BAB IV PERHITUGA DA HASIL PEMBAHASA Pada proses perancangan terdapat tahap yang sangat penting dalam menentukan keberhasilan suatu perancangan, yaitu tahap perhitungan. Perhitungan di lakukan untuk menentukan dimensi, kekuatan, dan besarnya gayagaya yang terjadi, serta kemampuan teknis lainnya, sehingga dapat di peroleh komponen-komponen yang sesuai dari syarat-syarat yang telah di tentukan. Pada bab ini dibahas perhitungan yang mengarah pada kontruksi komponen-komponen alat yang berhubungan dengan fabrikasi alat yaitu dimensi, kekuatan, dan gaya-gaya yang bekerja. 4.. Perencanaan Tenaga Pengilasan Untuk menentukan tenaga rencana pada proses pengilasan, dan beberapa hal yang bisa di asumsikan antara lain :. Tekanan aksial untuk pengilasan (Ta) : 0,006 /mm. Diameter batu pengilasan (Dg) : 00 mm 3. Kecepatan putaran poros pengilasan ( ) `: 804 rpm 4. Panjang kacan rata-rata (P k ) : 8 mm 5. Lebar kacang rata-rata (L k ) : 6mm
Dari data di atas maka dapat di tentukan : a) Luas daerah pengilasan (Ap) π Dg Pg π 00 30 44440 mm b) Jari-jari daerah pengilasan (Ra) Dg dengan : maka Dg Diameter silinder pengilasan (mm) (Ra) 00 00 mm c) Beban (gaya) aksial pada daeras pengilasan (Wa) Wa Ta Ap 0.006 /mm. 44440 mm 375,54 d) Maka tenaga yang di perlukan untuk pengilasan (P) yaitu : P d Wa 5 ()Τϕ π Ra /Φ4 5.84 Τφ 0 0 ()Τϕ L + P /Φ4 5.84 Τφ 0 0 k k 375,54 5 ()Τϕ 3,4 00/Φ4 8045.84 Τφ 0 0 ()Τϕ 8 + 9 /Φ4 5.84 Τφ 0 0 475955, 9 mm /min 475,95 m/min
9,7 m/s 4.. Perencanaan Kapasitas Penggilasan π do K ()Τϕ L + P /Φ4 H 5.84 Τφ 0 0 53.68 6.69 Τ K K 60 π mm K min ( mm + mm) kg mm K min mm kg K min kg K kg / min Maka, 3,4 600 804 60 K ()Τϕ 6mm + 8mm /Φ4 4350 5.898 Τφ 0 0 58.7 408.45 Τ K,48 kg/min 4.3. Sabuk Dan Puli Perhitungan di lakukan untuk mendapat dimensi sabuk, dan puli, sehingga aman untuk di oprasikan dan memenuhi syarat batas keselamatan, juga kebutuhan yang di inginkan. a) Menentukan daya penggerak Pengerak yang di gunakan adalah motor listrik dengan daya 0,75 Kw atau 735 W dengan putaran 400 rpm. b) Menentukan momen punter rencana (T,T )
Dari data di atas, di dapat daya penggerak (P d ) sebesar 735 W, dengan putaran puli penggerak ( ) sebesar 400 rpm sedangkan direncanakan putaran puli yang di gerakan ( ) sebesar : D d P p 95mm 400rpm 56mm 400rpm 3,48mm 40rpm Sehingga momen punter dapat di hitung dengan menggunakan rumus : T 60Pd 000 π n Dengan P 735 W, maka untuk T dapat sebesar : T 60 735 W π 400 rpm Dan untuk T di dapat sebesar : 505,93 mm T 60 735 W π 40 7468,39 mm Untuk motor listrik dengan daya 0,75 Kw atau 735 W, dan putaran puli pengerak 400 rpm, maka di dapat T 505,93 mm, dan T 7468,39 mm.
c) Menentukan sabuk V untuk menentukan sabuk di gunakan table pemilih sabuk V, untuk motor listrik dengan daya 0,75 Kw atau 735 W, dan putaran puli penggerak ( ) sebesar 400 /min, dengan putaran puli yang digerakkan ( ) sebesar 804 /min. sesuai dengan tabel pemilihan sabuk V maka di ambil ukuran sabuk V tipe A dengan tebal sabuk (t) sebesar 9 mm, lebar,5 mm, dengan sudut V 40 0. d) Menentukan diameter nominal luar puli penggerak (d p ) Motor listrik dengan daya 0,75 Kw dengan putaran puli penggerak sebesar 400 rpm ( ), dengan putaran puli penggerak (d p ) sebesar 56 mm, seperti yang di tunjukkan pada table 4. berikut ini : Penampang A B C D E Diameter min yang di ijinkan 65 5 75 300 450 Diameter min yang anjurkan 95 45 5 350 550 Tabel 4. Diameter Minimum Puli Yang Di ijinkan Dan Di anjurkan (mm) e) Menentukan perbandingan putaran puli (i) Menentukan perbandingan puli penggerak ( ) dengan putaran puli yang di gerakkan ( ) di dapat cara : i
400rpm 40rpm 3,33 f) Diameter luar puli yang di gerakkan (D P ) Menghitung diameter luar puli yang di gerakkan (D p ), telah di tentukan bahwa d p sebesar 56 mm, dan perbandingan putaran puli (i) sebesar 3,33 sehingga d p dapat dihitung dengan rumus : d i p D p Maka hasilnya adalah: 56 mm x 3,33 87 mm Jadi jika diameter puli penggerak (d p ) sebesar 56 mm, dan perbandingan puli (i) sebesar 3,33 maka dapat D P sebesar 87 mm. g) Diameter luar puli penggerak (d e ) Menghitung (d e ) di tentukan dengan menggunakan sabuk V tipe A yang memiliki tebal 9,0 mm, lebar,5 mm, dan sudut V sebesar 40 0, dan di tentukan bahwa d p sebesar 56 mm maka d e di hasilkan dari Rumus: d p + t d e maka : 56 mm + 9mm 65 mm
Jadi jika diameter nominal puli pengerak (d p ) sebesar 56 mm dan sabuk sebesar 9 mm maka di dapat d e sebesar 65 mm. h) Menentukan diameter puli yang digerakkan (D e ) Dalam menghitung D e dapat di tentukan berdasarkan penggunaan sabuk V tipe A dan harga D p yang di dapat sebesar 95 mm, maka D e dapat di hitung dengan rumus : D p + t D e Maka 95 mm + 9mm 04 mm Jadi jika diameter nominal puli penggerak (D p ) sebesar 95 mm dan sabuk sebesar 9 mm, di dapat D p, D e, dan d e dapat di lihat pada gambar 4. berikut ini : Gambar 4.. Potongan dan Ukuran Puli
i) Menghitung jarak sumbu poros (C) Berdasarkan hasil perhitungan dengan (d p ) sebesar 56 mm, dan (D p ) sebesar 95 mm. b + C b 8 ()Τϕ /Φ4 8.78 Τφ 0 0 8 D P d p Dengan b L π ()Τϕ /Φ4 8.78 Τφ 0 0 D p d p Maka b x 43 mm 3,4 (95 mm 56 mm) b 849,54 mm setelah harga b di dapat sebesar 849,54 mm maka dapat di masukkan ke dalam persamaan : b + C b 8 ()Τϕ /Φ4 8.78 Τφ 0 0 8 D p d p Sehingga di peroleh 849.54mm + C 849,54 8 ()Τϕ mm /Φ4 56mm 5.84 Τφ 8 95 C 33,39 mm 330 mm
Jika bila (d p ) 56 mm, dan harga D p 95 mm, dan harga b sebesar 849,54 mm, maka di dapat jarak sumbu poros (C) sebesar 330 mm seperti di tunjukkan pada gambar 4.3 berikut ini : Gambar 4.. Jarak Sumbu Poros j) Menentukan sudut kontak (θ ) Telah di ketahui d p 56 mm, D p 95 mm, dan hasil dari perhitunggan jarak sumbu poros (C) di dapat 330 mm, maka sudut kontak dapat dihitung dengan rumus : Maka 57 θ 80 0 θ 80 0 ()Τϕ D d /Φ4 8.887 Τφ 0 0 p C p ()Τϕ mm /Φ4 56mm 5.84 Τφ 0 0 40 57 95 330mm 55,8 0 0,93
Dari perhitunggan di atas di dapat sudut kontak (θ ) sebesar 58,8 0 dan sesuai dengan table factor koreksi (K o ) 0,93. keterangan di berikan pada gambar 4.4 berikut ini : Gambar 4.3. Sudut Kontak Puli k) menentukan gaya sisi tegangan dan sisi kendor (F F ) Pada perhitunggan sebelumnya telah di dapat harga D p sebesar 95 mm, dan T di dapat sebesar 7468,39 mm, dengan menggunakan persamaan : Sehingga 7468,39 mm (F F ) F F 79,7 95mm
79 Dari perhitunggan di atas di dapat gaya tarik efektif sabuk (F F ) sebesar 79. l) Menghitung kecepatan sabuk (V) Dalam perhitunggan kecepatan sabuk telah diketahui (d p ) 56 mm, dan ( ) 400 rpm, maka kecepatan sabuk dapat di tentukan dengan rumus : V π d p 60 000 Maka V 3,4 56 mm 400 rpm 60 000 V 4, m/s Dari perhitungan di atas di dapat kecepatan sabuk (V) sebesar 4, m/s. m) Menghitung trasmisi daya sabuk (P o ) Dalam perhitunggan gaya tarik efektif sabuk (F F ) sebesar 79 dan kecepatan sabuk (V) di dapat 4, m/s, maka P o dapat di hitung dengan rumus : P o ()Τϕ F F / g/φ4 5.809 Τφ 0 0 335.76 0 000
Sehingga : P O P O ()Τϕ 79 / 9,8 /Φ4 4,m 5.84 / s Τφ 0 0 340.8 735 W 0 000 Dengan gaya tarik efektif sabuk (F F ) sebesar 79 dan kecepatan sabuk (V) di dapat 4, m/s, maka di dapat harga P O sebesar 735 W. n) Menentukan jumlah sabuk ( s ) Dalam menentukan jumlah sabuk, telah di ketahui harga 735 W, serta harga P o 735 W, dan harga K o 0,93, sehingga jumlah sabuk dapat di tentukan dengan rumus : S P K O O Maka S 735W 735W 0,93 S,07 buah Dengan perhitungan di atas, maka di peroleh suatu ketetapan dalam menggunakan sabuk V tipe A, no. 45, L 43 mm, sebanyak satu buah.
4.4. Pasak Perhitungan pasak di lakukan untuk memperoleh ukuran pasak yang sesuai dengan diameter poros, sehingga poros dapat bekerja dengan baik. a) menentukan gaya tangensial pada pasak (F) Pada perhitungan momen punter di dapat T sebesar 7468,39 mm, dan perhitungan diameter poros d s sebesar 5 mm, maka gaya tangensial dapat dicara dengan rumus : F Maka T d s 7468,39mm F 397, 48 5mm Jadi gaya (F) yang terjadi sebesar 397,48 b) Menentukan dimensi pasak dan bahan pasak Untuk menentukan pasak dari diameter poros d s 5 mm dapat di lihat pada table pasak (lampiran 3) yaitu : Sebesar 7 x 7 dengan kedalaman alur pasak t 4 mm, dan t 3,5 mm Untuk menetukan bahasa pasak sesuai dengan bahan poros S 30 C kekuatan tarik ()Τϕ τ sebesar /Φ4 550 5.84 / mm Τφ 0 0 34.88 Factor keamanan bahan SC (S f ) sabesar 6 b
Faktor keamanan untuk pengaruh konsentrasi tegangan dan tumbukan ringan (S f ) sebesar seperti di tunjukan pada Gambar 4.4 berikut ini : Gambar 4.4. pasak dan penempatannya c) Menentukan tegangan geser yang di ijinkan ( τ ka ) pada pasak Setelah di tentukan bahan dari factor keamanan pada bahan poros dan kekuatan tarik,sehingga tegangan geser yang di ijinkan : τ ka B σ fs fs Maka 550mm τ ka 45,8 /mm 6 Jika bahan pasak yang di gunakan S 30 C maka tegangan geser yang di ijinkan ( τ ka ) sebesar 45,8 /mm
d) mnentukan panjang pasak (I ) dari tegangan geser yang di ijinkan pada perhitungan gaya tangensial (F) yang terjadi sebesar 397,48 dan perhitungn tegangan yang di ijinkan ( τ ka ) sebesar 45,8 /mm maka panjang pasak dapat di hitung dengan rumus : τ ka F b I Maka τ I ka 397,48 7 I 397,48 7 45,8 I 4,35 mm Maka panjang pasak di dapat sebesar 4,35 mm. e) menentukan tegangan permukan yang di ijinkan (P a ) tegangan permukaan yang di ijinkan dapat di tentukan yaitu: P a F l t 397,48 P a 80,3 /mm 4,35 Jadi tegangan permukaan yang di ijinkan di dapat sebesar 80,3 /mm
f) Menghitung panjang pasak (I ) dari tegangan permukaan pasak yang di ijinkan (P a ) Pada perhitungan gaya tangensial, dan pemilihan ukuran pasak, serta tegangan permukaan yang di ijinkan dapat di tentukan dengan cara : P a l F 3,5 397,48 80,3 l 3,5 l 4,98 mm Maka dari perhitunggan di dapat l sebesar 4,98 mm