BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Solidwork Solidwork adalah salah satu CAD software yang dibuat oleh DASSAULT SYSTEMES digunakan untuk merancang part permesinan atau susunan part permesinan yang berupa assembling dengan tampilan 3D untuk mempresentasikan part sebelum real partnya dibuat atau tampilan 2D (Drawing) untuk gambar proses permesinan. 2 Solidwork diperkenalkan pada tahun 1995 sebagai pesaing untuk program CAD seperti Pro/Engineer, NX Siemens, I-Deas, Unigraphics, Autodesk Inventor, Autodesk Autocad, dan CATIA dengan harga yang lebih murah. Solidworks Corporation didirikan pada tahun 1993 oleh Jon Hirschtick, dengan merekrut tim insinyur untuk membangun sebuah perusahaan yang mengembangkan perangkat lunak CAD 3D, dengan kantor pusatnya di Concord, Massachauset, dan merilis produk pertama Solidwork 95, pada tahun

2 6 Solidwork terdiri dari beberapa bagian : 1. Part Part adalah objek 3D yang terbentuk dari beberapa fitur. Sebuah part dapat menjadi sebuah komponen pada suatu assembly, dan biasa juga digambarkan dalam bentuk 2D pada sebuah drawing. Fitur adalah bentukan operasi-operasi yang membentuk part. Base Feature adalah fitur yang pertama kali dibuat. Ekstensi file Solidwork adalah SLDPRT. 2. Assembly Assembly adalah sebuah dokumen dimana part, feature dan assembly lain (Sub Assembly) disatukan bersama. Eksetensi file untuk Solidwork Assembly adalah SLDASM. 3. Drawing Drawing adalah gambaran 2D dari sebuah 3D part maupun Assembly. Ekstensi file untuk Solidwork Drawing adalah SLDDRW. Pada proses Perancangan Mesin Pemotong lontongan Kerupuk Diamaeter 8 cm ini penulis menggunakan Solidwork Lontongan Kerupuk Ikan Lontongan kerupuk ikan terbuat dari ikan yang dikukus atau direbus dan dicampur dengan sagu, lalu ditambahkan dengan air setelah itu diaduk hingga tercampur dengan rata.setelah adonan sudah jadi maka di bentuklah lontongan dan dikukus hingga

3 7 matang, setelah matang lontongan tersebut didiamkan beberapa jam pada suhu ruangan, ini bertujuan agar lontongan tersebut tidak terlalu lengket pada saat pemotongan sehingga hasil pemotongan tersebut bagus.setelah lontongan tersebut didiamkan pada suhu ruangan beberapa jam, lalu lontongan tersebut baru dapat di potong Pemotong Lontongan Kerupuk Pemotongan Kerupuk Lontongan adalah proses pemotongan yang dilakukan dengan memotong tipis-tipis kerupuk lontongan yang masih berupa lontongan dan seterusnya setelah dipotong tipis-tipis potongan tersebut di jemur di bawah terik matahari yang cukup agar hasil yang didapatkan bagus. Dalam proses pengeringan tersebut tebal tipisnya potongan sangat mempengaruhi hasil kerupuk tersebut. Proses pemotongan kerupuk dengan cara manual menyebabakan cepat terjadi kelelahan pada orang yang memotong. Menurut Tarwaka (2004) kelelahan adalah suatu mekanisme perlindungan tubuh agar tubuh terhindar dari kerusakan lebih lanjut sehingga terjadi pemulihan setelah istirahat. Maka dari itu dibutuhkan sebuah alat yang berfungsi untuk memotong kerupuk lontongan yang tidak lagi menggunakan tenaga manusia sebagai tenaga penggeraknya, ekonomis dari segi harga sehingga harganya terjangkau oleh para industri rumah tangga, dan efisien sehingga dapat meningkatkan produktifitas Tegangan Geser dan Tegangan Tarik Gaya geser adalah gaya yang bekerja sejajar terhadap permukaan benda (dalam hal ini tangential / berhimpit dengan permukaan benda). Sedangkan gaya yang bekerja

4 8 tegak lurus terhadap permukaan benda disebut Gaya Normal. (R.S. Khurmi, J.K. Gupta, 2005) hubungan gaya geser (F) dengan tegangan geser (τ) serta luas benda (A) adalah sebagai berikut : τ = sedangkan gaya tarik (F) dengan tegangan tekan ( ) serta luas benda (A) adalah sebagai berikut : = Sehingga, tegangan geser dapat diartikan sebagai gaya per satuan luas. Besaran SI-nya adalah Pascal (Pa) atau N/m 2. Besar sudut geser adalah θ. (V.B. Bhandari, 2007) τ = 0.5 σ 2.5. Motor Elektrik (AC) Motor AC ialah motor listrik yang digerakkan oleh arus AC atau arus bolak balik. Motor AC terdiri atas dua bagian utama, yaitu stator di bagian luar memiliki koil yang di-supply dengan arus AC untuk menghasilkan medan magnet putar, dan rotor di bagian dalam dipasang pada tangkai output yang diberi torsi oleh medan putar. (R.S. Khurmi, J.K. Gupta, 2005) P = F. V P = F. V. 75 (watt) keterangan: P = daya (hp) F = gaya (N)

5 9 V = kecepatan (ms -1 ) 2.6. V-belt Pemindah daya adalah suatu cara pemindahan tenaga atau gerak dari satu sumber pengerak sebagian yang digerakkan. Transmisi sabuk (belt) adalah suatu peralatan digunakan untuk memindahkan daya dari suatu poros penggerak ke poros yang digerakkan dengan arah dan putaran yang sama atau berlainan. (R.S. Khurmi, J.K. Gupta, 2005) Besar daya yang dapat dipindahkan tergantung dari: 1. Kecepatan sabuk 2. Gaya tegang sabuk 3. Sudut kontak sabuk pada pulley yang kecil 4. Kondisi pemakain sabuk Kondisi yang diijinkan dalam pemindahan daya : 1. Poros dalam keadaan satu garis, hal ini untuk mendapatkan gaya tegang yang merata. 2. Perbedaan ukuran antara pulley be sar dengan pulley kecil tidak begitu mencolok, hal ini untuk mendapatkan sudut kontak sabuk dengan pulley kecil yang besar.

6 10 3. Jarak antara pulley tidak begitu jauh, agar berat sabuk tidak berpengaruh pada bantalan ataupun poros. 4. Sabuk cenderung berayun, sehingga untuk mencegah keluarnya sabuk dari pulley, pulley dibuat memiliki batas. 5. Bagian yang kencang dari sabuk diletakkan dibagian bawah, untuk mengurangi kelonggaran dan meningkatkan sudut kontak pada pulley kecil. 6. Jarak antar pulley terbaik adalah tidak kurang dari 3,5 diameter pulley besar, dan tidak lebih dari 10 meter. Fungsi dari V-belt adalah sebagai pemindah daya putaran dari motor menuju pisau dengan medianya yaitu pulley. Sabuk V dibuat dari tenunan dan kawat yang dicetak dalam karet serta dilapisi dengan tenunan dan karet. Sabuk dicetak berbentuk trapesium tanpa ujung. Sudut sabuk biasanya antara Daya yang dipindahkan dengan bentuk baji antara sabuk dan alur V pada pulley. Clearance harus diletatakkan dibawah. Pada sabuk V, bagian yang kencang dapat diletakkan dibagian atas ataupun bagian bawah, sedangkan untuk pemindahan daya yang besar dapat dipergunakan lebih dari 1 sabuk. Kelebihan menggunakan sabuk adalah : 1. Kompak dengan jarak antar pulley pendek. 2. Penggerak positif, karena gesekan diabaikan. 3. Operasi sabuk dan pulley tenang. 4. Mampu meredam kejut saat start.

7 11 5. Mampu memindahkan daya yang besar dengan bentuk baji sabuk dan alur. 6. Dapat dioperasikan dengan posisi antar poros sejajar, vertikal ataupun miring. Kekurangan menggunakan sabuk adalah : 1. Tidak dapat untuk jarak poros yang jauh. 2. Tidak tahan lama seperti sabuk rata 3. Bentuk pulley lebih komplek = e μθ keterangan: T1 = sabuk sisi kencang (kg) T2 = sabuk sisi kendor (kg) e μ θ = bilangan natural = koefisien gesek = sudut kontak (rad) 2.7. Kotak Transmisi Roda Gigi Kotak transmisi roda gigi merupakan jenis kotak transmisi yang paling banyak digunakan. Kotak transmisi roda gigi dapat digunakan untuk semua kedudukan gandar, daya, jumlah putaran dan rasio transmisi; uuran konstruksi dan beratnya.keuntungannya adalah konstruksinya sederhana, operasinya terandalkan, pemeliharaannya mudah, ukuran konstruksinya kecil efisiensinya tinggi.kerugiannya : transmisi gaya kaku, ayunan dan ketidakseragaman karena pembengkoan gerigi dan kekakuan gigi yang berbeda-beda, sangat bising (kecuali kotak transmisi roda cacing). (R.S. Khurmi, J.K. Gupta, 2005)

8 12 Kotak transmisi roda gigi lurus Dalamukuran dan pembuatannya adalah yang paling baik pengendaliannya. Roda gigi lurus adalah yang paling mudah pembuatannya, tidak menghasilkan gaya aksial, sehingga cocok dipilih untuk gaya keliling besar, yaitu pasangan roda yang besar, berputar lambat. Putaran yang lebih senyap dengan gigi miring: setiap pasangan gigi menapak sedikit demi sedikit dimulai pada tepi gigimasuk dan demikian juga keluar dari kaitannya sedikit demi sedikit. Kemampuan pembebanannya lebih tinggi dari pada gigi lurus Poros Poros adalah elemen mesin yang berputar yang digunakan untuk mentransmisikan daya dari satu tempat ke tempat lain dimana daya ditransmisikan melalui beberapa gaya tangensial dan resultan torsi. Beberapa komponen mesin seperti gear, pulley, sprocket, dan lainnyakerap kali diaplikasikan kepada poros sebagai media transfer daya dari satu poros ke poros lainnya. (R.S. Khurmi, J.K. Gupta, 2005) Material Poros Material poros untuk poros biasa yang tidak membutuhkan kekuatan besar biasanya digunakan baja karbon sedang (mild steel), namun untuk kekuatan yang besar maka digunakan bahan baja seperti Nickel, Nickel-chromium, atau chromium Vanadium steel.poros biasanya dibentuk melalui metode hot-rolling kemudian diselesaikan melalui cold drawing, turning, dan grinding.

9 13 Type Poros 1. Poros Transmisi Poros ini digunakan untuk mentransmisikan daya antara sumber daya dengan penyerap daya.sebagian besar poros yang diproduksi merupakan poros transmisi. 2. Poros Mesin Poros ini merupakan bentuk bagian integral dari mesin itu sendiri.contohnya adalah poros engkol. 1. Bending 2. torsi 3.τ = ( 3.σ = ( Keterangan : τ = tegangan geser ijin poros (kg/mm 2 ) d = diameter poros (mm) σ = tegangan tarik ijin bahan poros (kg/mm 2 ) M T = momen bengkok (kg.mm) = torsi (kg.mm) 2.9. Bantalan Bantalan merupakan elemen mesin yang berfungsi sebagai penumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman dan memperpanjang umur komponen. Dalam hal ini, bantalan memegang peranan penting karena apabila bantalan tidak berfungsi dengan baik, maka akan mempengaruhi kerja dari sistem mesin itu sendiri. (R.S. Khurmi, J.K. Gupta, 2005)

10 14 Klasifikasi Bantalan Bantalan dapat diklasifikasikan sebagai berikut : 1. Berdasarkan gerakan bantalan terhadap poros a. Bantalan luncur Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantara lapisan pelumas.bantalan luncur mampu menumpu poros berputaran tinggi dengan beban yang besar.dengan konstruksi yang sederhana maka bantalan ini mudah untuk dibongkar pasang. Akibat adanya gesekan pada bantalan dengan poros maka akan memerlukan momen awal yang besar untuk memutar poros. Pada bantalan luncur terdapat pelumas yang berfungsi sebagai peredam tumbukan dan getaran sehingga akan meminimalisasi suara yang ditimbulkannya. Secara umum bantalan luncur dapat dibagi atas : 1. Bantalan radial, yang dapat berbentuk silinder, belahan, elips dan lain-lain. 2. Bantalan aksial, yang berbentuk engsel, kerah dan lain-lain. 3. Bantalan khusus yang berbentuk bola. b. Bantalan gelinding Pada bantalan gelinding terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola ( peluru ), rol atau rol jarum atau rol bulat. Bantalan gelinding lebih cocok

11 15 untuk beban kecil. Putaran pada bantalan gelinding dibatasi oleh gayasentrifugal yang timbul pada elemen gelinding tersebut. Apabila ditinjau dari segi biaya, bantalan gelinding lebih mahal dari bantalan luncur. 2. Berdasarkan arah beban terhadap poros a. Bantalan radial tegak lurus (Radial Ball Bearing) Arah beban yang ditumpu tegak lurus terhadap sumbu poros. b. Bantalan radial sejajar (Thrust Ball Bearing) Arah beban bantalan sejajar dengan sumbu poros. c. Bantalan gelinding khusus Bantalan ini menumpu beban yang arahnya sejajar dan tegak lurus terhadap sumbu poros. Gambar 2.1. Radial dan Thrust ball bearing Pertimbangan Dalam Pemilihan Bantalan Dalam pemilihan bantalan banyak hal yang harus dipertimbangkan seperti: a. Jenis pembebanan yang diterima oleh bantalan (aksial atau radial )

12 16 b. Kemampuan dan kesesuaian bantalan dengan desain alat. c. Kecocokan antara dimensi poros yang dengan bantalan sekaligus dengan keseluruhan sistim yang telah direncanakan. d. Keakuratan pada kecepatan tinggi e. Kemampuan terhadap gesekan f. Umur bantalan g. Harga h. Mudah tidaknya dalam pemasangan i. Perawatan. Rumus beban equivalen pada bantalan adalah: We = (Xr.V.Wr + Yt.Wt) Ks Keterangan: Xr = beban Radial. Wr = beban axial V = faktor rotasi Ks = servis faktor Xr = faktor koreksi beban radial Rumus umur bearing adalah : Yr = faktor koreksi beban axial Keterangan: L = umur bantalan We = beban setara C K = beban dasar dinamis = 3 untuk ball bearing = 10/3 untuk roller bearing

13 Pulley Katrol adalah suatu roda dengan bagian berongga di sepanjang sisinya untuk tempat tali atau kabel. Katrol biasanya digunakan dalam suatu rangkaian yang dirancang untuk mengurangi jumlah gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat suatu beban. Walaupun demikian, jumlah usaha yang dilakukan untuk membuat beban tersebutmencapai tinggi yang sama adalah sama dengan yang diperlukan tanpa menggunakan katrol. Besarnya gaya memang dikurangi, tapi gaya tersebut harus bekerja atas jarak yang lebih jauh. Usaha yang diperlukan untuk mengangkat suatu beban secara kasar sama dengan berat beban dibagi jumlah roda. Semakin banyak roda yang ada, sistem semakin tidak efisien karena akan timbul lebih banyak gesekan antara tali dan roda. Katrol adalah salah satu dari enam jenis pesawat sederhana. (R.S. Khurmi, J.K. Gupta, 2005) N 2 / N 1 =d 1 / d 2 keterangan: N 1 = kecepatan pemutar (rpm) N 2 d 1 d 2 = kecepatan diputar (rpm) = diameter pemutar (mm) = diameter diputar (mm) Las Pengelasan adalah suatu proses penyambungan logam dimana logam menjadi satu akibat panas dengan atau tanpa tekanan, atau dapat didefinisikan sebagai akibat dari metalurgi yang ditimbulkan oleh gaya tarik menarik antara atom. Sebelum atom-

14 18 atom tersebut membentuk ikatan, permukaan yang akan menjadi satu perlu bebas dari gas yang terserap atau oksida-oksida. (R.S. Khurmi, J.K. Gupta, 2005) Gambar 2.2.luasan penampang lasan Keterangan : s = ukuran lasan (mm) l = panjang lasan (mm) Mur dan Baut Sistem sambungan dengan mur dan baut termasuk sambungan yang dapat dibuka tanpa merusak bagian yang disambung atau alat penyambung itu sendiri. Penyambungan dengan mur dan baut ini paling banyak digunakan sampai saat ini.bagian terpenting dari mur dan baut adalah ulir. Ulir adalah suatu yang diputar disekeliling silinder dengan sudut kemiringan tertentu.bentuk ulir dapat terjadi bila sebuah lembaran berbentuk segi tiga digulung pada sebuah silinder. Dalam pemakaiannya ulir selalu bekerja dalam pasangan antara ulir luar dan dalam. Ulir pengikat pada umumnya mempunyai profil penampang berbentuk segi tiga sama kaki. T = Keterangan: Dc = diameter minor baut (mm)

15 19 T = Torsi (kg.mm) τ = kekuatan geser bahan (kg/mm 2 ) = jumlah baut D = diameter baut terhadap sumbu poros