PERANCANGAN SISTEM TRANSMISI PADA FLOCCULATOR. Dwi Cahyo Prabowo Jurusan Teknik Mesin Pembimbing: Dr. Sri Poernomo Sari, ST., MT.

Transkripsi

1 PERANCANGAN SISTEM TRANSMISI PADA FLOCCULATOR Dwi Cahyo Prabowo Jurusan Teknik Mesin Pembimbing: Dr. Sri Poernomo Sari, ST., MT.

2 LATAR BELAKANG Limbah cair atau air limbah adalah air yang tidak terpakai lagi, yang merupakan hasil dari berbagai kegiatan manusia sehari-hari. Dengan semakin bertambah dan meningkatnya jumlah penduduk dengan segala kegiatannya, maka jumlah air limbah juga mengalami peningkatan. Pada umumnya limbah cair dibuang ke dalam tanah, sungai, danau dan laut. Flocculator merupakan sebuah alat yang banyak digunakan sebagai pengolah limbah cair atau air limbah maupun air sungai, menjadi air jernih. Flocculator bekerja dengan prinsip pengadukan dan pengendapan serta kekeruhan limbah cair. Terdapat berbagai jenis dan tipe flocculator yang tersedia di pasaran sekarang ini, dengan bentuk stik pengaduk yang berbagai macam.

3 TUJUAN PENELITIAN 1. Merancang bentuk dari flocculator sebagai alat penjernih air limbah maupun air sungai. 2. Merancang sistem transmisi pada flocculator

4 DIAGRAM ALIR PERANCANGAN Mulai Identifikasi dan Perumusan Masalah Pengumpulan Data Perencanaan Produk Penyusunan konsep Penentuan Spesifikasi Pembuatan Produk Uji Coba Produk Tidak Apakah Rangkaian Penggerak berfungsi? Ya Penggerak Oke Kesimpulan Selesai

5 GAMBAR DESAIN DAN BAGIAN FLOCCULATOR

6 BAGIAN-BAGIAN FLOCCULATOR 1 Kerangka Utama 2 Tombol Daya 3 Motor 4 Worm 5 Worm Gear 6 Spur Gear 7 As Gear 8 Choke 9 Pengaduk 10 Pengatur Kecepatan Putaran 11 Indikator Kecepatan Putaran 12 Lampu 13 Tombol Daya Lampu

7 GAMBAR ALAT FLOCCULATOR

8 PERANCANGAN RODA GIGI LURUS Tidak Ya

9 PERHITUNGAN RODA GIGI LURUS Data yang diketahui untuk melakukan perhitungan roda gigi lurus adalah sebagai berikut : Daya = 1,044 HP P d = 6 T = 5,058 Nm Np = 17 gigi np = 168 rpm 1. Diameter lingkaran jarak bagi DP = NP / P d = 17 / 6 = 2,8333 inch = 71, 9648 mm 2. Tinggi kepala (adendum) dan tinggi kaki (dedendum) α = 1 / P d = 1 / 6 = 0,1667 inch = 4,2342 mm b = 1,25 / P d = 1,25 / 6 = 0,2083 inch = 5,2908 mm

10 PERHITUNGAN RODA GIGI LURUS 3. Kedalaman total (ht) dan kedalaman kerja (hk) h t = α + b = 0,1667 inch + 0,2083 inch = 0,3750 inch = 9,5250 mm h k = 2. α = 2. (0,1667 inch) = 0,3334 inch = 8,4684 mm 4. Menghitung tebal gigi / thickness (t) t = π / (2. P d ) = π / (2. 6) = 0,2618 inch = 6,6497 mm 5. Menghitung kecepatan garis jarak bagi (v t ) v t = (π. Dn)/12 = (π. (2, ))/12 = (π. 475,9944)/12 = 124,6150 ft/min =

11 PERHITUNGAN RODA GIGI LURUS 6. Gaya tangensial (Wt), gaya radial (Wr), dan gaya normal (Wn) persamaan (2.15) W t = = P v t , ,6150 = 276,4675 lb = 125,4 kg W r = W t. tg ϕ = 276,4675 lb. tg 20 O = 276,5675 lb. (0,3639) = lb = 45,6 kg W n = = = W t cos ϕ 276,5675 lb cos 20 o 276,5675 lb 0,9397 = 294,3147 lb = 133,5 kg

12 PERANCANGAN RODA GIGI CACING MULAI B A 1. Putaran cacing (n w ), Jumlah ulir cacing (N w ), Jumlah gigi roda gigi cacing (N G ). 2. Tetapkan jarak bagi diametral (P d ), dan putaran roda gigi cacing (n G ) 3. Jarak bagi lingkaran (p) = (P x ) 9. diameter luar cacing (D ow ), dan kedalaman total (h t ) 13. gaya tangensial roda gigi (W tg ), dan kecepatan garis jarak bagi (V tg ) 14. kecepatan luncur (V s ), gaya aksial (W ag ), dan gaya radial pada roda gigi cacing (W rg ) 4. jumlah kisar pada cacing (L) 5. sudut kisar pada cacing (α) 15. gaya gesek (W f ), rugi daya akibat gesekan (P L ), dan efisiensi (η) 6. Diameter lingkaran jarak bagi (D G ) 16. Analisa hasil perhitungan 7. jarak antar pusat (C) 8. Rasio kecepatan (VR), dan putaran roda gigi cacing (n G ) Kesimpulan SELESAI B A

13 PERHITUNGAN RODA GIGI CACING Diketahui data yang akan digunakan untuk perhitungan roda gigi cacing adalah sebagai berikut: nw = 4530 rpm n G = 168 rpm N G = 27 gigi P d = 8 N w = 1 1. Jarak bagi lingkaran (p) p = π / P d = π / 8 = 0,3927 inch = 9,9746 mm 2. jumlah kisar pada cacing dan sudut kisar pada cacing L = N w. P x = 4. 0,3927 = 1,5708 inch = 39,8983 mm α = tg -1 [L / (π.d w )] = tg -1 [(1,5708 ) / (π. 2)] = tg -1 0,25 = 14,04 o

14 PERHITUNGAN RODA GIGI CACING 3. Diameter lingkaran jarak bagi D G = N G / P d = 27 / 8 = 3,375 inch = 85,725 mm 4. Diameter luar cacing D ow = D w + 2 a = (1/P d ) = (1/8) = 2,25 inch = 57,15 mm 5. jarak antar pusat cacing dengan roda gigi cacing C = (D w + D G ) / 2 6. Kedalaman total = (2+ 3,375)/2 = 2,6875 inch = 68,2629 mm h t = / P d = 2,157 / 8 = 0,2696 inch = 6,8478 mm

15 PERHITUNGAN RODA GIGI CACING 7. Gaya tangensial yang terjadi pada roda gigi cacing W tg = (2 T o ) /D G = (2. 44,76 lb.in) / (3,375 inch) = 26,5244 lb = 12,03 kg 8. Kecepatan garis jarak bagi v t = (π. D G. n G ) / 12 = (π. 3,375 inch. 168 rpm ) / 12 = 148,365 ft/min = 0,7537 m/s 9. Gaya aksial pada roda gigi cacing W ag = W tg cos ϕn. sin α + μ. cos α cos ϕn. cos α μ. sin α = 26,5244 0,943. 0, ,026. 0,970 0,943. 0,970 0,026. 0,243 = 26,5244. [0,2799] = 7,4242 lb = 3,3676 kg

16 PERHITUNGAN RODA GIGI CACING 10. Gaya radial pada roda gigi cacing W rg = = = W tg. sin α cos ϕn. cos α μ. sin α 26,5244 lb. 0,243 0,943. 0,970 (0,026. 0,243) 6,4454 0,9147 0, Gaya gesek yang terjadi W f = = μ. W tg cos α cos ϕn μ. sin α 0, ,5244 lb 0,970. 0,943 (0,026. 0,243) = 0,6896 0,9083 = 7,0955 lb = 3,1751 kg = 0,7592 lb = 0,3444 kg

17 ANALISA PENGGUNAAN BEARING MULAI 1.Beban radial dan kecepatan putar poros 2. Umur rancangan Tabel Umur rancangan L d 4.Tingkat beban dinamis yang dibutuhkan Tidak 5.ulasan dari perhitungan Ya SELESAI

18 ANALISA PENGGUNAAN BEARING 1. Menentukan beban dinamis dasar yang dibutuhkan, C, untuk sebuah bantalan bola yang memikul beban radial sebesar 2,5 (kg) yang diberikan oleh sebuah poros yang berputar dengan kecepatan 168 (rpm), yang merupakan putaran dari penggerak motor listrik 24 volt dc tanpa gear box. 2. Menentukan umur rancangan dari tabel (2.5). Maka kita dapat tentukan satu umur rancangannya adalah jam. 3. Perhitungan umur rancangan yang diberikan dalam jumlah putarannya Ld = (h).(rpm).(60min/h) = (20000).(168).(60menit/jam) = putaran 4. Dari umur rancangan yang dihasilkan maka dapat dicari tingkat beban dinamis yang dibutuhkan c = P d (L d /10 6 ) lik = 2,5(2,016x10 8 /10 6 ) 1/3 = 7,96 (kg) = (kn)

19 ANALISA PENGGUNAAN BEARING 5. Dari perhitungan semua mengenai bantalan maka didapatkan : Umur rancangan yang diberikan jalam jumlah putarannya, L d = putaran. Tingkat beban dinamis yang dibutuhkan c = 7,96 (kg) = (kn)

20 KESIMPULAN 1. Hasil perancangan geometeri roda gigi lurus, didapatkan data dimana jumlah gigi untuk roda gigi pinion N p = 17 gigi, dengan diameter pinion D p = 71,9648 mm, dengan gaya tangensial yang ditransmisikan W t = 125,4 kg. Sedangkan gaya radial yang ditransmisikan adalah sebesar W r = 45,6 kg. Bahan untuk roda gigi yang digunakan adalah nylon, dengan jumlah gigi pada roda gigi penggerak dan roda gigi yang digerakkan adalah sama yaitu N p = N G = 17 gigi, yang artinya tidak ada penurunan ataupun peningkatan kecepatan putar. 2. Hasil perancangan geometri untuk cacing dan roda gigi cacing data geometri yang diperoleh jumlah gigi untuk roda gigi cacing N G = 27 gigi, dengan sudut kisar untuk cacing α = 14,04 O. Sedangkan jarak antara pusat cacing dengan pusat roda gigi cacing C = 68,2629 mm dengan diameter luar cacing D ow = 57,15 mm. Maka gaya aksial pada roda gigi cacing WaG = 3,3676 kg, gaya radial pada roda gigi cacing W rg = 3,1751 kg dan gaya gesek W f = 0,3444 kg 3. hasil analisa bearing tipe 6202-ZZ dengan diameter dalam 15 (mm) yang membutuhkan tingkat beban dinamis c = 7,96 (kg) = 0,00796 (kn) sehingga sangat aman dengan tipe bearing ini yang mendapatkan umut rancangan L d = 2,016 x 108 putaran.