu ini, komponen ini berfungsi sebagai penggerak utama pada mesin pemeras tebu yaitu Memutar puly penggiling yang langsung mentranmisikan daya ke puly penggiling dengan medi belt. Motor Listrik yang digunakan ini mempunyai daya 5.5 Hp dan putarannya 3500 Rpm. Gambar.3. Motor Listrik Motor penggerak yang digunakan adalah motor listrik, dengan spesifikasi sebagai berikut :

21 6. Daya Motor : P ( Watt ). Putaran Motor : n ( Rpm ) 3. Torsi Motor : T ( N.m ) 4. Efisiensi Kerja Mesin P E = QxV 75 ( KW ) P M Ps P b P p Motor Belt Puli η S η b η p P E : Daya Efektif ( W ) Q : Kapasitas ( Kg ) V : Kecepatan Translasi ( m / s ).3.3 Puli Puli digunakan untuk mentransmisikan tenaga dari suatu poros ke poros lainnya dengan bantuan sabuk ( V- belt ). Rasio kecepatan puli sanagt tergantung kepada besar kecilnya diameter puli penggerak dengan diameter puli yang digerakan. Puli ini dapat dibuat dari bahan besi co, kayu, baja, atau besi plat. Puli yang digunakan pada perancangan ini menghubungkan putaran dari motor listrik kepada puli penggiling dengan bantuan V Belt, puli yang digunakan pada perancangan ini ada tiga. Satu puli yang berhubungan dengan motor listrik dan yang lainnya berhubungan dengan

22 7 poroa pemerasnya. Dengan diameter puli pada mesin adalah 7.5 cm sedangkan pada puli penggiling 6.3 cm. Gambar.3.3 : Puli Untuk mendapatkan diameter lingkaran jarak bagi ( dp ) dan diameter luaar (Dk), serta rasio kecepatan puli yang berdasarkan pada type sabuk V yang digunaakan maka terlebih dahulu menentukan :. Menentukan diameter lingkaran jarak bagi untuk puli penggerak (dp ) dan puli yang digerakan ( Dp ),( mm ). Puli ( dp ) Puli ( Dp ) = dp x i Dengan : i = perbandingan reduksi untuk kecepatan masing masing puli (Rpm).

23 8. Menentukan diameter luar puli penggerak (dk) dan diameter puli yang digerakan (Dk),(mm). Puli (dk ) = dp + tebal penampang sabuk yang digunakan Puli (Dk ) = Dp + tebal penampn sabuk yang digunakan 3. Kecapatan puli, n (rpm) Kecepatan puli,n = 3500 rpm Kecepatan puli, nxdp n = Dp.4 Proses Perencanaan Perancangan Dalam melakukan perencanaan perancangan alat ini prosedur yang berlaku yaitu prosedur bertahap. Dalam tahapan-tahapan inilah yang dinamakan proses perancangan. Seperti telah dibahas sebelumnya bahwa proses ini bersifat iterative yang mana memungkinkan perancangan untuk kembali ketahapan sebelumnya. Pada dasarnya perancangan bermula karena adanya suatu kebutuhan pada masyarakat (consumen goods) atau industri (capital goods). Bagi seorang sarjana teknik, kebutuhan tersebut dianggap sebagai suatu ketidak sempurnaan mesin ataupun proses kerjanya sehingga diperlukan mesin / proses baru yang lebih sempurna. Kesempurnaan ini seiring dengan perubahan jaman.

24 9 Suatu produk baru dapat dikatakan sempurna pada jaman sekarang, akan tetapi belum tentu sempurna dimasa depan, seiring dengan kemajuan teknologi. Kebutuhan inilah yang akhirnya mendorong siklus produk sekaligus kemajuan teknologi..4. Logam Untuk Mesin Pemeras Tebu Dalam industri mesin, logam untuk mesin pembuat bubuk cabai dan jahe mendapat perhatian khusus. Jenis logam yang dipakai sangat menentukan mutu dan kwalitas mesin, terutama yang berhubungan dengan kestabilan dan elastisitasnya terhadap getaran. Kekuatan kontruksi mesin juga dipengaruhi oleh logam bahannya. Logam yang digunakan dapat dibedakan atas beberapa kelompok yaitu:. Besi Kasar (besi tuang) Merupakan besi perkakas tanpa campuran, yang terdiri dari Fe dan,7 sampai 4,5% C, baik digunakan pada kontruksi kaki atau standar mesin.. Baja Untuk Bangunan, Baja Kontruksi Merupakan baja tanpa campuran, yang terdiri dari Fe dan maksimal 0,45% C. Digunakan pada besi profil, seng, pasak pasang, kawat, standar atau kaki mesin. 3. Baja Perkakas Tanpa Campuran Baja yang terdiri 0,45 sampai,7% C dan Fe. Bila dikeraskan, baja ini dapat digunakan sebagai bahan

25 0 perkakas mesin sederhana. Tanpa pengerasan baja ini biasanya digunakan hanya untuk perkakas tangan saja. 4. Baja Perkakas Lapisan ( diberi perlindungan ) Merupakan baja yang dibuat dari Fe dan logam campuran krom, kobalt, wolfram, dan nikel. Digunakan untuk pembuatan perkakas tangan bermutu baik atau perkakas mesin yang berdaya guna tinggi. 5. Logam Keras Logam yang terdiri dari campuran wolfram dan zat arang C ditambah kobalt sintetis, digunakan untuk bahan perkakas mesin..4. Poros Dalam hal ini dapat dibedakan:. Poros dukung, poros yang khusus diperuntukkan mendukung elemen mesin yang berputar.. Poros trasmisi atau poros pemindahan, poros yang terutama dipergunakan untuk memindahkan momen punter, dalam hal ini mendukung elemen mesin hanya suatu cara bukan tujuan.

26 .4.3 Sabuk-V (V-Belt) Sabuk V dengan penampang berbentuk trapesium banyak digunakan, sabuk ini terutama dipakai agar dalam keadaan yang paling tidak menguntungkan (jarak sumbu kecil, perbandingan transmisi besar, atau keduanya), pra tegangan kecil namun masih memberi penyelesaian. Gambar.4.3. Gaya pada Puli Pada sabuk rata Gambar.4.4 Gaya pada Puli Pada sabuk- V Gesekan antara sabuk - V dan puli, sebagai akibat efek - baji, lebih besar dari pada gesekan antara sabuk rata dan puli, lihat pada gambar.4. dan.5.suatu kerugian ialah aus pada sisi samping sebab kecepatan sabuk = kecepatan puli hanya dapat dijumpai pada suatu tempat.

27 Bagi hasil buatan pabrik terdapat dalam perdagangan, antara lain sabuk-blauri (dari flender) dan sabuk V textrope (dari Chalmers), yang karena kelembutannya yang besar memungkinkan jarak sumbu yang sangat pendek. Biasanya jarak sumbu yang minimum ini kurang lebih sama dengan garis tengah puli besar, transmisi dapat sebesar I = 0 5 pada sisi luarnya sabuk terdiri dari karet lunak yang diperkuat dengan tenunan dari nilon atau dari polyester (tubuh sabuk penarik, Gambar.6.), pada sisi dalamnya untuk kepentigan kelembutannya hanya dari karet yang lebih keras (b), keseluruhannya itu diselubungi dengan tenunan yang dicelub dalam karet. Juga terdapat sabuk V yang mempunyai kawat baja sebagai tubuh sabuk penarik. Transmisi serupa itu tidak begitu lebih banyak mengambil tempat dibandingkan dengan transmisi roda gigi, transmisi tadi masih mempunyai keuntungan berupa ketenagan sempurna dan dapat meredam getaran. Karena sifat yang terakhir ini transmisi sangat baik untuk dipakai dalam mesin perkakas yang teliti. Sabuk V tidak boleh terkena minyak, tidak boleh dibiarkan terkena temperature lebih tinggi dari 60 Celcius. Juga dijumpai sabuk V dalam perdagangan yang tahan terhadap minyak dan terhadap temperature yang agak tinggi dan yang dapat melepaskan listrik static sepanjang

28 3 permukaannya. Yang belakangan ini perlu dalam hal sabuk berjalan dalam ruangan yang mana terdapat bahaya ledakan. Dengan jenis sabuk rata yang moderen dalam hal ini sering dicapai hasil yang sama dengan puli yang lebih sempit dan yang lebih murah. Kerugian sabuk V ialah tidak pernah ada kepastian bahwa semua sabuk memindahkan gaya yang sama. Kalau satu sabuk merengang dari suatu bundle maka, sabuk lainnya terbebani terlampau kuat. Kalau diambil secara ketat, setelah salah satu sabuk rusak maka kesemuannya harus diganti. Sabuk V kebanyakan dijual dalam panjang normal tanpa sambungan dengan puli yang sesuai. Dalam hal ini, puli ini harus dipasang pada ujung poros sebelah luar blok bantalan yang menumpuk, apabila puli ditempatkan antara blok bantalan, maka akan harus dipergunakan sabuk dengan penahan sabuk, tetapi penahan sabuk ini mempengaruhi umur dan berjalan tenangnya sabuk secara tidak baik. Untuk memungkinkan sabuk tanpa sambungan dapat dipasang sekeliling puli, salah satu dari poros harus dapat digeser cukup jauh, misalnya karena motor listrik terletak pada eretan. Apabila hal ini tidak dapat dilaksanakan maka harus dipasang puli pemegang dengan alur, lebih baik pada sisi dalam, sangat dekat dengan puli yang besar. Puli penegang ini harus mempunyai garis tengah yang sedikitnya sama besarnya dengan puli kecil. Apabila

29 4 disebabkan oleh kekurangan tempat hal ini tidak dapat dilakukan, maka yang dewasa ini dibuat. Perserikatan pabrik karet, sesuai dengan ISO, memberikan untuk b = db d: Seri Z A B C S D E b mm 4,6 6,4 7, 0,,8 5, 0,3 Jadi garis netral letaknya lebih banyak keluar. Dianjurkan untuk memilih nilai untuk garis tengah nominal dari rangkaian R0 yang dinormalisaikan, yaitu dan sebagainya mm. Pada transmisi yang lebih besar dari i = 3, dan suatu jarak sumbu yang sama dengan atau yang sedikit lebih kecil dari puli besar, kadang-kadang tidak perlu untuk alur dalam puli besar. Pada puli secara berjajar dipasang sekian banyak senar sebagai mana diperlukan untuk memindahkan daya yang dibutuhkan. Harus benar-benar diperhatikan bahwa sabuk V dari satu bundle semuanya praktis sama panjangnya. Ketika dibuat dalam pabrik hal ini tidak mungkin dicapai dengan tepat. Karena itu panjang yang sebenarnya ditunjukan dengan lingkaran kode pada sabuk. Penyimpangan yang dalam suatu keadaan tertentu diperbolehkan, ditunjukan oleh pengusaha pabrik. Pada umumnya penyimpangan itu mengenai tidak lebih dari satu atau dua nomor kode.

30 5 Kecepatan keliling biasanya terletak atara dan 5 m/detik, jadi dalam maksimumnya lebih rendah dari sabuk rata. Perbedaan ini disebabkan oleh massa yang dalam perbandingan lebih besar tiap satuan panjang sabuk V (massa jenis kulit kurang lebih 0,9 Kg/dm³). Dianjurkan agar banyaknya pelengkungan yang dialami oleh senar, tidak dibuat berjumlah lebih dari 40/detik. Kalau Lm = panjang rata-rata senar dan v = kecepatan senar, maka lebih baik banyaknya pelengkungan w = v/lm < 40/detik atau = 40/menit. Gambar.4.5. Sabuk V dengan bentuk alur Dapat dipergunakan puli penegang pada sisi luar, sedekat mungkin dengan puli kecil. Dengan mengunakan puli penegang ini,

31 6 sabuk memperoleh pra tegangan yang diperlukan setelah dipasang disekeliling puli. Setelah itu puli dikencangkan. Sabuk V dan puli di normalisasikan NEN 77 sementara itu diusahakan untuk menjelmakan suatu normalisasi internasional dalam bidang ini dalam hubungan ISO. Di samping itu dinegeri belanda dijumpai bayak sabuk V menurut norma DIN. Dengan demikian dinegeri belanda sering terdapat sabuk V dengan ukuran yang menyimpang dari norma negri belanda. Perserikatan pabrik karet (Verenigde Rubberfabrieken)(Negeri Belanda) menghasilkan : Seri Ukuran dalam mm Z 0 X 6 A 3 X 9 B 7 X C X 4 D 3 X 9 E 38 X 5 Dan selain itu seri S, 5 x 6 mm, menurut DIN. Dalam hal ini ukuran yang disebutkan pertama menunjukan sisi sejajar terpanjang untuk penampang trapesium, ukuran kedua ialah kabel sabuk. Sisi samping sabuk membuat sudut 38 satu sama lain.

32 7 Sabuk V harus sesuai dengan cermat dalam alur puli, sehingga sisi luar sabuk menjadi rata dengan sisi luar puli. Juga harus diperhatikan bahwa pada puli kecil sudut α sebagai akibat pelengkungan sabuk menjadi lebih kecil (α = menurut garis tengah). Puli tersebut menurut garis tengah nominal d, untuk keperluan ini semula diambil garis luar db, dikurangi dengan tebal sabuk. Dalam hal ini garis netral sabuk akan terletak ditengah-tengah penampang. Tetapi pendapat ini tidak benar lagi untuk sabuk..4.4 Perancangan Konsep Perancangan konsep adalah bagian dari proses disain dengan mengenali masalah-masalah penting melalui pembautan struktur fungsi, pencarian kombinasi-kombinasi, cara pemecahan masalah utama yang mungkin dapat digunakan, pemilihan kombinasi yang sesuai dan evaluasi.

33 8 BAB IV PERANCANGAN KOMPONEN 3. Perhitungan Pulli Perancangan pulli dilakukan dengan maksud untuk mengetahui diameter lingkaran jarak bagi dan diameter pulli, serta rasio perbandingan kecepatan antara pulli yang ada berdasarkan pada ukuran puli tersebut. Untuk lebih jelasnya perhitungan pulli untuk mesin pemeras tebu seperti dibawah ini : Diketahui : Diameter pulli kecil Putaran pulli Diameter pulli besar Berdasarkan data diatas maka dapat dihitung parameter - parameter lainnya yang merupakan hal penting dalam perhitungan ini : Perhitungan kecepatan pulli besar

34 9 n = D. n D Kecepatan linier sabuk v π D. n v = Perhitungan Sabuk Dalam kerjanya, sabuk mentransmisikan daya dan putaran yang direduksi, dengan demikian dapat di ketahui bahwa peranan sabuk ini dalam penstramisian kecepatan cukup penting, sehingga sabuk harus benar-benar sesuai dengan mesin ini. Adapun yang dirancangan dengan beban sebesar 60 N adalah sebagai berikut : Daya motor P = F.v Jarak sumbu kedua pulli C : C = 560 mm Torsi pada pulli kecil T = 9, P n Torsi pada pulli besar T = 9, P n Tegangan geser bahan yang diijinkan τ a :

35 30 Table 3. Baja karbon untuk kontruksi mesin dan baja batang yang difinis dingin untuk poros Lambang Perlakuan Diameter (mm) Kekuatan tarik Kekerasan panas (kg/mm ) H C (H B) H S35C D Dilunakkan 0/ kurang (84) (73) Tanpa 0/ kurang (87) 5 - dilunakkan 58 7 (84) S45C D Dilunakkan 0/ kurang (89) (85) Tanpa 0/ kurang dilunakkan 66 8 (90) S55C D Dilunakkan 0/ kurang Tanpa 0/ kurang dilunakkan Refrensi... (Sularso : hal 7) Berdasarkan pada table 3. untuk baja karbon kontruksi mesin untuk bahan poros dengan jenis S 30 C diperoleh : Kekuatan tarik, σ B : σ B = 48 kg/mm = 470,88 N/mm Tegangan geser, τ a :

36 3 τ a = σ B S S. f f Perhitungan diameter poros, ds : Karena terjadinya kejutan maka diambil faktor koreksi (kt) = dan berdasarkan adanya beban lenturan maka diambil faktor beban lentur (Cb) = berdasarkan hal-hal tersebut maka dihitung :. diameter poros listrik, ds : d s = 5,. kt. Cb. T τ a 3. Diameter poros besar, ds : d s = 5,. kt. Cb. T τ a 3 Diameter luar pulli kecil, Dk : Dk = D + k Diameter luar pulli besar Dk : Dk = D + k Koefesien gesek sabuk, μ 4,6 μ = 0, v Panjang keliling sabuk-v,l: π C L =. C. + ( D D 4. C + D ) + ( D D ) ( D )

37 3 π L =. C. + ( D D 4. C + D ) + ( D ) berdasarkan nomor nominal sabuk-v di dapat : No 68 L= 73 mm Tabel 3. Tabel nomor nominal sabuk Seri Ukuran (mm) Z 0 X 6 A 3 X 9 B 7 X C X 4 D 3 X 9 E 38 X 5 Jarak sumbu poros untuk ke dua pulli, C : b =.L - 3,4(D + D ) =.77 3,4 ( ,3) = 97,54 mm b + C = b 8( D 8 D ) Sudut kontak sabuk dan pulli,θ θ = ( Dp dp C o ) Berdasarkan table koreksi didapatkan kθ kθ = 0,94.,77

38 33 =,55 Gaya pada bagian yang kendor dan tegangan pada sabuk,f dan F F,3.log F = μθ cosecα T = (F -F ).r T = Torsi pada poros =,9 Nm kemudian subtitusikan persamaan () dan () sehingga : Gaya tangesial efektif yang bekerja sepanjang lingkaran jarak bagi aluir puli, Fe : F e = F -F Besarnya daya yang dapat ditransmisikan oleh sabuk, P o P o = F e. v = 59,.4,75 = 8,8 watt Jumlah sabuk yang diperlukan P N = P. d o k θ

39 Perhitungan Poros Pada perancangan poros yang digunakan adalah poros adalah tempat untuk dudukan mata pisau berjalan dimana poros akan terbebani gaya sentrifugal dan beban dari tebu. Untuk diperlukan perhitungkan secara seksama atas beban yang terjadi.yaitu : Berat pulli dipasang pada poros utama, W s : Massa pulli m = kg W s = m.g Besarnya gaya yang ditimbulkan pada poros utama F EY = F + F + W S Beban yang diterima oleh poros pada titik B, F BY : Massa dari pada beban yang diberikan pada poros pada titik B, m = 0 kg F BY = m.g = 0.9,8 = 98, N Perhitungan besarnya gaya - gaya yang diterima oleh poros utama untuk masing-masing titik pada arah beban searah sumbu Y : My= 0 -F BY.4 + F CY. 84 F DY.93 =0

40 35 84.F CY = 98, , F CY = 44,7 F CY = 47,9 Fy= 0 F A F BY + F cy - F DY = 0 F AY = F BY + F DY -F CY = 89,9 + 98, 47,9 = 39,49 N Perhitungan besarnya gaya lintang (Q) dan momen lentur (M) yang terjadi pada poros utama pada arah beban searah sumbu y : Dengan asumsi bahwa bahan poros yang digunakan tersebut dari bahan baja AISI 040, maka diperoleh besarnya Sy: Kekuatan mengalah, Se = 4 kpsi = psi = , kn/m =, N/m Diameter poros dapat dihitung berdasarkan cara, seperti cara di bawah ini : Faktor koreksi keseluruhan untuk poros, n = 3,5 d 3. n = T π.,896.0.( M + ) 6 3

41 36 Dari hasil perhitungan dengan cara tersebut didapat bahwa poros yang akan digunakan. 3.4 Perhitungan Bantalan Gelinding Berdasarkan pada data - data di bawah ini, maka kita dapat melakukan perhitungan terhadap bantalan yang digunakan pada mesin ini. Adapun data - data yang diperlukan dalam perhitungan bantalan adalah sebagai berikut : o Jumlah bantalan, n o Diameter poros utama, d s o Putaran poros n o Beban bantalan, F o Diamter bola bantalan, D a o Jumlah bola pada bantalan, Z o Jumlah baris pada bantalan, i o Sudut kontak nominal, α = 5 o Untuk menentukan faktor koreksi yang ditransmisikan, dapat dilihat pada table 3.3 dibawah ini :

42 37 Tabel 4.3 Faktor koreksi Mesin yang digerakkan Penggerak Momen punter puncak 00% Momen punter puncak > 00% Motor arus bolak balik (momen normal, Motor arus bolak balik (momen tinggi, sangkar bajing, fasa tunggal, lilitan sinkron), Motor arus seri), Motor arus searah (lilitan shunt) searah (lilitan kompon, lilitan seri), mesin torak,kopling tak tetap Jumlah jam kerja tiap hari Jumlah jam kerja tiap hari Variasi Pengaduk zat cair, kipas angin, blower (sampai 7, beban KW), Pompa sentrifugal, Konveyor tugas ringan Jam Jam Jam Jam Jam Jam sangat kecil Variasi beban kecil Variasi beban sedang Variasi beban besar Konveyor sabuk(pasir, batubara) pengaduk, kipas angina (lebih dari 7,5 KW), mesin torak, mesin perkakas, mesin percetakan Koveyor (ember, skrup), pompa torak, kompresor, mesin giling palu, pengocok, roots blower, mesin tekstil, mesin kayu Penghancur, gilingan bola atau batang pengangkat, mesin pabrik karet (rol, kalender) Refrensi.(sularso Hal 65) Perhitungan bantalan Beban rencana F r : F r = f c.f

43 38 Beban dinamis spesifik, C: C = 0,7 3,8 c.( i cos ). Z. Da f α Beban untuk beban radial, Pr P r = X.V.F r.y.f a Faktor kecepatan f n 33,3 = n 3 Faktor umur, f h : f h = f n. (C/P r ) Umur nominal 3 L h = 500.f h = 500. (4,3) 3 =3794,05 jam 3.5 Perhitungan tegangan pada batang rangka Karena penulis tidak memfokuskan pada pembahasan mengenai rangka secara terperinci, maka perhitungan hanya dilakukan pada salah satu bagian rangka saja dengan beramsumsi : Beban terbagi rata dan profil rangka berbentuk siku Semua gaya yang bekerja dianggap vertikal

44 39 Bahan rangka yang digunakan dalam hal tarikan dan tekanan 3 y F 40 w (N) x Fa = F/ Fb = F/ L Diketahui dimensi siku 40 x 40 x 3 (mm), serta beban yang dipikul 37,6 kg. dari data diatas dapat dilakukan perhitungan.. Beban yang dipikul oleh rangka F = m x g. Gaya geser tegak maksimum Q (N) Q = F 3. Pada titik geser nol momen lentur maksimum adalah : M M = F.L 4. Momen Inersia terhadap sumbu netral ( I ) lebar siku, b

45 40 tinggi siku, h Y = A. Y+ A. Y A + A Ix = 3 bh + Y.A Iy = 3 bh 5. Tegangan Lentur ( σ ) σ = Dimana jarak sumbu netral keelemen yang terjauh M.Y I 6. Moment Statis (S) S = Y A 7. Tegangan geser maksimum yang terjadi pada sumbu netral ( τ maks ) τ maks = ( Q.S )/( b.i )

46 4 4. Menentukan Gaya Penekanan BAB IV PERHITUNGAN gaya yang bekerja pada poros ulir di antaranya gaya normal, di mana gaya ini tegak lurus dengan ulir dan berpengaruh pada gaya penekanan, di samping terjadi gaya normal juga terjadi gaya geser antara poros ulir dengan tebu. ) Gaya Normal R P = Gaya ini di pengaruhi oleh gaya berat tebu.berdasarkan pengamatan di lapangan, poros ulir ini mampu menekan tebu WK = sehingga gaya normal dapat di hitung WK Sinβ

47 4 di mana : WK = gaya poros yang di gunakan untuk menekan tebu = β = sudut ulir dari poros = maka : R P = WK Sinβ = 4,7 sin5,38 = 55,45 N ) Gaya Menekan Ulir Gaya ini merupakan gaya dari ulir untuk melakukan proses penekan tebu sehingga terperas. Besarnya gaya yang di gunakan ( F ) F = R p.cos β = 55,45.cos 5,38 = 53,44 N 3) Gaya geser tebu dengan poros ulir tekan Fs = μ.r p Di mana : μ = koefisien gesek Koefisien gesek tebu dengan poros ulir tekan di asumsikan dengan perunggu dalam keadaan awal ( starting ). Dari table koefisien gesek rata rata dari bahan ( Khurmi, 98 : 608 ) di peroleh ( μ ) =

48 43 maka : Fs = μ. R p = 0,08.53,44 = 4,7 N sehingga gaya yang bekerja pada poros ulir tekan adalah : Fx = F + Fs Di mana : Fx = gaya yang bekerja pada poros ulir tekan ( N ) F = gaya yang di gunakan untuk menekan ( N ) Fs = gaya gesek pada tebu dengan poros ulir tekan ( N ) Maka : Fx = F + Fs = 53,49 + 4,7 = 57,7 = 58 N 4. Perhitungan Pulli Perancangan pulli dilakukan dengan maksud untuk mengetahui diameter lingkaran jarak bagi dan diameter pulli, serta rasio perbandingan kecepatan antara pulli yang ada berdasarkan pada ukuran puli tersebut. Untuk lebih jelasnya perhitungan pulli untuk mesin pemeras tebu seperti dibawah ini : Diketahui :

49 44 Diameter pulli kecil : D = 65 mm Kecepatan putar motor : n = 400 rpm Percepatan gravitasi : g = 9,8 m/s Diameter pulli besar : D = 300 mm Berdasarkan data diatas maka dapat dihitung parameter - parameter lainnya yang merupakan hal penting dalam perhitungan ini : Perhitungan kecepatan pulli besar n = D. n D n = = 303,3 rpm Kecepatan linier sabuk v π D. n v = 60. π.303,3.300 v = 60 = 4,75 m/s 4. Perhitungan Sabuk Dalam kerjanya, sabuk mentransmisikan daya dan putaran yang direduksi, dengan demikian dapat di ketahui bahwa peranan sabuk ini dalam penstramisian kecepatan cukup penting, sehingga sabuk harus

50 45 benar-benar sesuai dengan mesin ini. Adapun yang dirancangan dengan beban sebesar 60 N adalah sebagai berikut : Daya motor P = F.v = 60.4,75 = 8 watt Jarak sumbu kedua pulli C : C = 560 mm Torsi pada pulli kecil T = 9, P n T = , = 96, kg.mm =,9 kw Torsi pada pulli besar T = 9, P n T = 5 0,8 9, T = 906,5 kg.mm = 8,8 Nm Tegangan geser bahan yang diijinkan τ a :

51 46 Table 4. Baja karbon untuk kontruksi mesin dan baja batang yang difinis dingin untuk poros Lambang Perlakuan Diameter (mm) Kekuatan tarik Kekerasan panas (kg/mm ) H C (H B) H S35C D Dilunakkan 0/ kurang (84) (73) Tanpa 0/ kurang (87) 5 - dilunakkan 58 7 (84) S45C D Dilunakkan 0/ kurang (89) (85) Tanpa 0/ kurang dilunakkan 66 8 (90) S55C D Dilunakkan 0/ kurang Tanpa 0/ kurang dilunakkan Refrensi... (Sularso : hal 7) Berdasarkan pada table 4. untuk baja karbon kontruksi mesin untuk bahan poros dengan jenis S 30 C diperoleh : Kekuatan tarik, σ B : σ B = 48 kg/mm = 470,88 N/mm

52 47 Tegangan geser, τ a : τ a = τ a = σ B S S. f f = 4 kg/mm = 39,4.0 N/m Perhitungan diameter poros, ds : Karena terjadinya kejutan maka diambil faktor koreksi (kt) = dan berdasarkan adanya beban lenturan maka diambil faktor beban lentur (Cb) = berdasarkan hal-hal tersebut maka dihitung : 3. diameter poros listrik, ds : d s = d s = 5,. kt. Cb. T τ a 5, , = 9, m = 0 mm 4. Diameter poros besar, ds : d s = 5,. kt. Cb. T τ a 3

53 48 d s = 5, , = 0,066 m = 6,6 mm Diameter luar pulli kecil, Dk : Dk = D + k = ,5 = 74 mm Diameter luar pulli besar Dk : Dk = D + k = 303,3 +.4,5 = 33,3 mm Koefesien gesek sabuk, μ 4,6 μ = 0, v μ = 4,6 0, ,75 = 0,69 Panjang keliling sabuk-v,l: π C L =. C. + ( D D 4. C + D ) + ( D D ) ( D ) π L =. C. + ( D D 4. C + D ) + ( D ) π L = ( ,3) + (303,3 65) 4. C

54 49 = 73 mm berdasarkan nomor nominal sabuk-v di dapat : No 68 L= 73 mm Tabel 4. Tabel nomor nominal sabuk Seri Ukuran (mm) Z 0 X 6 A 3 X 9 B 7 X C X 4 D 3 X 9 E 38 X 5 Jarak sumbu poros untuk ke dua pulli, C : b =.L - 3,4(D + D ) =.77 3,4 ( ,3) = 97,54 mm b + C = b 8( D 8 D ) C = 97, ,54 8 8(303,3 65) = 56,7 mm Sudut kontak sabuk dan pulli,θ θ = ( Dp dp C o )

55 50 θ = 80 o 57.(303,3 45) 56,7 = 55,8 o π θ = 55,8 o 80 θ =,77 Berdasarkan table koreksi didapatkan kθ kθ = 0,94.,77 =,55 Gaya pada bagian yang kendor dan tegangan pada sabuk,f dan F F,3.log F F,3.log F = = F log F F F = μθ cosecα 0,69..55cosec0,9,3 = log 0,835 F F = 6,83 o F = 6,83 F.() T = (F -F ).r T = Torsi pada poros =,9 Nm,9 =(F -F ).0,035

56 5 (F -F ) =,9/0,035 (F -F ) = 59,4.() kemudian subtitusikan persamaan () dan () sehingga : 6,83 F F = 59,4 5,83 F = 59,4 F = 59,4/ 5,83 = 0,4 F = 6,83 F = 6,83. 0,4 = 69,5 N Gaya tangesial efektif yang bekerja sepanjang lingkaran jarak bagi aluir puli, Fe : F e = F -F =69,5 0,4 = 59, N Besarnya daya yang dapat ditransmisikan oleh sabuk, P o P o = F e. v = 59,.4,75 = 8,8 watt Jumlah sabuk yang diperlukan P N = P. d o k θ

57 5 N = 8 8.0,94 =,05 = buah 4.3. Perhitungan Poros Pada perancangan poros yang digunakan adalah poros adalah tempat untuk dudukan mata pisau berjalan dimana poros akan terbebani gaya sentrifugal dan beban dari tebu. Untuk diperlukan perhitungkan secara seksama atas beban yang terjadi.yaitu : Berat pulli dipasang pada poros utama, W s : Massa pulli m = kg W s = m.g =. 9,8 = 9,8 N Besarnya gaya yang ditimbulkan pada poros utama F EY = F + F + W S = 69,5 + 0,4 + 9,8 = 89,9 N Beban yang diterima oleh poros pada titik B, F BY : Massa dari pada beban yang diberikan pada poros pada titik B, m = 0 kg F BY = m.g

58 53 = 0.9,8 = 98, N Perhitungan besarnya gaya - gaya yang diterima oleh poros utama untuk masing-masing titik pada arah beban searah sumbu Y : My= 0 -F BY.4 + F CY. 84 F DY.93 =0 84.F CY = 98, , F CY = 44,7 F CY = 47,9 Fy= 0 F A F BY + F cy - F DY = 0 F AY = F BY + F DY -F CY = 89,9 + 98, 47,9 = 39,49 N Perhitungan besarnya gaya lintang (Q) dan momen lentur (M) yang terjadi pada poros utama pada arah beban searah sumbu y : Jarak Gaya lintang (Q) dan momen lentur (M) 0 x < 40 Q = 39,49 M = 39,49.40 = 6585,8 Nmm 40 x < 840 Q = 39,49 98, = -58,6 N M = 39, ,.(40)

59 54 = ,4 Nmm 840 x < 930 Q = 39,49 98, + 47,9 = 89,9 N M = 39, ,.(50) + 47,9(90) = 0 Nmm Dengan asumsi bahwa bahan poros yang digunakan tersebut dari bahan baja AISI 040, maka diperoleh besarnya Sy: Kekuatan mengalah, Se = 4 kpsi = psi = , kn/m =, N/m Diameter poros dapat dihitung berdasarkan cara, seperti cara di bawah ini : Faktor koreksi keseluruhan untuk poros, n = 3,5 d 3. n = T π.,896.0.( M + ) 6 3 d 3. n = π.,896.0 ( + 8, ).6, d =,4.0-3 mm d = 3, mm Dari hasil perhitungan dengan cara tersebut didapat bahwa poros yang akan digunakan adalah poros yang sebesar yaitu 5 mm

60 55 F BY F DY F AY F CY 39,49 N 89,9 N -58,6 N 6585,8 Nmm ,4 Nmm Gambar 4. Diagram gaya dan moment 4.4 Perhitungan Bantalan Gelinding

61 56 Berdasarkan pada data - data di bawah ini, maka kita dapat melakukan perhitungan terhadap bantalan yang digunakan pada mesin ini. Adapun data - data yang diperlukan dalam perhitungan bantalan adalah sebagai berikut : o Jumlah bantalan, n = o Diameter poros utama, d s = 5 mm o Putaran poros n = 303,3 rpm o Beban bantalan, F = 0kg o Diamter bola bantalan, D a = 5 mm o Jumlah bola pada bantalan, Z = 9 buah o Jumlah baris pada bantalan, i = o Sudut kontak nominal, α = 5 o Untuk menentukan faktor koreksi yang ditransmisikan, dapat dilihat pada table 4.3 dibawah ini :

62 57 Tabel 4.3 Faktor koreksi Mesin yang digerakkan Penggerak Momen punter puncak 00% Momen punter puncak > 00% Motor arus bolak balik (momen normal, Motor arus bolak balik (momen tinggi, sangkar bajing, fasa tunggal, lilitan sinkron), Motor arus seri), Motor arus searah (lilitan shunt) searah (lilitan kompon, lilitan seri), mesin torak,kopling tak tetap Jumlah jam kerja tiap hari Jumlah jam kerja tiap hari Variasi Pengaduk zat cair, kipas angin, blower (sampai 7, beban KW), Pompa sentrifugal, Konveyor tugas ringan Jam Jam Jam Jam Jam Jam sangat kecil Variasi beban kecil Variasi beban sedang Variasi beban besar Konveyor sabuk(pasir, batubara) pengaduk, kipas angina (lebih dari 7,5 KW), mesin torak, mesin perkakas, mesin percetakan Koveyor (ember, skrup), pompa torak, kompresor, mesin giling palu, pengocok, roots blower, mesin tekstil, mesin kayu Penghancur, gilingan bola atau batang pengangkat, mesin pabrik karet (rol, kalender) Refrensi.(sularso Hal 65) Perhitungan bantalan Beban rencana F r : F r = f c.f

63 58 =,5.0 = 5 kg Beban dinamis spesifik, C: C = 0,7 3,8 c.( i cos ). Z. Da f α C =,5.(.cos 5) = 98, 0, ,8 Beban untuk beban radial, Pr P r = X.V.F r.y.f a = 0,56. 5.,45.0 =,8 Faktor kecepatan f n 33,3 = n 3 f n = 33,3 3 =,6 Faktor umur, f h : f h = f n. (C/P r ) =,6 (98,/,8) = 4,3 Umur nominal L h = 500.f h 3 = 500. (4,3) 3 =3794,05 jam 4.5 Perhitungan tegangan pada batang rangka

64 59 Karena penulis tidak memfokuskan pada pembahasan mengenai rangka secara terperinci, maka perhitungan hanya dilakukan pada salah satu bagian rangka saja dengan beramsumsi : Beban terbagi rata dan profil rangka berbentuk siku Semua gaya yang bekerja dianggap vertikal Bahan rangka yang digunakan dalam hal tarikan dan tekanan 3 y F 40 w (N) x Fa = F/ Fb = F/ L Diketahui dimensi siku 40 x 40 x 3 (mm), serta beban yang dipikul 37,6 kg. dari data diatas dapat dilakukan perhitungan.. Beban yang dipikul oleh rangka F = m x g = 36,7 kg x 9,8 m/s = 360,07. Gaya geser tegak maksimum Q (N) Q = F

65 60 = 360,07 = 80,036 N 3. Pada titik geser nol momen lentur maksimum adalah : M M = = F.L 360,07x = 30,005 Nm 4. Momen Inersia terhadap sumbu netral ( I ) lebar siku, b tinggi siku, h A = 0,3 x 3,7 =, cm Y = 0,3 + (3,7/) =,5 cm A = 0,3 x 4 =,0 cm Y = (0,3/) = 0,5 cm Y = = A. Y+ A. Y A + A,.,5 +,0.0,5,+,0 =, cm Ix = 3 bh + Y.A 3 0,3.3,7 = + (,04)., 3 4.0,3 + + ( 0,96).,0 =,467 +,5

66 6 = 3,58 cm 4 = 3, m 4 Iy = 3 bh = 3 3,7.0, ,3 = 0, ,009 = 0,073 cm 4 =, m 4 karena Iy < Ix maka harga I yang dipilih adalah harga yang lebih kecil yaitu Iy 5. Tegangan Lentur ( σ ) Dimana jarak sumbu netral keelemen yang terjauh Y =,.0 - σ = M.Y I 30,005., 0,73 0 σ = 0 = 9, N/m 6. Moment Statis (S) S = Y A = (, , ) + ( 0, ) =, ,5 0-6 =, m 3

67 6 7. Tegangan geser maksimum yang terjadi pada sumbu netral ( τ maks ) τ maks = ( Q.S )/( b.i ) 6 80,036.,306 0 = ,73 0 = 59,9.0 6 N/m 4.6 Perhitungan las Pada dalam proses pembuatan rangka pendukungnya menggunakan besi profil L. besi tersebut satu dengan yang lainnya dengan las listrik.penyambungan yang di lakukan ini adalah jenis sambungan las sudut ( fillet weld ). Pada proses ini, perubahan yang terjadi akibat panas yang timbul pada saat pengelasan listrik ini di abaikan.perhitungan hanya di lakukan untuk mendapatkan panjang lasan pada suatu sambungan rangka saja. Untuk melakukan perhitungan data data tersebut antara lain: Tebal plat, t = 0, 69Cm Lebar plat, b p = 3, 5Cm Tegangan tarik maksimum yang di ijinkan Ft = 900 Kg/Cm Tegangan geser yang di ijinkan di ambil 75% dari tegangan tarik maksimum yang di ijinkan.

68 63 BAB V KESIMPULAN 5.. Kesimpulan Dari hasil perencanaan perancangan mesin pemeras tebu, serta melakukan perhitungan maka kita dapat mengambil kesimpulan sebagai berikut :. Rangka dapat menunjang beban sebesar 360 N atau 36,7 kg. Ini terbukti bahwa profil siku berdimensi 4 x 4 mempunyai tegangan geser sebesar N/m. Diameter poros utama sebesar 5 mm dengan beban 60 kg dapat menyalurkan daya sebesar 8 watt dengan bahan AISI Daya motor sebesar 8 watt dengan putaran mesin 400 rpm direduksi menjadi 303 rpm dengan menggunakan pully besar sebesar 303,3 mm dengan diameter pully kecil sebesar 65 mm.

69 64 4. Sabuk V yang digunakan adalah sabuk dengan type sabuk V A No 68, dengan L = 73 mm dengan jumlah buah dapat menghubungkan daya sebesar 8,8 watt. 5. Bantalan yang digunakan adalah bantalan gelinding dengan diameter 5 mm mempunyai umur nominal 3794,05 jam. 5..Saran Dalam perencanaan perancangan mesin pemeras tebu ini diperlukan bahan yang sesuai dengan perencanaan. Dimana harus diperhatikan tentang kemudahan pencarian bahan tersebut dipasaran serta harga dari bahan yang digunakan dalam perencanaan suatu mesin diusahakan dibuat tidak terlalu rumit dalam proses pembuatannya. Untuk menjaga usia mesin, haruslah diperhatikan sistem perawatan serta komponen komponen yang perlu mendapat perhatian khusus.

70 65