BAB II DASAR TEORI Sistem Transmisi

Transkripsi

1 BAB II DASAR TEORI Dasar teori yang digunakan untuk pembuatan mesin pemotong kerupuk rambak kulit adalah sistem transmisi. Berikut ini adalah pengertian-pengertian dari suatu sistem transmisi dan penjelasannya Sistem Transmisi Sistem transmisi mempunyai suatu tujuan untuk meneruskan suatu daya dari sumber daya ke sumber daya yang lain, sehingga mesin pemakai daya tersebut dapat bekerja menurut kebutuhan yang diinginkan. Pada suatu perancangan alat atau suatu mesin harus mempunyai konsep dasar perencanaan. Konsep dasar perencanaan ini akan membahas dasar teori yang akan dijadikan pedoman dalam perancangan suatu alat. Pada perancangan sistem transmisi ini bagian alat yang akan direncanakan atau diperhitungkan adalah: 1. Motor Listrik 2. Daya Penggerak 3. Pulley 4. Sabuk V 5. Poros Motor Listrik Motor listrik adalah suatu komponen utama dari sebuah kontruksi permesinan yang berfungsi sebagai penggerak. Gerakan yang dihasilkan oleh motor adalah sebuah putaran poros. Komponen lain yang akan dihubungkan dengan suatu poros motor adalah pulley ataupun roda gigi yang kemudian akan dihubungkan dengan sabuk ataupun rantai. Motor adalah suatu komponen utama dalam sebuah kontruksi permesinan yang berfungsi sebagai sumber daya mekanik untuk menggerakkan suatu poros. 4

2 5 Komponen lain yang dihubungkan dengan poros diantaranya adalah pulley ataupun roda gigi yang kemudian akan dihubungkan dengan sabuk ataupun rantai untuk menggerakkan komponen lain. Menurut jenisnya motor dibagi menjadi 2 yaitu, motor listrik dan motor bakar. Berikut adalah skema klasifikasi motor listrik seperti pada gambar 2.1. Gambar 2.1 Klasifikasi motor listrik. Sumber: ( Daya Penggerak Daya penggerak diartikan sebagai kemampuan yang dibutuhkan untuk melakukan kerja, yang dinyatakan dalam satuan Nm/s, Watt, ataupun HP. Penentuan besar daya yang dibutuhkan perlu memperhatikan beberapa hal yang mempengaruhinya, diantaranya adalah harga gaya, torsi, kecepatan putar dan berat yang bekerja pada mekanisme tersebut. (Widarto, 2008) Berikut adalah rumus untuk mencari harga daya, gaya, torsi, kecepatan putar adalah : a. Mencari daya (P) : P =... (2.1)

3 6 P = Daya (watt) w = Usaha (joule) t = Waktu (second) b. Berdasarkan penjelasan gaya yang bekerja dan kecepatan, maka daya akan dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut : P = F.V... (2.2) P = Daya (watt) F = gaya (N) V = kecepatan linier (m/s) c. Berdasarkan penjelasan torsi yang bekerja maka persamaanya adalah sebagai berikut: P =... (2.3)... (2.4)... (2.5) T = Torsi (N.m) = Kecepatan Sudut (rad/s) n = Kecepatan (rpm) I = Momen Inersia (kg.m 3 ) = Percepatan Sudut (rad/sec 2)

4 7 d. Berdasarkan penjelasan putaran poros maka persamaannya adalah sebagai berikut:... (2.6) n = Putaran poros (rpm) T = Torsi (kg.m) P = Daya (watt) e. Mencari harga gaya (F) Pengertian suatu gaya adalah suatu kekuatan yang menyebabkan suatu benda dapat bergerak. Berikut ini adalah cara mencari harga gaya adalah sebagai berikut:... (2.7) F = Gaya ( N atau kg.m/s 2 ) m = Massa ( kg) a = Percepatan ( m/s 2 ) f. Mencari harga berat (W) Pengertian berat suatu benda adalah gaya gravitasi yang bekerja pada benda tersebut. Berikut ini adalah cara mencari harga berat adalah sebagai berikut: ( N atau kg.m/s 2 )... (2.8) W = berat ( N atau kg.m/s 2 ) m = massa (kg)

5 8 g = percepatan gravitasi (10 m/s 2 ) g. Mencari harga torsi ( T ) Pengertian besarnya torsi adalah hasil perkalian antara gaya dengan jarak terhadap sumbu. Berikut ini adalah persamaannya :... (2.9) T = Torsi (N.m) F = gaya ( N) r = jarak terhadap sumbu (m) Pulley Pulley adalah sebagai pengubah kecepatan dari suatu motor, mesin ini menggunakan sepasang Pulley yang bekerja untuk mereduksi suatu kecepatan yang dihasilkan oleh motor. Pulley merupakan suatu alat mekanisme yang digunakan untuk menjalankan sesuatu kekuatan alur yang mempunyai fungsi untuk menghantarkan suatu daya. Cara kerja pulley sering digunakan untuk mengubah arah dari gaya yang diberikan, mengirim gerak dan mengubah arah rotasi. Diameter pulley yang digerakkan :... (2.10) = Diameter pulley yang digerakkan (mm) = Diameter pulley penggerak (mm) = Putaran pulley penggerak (rpm) = Putaran pulley yang digerakkan (rpm)

6 Sabuk V Sebagian besar sabuk transmisi menggunakan sabuk-v, karena mudah penanganannya dan harganya murah. Selain itu sistem transmisi ini juga dapat menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah. Jarak yang cukup jauh yang memisahkan antara dua buah poros mengakibatkan tidak memungkinkannya menggunakan transmisi langsung dengan roda gigi. Sabuk-V merupakan sebuah solusi yang dapat digunakan. Sabuk-V adalah salah satu transmisi penghubung yang terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Dalam penggunaannya sabuk-v dibelitkan mengelilingi alur puli yang berbentuk V pula. Bagian sabuk yang membelit pada puli akan mengalami lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya akan bertambah besar (Sularso, 1991:163). Sabuk-V banyak digunakan karena sabuk-v sangat mudah dalam penangananya dan murah harganya. Selain itu sabuk-v juga memiliki keungulan lain dimana sabuk-v akan menghasilhan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah serta jika dibandingkan dengan transmisi roda gigi dan rantai, sabuk-v bekerja lebih halus dan tak bersuara. Dalam menentukan suatu besarnya daya yang akan ditransmisikan tergantung dari beberapa factor antara lain adalah: 1. Tegangan sabuk. 2. Kecepatan linier sabuk. 3. Bentuk sisi kontak sabuk dan pulley. 4. Kondisi sabuk. Bahan sabuk-v antara lain adalah berasal dari kulit, anyaman benang dan karet. Sabuk V inipun dibagi menjadi beberapa tipe yaitu sebagai berikut : 1. Tipe standar ; Dengan karakteristik tanda huruf A, B, C, D dan E. 2. Tipe sempit ; Dengan karakteristik symbol 3V, 5V dan 5L.

7 10 3. Tipe beban ringan ; dengan karakteristik tanda 3L, 4L dan 5L. Jenis sabuk dapat dilihat pada gambar 2.2. Gambar 2.2 Tipe sabuk V Gambar 2.2 Jenis sabuk. Bagian sabuk dapat dilihat pada gambar 2.3. Gambar 2.3 bagian sabuk.

8 11 1. Canvas : Berfungsi sebagai bahan pengikat struktur karet. 2. Rubber : Berfungsi sebagai elastisitas dan agar tidak slip. 3. Cord : Berfungsi penguat agar V-Belt tidak gampang putus. Persamaan perhitungan pada sabuk antara lain adalah sebagai berikut : Tegangan sabuk dan pulley dapat dilihat pada gambar 2.4. Gambar 2.4 Tegangan pada sabuk dan pulley. Sumber: (Sularso, 2002) 1. cara untuk menentukan panjang sabuk antara lain adalah : ( ) { ( ) }... (2.11) x = jarak sumbu poros (mm) = jari-jari poros kecil (mm) = jari-jari poros besar (mm) L = panjang sabuk (mm)

9 12 2. cara untuk mengetahui kecepatan sabuk antara lain adalah :... (2.12) Dimana: V = kecepatan sabuk (m/s) Dp n = diameter pulley penggerak (mm) = putaran pulley penggerak (rpm) 3. cara untuk mengetahui sudut kontak untuk sabuk terbuka antara lain adalah :... (2.13) Keterangan: = jari-jari puli besar = jari-jari puli yang kecil C = jarak antar poros Poros Poros merupakan salah satu bagian dari suatu elemen mesin yang berputar dimana fungsinya untuk meneruskan daya dari satu tempat ke tempat lain. Dalam penerapannya poros dikombinasikan dengan pulley, bearing, roda gigi dan elemen lainnya. (Joseph E Shigley. 1984) 1. Kekuatan poros Dalam perancangan pembuatan poros ada beberapa faktor yang perlu diperhatikan Misalnya, kelemahan, tumbukan dan pengaruh kosentrasi bila menggunakan poros bertangga ataupun penggunaan alur pasak pada poros tersebut. Poros yang dirancang tersebut harus cukup aman untuk menahan beban tersebut. 2. Kekakuan poros

10 13 Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup aman dalam menahan pembebanan, tetapi adanya lenturan yang terlalu besar akan mengakibatkan getaran mesin dan suara. Kekakuan poros harus disesuaikan dengan jenis mesin yang akan ditransmisikan dayanya dengan poros tersebut. 3. Material poros Poros yang biasa digunakan dalam putaran tinggi dan bebas yang berat pada umumnya dibuat dari baja paduan dengan proses pengerasan kulit sehingga tahan terhadap keausan. Sekalipun demikian, baja paduan khusus tidak selalu dianjurkan jika alasannya hanya putaran tinggi dan pembebanan yang berat saja. Dengan demikian perlu dipertimbangkan pemilihan jenis heat treatment yang tepat untuk kekuatan maksimal. Dalam suatu perhitungan poros dapat diketahui dengan melihat dari pembebanan antara lain adalah : a. Torsi yang terjadi pada suatu poros antara lain adalah :... (2.14) Keterangan: T = Torsi pada poros (Nm) P = Daya (watt) N = Putaran poros (rpm) Sumber : (Sularso, 2002) b. persamaan momen yang terjadi pada suatu poros antara lain adalah sebagai berikut:...(2.15) Keterangan: M = Momen (kg.mm) F = Gaya yang terjadi (kg)

11 14 L = Jarak terhadap gaya (mm) Sumber : (Sularso, 2002) c. cara untuk mengetahui suatu torsi ekuivalen antara lain adalah sebagai berikut : (2.16) Keterangan: Te = Torsi ekuivalen (kg.mm) M = Momen bending atau (kg.mm) T = Torsi (kg.mm) Sumber: (Sularso, 2002) d. cara untuk mengetahui diameter suatu Poros antara lain adalah sebagai berikut :... (2.17) Keterangan: d = Diameter poros (mm) = Tegangan geser maksimum (kg/mm 2 ) Sumber: (Sularso, 2002)