BAB II DASAR TEORI. menguraikan menjadi varian yang dapat direalisasikan, pemilihan kombinasi dan

Transkripsi

1 BAB II DASAR TEORI 2.1 Penentuan konsep rancangan (Conceptual design) Pada proses penentuan konsep rancangan ini dibahas bagaimana cara menentukan fungsi dan strukturnya mencari prinsip solusi dan strukturnya menguraikan menjadi varian yang dapat direalisasikan pemilihan kombinasi dan pembuatan varian serta evaluasi diharapkan dari tahap penentuan konsep rancanagan berikut mulai bisa diliht gambaran perancangan yang akan terrealisasi. Lebih jelas mengenai perancangan konsep dapat dilihat pada gambar 2.3 dibawah ini. II-1

2 II-2 Dasar Teori / START Spesifikasi Perancangan : - Dapat membersihkan Burry casting Perhitungan Motor - Daya Efektif Motor - Effisiensi Motor Hasil TIDAK YA Perhitungan Poros - Momen Puntir dan lentur - Diameter Poros Hasil TIDAK YA A

3 II-3 Dasar Teori / A Perhitungan Gear Transmisi - Modul - Lebar gigi Hasil TIDAK YA Perhitungan Pelat Atas - Tebal pelat Hasil TIDAK YA Perhitungan Spring - Diameter wire - Pajang pegas - Pitch pada coil Hasil TIDAK YA B

4 II-4 Dasar Teori / B Perhitungan Pillar Guide - Diameter Pillar guide Hasil TIDAK YA STOP END Gambar 2.1. Diagram Aliran Perancangan 2.1 Definisi mesin pembersih Burry Prinsip kerja mesin pembersih burry(burry tory) sama dengan mesin bor yaitu mesin perkakas yang melakukan ingsutan secara berputar dan bergerak secara vertical.untuk mesin bor berfungsi untuk mengerjakan pengeboran peluasanpembenaman pengetapan dan peluasan. Mesin burry tory system kerjanya sama dengan mesin bor jenis peluassecara garis besar mata bor menyayat permukaan benda kerja sekitar 1 mm. Karena prinsip kerja sama dengan mesin bor maka perhitungan rpm (N) sama dengan perhitungan mesin bor yaitu:

5 II-5 N= v.1000?. d. z Dasar Teori / Keterangan : N = Rpm (radian per menit).v = Kecepatan sayat (mm/menit).d= diameter (mm).z= jumlah gigi mata bor Tabel 2.1. Pedoman untuk peluasan dengan peluas mesin baja cepat.. (2.1) Bahan yang Kecepatan Sudut Diameter dalam (mm) dikerjakan sayat jalan Ø <10 mm Ø10-20 Ø21-50 Ø50 dalamm/min bebas mm mm mm< dalam derajat Ukuran kurang dari lubang yang di bor Pengikisan dalam mm tiap putaran Baja bukan paduan Baja paduan Baja tuang Besi tuang (2.1) C van terheijdenharun 1971 Alat-alat perkakas PT. Binacipta Jakarta hal 189.

6 II-6 Kuningan Dasar Teori / dan perunggu Alumunium dan paduanpaduan alumunium 2.2 Komponen-Komponen Utama Mesin pembersih Burry Motor Listrik Motor listrik dapat diklasifikasikan secara umum atas motor induksi dan motor sinkron. Motor induksi mempunyai factor daya dan daya efisiensi lebih rendah dari pada motor snkron. Arus awal motor induksi juga sangat besar namun hanya mencapai daya sampai 600 kw. Motor induksi bayak dipakai harganya lebih murah dan pemeliharaannya lebih mudah.motor induksi terdapat dalam dua jenis yaitu jenis jangkar bajing (Squirel-Cage) dan jenis rotor lilitan (wound roto).pada perancangan ini menggunakan motor induksi hal ini diambil berdasarkan alasan diatas. Pada dasarnya motor induksi terdiri dari bagian yang tidak bergerak (rumah dengan paket stator) dan suatu bagian yang bergerak memutar (rotor).stator terdiri atas blek-blek dynamo yang diisolasi pada satu sisinya dan mempunyai

7 II-7 Dasar Teori / ketebalan antara mm yang disusun menjadi sebuah paket blek yang berbentuk gelang. Pada sisi dalam terdapat alur alur. Didalam alur terdapat lilitan stator. Stator sebuah motor arus putar diberi sebuah kumparan dan kemudian mengalirinya dengan arus bolak balik(i R ) maka akan timbul medan magnet yang arahnya seperti halnya pada arus bolak balik bertukar secara periodis dan yang harganya mengayun antara nol dan harga tertinggi. U S S S U I R I R (-) (+) (+) (-) Gambar 2.2 skema motor Daya yang diperkenankan dan tertera pada pelat petunjuk daya secara terus menerus dapat diberikan kepada poros motor. Motor mengambil daya usaha listrik P 1 dari jaringandaya ini tidak diberikan secara penuh kepada poros motor

8 II-8 Dasar Teori / sebagai daya mekanis P 2. Daya yang diberikan adalah sebesar kerugian yang terjadi didalam motor sebesar P V lebih kecil daripada daya yang diambil P V = P 1 -P 2. Perbandingan daya yang diberikan P 2 terhadap daya yang diambil P 1 dinamakan efisiensi? P 1 P 2 P V = P 1 -P 2 Gambar 2.3 Ilustrasi aliran daya motor P1??..... (2.2) P2 Perhitungan motor yang dipakai sebagai berikut: Daya efektif yang terjadi P 1 =R total X v Keterangan : P 1 = Daya efektif yang terjadi ( Watt) P 2 = Daya poros (Watt) v = kecepatan piringan (m/s) Daya poros motor yang dipakai (2.2) von Robert arnold 1987 Elektronika untuk pendidikan teknik jilid 2 PT. Pradnya Paramita Jakarta hal 87.

9 II-9 P 2 =? P? 1 yang di butuhkan?? Poros Poros merupakan komponen mesin yang berfungsi sebagai pemindah daya dari motor ke komponen lain. Berdasarkan dari alasan tersebut berarti poros ini akan mendapat tegangan puntir dari motor sebagai sumber putaran. Selain tegangan puntir yang terjadi poros akan mendapat lentur yang bekerja berdasarkan tekanan dari roda gigi dan bantalan.sehingga ilustrasi gambar tersebut dapat dilihat pada gambar 2.3 Motor Tegangan lentur Momen puntir Gambar 2.3 ilustrasi tegangan dan momen yang bekerja Perlu diperhatikan juga dalam mendesain dan perekayasaan adalah daya tahan komponen untuk menahan dan meneruskan beban-beban yang bekerja pada komponen tersebut. Jika hendak menghindari kerusakan struktur maka beban yang seharusnya ditopang haruslah lebih besar dari pada beban yang seharusnya ditopang apabila digunakan.

10 II Tegangan geser yang diijinkan? y? izin = V... (2.3)? izin = Tegangan geser yang diizinkan (Kg/mm 2 )? y = Tegangan lelah (Kg/mm 2 ) ` V = Faktor keamanan Diameter poros d= 3 16T?? g... (2.4) d= Diameter poros yang diijinkan (mm) T= Torsi puntir poros (Nmm)? g = Tegangan geser (Kg/mm 2 )? = Phi diameter (314) Menentukan tegangan geser maksimum 16 `? g = 3? d 2 2 M? T... (2.5) M = Momen Puntir (Nmm 2 ) (2.3 Ibid hal 29. (2.4) R.S.KhurmiJ.K.Gupta 1982 Machine design Eurasia Publishing House (Pvt) LTD New Delhi hal 411. (2.5) ibid hal 416.

11 Momen lentur dan momen puntir ekivalen Dasar Teori / II-11 Poros pada actual pelaksanan kinerja mesin mendapat lenturan dan puntiran dari komponen lain. Momen lentur ekuivalen Me 1? KmxM? KmxM? KtxT... (2.6) 2 2? 2 Me =????? Momen Puntir ekuivalen Te Keterangan : Te =? KmxM? 2?? KtxT? 2... (2.7) Km = Faktor kejut dan kelelahan untuk lenturan Kt = Faktor kejut dan kelelahan untuk puntiran (26) (27) ibid hal 431. ibid hal 431.

12 II-12 Tabel. 2.1 Harga Km dan Kt. (2.7) Nature of load Km Kt 1.Stationary shafts Gradually applied load Suddenly applied load 2.Rotating shafts Gradually applied load Suddenly applied load with minor shock Suddenly applied load with major shock Screw ( Baut) Baut merupakan elemen mesin yang berfungsi sebagai pengikat komponen komponen mrsin. Pada assembling di mesin screw mendapat tagangan yang bersumber pada tegangan geser dan tegangan tarik.sehingga material dan kekuatan screw harus mendukung dari design. Ukuran dan jenis baut dc=? 4W.? g izin. n. (2.8) Keterangan : dc=diameter minor (mm) W= Beban yang bekerja (Kg) (27) (2.8) ibid hal 431. ibid hal 327

13 II-13 n. = Jumlah baut? g izin = Tegangan geser yang diijinkan (Kg/mm 2 ) Spring/Pegas Pegas adalah suatau elemen mesin yang banyak dugunakan untuk penyimpanan kerjapengarah balik dari kerja atau sebagai peredam beban kejut.karena pegas mempunyai sifat elastisdimana sifat yang memungkinkan ia kembali ke bentuk semula apabila diberi pembebanan tertentu. Spring index ( C ) Gambar 2.4.Ilustrasi gaya pada spring C = d D... (2.9) Dimana D= Diameter dalam spring (mm) Tegangan geser maximum.d= Diameter wire pada spring (mm) (2.9) ibid hal 757.

14 II-14 K.8. W. D K.8. W. C F S =?... (2.10) 3 2?. d?. d K= 4C? ?... (2.11) 4C? 4 C Keteangan : K = Faktor tegangan geser W= Beban axial (Kg)? t = Tegangan tarik (Kg/mm 2 ) Gear Transmisi Gear berfungsi sebagai pemindah daya.gear sering dipakai didalam perancangan perancangan mesin dikarenakan oleh pertimbangan area tempat yang kecil dibanding dengan beltrantai dan kopling. Pada perancangan kali ini gear yang dipakai adalah gear lurus. Roda gigi dapat dikkasifikasikan sebagai berikut: o Letak Poros o Arah Putaran o Bentuk alur gigi o Bentuk gigi o Jenis ukuran Komponen gear yang perlu di perhitungkan adalah: (2.10) (2.11) ibid hal 761. ibid hal 761.

15 II-15? Circular pitch? D P C = T. (2.12) P C = Circular Pitch (mm) D = Diameter pitch circle T = Jumlah gigi? Diameter Pitch (P d ) P d = D T. (2.13)? Module (m).m= T D.... (2.14)? Gaya tarik (Ft) Ft=? b. b.y.m.vf... (2.15) Dimana? b = Tegangan bengkok (Kg/mm 2 ).b = Lebar gigi (mm).y = Faktor lewis Vf= Kecepatan keliling lingkaran pitch.m= Modul (2.12) ibid hal 988 (2.13) ibid hal 988 (2.14) ibid hal 988. (2.15) ibid hal 988.

16 II-16 Tabel berdasarkan kecepatan keliling lingkaran pitch 1.Berdasarkan satuan V=m/menit V(m/menit) 450m/menit) 750m/menit 1220m/menit >1220m/menit Vf ? V ? V ? V 43 43? V Non metalic 45 60? V? Berdasarkan satuan V=m/detik V(m/detik) 75m/detik 125m/detik 20m/detik >20m/detik Vf 3 3? V 45 45? V 6 6? V ? V Non metalic 075? 1?V 025

17 II-17 3.Berdasarkan satuan V=feet/menit V(feet/menit) Vf 2000fpm ? V 3000fpm ? V 4000fpm ? V >4000fpm 78 78? V Non metalic ? V? Pelat Bawah dan Pelat Atas Pelat atas digunakan untuk landasan dari mesin burry dan juga sebagai penyangga dari pelat atas dan pillar guide. Dalam menentukan perhitungan tebal pelat bawah langkah pertama menentukan momen inersia dari pelat tersebut. b. h 3 I= (2.16) (2.16) R.S.KhurmiJ.K.Gupta 1982 Machine design Eurasia Publishing House (Pvt) LTD New Delhi hal 144.

18 II-18 b h Gambar.2 5 Ilustrasi momen Inersia Y= F. L I. E (2. 18) Dari kedua rumus tersebut disubtitusikan sehingga menajdi rumus dibawah ini. F. L 4. b. E. Y h= Pillar Guide Pillar guide berfungsi sebagai penopang dari pelat atas dan pengarah dari spring.dalam perhitungan ini kita menentukan diameter dari pillar guide.langkah pertama kita menentukan gaya horizontal dari pillar guide W. X Fh?.... L (2.19) Y? Fh. L E. I. (2.20) (2.18) (2.19) (2.20) Gere & Timoshenko 1987 Mekanika Bahan edisi kedua versi S1 jilid 1 PT. Erlangga Jakarta hal 245. ibid hal250. ibid hal 251.

19 II-19 I = d 4.? (2.21) Fh= Gaya horizontal (N) W= Beban (Kg) X= Jarak terjauh tekanan terhadap pillar L= Jarak pelat atas dengan pelat bawah E=Modulus Elastisitas( N/m 2 ) Y= Defleksi yang diijinkan (00254) I= Momen Inersia (mm 2 ) Untuk menentukan diameter pllar guide rumus I disubtitusikan ke rumus Ysehingga dapat dilihat sebagai berikut 64. Fh. L 3. E?. 3 d? (2. 22) (2.21) (2.22) R.S.KhurmiJ.K.Gupta 1982 Machine design Eurasia Publishing House (Pvt) LTD New Delhi hal 144 Gere & Timoshenko 1987 Mekanika Bahan edisi kedua versi S1 jilid 1 PT. Erlangga Jakarta hal 252.