BAB III PERANCANGAN DAN PERHITUNGAN

Transkripsi

1 19 BAB III PERANCANGAN DAN PERHITUNGAN 31 Diagram Alur Proses Perancangan Proses perancangan mesin pengupas serabut kelapa seperti terlihat pada diagram alir berikut ini: Mulai Pengamatan dan Pengumpulan data Perencanaan Menggambar sketsa Perhitungan Menggambar Teknik Analisa Proses Pembuatan Gagal Pengujian Berhasil Selesai Gambar 31 Diagram Perencanaan dan Perhitungan

2 20 32 Pengertian Alat Mesin pengupas serabut kelapa ini diracang untuk mengupas serabut atau kulit terluar dari buah kelapa Dimana nantinya buah kelapa akan terjepit dan tertusuk oleh mata pisau yang dibuat berduri sehingga diharapkan nantinya serabut kelapa akan terkelupas 33 Mekanisme Kerja Mekanisme kerja mesin pengupas serabut kelapa adalah menggunakan tenaga dari motor dengan 1 phase Daya motor ini akan ditransmisikan dengan puli dan sabuk pada kecepatan tertentu Putaran mesin akan direduksi oleh redukser dengan perbandingan 1:10 dan ouput dari redukser akan diteruskan ke pisau melalui rantai Saat pisau berputar buah kelapa akan diletakkan diantara dua pisau dan buah kelapa juga akan ditekan dengan tuas penekan ini dimaksudkan agar buah kelapa agar tetap pada posisinya Dengan pisau yang dibuat berduri memungkinkan buah kelapa akan tertusuk sehingga serabut kelapa akan terkelupas Serabut kelapa yang sudah terkelupas akan turun melalui saluran output Berikut ini adalah gambar rancangan mesin pengupas serabut kelapa Gambar32Desain rancangan 3D

3 21 34 Perhitungan Daya Kebutuhan daya adalah besarnya daya yang diperlukan motor listik untuk memutar pisau yang nantinya akan digunakan mengupas serabut kelapa Sebelum itu dilakukan pengujian beban terhadap buah kelapa sehingga mendapat beban sebesar 165 kg Berikut ini adalah data data yang digunakan untuk melakukan perhitungan a Gaya gravitasi : 10 m/s b Beban yang diperlukan : 165 kg c Diameter pisau : 0127 m d Jari-jari pisau (r : m e Putaran (N5 : 24 rpm f Putaran (N6 :16 rpm Perhitungan : 1 Gaya berat yang di perlukan Gambar 33 Pengupasan kelapa FMxg 16 5 kg x 10 m/s 165 N 2 Gaya yang terjadi pada pisau pengupas I Jika beban mengenai 4 mata pisau pada pisau pengupas I

4 (mata pi 3 Gaya yang terjadi pada pisau pengupas II 660 Jika beban mengenai 3 mata pisau pada pisau pengupas I Gaya total 3 (mata pisau 495 F total F F F total 660 N 495 N 1155 N 5 Torsi yang bekerja pada pisau TFr 1155 N m 7334 Nm 6 Daya pada pisau pengupas II P watt 7 Daya yang dibutuhkan pada motor lisrik Pmotor listrik 2303 watt Jadi motor listrik yang di pilih memiliki daya sebesar ½ hp dengan putaran sebesar 1400 rpm dan sumber listrik 1 phase 35 Perhitungan Transmisi System transmisi adalah sistemyang berfungsi untuk mengkonversi torsi dan kecepatan yang berbeda-beda untuk di teruskan ke penggerak akhir Konversi ini mengubah kecepatan putaran tinggi menjadi lebih rendah atau sebaliknya Pada mesin pengupas serabut kelapa menggunakan system transmisi sabuk dan puli serta sprocket dan rantai

5 23 Gambar 34 sistem transmisi pada mesin pengupas serabut kelapa Berikut ini adalah data-data yang digunakan untuk menghitung system transmisi a Diameter pulley motor listrik ( b Diameter puli pada reducer ( : 50 mm : 200 mm c Diameter sprocket pada reducser ( d Diameter sprocket pada pisau ( e Diameter gear pada pisau pengupas I ( f Diameter gear pada pisau pengupas II ( g Putaran pada motor listrik ( : 90 mm : 130 mm :100 mm : 150 mm : 1400 rpm h Gaya yang terjadi pada pisau I : 5775 N i Gaya yang terjadi pada pisau II : 9075 N Perhitungan: 1 Putaran puli reducser

6 rpm 2 Perhitungan putaran output reducer : rpm : rpm 3 Perhitungan putaran sprocket pisau pengupas rpm 24 rpm 4 Perhitungan gear pada pisau pengupas II 16 rpm 5 Torsi pada pisau 1 T pisau F r 165 N m 1048 Nm 36 Perhitungan Komponen 1 Perhitungan rantai a Pitch ( p 127 mm b Jarak ( x 360 mm c Putaran sprocket pisau 24 rpm d Jari-jari sprocket pisau (r1 65 mm e Jari- jari sprocket reducser (r2 45 mm

7 25 f Jumlah gigi sprocket pisau ( Z1 30 gigi g Jumlah gigi sprocket reducser ( Z2 16 gigi h putaran sprocket pisau pengupas (N4 24 rpm Perhitungan : Gambar 35 Sprocket dan rantai a Kecepatan rantai V 015 mm s m/s b Jumlah sambungan rantai pitch c Panjang rantai L mm

8 26 d Pehitungan sudut kontak rantai sin sin 0056 sin (180 2α 180 ( ( rad e Perbandingan sisi kencang ( dan sisi kendor ( jika torsi yang di gunakan adalah : ( 1048 Nm ( Nm m x 0065 m 1048 Nm N ( maka x N N

9 27 2 Perhitungan puli dan sabuk a Diameter puli motor listrik (d1 50 mm b Diameter puli reducser (d2 200 mm c Jarak antara puli (x 265 mm d Putaran puli reducser 350 rpm Gambar 36 Puli dan sabuk Perhitungan: a Panjang sabuk yang digunakan L ( ( ( ( b Sudut kontak sin sin mm 9437 cm (

10 28 sin sin α (180 2α ( rad c Kecepatan sabuk N mm 091 m d Tarikan sisi kencang ( t dan kendor ( t Jika diasumsi koefisien Maka P (t t v watt (26 t - t 091 m/s watt 16 t 091 m/s watt 1456 t

11 t N t ( maka t 26 t N N 37 Perhitungan poros penggerak pisau Gambar 37 Desain rancangan tampak atas Spesifikasi perencanaan poros : Bahan yang digunakan untuk poros adalah baja ST 37 Diketahui : Bahan Poros ST 37 Tegangan tarik ijin ( 37 kg/mm2 370 N/mm2 Tegangan geser ijin ( 24 kg/mm2 240 N/mm2 Panjang poros 570 mm 057 m Berat buah kelapa 16 kg Berat sproket 15 kg Berat gear 1 kg Berat pisau pengupas 5 kg Gaya gravitasi 10 Tegangan rantai sisi kencang ( / N

12 30 Tegangan rantai sisi kencang (t N Perhitungan : a Gaya yang di berikan kelapa Jika buah kelapa mengenai dua pisau maka berat yang diberikan kelapa adalah: Gambar 38 Gaya yang di berikan kelapa M kelapa 16 kg : 2 08 kg Jadi gaya yang akan diberikan buah kelapa sebesar: W kelapa Mkelapa gaya gravitasi 08 kg 10 / 8N b Gaya berat yang diberikan pisau W pisau Mpisau gaya gravitasi 5 kg 10 / 50 N c Gaya berat yang diberikan sprocket pada pisau I W gear Mgear gaya gravitasi 1 kg N / d Gaya berat yang diberikan sprocket pada pisau II W gear Mgear gaya gravitasi 13 kg N /

13 31 e Gaya yang diberikan sproket F sproket M g ( 15 kg 10 / (26865 N N 15 N N N Gambar 39 gaya yang terjadi pisau f Reaksi pada poros I 223 N A 10 N C 024 m B 024 m 004 m Gambar 310 Uraian gaya pada poros I ΣFx 0 ΣFy N D 002 m E

14 32 Σ ( N Momen pada setiap titik: M 0 M 8865 N 024m 2127 Nm M 223 N 024 m 8865 N 048 m 1097 Nm M M Diagram SFD Gambar311 Diagram SFD pada poros I 0

15 33 Diagram BMD Gambar 312 Diagram BMD pada poros I g Reaksi pada poros II 223 N A 13 N C 024 m B 024 m 004 m Gambar 313 Uraian gaya pada poros II ΣFx 0 ΣFy 0 Σ

16 ( Momen pada setiap titik: M 0 M N 024m 265 Nm M 223N 024 m N 048m 4408 Nm M Diagram SFD Gambar316 Diagram SFD pada poros II 0

17 35 Diagram BMD Gambar317 Diagram BMD pada poros II h Mencari diameter poros Jika diketahui: Momen maksimum Torsi 4554 Nm Bahan poros St N/mm 1048 Nm τ 018 x 370 N/mm 666 N/mm(RSKhurmi & JKGupta2005 Perhitungan: Menghitung momen puntir ekuivalen ( ( Nm Menghitung diameter ijin poros 16

18 / Dari perhitungan diatas maka diameter poros minimum sebesar 16 mm Dalam kenyataan diameter poros yang kami gunakan adalah sebesar 25 mm Maka kontruksi poros trasnmisi dinyatakan aman